发布日期：2023/6/13 USB Type-C
发布单位：iST宜特
USB Type-C将文件传输、影像输出与充电功能合而为一，俨然成为当今主流。市场更传言下一代苹果旗舰手机iPhone 15系列，将改用USB Type-C传输埠，舍弃长期以来的Lightning接口。
各大厂牌也因应推出了多功能的USB Type-C 显示器产品，但随之而来的兼容性问题，如何找出问题点？
2022年底，欧盟议会正式拍板定案，自2024年底起，强制要求各类于欧盟销售的手机、平板、数字相机等消费性电子产品，都必须统一使用USB Type-C充电接口，降低电子垃圾产量。
消息一出，市场目光纷纷转向独立规格的苹果阵营。更有传言，下一代苹果旗舰手机iPhone 15系列，也将改用USB Type-C传输埠，正式跟Lighting说再见。事实上，近年来，在消费性产品市场上，USB Type-C俨然成为当今主流，无论是在系统端、笔记本电脑、储存装置、显示器、手机等3C周边产品上，都可看到USB Type-C接口的踪迹。
为什么Type-C如此受到欢迎？该接口最大优势，就是将文件传输、影像输出及充电功能集合在同一条USB Type-C 连接线中。不像早期一种产品就需要一种规格的线，Type-C相较USB Type-A、Micro USB，传输速度可高达10Gbps，并提供高达 100W 的充电电流。
许多显示器大厂，也因应此市场趋势，不再仅仅将自家产品局限于显示功能，而是开发整合出集众多功能于一身的机种，比如结合了USB Hub (USB集线器)功能与网络功能，可替消费者节省另外购买USB Hub等周边产品的费用，也增加了桌面使用空间。于是，屏幕是否具备USB Hub的功能，也逐渐成为用户选购的指标之一。
本期宜特小学堂将和大家分享，USB Type-C-显示器双功能衍生出的兼容性问题，并从宜特讯号测试实验室多年观察，探究其中最常发生的五大潜在风险。
USB Type-C
USB Type-C
一、 再也不必弯腰找主机的USB端口，从屏幕就能优雅传输数据
上述提到，屏幕显示器不再只有基础的显示功能，新增的USB Hub端搭配Type-C接口，更能帮助用户将众多装置集结在一台装置中。
例如：储存装置，如外接硬盘及小型随身碟、外接键盘、鼠标等，或是其它不需再外接电源的USB相关设备，均可一并接到屏幕的USB Hub，不必再弯腰找主机的USB端口插槽，还担心电线乱糟糟。
图一：屏幕不仅有显示功能，后端的USB Hub搭配Type-C接口，让用户不必再弯腰找主机的USB端口，就能轻松链接许多装置。
另外，更有可支持RJ45(模块连接器/以太网络连接器网络)网络接口的显示器型号，让用户在计算机主机没有RJ45接口的情况下，仍可透过显示器使用有线网络，让自已无论是处在有线或无线的网域时，都能够方便的使用网络。
二、 USB Type-C显示器支持双功能，高速传输还是高清画质，由你来决定
拥有USB Hub的显示器，还有一个更厉害的功能，就是用户可在传输速度和高分辨率这两项功能中，自行切换优先权。
基于USB Type-C接口在显示部分中，依循的规范是VESA (Video Electronics Standard Association, 影片电子标准协会) DisplayPort规范中的Display替代模式 (DisplayPort Alt Mode)。
而将DP技术应用在USB Type-C界面中，称为DisplayPort Alt Mode Over Type-C技术。DisplayPort Alt Mode拥有多样性传输模式，即可同时传递高分辨率影像、USB文件传输及电力 (充电) 功能。
想当然尔，品牌厂在开发商品时，为了制造更便利于消费者的功能，便在设计上赋予USB Type-C用户自行选择「显示清晰度」或「数据读取速度」这两方面的优先权 (USB Prioritization Function)。
以下由VESA DisplayPort规范来说明，这两种不同情境下的使用方式：
(一) 降低分辨率，提高传输速度，使用DisplayPort 2 Lane带宽: High Data Speed
第一种，使用2 Lane带宽，即是仅用原本显示带宽的一半，来处理显示的分辨率及画面构成，并将USB数据传输带宽，调整至USB 3.0的速度来使用。
例如: 为提高USB数据的传输速度至USB 3.0，来达到高速传输的效果，更改使用设定为: 将原可支持到4K分辨率更新率为60fps(3840×2160@60Hz)的屏幕，调降成显示分辨率至4K分辨率更新率为30fps(3840×2160@60Hz)或是2K (2560×1440)的分辨率。
(二) 支持高分辨率最佳画质，降低数据传输带宽使用DisplayPort 4 Lane带宽: High Resolution
第二种，使用4 Lane带宽，让支持到高分辨率的屏幕，如4K (3840×2160@60Hz)更新率，可优先使用至最佳画质来显示。由于USB Type-C的带宽是固定的，相对地，需要调降USB数据传输带宽至USB 2.0的速度来使用。
三、方便之余，潜在的风险知多少?
这类的产品设计上，对于用户来说，真是一项智能及便利的功能。但同时，在设计及开发的过程中，要完美兼具显示及USB数据传输功能，却不是一件容易的事。
因此，为了确认产品质量，厂商须要让显示器做兼容性测试(Compatibility Test)。宜特讯号测试实验室，多年来已累积上千笔实验数据，我们透过数据数据库中，汇整出以下五项最常见的风险。
(一) 画面全黑，突然从屏幕中看到了自己
在屏幕兼容性上很常出现的问题，就是显示器因无法正常接送讯号，而呈现出画面全黑的状况，也就是所谓的黑屏，造成用户无法正常看到计算机画面。
图二：显示器因兼容性问题造成的黑屏状况。
(二) 画面出现噪声，不是你眼花是它真的有问题
另一种在兼容性上很常出现的问题，显示器会出现零点几秒钟，甚至长达一至两分钟的噪声画面，干扰了用户正常使用计算机的状况。
图三：因兼容性问题导致屏幕出现噪声。
(三) 计算机主机莫名重新启动，导致用户数据通通消失
兼容性中有一个很深奥的问题，就是USB速度上的切换，会使得计算机主机无端地自动重新启动，导致用户正在使用的数据，均无法被储存，工作中的任何内容，都有被抹灭的风险。
(四) 数据访问速度慢，说好的USB 3.0高速传输呢?
数据传输速度应该提高至USB 3.0的装置，却仍旧停留在USB 2.0的速度。如何确认产品达到USB 3.0宣称的Super Speed ? 我们可藉由检查USB速度的软件工具，来确认其USB速率模式是否只有High Speed，而非宣称的USB 3.0 Super Speed。
(五) 数据无法被读取
USB设备无法被计算机读取或使用，此点比例稍低于前面几项。当此问题发生时，通常USB Hub还能运作，只是对于某些品牌的USB设备兼容性较差，导致该设备无法在屏幕USB Hub上正常运作。而发生问题的设备也较广泛，常见的包含USB随身碟、视讯摄影机、鼠标键盘等等。
图四：透过宜特讯号测试实验室的数据库，上述五点发生的比例。
其中，从宜特讯号测试实验室观察到，上述提及的「黑屏」(Black Screen)与「噪声」(Corruption)，算是比较严重且常见的兼容性问题，深切影响用户对于该产品，乃至整个品牌的信任度。按图四来看，在屏幕USB Hub问题中，此两种加起来所占的比率将近50%之多，不可不重视。
四、从产品规格、特色，量身打造的兼容性测试方案
近年，各大品牌厂力推的整合型产品，对于消费者来说，增加了更多的便利性，能搭配的接口设备种类也是千变万化。但随之而来的，即是各类设备的兼容性问题浮上台面，那要厂商该如何确保产品质量呢？
宜特讯号测试实验室，除了可提供USB/ DisplayPort / HDMI /VESA DisplayHDR等多项标准测试及官方认证服务外，更能为品牌客户的USB Type-C及其他各类产品的兼容性严格把关。针对各式各样不同的客户产品功能，宜特能客制化制定兼容性的测试项目，并依循着使用者角度，设计出专业详细的测试步骤，找出产品与其接口设备兼容性的问题点，协助客户解决棘手问题。
本文与长久以来支持宜特的您分享经验，若您有任何讯号测试相关问题，或是想要更进一步了解细节，欢迎洽询宜特讯号测试实验室 +886-2-2792-2890分机2731 朱小姐(Jenny) │Email: web_si@istgroup.com；marketing_tw@istgroup.com