USB Type-C次世代連接介面將改變我們與電子產品的互動方式，並為我們接收與傳送資料的方式帶來突破性的功能。它的電力、資料與影像傳輸功能、耐用性及易用性，將為個人電子裝置、行動通訊與運算、汽車、工業以及物聯網等市場的使用者、工程師及製造商帶來前所未有的機會。
通用匯流排(USB)連接無所不在，在智慧型手機、電腦、數位相機、印表機及各種裝置充電與互動應用中扮演重要角色。建立在前幾代USB的穩固基礎上，能將電力、資料與影像統合在一條防誤插纜線上的Type-C，勢必將成為20年前USB標準問世後，最重要的連接技術發展(圖1)。
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| 圖1 第一個USB 2.0埠於2000年推出，此標準持續發展至USB Type-C技術。 |
Type-C的纜線將協助工程師與製造商創造更薄且更優雅的產品，並促進新興技術的發展。消費者將來只需攜帶一條USB埠纜線，不用再帶著好幾條纜線出門。為了支援多種應用，此USB連接器的外觀與功能將不同於以往的標準版本。
連接介面遍地開花 Type-C連接器大秀戰力
USB Type-C很容易使用與插入，纜線兩端的外觀與功能完全相同。此款連接器本身的尺寸類似現有的USB 2.0 Micro-B，但正反皆可插入。
USB Type-C便利性與防誤插設計解決了世界各地USB使用者實際面臨的問題，因為現有的USB纜線只能以單一方向插入。如有需要，亦可將纜線設計為可在一端使用舊款USB插頭，另一端則使用Type-C插頭。市場上將推出轉換器以協助使用者順利地從使用目前USB標準的裝置轉換為Type-C標準。
單條USB Type-C連接器可提供目前電子裝置需要多個連接器才能提供的功能。以筆記型電腦為例，其通常配備一個圓形電源接頭，可透過電源供應器為裝置充電；不僅如此，更具備視訊連接器功能，例如可支援DisplayPort或HDMI顯示器。另外，具數據傳輸的功能，可用於連接USB周邊裝置，例如硬碟、隨身碟等。
USB Type-C連接器亦支援音訊連接，可讓使用者連接耳機。試想一個單一Type-C連接器即可提供與四個(圓形插孔、USB、DisplayPort及音訊)獨立連接器相同的功能。這真正反映了Type-C連接器的通用功能，同時提供時尚且簡潔的終端產品設計。Type-C連接器與纜線的設計可提供最高20Gbit/s的資料傳輸速率，可因應未來多年的需求。
在一開始，USB介面已將資料與電力結合至單一連接器。隨著此介面的進化，資料傳輸速率從最初USB1.0的12Mbit/s提高至最新USB 3.1 Gen2的10Gbit/s。
USB 3.1的VBUS電力供應能力亦透過附加的充電功能而有所提升。但是，高傳輸速率的影音(A/V)介面仍然各自獨立。某些解決方案，如Thunderbolt與DockPort曾嘗試利用為人所熟悉的連接器(例如DisplayPort)帶入影音功能，然而卻從未能夠在市場中達到突破性的成長，蘋果(Apple)所推出的Lightning連接器，雖然提供了備受使用者喜愛的、正反皆可插的功能，但卻缺少USB SuperSpeed(SS)與高解析度視訊功能。
USB Type-C帶來統一的連接器應具備的所有功能，將資料、音訊、影像及電力有效地整合至單一介面(圖2)。這些功能皆以能透過模組化運作的方式加以定義。此介面亦提供僅使用舊型USB功能的模式，亦即僅提供USB資料與預設的電力，可搭配選擇性的USB Power Delivery(PD)通訊協定，以進一步強化電力並可透過替代模式(Alt Mode)支援視訊傳輸。
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| 圖2 USB Type-C可協助提供簡單的設計。 |
實現影音/大功率輸出 Type-C介面好處多
Type-C提供較過去任何USB版本更高的電力，此介面原生可提供15瓦的電力，為標準USB 2.0充電速率的6倍，為最快速的USB電池充電(BC)1.2速率的1.5倍。雖然15瓦對於大多數智慧型手機與平板電腦而言可能已經足夠，但標準纜線搭配USB PD可提供60瓦功率，若搭配專門用於充電的纜線，可提供最高100瓦的充電功率。如此將可為各種裝置充電及供電，例如筆記型電腦、平板電腦，以及目前仍無法透過USB充電的各類裝置。依據Type-C標準，USB電力為雙向，可讓單一裝置接受供電或做為供電來源。
USB標準的最大進步在於能夠支援交錯模式，如此即可將其他通訊協定加入纜線。此功能可交換USB資料、電力及其他通訊協定，這通常是指影像。目前最廣為人知的通訊協定包括DisplayPort、Mobile High-Definition Link(MHL)、Thunderbolt及PCI-Express。替代模式可在纜線上傳送未經壓縮的視訊，同時維持USB 2.0資料以及Type-C與PD充電能力。
Type-C多重角色影響設計實作
USB Type-C連接器以對稱的方式定義，插頭可以正面朝上或朝下插入，纜線可以從任何一端插入，這些使用上的彈性需要訊號多工器(Mux)來實現。基本Type-C需要通道組態(CC)功能，讓主機與用戶端裝置能相互探索彼此所連接的裝置。
CC控制器功能可提供相關機制，讓Type-C埠依據所需要的系統動作，將本身識別為上行資料連結埠(DFP)、上行資料連結埠(UFP)或雙重角色連接埠(DRP)。在預設組態中，DFP最高可透過5V VBUS提供15W功率。若要提供或使用超過15W的功率，將需要USB PD通訊協定。進入與結束替代模式合約時，亦需要USB PD。
USB Type-C的彈性能夠在許多不同的應用中提供多樣化的安裝模式，依據應用的不同，電子裝置可扮演資料、影音及電源等不同的角色。表1摘述部分使用案例，依據這些偏好選項，Type-C埠實作將有所不同。
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| 表1 Type-C應用及其角色 |
在基本USB 2.0組態中安裝Type-C連接器只需要CC控制器，若要支援USB 3.1則需要額外的資料多工器。USB PD可提供強化電力與替代模式影像的額外功能。
OEM/ODM廠商皆看好 Type-C漲相佳
相信市場將快速朝向將USB Type-C整合至終端裝置的方向發展，電腦產業是最早採用的領域，在2015年底節慶旺季已推出相關筆記型電腦、桌上型電腦及周邊裝置等產品。
手機產業將緊接著成為第二個採用的領域。作者所接觸過的所有原始設備製造商(OEM)與原始設計製造商(ODM)皆表示非常看好USB Type-C的未來。其中大多數的業者皆有多項專案正在進行，準備將此介面整合至他們的平台。
USB Type-C將能夠讓手機提供更多功能，過去手機為顧及時尚的外觀設計使其無法配備視訊連接器，例如DisplayPort或HDMI，現在這一切已有所改變。現在使用者可在Type-C手機上透過小型擴充座，讓手機成為桌上真正的全功能個人電腦，連接高解析度螢幕、鍵盤、滑鼠及外接式硬碟。
汽車產業正面臨巨大的轉變，因為它提供更多的技術以提升安全性、效率及可靠性，並且讓駕駛者與所駕駛的汽車有更多人性化的互動方式。相信汽車產業在新車中採用Type-C埠的速度，會比過去採用舊世代USB的速度來得更快。正反皆可插的便利性以及至少15瓦電力的實用性，對於駕駛者來說非常具有吸引力。
Type-C將為汽車產業開啟許多新的機會。乘客將可在行駛過程中上傳播放清單與高解析度影像、透過更大的螢幕觀賞影片，並同時為手機充電。由於應用程式可即時提供交通資訊，告知去哪裡加油最便宜，而且無需操作手機，駕駛及乘客將可更便利地安排他們的生活。
個人電子裝置如相機、攝錄影機、無人機及許多其他裝置，也將很快地開始採用Type-C做為最快速的資料與視訊傳輸方式，並提供較舊時代產品更高的電力。
可統合手術室等各種環境中的纜線，勢必將成為吸引醫療領域的特點。Type-C可讓醫療專業人士在用於顯微手術的電腦螢幕上獲得更高的解析度，並且在關鍵程序中以更快的速度傳送資料。
終端產品陸續導入 Type-C商機起飛
Type-C的主要特色是能為裝置提供更大的電力，Type-C最低可提供15瓦，最高100瓦的功率，勢必將改變供應電力的方式。
目前有許多建築業者安裝附帶目前世代USB埠的電源插座，為了跟上市場的潮流，開發這些插頭產品的企業將會希望未來能夠提供Type-C插座，而這些產品選項已即將問世。
更重要的是，市面上已有業者看見此商機，該業者表示，電源供應器將從終端產品上消失。例如，筆記型電腦產品將不再提供電源供應器，Type-C纜線將取代變壓器，以降低產品的整體成本。變壓器未來將用於手機、筆記型電腦、相機及其他許多產品，例如，假設15瓦轉接器無法提供足夠的電力，您可以購買45瓦或60瓦的變壓器，而且這些變壓器亦可用於電力需求較低的裝置。額外的電力功能將鼓勵許多終端設備製造商不再採用現有的USB連接器，而是轉為採用Type-C提供電力。例如，串流播放裝置、機上盒、玩具、個人醫療保健電子產品等。
此外，連接器的資料傳輸能力亦將大幅提升。Type-C連接器頻寬可達5Gbit/s或10Gbit/s，Thunderbolt替代模式等自訂功能可提供最高40Gbit/s的傳輸能力。
透過次世代的電力與資料功能，使用者與電腦的互動方式將會改變。使用者新的筆記型電腦可能不會內建顯示卡，因為Type-C纜線將會有足夠的頻寬可提供未經壓縮的影像。使用者將在工作時攜帶超薄的電腦，然後將電腦帶回家並插入擴充座，享受高階顯示卡的完整效果。
Type-C將為許多產品帶來機會，例如通用擴充座、傳輸速率更高且自我供電的裝置，以及許多終端裝置與尚未發現的創新。USB Type-C勢必能讓生活更加輕鬆。此款簡潔的連接器將減少攜帶的纜線數量，改變隨插即用的概念，並為開發人員與製造商提供前所未有的機會，開發各種可改善人類生活並提升生活、工作與玩樂方式的各種創新產品。
(本文作者皆任職於德州儀器)