USB浅析
2021-7-26 洋洋
写在前面
USB是我们生活中最常用的接口之一，可是你真的了解它吗，本文给大家科普USB的知识。
本文旨在以通俗易懂的方式，把USB的知识介绍的尽量全面一些。
本文为科普文章，经过大量技术验证，如果有什么错误或不足之处还请大家多多指教，我会虚心接受并改进，谢谢大家。
如果大家觉得文章写的还不错，本文支持除收费的任何方式转载（最好带上图片哦）首发 张乃升的博客。
USB简介
通用串行总线 (Universal Serial Bus，USB) 是一种新兴的并逐渐取代其他接口标准的数据通信方式，
由 Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC及Northern Telecom 等计算机公司和通信公司于1995年联合制定，
并逐渐形成了行业标准。USB 总线作为一种高速串行总线，其极高的传输速度可以满足高速数据传输的应用环境要求，
且该总线还兼有供电简单（可总线供电）、安装配置便捷（支持即插即用和热插拔）、 扩展端口简易、
传输方式多样化、以及兼容良好（产品升级后向下兼容）等优点。是应用在计算机领域的接口技术
本文命名规则
由于从USB3.0开始USB命名比较混乱，为了方便大家学习，本文使用大多简称编写。
USB 3.2 gen 1x1(现已被USB IF更新至USB 3.2 gen 1)本文简称USB3.0（5Gbps）
USB 3.2 gen 2x1(USB IF更新至USB 3.2 gen 2)本文简称USB3.1（10Gbps）
USB 3.2 Gen 2x2本文简称USB3.2（20Gbps）
USB4 Gen3x2（40Gbps版本）本文简称USB4或USB4.0（40Gbps）
详见第一章
第一章 USB版本的简介与标识
USB的命名比较混乱，这也给奸商有了可乘之机。 本章专门解释USB版本与其区别
在1994-1995这一年之间USB IF就整出了0.7/0.8/0.9/0.99/1.0RC这么多的版本，不过这些版本是内部测试版本并没有面世。所以作者就不写了，感兴趣的小伙伴可以去百度。
1.0
1996年，第一代USB接口USB1.0正式发布。
USB规格第一次是于1995年，由Intel、IBM、Compaq、Microsoft、NEC、Digital、North Telecom等七家公司组成的USBIF（USB Implement Forum）共同提出，USBIF于1996年1月正式提出USB1.0规格。
理论传输速率1.5Mbps（约0. 1875MB/s）
供电电压5V
供电电流500mA
常见接口引脚数量 4针（Type-A)
1.1
1998年9月，USBIF提出USB1.1规范来修正USB1.0，主要修正了技术上的小细节
理论传输速率12Mbps（约1.5MB/s）
供电电压5V
供电电流500mA
常见接口引脚数量 4针（Type-A)
2.0
2000年制定的USB 2.0标准是真正的USB 2.0，被称为USB 2.0的高速（High-speed）版本
理论传输速率480Mbps（约60MB/s）但实际速度一般不超过30 MB/s
供电电压5V
供电电流500mA
常见接口引脚数量 4针（Type-A)
USB2.0的时候重新命名了USB标准将原先的USB 1.1改成了USB 2.0 Full Speed（全速版），同时将原有的USB 2.0改成了USB 2.0 High-Speed（高速版），并同时公布了新的标识。不言而喻，高速版的USB 2.0速度当然超过全速版的USB 2.0。
3.0（USB 3.2 gen 1x1）
USB3.0技术是由英特尔、惠普、NEC、NXP半导体以及德州仪器（Texas Instruments）等公司共同开发的。由USB-IF于2008年11月发布。现已被USB IF更新至USB 3.2 gen 1
（某些商品可能标注USB 3.1 gen 1）
被称为（Superspeed USB 5Gbps）
理论传输速度5.0Gbps（500MB/s）（请注意5Gb/s的带宽并不是5Gb/s除以8得到的625MB/s而是采用与SATA相同的10 Bit传输模式（在USB2.0的基础上新增了一对纠错码），因此其全速只有500MB/s。实际最大速度约320MB/s
USB3.0 引入全双工数据传输。5根线路中2根用来发送数据，另2根用来接收数据，还有1根是地线。也就是说，USB 3.0可以同步全速地进行读写操作。以前的USB版本并不支持全双工数据传输。
供电电压5V
供电电流900mA
常见接口引脚数量 9针（Type-A)
射频干扰
Intel的一篇白皮书《USB 3.0 Radio Frequency Interference Impact on 2.4 GHz Wireless Devices》中即清楚地指出，USB3.0在使用时，会在2.4G频段增加约20dB的噪声，造成对2.4GHz ISM频段的射频干扰。这种干扰会降低无线接收的灵敏度，进而缩减收讯范围，足以影响干扰无线设备（无线网卡、无线鼠标及无线耳机等）的正常使用。实际上，USB3.0的扩频处理导致其频谱从0Hz一直盖到5GHz。经Intel测量，干扰功率随频率下降，在2.4G频段约有-60dBm，到5G频段只有-90dBm。同时文中还指出，当这频段的射频接收器放得愈靠近USB 3.0装置或连接器，干扰的状况就愈明显 。
很可惜的是，这个由USB 3.0高频通讯所产生的噪讯是一种宽频噪讯，因此无法被过滤消除，而且刚好落在常用的2.4-2.5 GHz的频段范围。Intel建议的解决方式是对USB 3.0连接器及周边装置进行遮蔽设计，做得愈彻底，效果愈好。此外，无线天线放得离USB 3.0连接器及装置也要愈远愈好。
3.1（USB 3.2 gen 2x1）
2013年8月由USB-IF发布 USB 3.1 Gen2该规范由英特尔等公司发起
现USB技术已被USB IF更新至USB 3.2 gen 2
（某些商品可能标注USB 3.1 gen 2）
被称为（SuperSpeed USB 10Gbps）或（SuperSpeed+）
USB 3.0为8b10b编码，也就是每传送10bit资料中，只有8bit是真实的资料，剩余的2bit是做为检查码。8B/10B（简称8b10b）最早是IBM在1983年发明并应用于ESCON（Enterprise Systems Connection 200M）(200M互连系统)上的。因此整个频宽会有高达20%（2/10）的损耗
新的USB 3.1版本将时钟频率再翻倍，理论传输速度提升至10Gbps，同时值得注意的是，编码率也再度提升。
新的USB 3.1使用128b/132b编码，在132bit的资料中，只需使用4bit做为检查码，传输损耗率大幅下降为3%（4/132）。
理论传输速率10Gbps（约1.25GB/s）（虽然USB 3.1标称的接口理论速率是10Gbps，但是其还保留了部分带宽用以支持其他功能，因此其实际的有效带宽大约为7.2Gbps）
供电电压5V/12V/20V（自动匹配）
供电电流1.5A/2A/3A/5A（自动匹配）（理论无下限）
常见接口引脚数量 9针(Type-A/Type-B)/12针-18针（Type-C)
名称修改
USB经历了三次改名
第一次改名：2003年
USB-IF组织对USB的规格和标准进行了重命名，将USB 1.0改名为USB 2.0低速（Low-Speed）版，USB 1.1改名为USB 2.0全速（Full-Speed）版，USB 2.0改名为USB 2.0高速（High-Speed）版。
第二次改名：2013年
在USB 3.1发布后不久，USB-IF组织将USB 3.0改名为USB 3.1 Gen1，USB 3.1改名为USB 3.1 Gen2。但是这次改名却给消费者带来了麻烦，很多奸商在产品包装上只标注了产品支持USB 3.1，但是没有标注是Gen1还是Gen2，两者传输性能差别巨大，导致消费者一不小心就会入坑。
第三次改名：2019年
USB-IF组织将USB 3.1 Gen 1（即原来的USB3.0）改名为USB 3.2 Gen1，USB 3.1 Gen2（即原来的USB 3.1）改名为USB 3.2 Gen2 x1，USB 3.2则被改名为USB 3.2 Gen2x2。
3.2（USB 3.2 Gen 2x2）
2017年9月诞生，USB 3.2 Gen 2x2该规范由英特尔等公司发起。
现USB技术已被USB IF更新至USB 3.2 Gen 2x2
被称为（SuperSpeed USB 20Gbps）
理论传输速率20Gbps（约2.5GB/s）
USB 3.2 Gen 2x2为什么传输速率能翻倍，因为它使用了Type-C接口上下所有的数据针脚。
供电电压5V/12V/20V（自动匹配）
供电电流1.5A/2A/3A/5A（自动匹配）（理论无下限）
接口引脚数量 24针（Type-C)
4（USB4 Gen3x2）
2019年9月由USB-IF发布，支持英特尔雷电3协议。
理论传输速率40Gbps（约5GB/s）
实际上USB4将有两种传输速度：20 Gbps（Gen2x2）(更小、更便宜的设备，如手机和轻薄笔记本，将使用20 Gbps的USB 4版本。）和40 Gbps（Gen3x2）。所以你想买最高传输速度，也就是40 Gbps的设备的话，最好在买之前查清楚规格。
要想达到40 Gbps的数据传输速度，可使用现有USB Type-C线缆的新双通道操作，再使用经过认证的线缆。
USB 3.2和USB4的对比
1、传输带宽：USB 3.2最大是20Gbps，而USB4最大是40Gbps。
2、传输协议：USB 3.2主要通过USB协议传输数据，或者通过DP Alt Mode(替代模式)来配置USB和DP。而USB4通过隧道技术将USB 3.2，DP和PCIe协议封装成数据包，同时发送。
3、DP的传输：都能支持DP 1.4。USB 3.2通过DP Alt Mode(替代模式)来配置输出；而USB4除了可以通过DP Alt Mode(替代模式)来配置输出，还可以通过USB4隧道协议数据包来提取出DP数据。
4、PCIe的传输：USB 3.2不支持PCIe，USB4才支持。通过USB4隧道协议数据包来提取出PCIe数据。
5、TBT3的传输：USB 3.2不支持，USB4是支持的，就是通过USB4隧道协议数据包来提取PCIe和DP数据。
6、Host to Host：主机和主机之间通信，USB3.2不支持，USB4支持。主要是USB4支持PCIe协议才能支持这个功能。
注:隧道技术可以看作是将不同协议的数据整合到一起的技术 ，通过数据包头来区分类型。
USB 3.2中，传输DisplayPort视频和USB 3.2数据是在不同的通道适配器传输的，而在USB4中，DisplayPort视频、USB 3.2数据和PCIe数据是可以在同一个通道传输的，这是两者最大的差异。
USB4通道可以想象成可以通行各种类型车辆的车道，USB数据，DP数据和PCIe数据想象成不同的车。同一个车道有不同的车排成队在有序行驶，USB4同一个通道传输不同类型的数据也是这个原理。USB3.2，DP和PCIe数据先汇聚在一起，通过同一个通道发送出去，到对方的设备，然后再分离出3种不同类型的数据来。
供电电压5V/12V/20V（自动匹配）
供电电流1.5A/2A/3A/5A（自动匹配）（理论无下限）
接口引脚数量 24针（Type-C)
如果看不懂，请看下面的图片。
USB接口种类繁多，很容易认错，本章带大家认识常用的USB接口。
（注:在某些usb接口名称中，官方规范名称为Standard通用名称为Type。其表达意义一致，本文采用Type。）
镀金工艺
黄金是一种抗氧化性、导电性强，耐腐蚀，抗高低温，耐摩擦的金属，作为接口涂层，
能够有效稳定信号，也能使接口更牢固。和镀银相比，
镀金接口的使用寿命更长，且银时间一长就容易氧化变黑，不论工艺再好，接口处失去光泽发黑，也会有损线材整体美观。
1.0与1.1(由于接口区别不大所以合并在一起)
Type-A
（图为接头与接口）
常用设备:鼠标、键盘等
Type-B
（图为接头与接口）
常用设备:打印机等专业设备
2.0
Type-A
（图为接头与接口）
常用设备:U盘、摄像头、无线网卡等
Type-B
（图为接头与接口）
（图为Type-A、Type-B接口的引脚定义图）
（1.0、1.1、2.0的引脚定义一样）
常用设备:打印机、麦克风等需要牢固连接的设备
MiniUSB，又称迷你USB，是一种USB接口标准,
与标准USB相比，MiniUSB更小，适用于移动设备等小型电子设备。
Mini-A
（图为接头与接口）
常用设备:mp3等(此接口较少见)
Mini-B
（图为接头与接口）
常用设备:功能手机、数码相机、移动硬盘等
（实际上Mini B还有4Pin、4Pin Flat、8Pin、8Pin Round等接口形态，由于非标准或不常见本文不进行详细介绍，感兴趣的小伙伴可以百度。）
Mini-AB
（图为接口）
Mini-A、Mini-B公头均可插入Mini-AB母口
（图为Mini-A、Mini-B接口的引脚定义图接口的引脚定义图）
常用设备:mp4等
（Mni-A插头第四pin固定接地，而在Mini-B插头第四pin悬空。）
这三种接口外观比较接近，怕大家分不清。特上一张实物对比图，帮助大家区分。如下：
Mini-B、Mini-AB OTG (On-The-Go)版
OTG是On-The-Go的缩写,即OTG技术就是实现在没有Host的情况下，实现从设备间的数据传送。主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。 例如数码相机直接连接到打印机上，通过OTG技术，连接两台设备间的USB口，将拍出的相片立即打印出来；也可以将数码照相机中的数据，通过OTG发送到USB接口的移动硬盘上，野外操作就没有必要携带价格昂贵的存储卡，或者背一个便携电脑。
USB OTG主从设备的判定
支持OTG功能的双角色设备配备的是MiniAB插座，为了让其能区分插入的是MiniA型还是MiniB型插头，USB将Mini系列连接器的信号线由标准的4线增加到5线，增加了一个称为“ID”的新信号线，用于插头识别。
标准类型的A系、B系列插头或插座都是4pin的，而MiniA、MiniB、MiniAB类型的插头和插座都是5pin的。在Mini系列中增加的ID pin，在带有Mini-A 型插头的电缆中将该pin固定接地，而在带有Mini-B插头的电缆中悬空。
于是，支持OTG功能的“双角色设备”可以根据板上MiniAB插座的ID信号线的电平状态来区分插入的是MiniA型插头还是MiniB型插头。
当插入MiniA型插头时，表示用户希望该设备作为一个主设备使用；当插入MiniB型插头时，表示用户希望该设备作为一个从设备使用。该设备应根据用户的要求执行相应的应用软件来完成服务。
常用设备：PDA（掌上电脑）等
Micro USB是USB 2.0标准的一个便携版本，比部分手机使用的Mini USB接口更小，Micro-USB是Mini-USB的下一代规格，由USB标准化组织美国USB Implementers Forum（USB-IF）于2007年1月4日制定完成。Micro系列的独特之处是他们包含了不锈钢外壳，万次插拔不成问题。
Micro-A
（图为接头与接口）
常用设备:工业相机等(此接口较少见)
Micro-B
（图为接头与接口）
常用设备:早期智能手机、平板电脑等便携设备。
Micro-AB（OTG）
Micro-USB 支持OTG，和Mini-USB一样，也是5pin的。Micro系列的定义包括标准设备使用的Micro-B系列插槽；OTG设备使用的Micro-AB插槽
Micro-A、Micro-B公头均可插入Micro-AB母口
（图为接口）
（图为接口引脚顺序）
（图为接口引脚定义）
OTG检测的原理
USB OTG接口中有5条线 2条用来传送数据（D+ 、D-）1条是电源线(VBUS); 1条则是接地线(GND)、1条是ID线。ID线---以用于识别不同的电缆端点，mini-A插头(即A外设)中的ID引脚接地，mini-B插头（即B外设）中的ID引脚浮空。当OTG设备检测到接地的ID引脚时，表示默认的是A设备（主机），而检测到ID引脚浮空的设备则认为是B设备（外设）。
Type-C
由于该接口是USB3.1版本以后设计的，但可以应用在2.0版本，所以在此段不做过多介绍。
（图为USB2.0、3.0版本接口引脚的使用）
如上图所示：2.0版本只使用了Type-C单面的Vbus、Data+、Data-、GND四个引脚
常用设备:需要兼容的Type-C接口充电的小型设备，如:电子打火机等
主机前置USB的主板接口
从USB2.0时代USB更为普及，为了方便使用，许多台式机都有了前置USB接口。这种USB接口往往是从主板接口接出的，下面就来认识一下常见的USB2.0主板接口吧。
（图为主板插座与前置USB2.0接头）
（图为插座引脚定义）
扩展设备
USB2.0出现了一些扩展设备，下面列举一些常用的。
（图为USB2.0分线器（HUB））
（图为SD/TF读卡器）
（图为USB有线网卡）
3.0（5Gbps）
Type-A（Super speed）
（图为接头与接口）
常用设备:千兆无线网卡等
Type-B（Super speed）
（图为接头与接口）
常用设备:硬盘柜、复印机等
（图为Type-A、Type-B的引脚定义图）
Type-C（Super speed）
由于该接口是USB3.1版本以后设计的，但可以应用在3.0版本，所以在此段不做过多介绍。
（图为USB2.0、3.0版本接口引脚的使用）
如上图所示：3.0版本使用了Type-C单面的Vbus、D-、D+、GND、RX-、RX+、GND_DRAIN、TX-、TX+九个引脚
常用设备:主流智能手机等
Micro-B（Super speed）
（图为接头与接口）
常用设备:移动硬盘、三星智能手机等
（图为接口引脚定义）
主机前置USB的主板接口
USB3.0时代，为了方便使用，许多台式机都有了前置USB3.0接口。这种USB接口往往是从主板接口接出的，下面就来认识一下常见的USB3.0主板接口吧。
（图为主板插座与前置USB3.0面板接头）
（图为插座引脚定义）
其他接口
以下的接口不是停留在理论阶段，就是在生活中极其少见，只为给大家开开眼界。
（图为3.0版本罕见接口）
扩展设备
（图为USB3.0带外接供电的分线器（HUB））
（图为USB千兆有线网卡）
3.1（10Gbps）
Type-A（Super speed+）
（图为接头与接口）
接口定义与USB3.0一致此处不再赘述
此接口供电能力与USB3.0一致
常用设备:磁盘阵列等
Type-B（Super speed+）
理论上存在并与3.0接口标准一致，但没有出现在市面上
Type-C（Super speed+）
由于该接口是USB3.1版本以后设计的，但可以应用在3.1版本，所以在此段不做过多介绍。
（图为Type-C接口定义）
一个能达到3.1标称速度、支持协议 并具有以上15W供电能力的USB3.1至少使用了Type-C单面的全部引脚
常用设备:高端智能手机、超薄笔记本电脑等
Type-E（主板接口）
（图为接头与接口）
这是由英特尔与USB IF协会共同开发的最新电脑主机前置连接器的主板接口，在华硕的高端机种中已经广泛使用了这种TYPE E连接器，这个是解决原电脑机箱正面无前置TYPE C接口使用的主板接口。正常使用为电脑主板TYPE E公头 to 在前置面板的TYPE C母头 连接器，如经过其他转接器转接出来的产品，无法达到USB3.1 Gen 2的传输速率。
（图为主板插座引脚定义）
扩展设备
（图为多功能扩展坞）
接口颜色
1.0、1.1的Type-A、Type-B为白色 2.0的Type-A为黑色Type-B为白色
3.0的Type-A、Type-B为正蓝色 3.1的Type-A为蓝青色或正红色 颜色不是硬性标准规范
仅供参考
（图为USB1.1-3.2版本接头与接口兼容性）
3.2（20Gbps）
注：USB3.2与USB4只支持Type-C
Type-C简介
2013年1月7日，USB3.0推广组织在美国消费电子展上宣布，第一批传输速率达到10GB/s的设备将于2014年面市，此类产品的USB接口采用USB3.1的标准，即Type-C接口。 Type-C接口插座端的尺寸约为8.3mmX2.5m纤薄设计；支持从正、反两面均可插入的“正反插”功能，可承受1万次反复插拔；配备 Type-C连接器的标准规格连接线可通过3A的电流，同时还支持超出现有USB供电能力的" USB PD”，可以提供最大达100W的电力
（图为接头与接口）
（图为接口定义）
3.2版本使用了Type-C所有的24个引脚
常用设备:高端NVME协议移动硬盘等
扩展设备
由于这种接口不太常见，标准又很高，目前市面上基本没有扩展设备。但是它可以向下兼容使用3.1、3.0的扩展设备
4（40Gbps）
Type-C
（图为接头与接口）
（图为接口引脚定义）
和3.2一样使用了Tpye-C接口所有24个引脚
常用设备：顶级NVME移动硬盘或硬盘盒等
扩展设备
由于这种接口刚刚推出，标准太高，目前市面上基本没有扩展设备。但是它可以向下兼容使用3.2、3.1、3.0的扩展设备
Type-C接口标志
（图为Type-C接口标志）
DP协议请见第四章
第三章 USB线材详解
目前市面上USB线材种类繁多，本章带大家了解常见的那些USB线材
术语解释
1.AWG
AWG(American wire gauge)美国线规，是一种区分导线直径的标准，又被称为 Brown & Sharpe线规。这种标准化线规系统于1857年起在美国开始使用。AWG前面的数值(如24AWG、26AWG)表示导线形成最后直径前所要经过的孔的数量，数值越大，导线经过孔的等级越高，导线的直径也就越小。粗导线具有更好的物理强度和更低的电阻，但是导线越粗，制作电缆需要的铜就越多，这会导致电缆更沉、更难以安装、价格也更贵。电缆设计的挑战在于使用尽可能小直径的导线(减小成本和安装复杂性)，而同时保证在必要电压和频率之下实现导线的最大容量。
（图为AWG线径规）
2.E-Marker芯片
随着USB PD快充协议的普及，USB-C to USB-C数据线市场占有率不断提升。这种线缆拥有传统线缆无法比拟的优势–支持USB3.1数据传输以及电流20V/5A 100W电力传输。
承载5A的电流的USB-C to USB-C线材必须配备E-Marker芯片，然而5A只是电流承载能力，对于输出传输来说，还需要区分是USB 2.0接口还是USB 3.1 Gen1或者USB 3.1 Gen2，所以USB-C to USB-C线材的分类也比较多。
从USB-IF协会的标准中了解到，当USB-C线缆的传输速度为USB 2.0时，是不要求配E-marker芯片的。但是当传输速度达到USB 3.1 Gen1（5Gbps）或者USB 3.1 Gen2（10Gbps）时，就必须使用E-Marker芯片，这与USB-C线缆对功率没太大关系。但是E-Marker芯片在标记线缆数据性能的同时，也会标记线缆的电力传输能力。线材监测器可以读取.E-Marker芯片从而分辨线材的载流能力以及支持的协议与功能。
数据线常用外被材质
1.PVC材质
PVC材质是大多数数据线常用的材质，具有不易燃性、高强度、耐气候变化性以及优良的几何稳定性。这种材质生产的线手感是硬的。
2.编织材质
编织线材质的数据线大多都采用的是尼龙材质，众所周知尼龙是衣物材质的一种，所以采用编织线做外被材质的数据线的耐折性和耐用性自然高于PVC和TPE材质了。但是编织材质的手感相对没有PVC、TPE的顺滑。
3.TPE材质
说得简单点TPE材质其实是一种可用一般的热塑性塑料成型机加工成型的软胶材料，弹性、韧性都与PVC材质相比有了很大的提升。可以循环使用降低成本。目前手机的原装数据线大多仍然采用的是TPE材质。这种材质生产的线手感是软的。
数据线常用线芯材质
1. 镀锡铜
镀锡铜是指表面镀有一薄层金属锡的铜，镀锡能防止铜暴露在空气中而被氧化形成一层膜-铜绿，因而镀锡主要就是为了防止铜被氧化。
2. 裸铜
裸铜是指纯铜导体，表面未进行任何镀层加工处理，铜含量为99.97%，是纯铜导体进行加工的常用线，导电性强，信号传输稳定性很强。
优质的数据线线芯都会使用镀锡铜、裸铜，一般数据线采用铝镁丝、漆包线、铜丝、铜箔丝、镀银铜等，差一点的就会有铜包钢，铜包铁等，优质数据线传输电流过程中能通过最大2A的电流。
1.0、1.1、2.0 Type-A Type-B（由于线材区别不大所以合并在一起）
由于当时没有大功率的USB设备，所以最初几代的USB功率设计的都较小。
额定电压/电流:5V 500Ma (电源线芯最低要求26AWG*2C)
最大电流:2A (电源线芯最低要求20AWG*2C)
标准最大接线长度:5米
线芯数:4芯
（图为线缆内部结构）
2.0 Mini-A、Mini-B、Mini-AB、Micro-A、Micro-B（由于线材区别不大所以合并在一起）
额定电压/电流:5V 500Ma (电源线芯最低要求26AWG*2C)
最大电流:2A (电源线芯最低要求20AWG*2C)
标准最大接线长度:5米
线芯数:4芯
（图为线缆内部结构）
（与1.0、1.1、2.0 Type-A Type-B结构一致）
魔改版Micro-B
由于使用Micro-B接口的智能手机较多，智能手机的充电技术发展较快，现有标准Micro-B线材与接口承载电流能力不足，很多智能手机厂商通过加宽接口触点面积、增加电源芯线与增加接口触点数量等手段提高电流承载能力以达到更快的充电速度。
2.0 Mini-B OTG、Mini-AB OTG、Micro-AB OTG（由于线材区别不大所以合并在一起）
额定电压/电流:5V 500Ma (电源线芯最低要求26AWG*2C)
标准最大接线长度:5米
线芯数:4芯（实际需要使用接口的5个引脚）
(图为线缆接线示意图)
2.0 Type-C
额定电压/电流:5V 500Ma (电源线芯最低要求26AWG*2C)
最大电流:3A (电源线芯最低要求20AWG)
标准最大接线长度:5米
线芯数:4芯（保证功能的情况下实际需至少要使用接口的10个引脚）（若只需充电功能引脚使用会更少）
(图为接口线缆接线示意图)
魔改版2.0 Type-C
Type-C接口有4对电源引脚，也可以像Micro-B一样通过增加接口触点面积、增加电源芯线提高电流承载能力，以达到更快的充电速度，且比Micro-B更容易。（详见PD协议段）
3.0（5Gbps） 3.1（10Gbps）Type-A、Type-B、Type-C（仅支持USB功能）（由于线材区别不大所以合并在一起）
额定电压/电流:5V 900Ma (电源线芯最低要求24AWG*2C)
最大电流:2A (电源线芯最低要求20AWG*2C)
标准最大接线长度:3.0版本3米3.1版本1米（参考值）
线芯数:9芯（仅支持USB基本功能）
(图为线缆结构示意图)
3.0（5Gbps）、3.1（10Gbps）Micro-B
额定电压/电流:5V 900Ma (电源线芯最低要求24AWG*2C)
最大电流:2A (电源线芯最低要求20AWG*2C)
标准最大接线长度:3.0版本3米3.1版本1米（参考值）
线芯数:9芯（实际需要使用接口的10个引脚）
(图为线缆内部结构)
（OTGid脚接地）
PD协议
PD 协议是目前的快充协议之一。是由USB-IF组织制定的一种快速充电规范。USB PD透过USB电缆和连接器增加电力输送，扩展USB应用中的电缆总线供电能力。该规范可实现更高的电压和电流，输送的功率最高可达100瓦，并可以自由改变电力的输送方向。
Type-C接口默认最大支持5V/3A，但在实现了USB PD协议以后，能够使输出功率最大支持到100W。
(图为PD快充版本与规格)
PPS
PPS（Programmable Power Supply）可编程电源，属于USB PD3.0中支持的一种Power Supply类型，是一种使用USB PD协议输出的可以实现电压电流调节的电源。PPS规范整合了目前高压低电流、低压大电流两种充电模式。另外，PPS规范将电压调幅度降低到为20mV一档，是QC3.0标准的十分之一，电压调节更为精准。
(图为PPS对其他快充协议的兼容)
PD快充线介绍
目前市面上常见的PD快充线有两种规格：3A线、5A线，由于带有E-Marker认证芯片的Type-C接口的线材是专门设计用来通过大电流的线材，所以本段只介绍C to C快充线。
3A快充线
支持最大功率：60W（20V/3A）
电源线芯普通规格：21AWG×2（推荐参考值）
5A快充线
支持最大功率：100W（20V/5A）
电源线芯普通规格：18AWG×2（推荐参考值）
快充线支持的USB版本、协议不同，价格差距较大，选购时需要注意。
全功能Type-C线缆 包括3.1（10Gbps）3.2（20Gbps）4（40Gbps）
额定电压/电流:5V-20V 500Ma-5A（自动匹配）
最大电流:5A (电源线芯要求18-26AWG×2(推荐参考值))
标准最大接线长度:3.1版本2M、3.2版本1M、4版本0.8M（参考值）
线芯数:18芯（参考值）实际使用引脚数量12-22个(公头)
(图为全功能Type-C线材结构与信号线用途说明)
Type-C线缆标志
(图为Type-C线缆标志)
DP协议请见第四章，雷电协议请见第五章。
市面上有还有很多类型的USB转接线，作者不是很了解，所以就略过了。
第四章 USB使用的芯片组通道与支持的协议
本章带你从软件层面认识USB，了解各个版本USB使用主板的芯片组与各种协议以及视频输出能力
术语解释
1.主板芯片组
芯片组由南桥和北桥芯片两部分组成，它在很大程度上决定了电路板（PCB）的功能和性能。南桥主要负责低速的I/O，例如SATA、USB和LAN。北桥 负责较高速的PCI-E和RAM的读取。
2.北桥（Northbridge）
北桥是基于Intel处理器的个人电脑主板芯片组两枚芯片中的一枚，北桥用来处理高速信号，例如中央处理器、存储器、显卡（PCI Express接口或AGP接口），还有与南桥之间的通信。
3.南桥（Southbridge）
南桥是基于个人电脑主板芯片组架构中的其中一枚芯片。南桥芯片是指离CPU比较远的位于大多数PCI插槽附近的那个小的芯片，主要是用来负责主板的输入和输出功能。南桥设计用来处理低速信号，通过北桥与中央处理器联系。各芯片组厂商的南桥名称都有所不同，例如英特尔称之为I/O路径控制器（ICH，IO Controller Hub）或平台路径控制器（PCH）。
南桥包含大多数周边设备接口、多媒体控制器和通信接口功能。例如PCI/低速PCIe（如PCIe x1）控制器、ATA/SATA控制器、USB控制器、网络控制器、音效控制器。
4.PCH
英特尔在第一代Core i7中把存储器控制器集成到了CPU，北桥的功能只剩下连接高速设备（如显卡）,此时Intel的南桥称为 IOH（IO Controller Hub）。从LGA 1156、LGA 2011开始，Intel处理器集成了北桥（存储器控制器、高速PCI Express控制器和Intel HD Graphics），主板上只剩下南桥，Intel将其称为平台路径控制器（PCH）。
近年的处理器频率不断上升，但前端总线（FSB，即处理器连接北桥的通道）带宽一直没有改变而遇到了瓶颈。PCH的设计即是设计来解决这个问题。它重新分配各项I/O功能，把内存控制器、核芯显卡、高速PCI-E控制器整合进处理器，PCH负责原来南桥的一些功能。Intel CPU可以直接存取RAM和高速PCIe（如显卡），以及经过DMI连接PCH。PCH则连接其他I/O设备，例如：音效、SATA、USB、NVMe和LAN。其中，SATA用来连接硬盘和光驱。
5.USB Audio Class
USB Audio Class，USB音频类，一个像USB这样的通用数据接口，可以有很多种实现数字音频数据传输的方式。不同的开发者可以根据自己的喜好和需求，定义任意的控制方式，传输模式，音频格式等等参数。USB非常适合作为以PC为平台的音频（包括语音和音乐等）传输协议，而基于PC的电话系统从一开始就是USB接口发展的重要考量和推动力。从另一方面来说，USB接口拥有远远高于音频需求的带宽，可以传输极高品质（高采样率，高编码率，多声道）的音频数据。因此，例如电话，音乐回放，录音等音频功能都可以很容易在USB接口实现。
USB音频类定义在接口层，而USB音频类又分为不同的子类（SubClass）以便于进一步的细节枚举和设置。所有的USB音频功能都被包括在USB音频类的子类中。USB定义了3种不同的音频子类：
1.AudioControl Interface Subclass 音频控制接口子类
2.AudioStreaming Interface Subclass 音频流接口子类
3.MIDIStreaming Interface Subclass MIDI流接口子类
USB版本与芯片组通道的使用
USB1.0、1.1、2.0、3.0使用南桥芯片组，USB3.1（10Gbps）、3.2（20Gbps）使用南桥芯片组或PCH，USB4使用PCH与北桥芯片组
常用扩展坞与数据传输协议
接口转接与扩展坞
百兆有线网（RJ45）(接口转接)
解决方案（芯片）： 亚信AX88772C等
千兆有线网（RJ45）(接口转接)
解决方案（芯片）：亚信AX88179等
USB3.0多功能扩展坞（RJ45+HUB）
解决方案（芯片）：瑞昱RTL8153B+ 创惟GL3510等
USB3.1多功能扩展坞（RJ45+HUB+PD）
解决方案（芯片）：威盛VL103R+威盛VL822+谱瑞PS186+瑞昱RTL8153
MIDI协议
MIDI是Musical Instrument Digital Interface的缩写，直接翻译过来的意思就是乐器数字化接口，可以把MIDI理解成是一种协议、一种标准、或是一种技术，但它并不是单指某个硬件设备。MIDI仅仅是一个通信标准，它是由电子乐器制造商们建立起来的，用以确定电脑音乐程序、合成器和其他电子音响的设备互相交换信息与控制信号的方法，用于连接各种MIDI设备所用的电缆为5芯电缆，通常人们也把它称为MIDI电缆。USB也在2.0版本支持MIDI协议，现在有很多电子乐器都支持usb midi/audio协议了，只需要一根usb线就可以同时传midi/audio信息。
MTP协议
（Media Transfer Protocol媒体传输协议）MTP是微软免费向数码相机，媒体设备等厂商公开的连接技术，这些厂商可以将其写入自己设备的“固件” 当中。MTP的基础是“照片传输协议”（PTP）。MTP支持将通过升级或者操作系统换代整合进未来的微软操作系统当中。数码相机用户不用再额外安装驱动程序就能够将自己的数码设备连接至微软操作系统的电脑。
利用MTP，数码相机将被Windows识别为和USB闪存驱动器一样的设备，这样，摄影师就能够将自己的作品和外界分享了。现在该协议也被应用在智能手机上。
USAP协议
USAP是USB-IF所制定的一个新传输协议用于透过USB接口连接序列设备，提供大容量储存设备的传输速度高达20％，并降低CPU的利用率、数据延迟和等待时间，USAP协议提供了高性能主机及设备之间的数据传输。最新的USB 3.0驱动程序，并搭配支持UASP的USB 3.0设备，便可以马上体验并享受UASP技术所带来的性能提升。目前包括Buffallo、CyberSLIM、OCZ、Sharkoon，及SuperTalent等许多与技嘉密切合作的厂商都推出支持UASP装置。要实现UASP需要满足三个条件。
电脑主板上的USB3.2 Gen 1或者Gen2主控芯片要支持UASP；
电脑系统要必须是Win8、10或者Mac OS 8 & 9以上的系统版本；
外接设备比如移动硬盘盒要支持UASP传输协议。
只有这三者条件都具备了才能开启UASP加速协议，而且一般是自动开启。
常见USB版本视频传输协议与视频输出能力
USB3.1（10Gbps）
USB AV 3.1提供9.8Gbps频宽，最高支持4096 x 2304 @ 30FPS的4K显示画面，4K显示的规格已和HDMI 1.4一样，同时USB AV也支援HDCP影像加密技术，搭配更大的电力供应，较大尺寸的显示器可望也能藉由USB AV 3.1来显示4K解析度。兼容HDMI、DP协议。
USB4（40Gbps）
USB4整合了多个协议，可以同时支持更多设备，其中就涉及到带宽的分配，从下图可以看出USB4最多分配22Gbps的带宽用于数据传输，最少18G的带宽用于支持显示。可以连接一个分辨率为5120x2880(5k)，刷新率60Hz，色深30bit的显示器，剩下18Gbps的带宽用于传输数据；也可以连接两个分辨率4096x2160(4k)，刷新率60Hz，色深30bit的视频，剩下8Gbps的带宽用于传输数据。支持HDMI2.0与DP1.3协议
（图为带宽分配示意）
2020年VESA组织宣布了DisplayPort Alt Mode 2.0规范，允许USB Type-C接口转换为DP2.0模式，用以传输音视频资源。
DP2.0规范去年6月揭晓，可提供最大77.4Gbps的带宽，是DP1.4的近三倍，它可以传输16K分辨率(15360 x 8640)、60Hz、30色深(bpp)的视频资源。
不过，基于雷电3的USB 4最大带宽只有40Gbps，所以4K/8K将是主流，当然，不排除USB4后期改进后升级到80Gbps带宽的可能。
第五章 雷雳（雷电）协议
Thunderbolt雷雳（雷电接口）是英特尔在2009年研发的一种高速I/O接口标准（代号“Light Peak”），目的在于当做电脑与其他设备之间的通用总线，替代并统一电脑上数量繁多性能参差不齐的扩展接口（例如SCSI、SATA、USB、FireWire、PCI Express等）。
版本
1.Thunderbolt开发版
早期由英特尔独立研发，使用光纤传输。后来在一次科技展示会场上，苹果公司看到了早期光纤传输的原型后，主动对英特尔表示兴趣并给予开发上的建议，致使正式发布的第一代从光纤改用铜线和苹果的Mini DisplayPort外形。
2.Thunderbolt
2011年发布第一版Thunderbolt，信号线最长可达10米，双向同步传输速度可达 10 Gbit/s。
Thunderbolt 技术采用两种通信协议 ，包括用在数据传输的 PCI Express ，以及用在显示的 DisplayPort，且完整兼容现有的DisplayPort设备。将来可能取代现行的其他总线设备，如DVI、DisplayPort、SCSI、SATA、USB、PCI Express、Firewire（IEEE 1394）与 HDMI等，成为电脑对外的单一总线。
可以通过菊花链（Daisy-Chain）方式连接最多六个周边设备(其中首两链可包含两个Apple Thunderbolt Display)，通过总线可供应10W的电力给周边。
3.Thunderbolt 2
2013年发布第二版，代号 Falcon Ridge，同步传输速度 20 Gbit/s。
英特尔希望在2020年时将它提升到100Gbps，通过光纤线路发送具红外线信号代替传统的数据线进行数据传输，当作电脑与其他设备之间的通用连接线，类似目前USB的功能，未来一台电脑可装设数个Thunderbolt连接端口，提供不同的设备使用，也可直接连接到一个具有数种对外置口的设备上，用一种细长的线缆支持多种输入输出设备。
Intel宣称，Thunderbolt 2 能连接一个显示屏，并同时发送4K视频。
物理层面，第一、二版 Thunderbolt 的带宽都是 20 Gbit/s，因此线材是兼容的。信号线包含四条 10 Gbit/s通道，上下行各有两条。
逻辑层面，第二代 Thunderbolt 合并了第一代的两条独立 10 Gbit/s 通道，使得最高传输速度翻倍到 20 Gbit/s 。
第一款引入 Thunderbolt 2 的产品是ASUS主板，于2013年8月19日发布。
第一款发售的产品是苹果公司MacBook Pro with Retina (Late 2013)，于2013年10月22日推出。
在雷电1和雷电2时期，基本是以Mini DP的物理接口搭载于苹果MacBook笔记本电脑上面。而且接口边带有一个带着箭头的闪电。但当时由于雷电接口相关设备稀有，即便有所搭载也都是在高端设备上，而且由于苹果MacBook笔记本电脑的售价一直很高的原因，导致其知名度在大众用户群体中一直不高，也很少被用户所主动关注。
4.Thunderbolt 3
2015年6月2日在《COMPUTEX 2015 》上发布了雷电3，代号为Alpine Ridge，双倍带宽达到40 Gbit/s 即5 GB/s，连接端口改为用USB Type-C。标准线材最大长度2米。
（图为USB与雷电各版本速度）
与USB Type-C相比，雷电3还兼容更多传输协议，这意味着它可以与更多类型的设备一起使用。如果设计师需要在工作时连接多个显示器，雷电3接口具备多设备菊花链(Daisy-Chaining)串联技术功能，可以让设计师轻松地在多个显示器上显示一个大图像。
（图为雷电3菊花链显示器连接示意图）
Thunderbolt 3最大供电100W，可连接两个4K显示屏，或一个5K显示屏。基于 PCIE 3.0 x4，支持 HDMI2.0（4K 60Hz）和 DisplayPort1.3（5K 60Hz）。英特尔提供雷电3控制器的三个版本：
“DP" (Double Port) 版本 ： PCIe 3.0 ×4 提供2个 Thunderbolt 3 接口 (JHL6540)
“SP" (Single Port) 版本 ： PCIe 3.0 ×4 提供1个 Thunderbolt 3 接口 (JHL6340)
“LP" (Low Power) 版本 ： PCIe 3.0 ×2 提供1个 Thunderbolt 3 接口 (JHL6240)
雷电3是目前功能最全的协议，无论是传输速度、视频拓展还是充电都是目前性能级的接口协议。但搭载雷电3的USB-C接口大部分都出现了诸多高端设备上，比如苹果MacBook笔记本或iMac等设备。而且雷电接口支持PCIE通信协议，所以雷电3接口还可以通过显卡扩展坞连接外置显卡。
USB4与雷电3
按道理来说一个接口支持的功能越多，性能越强大，应该会有很多人喜欢用的。但事实并不是如此，为什么很多人用不了，一大部分原因是因为贵，价格问题导致很多厂商与用户望而止步。这是因为雷电3接口标准的专利掌握在英特尔手中，所以如果有厂商想使用雷电3接口标准的话就需要向英特尔缴纳高昂的授权费用。这还没完，雷电3接口需要独立的控制芯片，所以如果有厂商想要使用雷电3接口标准的话就需要在芯片上付出成本和缴纳授权费（这就是配备雷电3接口和的设备以及雷电3线材售价很贵的原因）。那有没有可能改变这一局面呢？还真有，USB-IF组织在2019年9月份推出了USB4规范，USB4的推出彻底改变了雷电3接口标准的巨额成本问题。2019年9月份，USB-IF组织推出了USB4规范，USB 4整合Thunderbolt3的先进技术，直接具备了超大带宽的数据传输能力，支持和雷电3同等的视频拓展能力，具备充电功能。可以说，一枚全功能的USB 4接口是目前功能最全、体积最小、速度最快的物理接口。并且向下兼容USB 3.2、3.1、3.0、2.0，兼容雷电3。
5.Thunderbolt 4
早在去年初的CES 2020大会上，Intel就公布了新一代雷电4接口，并在近日公布了详细规范，号称要一个接口走天下，而在前年，我们还迎来了全新的USB4接口，底层规范基于雷电3。那么，雷电4、USB4到底有什么不一样？哪个更好？Intel官方进行了一次详细的科普。
雷电4、雷电3有何不同？雷电3大家应该都不陌生，它的最高速率达40Gbps，可支持两个4K 60Hz显示器同时使用。而雷电4对比雷电3，虽然最高速率维持在40Gbps，但仍有五点重要进化：
1、在连接显示器等场景中，最低PC视频规格提升一倍，支持两个4K显示屏或一个8K显示屏是基本要求，而前代则可能仅支持一个4K显示器。
2、在连接外置显卡、硬盘等场景中，最低PC数据规格的要求提高一倍，PCIE最低传输速度从16Gbps提升到32Gbps，而在连接存储设备时，速度可达3GB/s，更接近直接插在主板时的性能。
3、首次支持4口扩展坞、最长2米数据线，一根线可扩展出3个雷电4接口，可一次连接更多设备。
4、具有雷电4的PC，至少有一个接口能为设备充电。
5、连接雷电坞站后，可通过触摸键盘或鼠标将计算机从睡眠中唤醒。
简单地说，雷电4就是“更严格版”的雷电3，性能下限进一步提升，并且扩展了功能，符合USB4规范的要求。
USB4与雷电4
无论雷电4还是USB4，都基于雷电3的底层协议打造，彼此互补且兼容，接口都是Type-C，最高速率均为40Gbps。
不过，USB4通用性更强，要求更低，而雷电4的“下限”大幅提高，它定义了严格的产品功能、验证测试、认证要求，所以支持雷电4的设备体验更出色，当然价格也会更贵。
简而言之，雷电4是现今为止最全面的接口协议，不是所有USB4都能和雷电4平起平坐。
当然，它们俩还会长期共存，而因为物理接口都是Type-C，不会影响笔记本“一口化”进程。
常用设备：戴尔XPS 13(XPS 13-9310-R2802TS)
扩展坞
雷电扩展坞
（图为雷电3扩展坞(示例设备)）
该扩展坞采用的芯片解决方案是: 赛普拉斯CYPD5235-96BZXI+英特尔JHL7440+威盛VL822+威盛VL817+瑞昱RTL8153B+创惟GL3226+ACL4030
雷电显卡扩展坞
提到雷电显卡扩展坞，有很多人都没有听说过，我来给大家讲讲。显卡扩展坞，顾名思义，说白了就是笔记本连接一个放置在外边不在笔记本主板上的一个外置的显卡，高端游戏本上用的较多，例如外星人系列的本子。普通笔记本电脑为什么不能接台式机的独立显卡？原因很简单，因为笔记本电脑没有PCIE接口。只要通过某种办法让笔记本电脑扩展出一个PCIE接口，这个问题就解决了大半。
以前有一些动手能力强的玩家，用拆机的方法，从笔记本电脑主板上的MINI PCIE接口转接出一个PCIE卡槽来。这种办法技术门槛很高，而且还要搭配独显的供电设备，一般玩家根本搞不定。
而雷电3协议，支持PCIE通信协议，所以只需要一根雷电3 Type-C数据线，插在笔记本上，就可以扩展出PCIE X4接口，对玩家和设备制造厂商来说都要方便很多。
（图为雷电显卡扩展坞）
但是使用雷电显卡扩展坞对显卡性能会有一些损失，因为正常情况下显卡和cpu是通过PCIE3.0×16的接口连的，雷电3的带宽只相当于PCIE3.0×4。作者建议大家还是看看就好，一般人不建议选购。
雷电M.2 NVME硬盘盒
雷电3协议与NVME协议都支持PCIE3.0×4总线，所以雷电3可以跑满M.2接口的NVME协议固态硬盘
（图为雷电3 M.2 NVME硬盘盒(示例设备)）
该硬盘盒采用的芯片解决方案是: 英特尔JHL6340+德州仪器TPS65983BA
雷电PCIE扩展卡
有些台式机主板没有原生雷电3Type-C 接口，但是支持雷电3PCIE扩展卡，通过主板PCIE插槽可以扩展出雷电3Type-C 接口。
(图为雷电3PCIE扩展卡)
不过这种扩展卡必须主板支持才能使用，一般是不同品牌互不兼容。
第六章 Lightning（闪电）接口
Lightning是当下苹果设备最常用的接口，本章专门讲解Lightning接口
2012年9月12日，美国旧金山芳草地会议中心苹果发布了全新的Lightning Dock接口，中文可将其译为”闪电”接口。新接口标准的发布，同时也意味着苹果使用了长达9年的30针Dock接口将被正式取代。
（图为接头与接口）
MFI认证与数据线接头端子
苹果MFi认证，是苹果公司（Apple Inc.）对其授权配件厂商生产的外置配件的一种标识使用许可，MFi认证是apple公司Made for iPhone/iPad/iPod的英文缩写。
"Made for iPod,"Made for iPhone,"and"Made for iPad" 是指分别为连接iPod，iPhone和iPad而特别设计的电子配件。而且这些配件已经被苹果公司授权认证，以此来满足苹果产品的性能标准。苹果公司不会为该装置的操作或其符合安规认证的标准负责。
苹果对所有授权经销商有明确且强制性的要求，对于苹果的功能性配件产品，必须销售经过认证且授权品牌的配件产品，否则使用不带授权的配件的产品造成苹果产品的损坏，苹果公司将不作任何保修。
苹果公司为了区别自己的原装数据线和Mfi工厂的数据线专门设置了程序信息。
（可用专用测线仪读取接头芯片信息，以达到检测线材快充功率、用途功能、生产信息的目的）
E75是苹果原装数据线
C48是具有MFI认证的代工厂制作的数据线
（图为苹果数据线端子头型号区别对照表）
铑钌工艺
采用镀金工艺的连接器视觉外观为金色，业界普遍采用的工艺之一。但由于 Lightning 接口与 USB Micro-B 、USB Type-C 不同，触点展露在外部，更容易触碰到汗液等液体，附着水分时进行充电极易导致线材损坏，也就是日常经常发生的触点发黑的情况。由于这一工艺存在缺陷，苹果不惜重金改善此工艺。
新款 C94 与 C91 连接器的电镀工艺由镀金升级为铑钌工艺，连接器外观视觉效果为银色。电镀效果更好，可以更加有效的防止汗液等液体腐蚀触电，更加经久耐用。单单从成本角度来说，铑钌工艺相比镀金也更加昂贵。
引脚定义
Lightning公头从外观来看，正反都是一样的，8个脚。但两个面的接口定义是不一样的，我这里把它分为A面和B面。具体的接口定义见下面的图：
（图为接头引脚定义）
引脚定义说明：
1、Sa，Sb是信号接口，向iphone发送信号，告诉iphone现在是A面还是B面。另外lightning头有4中模块，如果是USB模块，Sb还担当了由iphone提供给外设电源的功能。
2、D+、D-是USB的数据线，传输数据。
3、Vusb是USB的电源脚，给iphone充电。
4、NC是为定义的脚，即暂时没有用到。
5、GND是地线。
而母座那边，是只有一面接触点的。母座那边，D+、D-和NC的脚会根据插入的是A面还是B面来切换成对应的接口。
线材与充电
目前支持Lightning接口最高充电功率的设备是ipad air3，峰值功率可达35W（参考值）
目前苹果官方的Lightning充电线长度有以下规格： 0.5M、1M、2M。
支持的USB版本
一直以来人们关于Lightning接口支不支持USB3.0存在争议，作者想在这里阐述一下自己的观点。
所有使用Lightning接口的iPhone是只支持USB2.0的。
（因为iPhone的内部空间狭小，会出现第一章讲到的USB3.0射频干扰问题）
大部分使用Lightning接口的ipad也只支持USB2.0
（因为空间问题 例如ipad mini 还有成本问题）
所有Lightning数据线（包括Type-C转Lightning数据线）也是只支持USB2.0的
目前iPad只有12.9 英寸 iPad Pro (第一代和第二代) 和 10.5 英寸 iPad Pro 能以 USB 3.0的速度传输数据（上述设备内置了USB3.0的主控芯片）
支持USB3.0速度的配件也只有 闪电转 USB 3 相机转换器（Lightning转Type-A）
（至于如何实现USB3.0速度的问题 苹果没有公开技术细节 作者就不太清楚了）
支持的其他功能
视频
支持通过转换器输出1080P的HDMI或VGA视频
音频
支持通过转换器转换3.5MM音频接口（数模转换）
USB是我们生活中最常用的接口之一，可是你真的了解它吗，本文给大家科普USB的知识。
本文旨在以通俗易懂的方式，把USB的知识介绍的尽量全面一些。
本文为科普文章，经过大量技术验证，如果有什么错误或不足之处还请大家多多指教，我会虚心接受并改进，谢谢大家。
如果大家觉得文章写的还不错，本文支持除收费的任何方式转载（最好带上图片哦）首发 张乃升的博客。
USB简介
通用串行总线 (Universal Serial Bus，USB) 是一种新兴的并逐渐取代其他接口标准的数据通信方式，
由 Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC及Northern Telecom 等计算机公司和通信公司于1995年联合制定，
并逐渐形成了行业标准。USB 总线作为一种高速串行总线，其极高的传输速度可以满足高速数据传输的应用环境要求，
且该总线还兼有供电简单（可总线供电）、安装配置便捷（支持即插即用和热插拔）、 扩展端口简易、
传输方式多样化、以及兼容良好（产品升级后向下兼容）等优点。是应用在计算机领域的接口技术
本文命名规则
由于从USB3.0开始USB命名比较混乱，为了方便大家学习，本文使用大多简称编写。
USB 3.2 gen 1x1(现已被USB IF更新至USB 3.2 gen 1)本文简称USB3.0（5Gbps）
USB 3.2 gen 2x1(USB IF更新至USB 3.2 gen 2)本文简称USB3.1（10Gbps）
USB 3.2 Gen 2x2本文简称USB3.2（20Gbps）
USB4 Gen3x2（40Gbps版本）本文简称USB4或USB4.0（40Gbps）
详见第一章
第一章 USB版本的简介与标识
USB的命名比较混乱，这也给奸商有了可乘之机。 本章专门解释USB版本与其区别
在1994-1995这一年之间USB IF就整出了0.7/0.8/0.9/0.99/1.0RC这么多的版本，不过这些版本是内部测试版本并没有面世。所以作者就不写了，感兴趣的小伙伴可以去百度。
1.0
1996年，第一代USB接口USB1.0正式发布。
USB规格第一次是于1995年，由Intel、IBM、Compaq、Microsoft、NEC、Digital、North Telecom等七家公司组成的USBIF（USB Implement Forum）共同提出，USBIF于1996年1月正式提出USB1.0规格。
理论传输速率1.5Mbps（约0. 1875MB/s）
供电电压5V
供电电流500mA
常见接口引脚数量 4针（Type-A)
1.1
1998年9月，USBIF提出USB1.1规范来修正USB1.0，主要修正了技术上的小细节
理论传输速率12Mbps（约1.5MB/s）
供电电压5V
供电电流500mA
常见接口引脚数量 4针（Type-A)
2.0
2000年制定的USB 2.0标准是真正的USB 2.0，被称为USB 2.0的高速（High-speed）版本
理论传输速率480Mbps（约60MB/s）但实际速度一般不超过30 MB/s
供电电压5V
供电电流500mA
常见接口引脚数量 4针（Type-A)
USB2.0的时候重新命名了USB标准将原先的USB 1.1改成了USB 2.0 Full Speed（全速版），同时将原有的USB 2.0改成了USB 2.0 High-Speed（高速版），并同时公布了新的标识。不言而喻，高速版的USB 2.0速度当然超过全速版的USB 2.0。
3.0（USB 3.2 gen 1x1）
USB3.0技术是由英特尔、惠普、NEC、NXP半导体以及德州仪器（Texas Instruments）等公司共同开发的。由USB-IF于2008年11月发布。现已被USB IF更新至USB 3.2 gen 1
（某些商品可能标注USB 3.1 gen 1）
被称为（Superspeed USB 5Gbps）
理论传输速度5.0Gbps（500MB/s）（请注意5Gb/s的带宽并不是5Gb/s除以8得到的625MB/s而是采用与SATA相同的10 Bit传输模式（在USB2.0的基础上新增了一对纠错码），因此其全速只有500MB/s。实际最大速度约320MB/s
USB3.0 引入全双工数据传输。5根线路中2根用来发送数据，另2根用来接收数据，还有1根是地线。也就是说，USB 3.0可以同步全速地进行读写操作。以前的USB版本并不支持全双工数据传输。
供电电压5V
供电电流900mA
常见接口引脚数量 9针（Type-A)
射频干扰
Intel的一篇白皮书《USB 3.0 Radio Frequency Interference Impact on 2.4 GHz Wireless Devices》中即清楚地指出，USB3.0在使用时，会在2.4G频段增加约20dB的噪声，造成对2.4GHz ISM频段的射频干扰。这种干扰会降低无线接收的灵敏度，进而缩减收讯范围，足以影响干扰无线设备（无线网卡、无线鼠标及无线耳机等）的正常使用。实际上，USB3.0的扩频处理导致其频谱从0Hz一直盖到5GHz。经Intel测量，干扰功率随频率下降，在2.4G频段约有-60dBm，到5G频段只有-90dBm。同时文中还指出，当这频段的射频接收器放得愈靠近USB 3.0装置或连接器，干扰的状况就愈明显 。
很可惜的是，这个由USB 3.0高频通讯所产生的噪讯是一种宽频噪讯，因此无法被过滤消除，而且刚好落在常用的2.4-2.5 GHz的频段范围。Intel建议的解决方式是对USB 3.0连接器及周边装置进行遮蔽设计，做得愈彻底，效果愈好。此外，无线天线放得离USB 3.0连接器及装置也要愈远愈好。
3.1（USB 3.2 gen 2x1）
2013年8月由USB-IF发布 USB 3.1 Gen2该规范由英特尔等公司发起
现USB技术已被USB IF更新至USB 3.2 gen 2
（某些商品可能标注USB 3.1 gen 2）
被称为（SuperSpeed USB 10Gbps）或（SuperSpeed+）
USB 3.0为8b10b编码，也就是每传送10bit资料中，只有8bit是真实的资料，剩余的2bit是做为检查码。8B/10B（简称8b10b）最早是IBM在1983年发明并应用于ESCON（Enterprise Systems Connection 200M）(200M互连系统)上的。因此整个频宽会有高达20%（2/10）的损耗
新的USB 3.1版本将时钟频率再翻倍，理论传输速度提升至10Gbps，同时值得注意的是，编码率也再度提升。
新的USB 3.1使用128b/132b编码，在132bit的资料中，只需使用4bit做为检查码，传输损耗率大幅下降为3%（4/132）。
理论传输速率10Gbps（约1.25GB/s）（虽然USB 3.1标称的接口理论速率是10Gbps，但是其还保留了部分带宽用以支持其他功能，因此其实际的有效带宽大约为7.2Gbps）
供电电压5V/12V/20V（自动匹配）
供电电流1.5A/2A/3A/5A（自动匹配）（理论无下限）
常见接口引脚数量 9针(Type-A/Type-B)/12针-18针（Type-C)
名称修改
USB经历了三次改名
第一次改名：2003年
USB-IF组织对USB的规格和标准进行了重命名，将USB 1.0改名为USB 2.0低速（Low-Speed）版，USB 1.1改名为USB 2.0全速（Full-Speed）版，USB 2.0改名为USB 2.0高速（High-Speed）版。
第二次改名：2013年
在USB 3.1发布后不久，USB-IF组织将USB 3.0改名为USB 3.1 Gen1，USB 3.1改名为USB 3.1 Gen2。但是这次改名却给消费者带来了麻烦，很多奸商在产品包装上只标注了产品支持USB 3.1，但是没有标注是Gen1还是Gen2，两者传输性能差别巨大，导致消费者一不小心就会入坑。
第三次改名：2019年
USB-IF组织将USB 3.1 Gen 1（即原来的USB3.0）改名为USB 3.2 Gen1，USB 3.1 Gen2（即原来的USB 3.1）改名为USB 3.2 Gen2 x1，USB 3.2则被改名为USB 3.2 Gen2x2。
3.2（USB 3.2 Gen 2x2）
2017年9月诞生，USB 3.2 Gen 2x2该规范由英特尔等公司发起。
现USB技术已被USB IF更新至USB 3.2 Gen 2x2
被称为（SuperSpeed USB 20Gbps）
理论传输速率20Gbps（约2.5GB/s）
USB 3.2 Gen 2x2为什么传输速率能翻倍，因为它使用了Type-C接口上下所有的数据针脚。
供电电压5V/12V/20V（自动匹配）
供电电流1.5A/2A/3A/5A（自动匹配）（理论无下限）
接口引脚数量 24针（Type-C)
4（USB4 Gen3x2）
2019年9月由USB-IF发布，支持英特尔雷电3协议。
理论传输速率40Gbps（约5GB/s）
实际上USB4将有两种传输速度：20 Gbps（Gen2x2）(更小、更便宜的设备，如手机和轻薄笔记本，将使用20 Gbps的USB 4版本。）和40 Gbps（Gen3x2）。所以你想买最高传输速度，也就是40 Gbps的设备的话，最好在买之前查清楚规格。
要想达到40 Gbps的数据传输速度，可使用现有USB Type-C线缆的新双通道操作，再使用经过认证的线缆。
USB 3.2和USB4的对比
1、传输带宽：USB 3.2最大是20Gbps，而USB4最大是40Gbps。
2、传输协议：USB 3.2主要通过USB协议传输数据，或者通过DP Alt Mode(替代模式)来配置USB和DP。而USB4通过隧道技术将USB 3.2，DP和PCIe协议封装成数据包，同时发送。
3、DP的传输：都能支持DP 1.4。USB 3.2通过DP Alt Mode(替代模式)来配置输出；而USB4除了可以通过DP Alt Mode(替代模式)来配置输出，还可以通过USB4隧道协议数据包来提取出DP数据。
4、PCIe的传输：USB 3.2不支持PCIe，USB4才支持。通过USB4隧道协议数据包来提取出PCIe数据。
5、TBT3的传输：USB 3.2不支持，USB4是支持的，就是通过USB4隧道协议数据包来提取PCIe和DP数据。
6、Host to Host：主机和主机之间通信，USB3.2不支持，USB4支持。主要是USB4支持PCIe协议才能支持这个功能。
注:隧道技术可以看作是将不同协议的数据整合到一起的技术 ，通过数据包头来区分类型。
USB 3.2中，传输DisplayPort视频和USB 3.2数据是在不同的通道适配器传输的，而在USB4中，DisplayPort视频、USB 3.2数据和PCIe数据是可以在同一个通道传输的，这是两者最大的差异。
USB4通道可以想象成可以通行各种类型车辆的车道，USB数据，DP数据和PCIe数据想象成不同的车。同一个车道有不同的车排成队在有序行驶，USB4同一个通道传输不同类型的数据也是这个原理。USB3.2，DP和PCIe数据先汇聚在一起，通过同一个通道发送出去，到对方的设备，然后再分离出3种不同类型的数据来。
供电电压5V/12V/20V（自动匹配）
供电电流1.5A/2A/3A/5A（自动匹配）（理论无下限）
接口引脚数量 24针（Type-C)
如果看不懂，请看下面的图片。
第二章 USB接口详解
USB接口种类繁多，很容易认错，本章带大家认识常用的USB接口。
（注:在某些usb接口名称中，官方规范名称为Standard通用名称为Type。其表达意义一致，本文采用Type。）
镀金工艺
黄金是一种抗氧化性、导电性强，耐腐蚀，抗高低温，耐摩擦的金属，作为接口涂层，
能够有效稳定信号，也能使接口更牢固。和镀银相比，
镀金接口的使用寿命更长，且银时间一长就容易氧化变黑，不论工艺再好，接口处失去光泽发黑，也会有损线材整体美观。
1.0与1.1(由于接口区别不大所以合并在一起)
Type-A
（图为接头与接口）
常用设备:鼠标、键盘等
Type-B
（图为接头与接口）
常用设备:打印机等专业设备
2.0
Type-A
（图为接头与接口）
常用设备:U盘、摄像头、无线网卡等
Type-B
（图为接头与接口）
（图为Type-A、Type-B接口的引脚定义图）
（1.0、1.1、2.0的引脚定义一样）
常用设备:打印机、麦克风等需要牢固连接的设备
MiniUSB，又称迷你USB，是一种USB接口标准,
与标准USB相比，MiniUSB更小，适用于移动设备等小型电子设备。
Mini-A
（图为接头与接口）
常用设备:mp3等(此接口较少见)
Mini-B
（图为接头与接口）
常用设备:功能手机、数码相机、移动硬盘等
（实际上Mini B还有4Pin、4Pin Flat、8Pin、8Pin Round等接口形态，由于非标准或不常见本文不进行详细介绍，感兴趣的小伙伴可以百度。）
Mini-AB
（图为接口）
Mini-A、Mini-B公头均可插入Mini-AB母口
（图为Mini-A、Mini-B接口的引脚定义图接口的引脚定义图）
常用设备:mp4等
（Mni-A插头第四pin固定接地，而在Mini-B插头第四pin悬空。）
这三种接口外观比较接近，怕大家分不清。特上一张实物对比图，帮助大家区分。如下：
Mini-B、Mini-AB OTG (On-The-Go)版
OTG是On-The-Go的缩写,即OTG技术就是实现在没有Host的情况下，实现从设备间的数据传送。主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。 例如数码相机直接连接到打印机上，通过OTG技术，连接两台设备间的USB口，将拍出的相片立即打印出来；也可以将数码照相机中的数据，通过OTG发送到USB接口的移动硬盘上，野外操作就没有必要携带价格昂贵的存储卡，或者背一个便携电脑。
USB OTG主从设备的判定
支持OTG功能的双角色设备配备的是MiniAB插座，为了让其能区分插入的是MiniA型还是MiniB型插头，USB将Mini系列连接器的信号线由标准的4线增加到5线，增加了一个称为“ID”的新信号线，用于插头识别。
标准类型的A系、B系列插头或插座都是4pin的，而MiniA、MiniB、MiniAB类型的插头和插座都是5pin的。在Mini系列中增加的ID pin，在带有Mini-A 型插头的电缆中将该pin固定接地，而在带有Mini-B插头的电缆中悬空。
于是，支持OTG功能的“双角色设备”可以根据板上MiniAB插座的ID信号线的电平状态来区分插入的是MiniA型插头还是MiniB型插头。
当插入MiniA型插头时，表示用户希望该设备作为一个主设备使用；当插入MiniB型插头时，表示用户希望该设备作为一个从设备使用。该设备应根据用户的要求执行相应的应用软件来完成服务。
常用设备：PDA（掌上电脑）等
Micro USB是USB 2.0标准的一个便携版本，比部分手机使用的Mini USB接口更小，Micro-USB是Mini-USB的下一代规格，由USB标准化组织美国USB Implementers Forum（USB-IF）于2007年1月4日制定完成。Micro系列的独特之处是他们包含了不锈钢外壳，万次插拔不成问题。
Micro-A
（图为接头与接口）
常用设备:工业相机等(此接口较少见)
Micro-B
（图为接头与接口）
常用设备:早期智能手机、平板电脑等便携设备。
Micro-AB（OTG）
Micro-USB 支持OTG，和Mini-USB一样，也是5pin的。Micro系列的定义包括标准设备使用的Micro-B系列插槽；OTG设备使用的Micro-AB插槽
Micro-A、Micro-B公头均可插入Micro-AB母口
（图为接口）
（图为接口引脚顺序）
（图为接口引脚定义）
OTG检测的原理
USB OTG接口中有5条线 2条用来传送数据（D+ 、D-）1条是电源线(VBUS); 1条则是接地线(GND)、1条是ID线。ID线---以用于识别不同的电缆端点，mini-A插头(即A外设)中的ID引脚接地，mini-B插头（即B外设）中的ID引脚浮空。当OTG设备检测到接地的ID引脚时，表示默认的是A设备（主机），而检测到ID引脚浮空的设备则认为是B设备（外设）。
Type-C
由于该接口是USB3.1版本以后设计的，但可以应用在2.0版本，所以在此段不做过多介绍。
（图为USB2.0、3.0版本接口引脚的使用）
如上图所示：2.0版本只使用了Type-C单面的Vbus、Data+、Data-、GND四个引脚
常用设备:需要兼容的Type-C接口充电的小型设备，如:电子打火机等
主机前置USB的主板接口
从USB2.0时代USB更为普及，为了方便使用，许多台式机都有了前置USB接口。这种USB接口往往是从主板接口接出的，下面就来认识一下常见的USB2.0主板接口吧。
（图为主板插座与前置USB2.0接头）
（图为插座引脚定义）
扩展设备
USB2.0出现了一些扩展设备，下面列举一些常用的。
（图为USB2.0分线器（HUB））
（图为SD/TF读卡器）
（图为USB有线网卡）
3.0（5Gbps）
Type-A（Super speed）
（图为接头与接口）
常用设备:千兆无线网卡等
Type-B（Super speed）
（图为接头与接口）
常用设备:硬盘柜、复印机等
（图为Type-A、Type-B的引脚定义图）
Type-C（Super speed）
由于该接口是USB3.1版本以后设计的，但可以应用在3.0版本，所以在此段不做过多介绍。
（图为USB2.0、3.0版本接口引脚的使用）
如上图所示：3.0版本使用了Type-C单面的Vbus、D-、D+、GND、RX-、RX+、GND_DRAIN、TX-、TX+九个引脚
常用设备:主流智能手机等
Micro-B（Super speed）
（图为接头与接口）
常用设备:移动硬盘、三星智能手机等
（图为接口引脚定义）
主机前置USB的主板接口
USB3.0时代，为了方便使用，许多台式机都有了前置USB3.0接口。这种USB接口往往是从主板接口接出的，下面就来认识一下常见的USB3.0主板接口吧。
（图为主板插座与前置USB3.0面板接头）
（图为插座引脚定义）
其他接口
以下的接口不是停留在理论阶段，就是在生活中极其少见，只为给大家开开眼界。
（图为3.0版本罕见接口）
扩展设备
（图为USB3.0带外接供电的分线器（HUB））
（图为USB千兆有线网卡）
3.1（10Gbps）
Type-A（Super speed+）
（图为接头与接口）
接口定义与USB3.0一致此处不再赘述
此接口供电能力与USB3.0一致
常用设备:磁盘阵列等
Type-B（Super speed+）
理论上存在并与3.0接口标准一致，但没有出现在市面上
Type-C（Super speed+）
由于该接口是USB3.1版本以后设计的，但可以应用在3.1版本，所以在此段不做过多介绍。
（图为Type-C接口定义）
一个能达到3.1标称速度、支持协议 并具有以上15W供电能力的USB3.1至少使用了Type-C单面的全部引脚
常用设备:高端智能手机、超薄笔记本电脑等
Type-E（主板接口）
（图为接头与接口）
这是由英特尔与USB IF协会共同开发的最新电脑主机前置连接器的主板接口，在华硕的高端机种中已经广泛使用了这种TYPE E连接器，这个是解决原电脑机箱正面无前置TYPE C接口使用的主板接口。正常使用为电脑主板TYPE E公头 to 在前置面板的TYPE C母头 连接器，如经过其他转接器转接出来的产品，无法达到USB3.1 Gen 2的传输速率。
（图为主板插座引脚定义）
扩展设备
（图为多功能扩展坞）
接口颜色
1.0、1.1的Type-A、Type-B为白色 2.0的Type-A为黑色Type-B为白色
3.0的Type-A、Type-B为正蓝色 3.1的Type-A为蓝青色或正红色 颜色不是硬性标准规范
仅供参考
（图为USB1.1-3.2版本接头与接口兼容性）
3.2（20Gbps）
注：USB3.2与USB4只支持Type-C
Type-C简介
2013年1月7日，USB3.0推广组织在美国消费电子展上宣布，第一批传输速率达到10GB/s的设备将于2014年面市，此类产品的USB接口采用USB3.1的标准，即Type-C接口。 Type-C接口插座端的尺寸约为8.3mmX2.5m纤薄设计；支持从正、反两面均可插入的“正反插”功能，可承受1万次反复插拔；配备 Type-C连接器的标准规格连接线可通过3A的电流，同时还支持超出现有USB供电能力的" USB PD”，可以提供最大达100W的电力
（图为接头与接口）
（图为接口定义）
3.2版本使用了Type-C所有的24个引脚
常用设备:高端NVME协议移动硬盘等
扩展设备
由于这种接口不太常见，标准又很高，目前市面上基本没有扩展设备。但是它可以向下兼容使用3.1、3.0的扩展设备
4（40Gbps）
Type-C
（图为接头与接口）
（图为接口引脚定义）
和3.2一样使用了Tpye-C接口所有24个引脚
常用设备：顶级NVME移动硬盘或硬盘盒等
扩展设备
由于这种接口刚刚推出，标准太高，目前市面上基本没有扩展设备。但是它可以向下兼容使用3.2、3.1、3.0的扩展设备
Type-C接口标志
（图为Type-C接口标志）
DP协议请见第四章
第三章 USB线材详解
目前市面上USB线材种类繁多，本章带大家了解常见的那些USB线材
术语解释
1.AWG
AWG(American wire gauge)美国线规，是一种区分导线直径的标准，又被称为 Brown & Sharpe线规。这种标准化线规系统于1857年起在美国开始使用。AWG前面的数值(如24AWG、26AWG)表示导线形成最后直径前所要经过的孔的数量，数值越大，导线经过孔的等级越高，导线的直径也就越小。粗导线具有更好的物理强度和更低的电阻，但是导线越粗，制作电缆需要的铜就越多，这会导致电缆更沉、更难以安装、价格也更贵。电缆设计的挑战在于使用尽可能小直径的导线(减小成本和安装复杂性)，而同时保证在必要电压和频率之下实现导线的最大容量。
（图为AWG线径规）
2.E-Marker芯片
随着USB PD快充协议的普及，USB-C to USB-C数据线市场占有率不断提升。这种线缆拥有传统线缆无法比拟的优势–支持USB3.1数据传输以及电流20V/5A 100W电力传输。
承载5A的电流的USB-C to USB-C线材必须配备E-Marker芯片，然而5A只是电流承载能力，对于输出传输来说，还需要区分是USB 2.0接口还是USB 3.1 Gen1或者USB 3.1 Gen2，所以USB-C to USB-C线材的分类也比较多。
从USB-IF协会的标准中了解到，当USB-C线缆的传输速度为USB 2.0时，是不要求配E-marker芯片的。但是当传输速度达到USB 3.1 Gen1（5Gbps）或者USB 3.1 Gen2（10Gbps）时，就必须使用E-Marker芯片，这与USB-C线缆对功率没太大关系。但是E-Marker芯片在标记线缆数据性能的同时，也会标记线缆的电力传输能力。线材监测器可以读取.E-Marker芯片从而分辨线材的载流能力以及支持的协议与功能。
数据线常用外被材质
1.PVC材质
PVC材质是大多数数据线常用的材质，具有不易燃性、高强度、耐气候变化性以及优良的几何稳定性。这种材质生产的线手感是硬的。
2.编织材质
编织线材质的数据线大多都采用的是尼龙材质，众所周知尼龙是衣物材质的一种，所以采用编织线做外被材质的数据线的耐折性和耐用性自然高于PVC和TPE材质了。但是编织材质的手感相对没有PVC、TPE的顺滑。
3.TPE材质
说得简单点TPE材质其实是一种可用一般的热塑性塑料成型机加工成型的软胶材料，弹性、韧性都与PVC材质相比有了很大的提升。可以循环使用降低成本。目前手机的原装数据线大多仍然采用的是TPE材质。这种材质生产的线手感是软的。
数据线常用线芯材质
1. 镀锡铜
镀锡铜是指表面镀有一薄层金属锡的铜，镀锡能防止铜暴露在空气中而被氧化形成一层膜-铜绿，因而镀锡主要就是为了防止铜被氧化。
2. 裸铜
裸铜是指纯铜导体，表面未进行任何镀层加工处理，铜含量为99.97%，是纯铜导体进行加工的常用线，导电性强，信号传输稳定性很强。
优质的数据线线芯都会使用镀锡铜、裸铜，一般数据线采用铝镁丝、漆包线、铜丝、铜箔丝、镀银铜等，差一点的就会有铜包钢，铜包铁等，优质数据线传输电流过程中能通过最大2A的电流。
1.0、1.1、2.0 Type-A Type-B（由于线材区别不大所以合并在一起）
由于当时没有大功率的USB设备，所以最初几代的USB功率设计的都较小。
额定电压/电流:5V 500Ma (电源线芯最低要求26AWG*2C)
最大电流:2A (电源线芯最低要求20AWG*2C)
标准最大接线长度:5米
线芯数:4芯
（图为线缆内部结构）
2.0 Mini-A、Mini-B、Mini-AB、Micro-A、Micro-B（由于线材区别不大所以合并在一起）
额定电压/电流:5V 500Ma (电源线芯最低要求26AWG*2C)
最大电流:2A (电源线芯最低要求20AWG*2C)
标准最大接线长度:5米
线芯数:4芯
（图为线缆内部结构）
（与1.0、1.1、2.0 Type-A Type-B结构一致）
魔改版Micro-B
由于使用Micro-B接口的智能手机较多，智能手机的充电技术发展较快，现有标准Micro-B线材与接口承载电流能力不足，很多智能手机厂商通过加宽接口触点面积、增加电源芯线与增加接口触点数量等手段提高电流承载能力以达到更快的充电速度。
2.0 Mini-B OTG、Mini-AB OTG、Micro-AB OTG（由于线材区别不大所以合并在一起）
额定电压/电流:5V 500Ma (电源线芯最低要求26AWG*2C)
标准最大接线长度:5米
线芯数:4芯（实际需要使用接口的5个引脚）
(图为线缆接线示意图)
2.0 Type-C
额定电压/电流:5V 500Ma (电源线芯最低要求26AWG*2C)
最大电流:3A (电源线芯最低要求20AWG)
标准最大接线长度:5米
线芯数:4芯（保证功能的情况下实际需至少要使用接口的10个引脚）（若只需充电功能引脚使用会更少）
(图为接口线缆接线示意图)
魔改版2.0 Type-C
Type-C接口有4对电源引脚，也可以像Micro-B一样通过增加接口触点面积、增加电源芯线提高电流承载能力，以达到更快的充电速度，且比Micro-B更容易。（详见PD协议段）
3.0（5Gbps） 3.1（10Gbps）Type-A、Type-B、Type-C（仅支持USB功能）（由于线材区别不大所以合并在一起）
额定电压/电流:5V 900Ma (电源线芯最低要求24AWG*2C)
最大电流:2A (电源线芯最低要求20AWG*2C)
标准最大接线长度:3.0版本3米3.1版本1米（参考值）
线芯数:9芯（仅支持USB基本功能）
(图为线缆结构示意图)
3.0（5Gbps）、3.1（10Gbps）Micro-B
额定电压/电流:5V 900Ma (电源线芯最低要求24AWG*2C)
最大电流:2A (电源线芯最低要求20AWG*2C)
标准最大接线长度:3.0版本3米3.1版本1米（参考值）
线芯数:9芯（实际需要使用接口的10个引脚）
(图为线缆内部结构)
（OTGid脚接地）
PD协议
PD 协议是目前的快充协议之一。是由USB-IF组织制定的一种快速充电规范。USB PD透过USB电缆和连接器增加电力输送，扩展USB应用中的电缆总线供电能力。该规范可实现更高的电压和电流，输送的功率最高可达100瓦，并可以自由改变电力的输送方向。
Type-C接口默认最大支持5V/3A，但在实现了USB PD协议以后，能够使输出功率最大支持到100W。
(图为PD快充版本与规格)
PPS
PPS（Programmable Power Supply）可编程电源，属于USB PD3.0中支持的一种Power Supply类型，是一种使用USB PD协议输出的可以实现电压电流调节的电源。PPS规范整合了目前高压低电流、低压大电流两种充电模式。另外，PPS规范将电压调幅度降低到为20mV一档，是QC3.0标准的十分之一，电压调节更为精准。
(图为PPS对其他快充协议的兼容)
PD快充线介绍
目前市面上常见的PD快充线有两种规格：3A线、5A线，由于带有E-Marker认证芯片的Type-C接口的线材是专门设计用来通过大电流的线材，所以本段只介绍C to C快充线。
3A快充线
支持最大功率：60W（20V/3A）
电源线芯普通规格：21AWG×2（推荐参考值）
5A快充线
支持最大功率：100W（20V/5A）
电源线芯普通规格：18AWG×2（推荐参考值）
快充线支持的USB版本、协议不同，价格差距较大，选购时需要注意。
全功能Type-C线缆 包括3.1（10Gbps）3.2（20Gbps）4（40Gbps）
额定电压/电流:5V-20V 500Ma-5A（自动匹配）
最大电流:5A (电源线芯要求18-26AWG×2(推荐参考值))
标准最大接线长度:3.1版本2M、3.2版本1M、4版本0.8M（参考值）
线芯数:18芯（参考值）实际使用引脚数量12-22个(公头)
(图为全功能Type-C线材结构与信号线用途说明)
Type-C线缆标志
(图为Type-C线缆标志)
DP协议请见第四章，雷电协议请见第五章。
市面上有还有很多类型的USB转接线，作者不是很了解，所以就略过了。
第四章 USB使用的芯片组通道与支持的协议
本章带你从软件层面认识USB，了解各个版本USB使用主板的芯片组与各种协议以及视频输出能力
术语解释
1.主板芯片组
芯片组由南桥和北桥芯片两部分组成，它在很大程度上决定了电路板（PCB）的功能和性能。南桥主要负责低速的I/O，例如SATA、USB和LAN。北桥 负责较高速的PCI-E和RAM的读取。
2.北桥（Northbridge）
北桥是基于Intel处理器的个人电脑主板芯片组两枚芯片中的一枚，北桥用来处理高速信号，例如中央处理器、存储器、显卡（PCI Express接口或AGP接口），还有与南桥之间的通信。
3.南桥（Southbridge）
南桥是基于个人电脑主板芯片组架构中的其中一枚芯片。南桥芯片是指离CPU比较远的位于大多数PCI插槽附近的那个小的芯片，主要是用来负责主板的输入和输出功能。南桥设计用来处理低速信号，通过北桥与中央处理器联系。各芯片组厂商的南桥名称都有所不同，例如英特尔称之为I/O路径控制器（ICH，IO Controller Hub）或平台路径控制器（PCH）。
南桥包含大多数周边设备接口、多媒体控制器和通信接口功能。例如PCI/低速PCIe（如PCIe x1）控制器、ATA/SATA控制器、USB控制器、网络控制器、音效控制器。
4.PCH
英特尔在第一代Core i7中把存储器控制器集成到了CPU，北桥的功能只剩下连接高速设备（如显卡）,此时Intel的南桥称为 IOH（IO Controller Hub）。从LGA 1156、LGA 2011开始，Intel处理器集成了北桥（存储器控制器、高速PCI Express控制器和Intel HD Graphics），主板上只剩下南桥，Intel将其称为平台路径控制器（PCH）。
近年的处理器频率不断上升，但前端总线（FSB，即处理器连接北桥的通道）带宽一直没有改变而遇到了瓶颈。PCH的设计即是设计来解决这个问题。它重新分配各项I/O功能，把内存控制器、核芯显卡、高速PCI-E控制器整合进处理器，PCH负责原来南桥的一些功能。Intel CPU可以直接存取RAM和高速PCIe（如显卡），以及经过DMI连接PCH。PCH则连接其他I/O设备，例如：音效、SATA、USB、NVMe和LAN。其中，SATA用来连接硬盘和光驱。
5.USB Audio Class
USB Audio Class，USB音频类，一个像USB这样的通用数据接口，可以有很多种实现数字音频数据传输的方式。不同的开发者可以根据自己的喜好和需求，定义任意的控制方式，传输模式，音频格式等等参数。USB非常适合作为以PC为平台的音频（包括语音和音乐等）传输协议，而基于PC的电话系统从一开始就是USB接口发展的重要考量和推动力。从另一方面来说，USB接口拥有远远高于音频需求的带宽，可以传输极高品质（高采样率，高编码率，多声道）的音频数据。因此，例如电话，音乐回放，录音等音频功能都可以很容易在USB接口实现。
USB音频类定义在接口层，而USB音频类又分为不同的子类（SubClass）以便于进一步的细节枚举和设置。所有的USB音频功能都被包括在USB音频类的子类中。USB定义了3种不同的音频子类：
1.AudioControl Interface Subclass 音频控制接口子类
2.AudioStreaming Interface Subclass 音频流接口子类
3.MIDIStreaming Interface Subclass MIDI流接口子类
USB版本与芯片组通道的使用
USB1.0、1.1、2.0、3.0使用南桥芯片组，USB3.1（10Gbps）、3.2（20Gbps）使用南桥芯片组或PCH，USB4使用PCH与北桥芯片组
常用扩展坞与数据传输协议
接口转接与扩展坞
百兆有线网（RJ45）(接口转接)
解决方案（芯片）： 亚信AX88772C等
千兆有线网（RJ45）(接口转接)
解决方案（芯片）：亚信AX88179等
USB3.0多功能扩展坞（RJ45+HUB）
解决方案（芯片）：瑞昱RTL8153B+ 创惟GL3510等
USB3.1多功能扩展坞（RJ45+HUB+PD）
解决方案（芯片）：威盛VL103R+威盛VL822+谱瑞PS186+瑞昱RTL8153
MIDI协议
MIDI是Musical Instrument Digital Interface的缩写，直接翻译过来的意思就是乐器数字化接口，可以把MIDI理解成是一种协议、一种标准、或是一种技术，但它并不是单指某个硬件设备。MIDI仅仅是一个通信标准，它是由电子乐器制造商们建立起来的，用以确定电脑音乐程序、合成器和其他电子音响的设备互相交换信息与控制信号的方法，用于连接各种MIDI设备所用的电缆为5芯电缆，通常人们也把它称为MIDI电缆。USB也在2.0版本支持MIDI协议，现在有很多电子乐器都支持usb midi/audio协议了，只需要一根usb线就可以同时传midi/audio信息。
MTP协议
（Media Transfer Protocol媒体传输协议）MTP是微软免费向数码相机，媒体设备等厂商公开的连接技术，这些厂商可以将其写入自己设备的“固件” 当中。MTP的基础是“照片传输协议”（PTP）。MTP支持将通过升级或者操作系统换代整合进未来的微软操作系统当中。数码相机用户不用再额外安装驱动程序就能够将自己的数码设备连接至微软操作系统的电脑。
利用MTP，数码相机将被Windows识别为和USB闪存驱动器一样的设备，这样，摄影师就能够将自己的作品和外界分享了。现在该协议也被应用在智能手机上。
USAP协议
USAP是USB-IF所制定的一个新传输协议用于透过USB接口连接序列设备，提供大容量储存设备的传输速度高达20％，并降低CPU的利用率、数据延迟和等待时间，USAP协议提供了高性能主机及设备之间的数据传输。最新的USB 3.0驱动程序，并搭配支持UASP的USB 3.0设备，便可以马上体验并享受UASP技术所带来的性能提升。目前包括Buffallo、CyberSLIM、OCZ、Sharkoon，及SuperTalent等许多与技嘉密切合作的厂商都推出支持UASP装置。要实现UASP需要满足三个条件。
电脑主板上的USB3.2 Gen 1或者Gen2主控芯片要支持UASP；
电脑系统要必须是Win8、10或者Mac OS 8 & 9以上的系统版本；
外接设备比如移动硬盘盒要支持UASP传输协议。
只有这三者条件都具备了才能开启UASP加速协议，而且一般是自动开启。
常见USB版本视频传输协议与视频输出能力
USB3.1（10Gbps）
USB AV 3.1提供9.8Gbps频宽，最高支持4096 x 2304 @ 30FPS的4K显示画面，4K显示的规格已和HDMI 1.4一样，同时USB AV也支援HDCP影像加密技术，搭配更大的电力供应，较大尺寸的显示器可望也能藉由USB AV 3.1来显示4K解析度。兼容HDMI、DP协议。
USB4（40Gbps）
USB4整合了多个协议，可以同时支持更多设备，其中就涉及到带宽的分配，从下图可以看出USB4最多分配22Gbps的带宽用于数据传输，最少18G的带宽用于支持显示。可以连接一个分辨率为5120x2880(5k)，刷新率60Hz，色深30bit的显示器，剩下18Gbps的带宽用于传输数据；也可以连接两个分辨率4096x2160(4k)，刷新率60Hz，色深30bit的视频，剩下8Gbps的带宽用于传输数据。支持HDMI2.0与DP1.3协议
（图为带宽分配示意）
2020年VESA组织宣布了DisplayPort Alt Mode 2.0规范，允许USB Type-C接口转换为DP2.0模式，用以传输音视频资源。
DP2.0规范去年6月揭晓，可提供最大77.4Gbps的带宽，是DP1.4的近三倍，它可以传输16K分辨率(15360 x 8640)、60Hz、30色深(bpp)的视频资源。
不过，基于雷电3的USB 4最大带宽只有40Gbps，所以4K/8K将是主流，当然，不排除USB4后期改进后升级到80Gbps带宽的可能。
第五章 雷雳（雷电）协议
Thunderbolt雷雳（雷电接口）是英特尔在2009年研发的一种高速I/O接口标准（代号“Light Peak”），目的在于当做电脑与其他设备之间的通用总线，替代并统一电脑上数量繁多性能参差不齐的扩展接口（例如SCSI、SATA、USB、FireWire、PCI Express等）。
版本
1.Thunderbolt开发版
早期由英特尔独立研发，使用光纤传输。后来在一次科技展示会场上，苹果公司看到了早期光纤传输的原型后，主动对英特尔表示兴趣并给予开发上的建议，致使正式发布的第一代从光纤改用铜线和苹果的Mini DisplayPort外形。
2.Thunderbolt
2011年发布第一版Thunderbolt，信号线最长可达10米，双向同步传输速度可达 10 Gbit/s。
Thunderbolt 技术采用两种通信协议 ，包括用在数据传输的 PCI Express ，以及用在显示的 DisplayPort，且完整兼容现有的DisplayPort设备。将来可能取代现行的其他总线设备，如DVI、DisplayPort、SCSI、SATA、USB、PCI Express、Firewire（IEEE 1394）与 HDMI等，成为电脑对外的单一总线。
可以通过菊花链（Daisy-Chain）方式连接最多六个周边设备(其中首两链可包含两个Apple Thunderbolt Display)，通过总线可供应10W的电力给周边。
3.Thunderbolt 2
2013年发布第二版，代号 Falcon Ridge，同步传输速度 20 Gbit/s。
英特尔希望在2020年时将它提升到100Gbps，通过光纤线路发送具红外线信号代替传统的数据线进行数据传输，当作电脑与其他设备之间的通用连接线，类似目前USB的功能，未来一台电脑可装设数个Thunderbolt连接端口，提供不同的设备使用，也可直接连接到一个具有数种对外置口的设备上，用一种细长的线缆支持多种输入输出设备。
Intel宣称，Thunderbolt 2 能连接一个显示屏，并同时发送4K视频。
物理层面，第一、二版 Thunderbolt 的带宽都是 20 Gbit/s，因此线材是兼容的。信号线包含四条 10 Gbit/s通道，上下行各有两条。
逻辑层面，第二代 Thunderbolt 合并了第一代的两条独立 10 Gbit/s 通道，使得最高传输速度翻倍到 20 Gbit/s 。
第一款引入 Thunderbolt 2 的产品是ASUS主板，于2013年8月19日发布。
第一款发售的产品是苹果公司MacBook Pro with Retina (Late 2013)，于2013年10月22日推出。
在雷电1和雷电2时期，基本是以Mini DP的物理接口搭载于苹果MacBook笔记本电脑上面。而且接口边带有一个带着箭头的闪电。但当时由于雷电接口相关设备稀有，即便有所搭载也都是在高端设备上，而且由于苹果MacBook笔记本电脑的售价一直很高的原因，导致其知名度在大众用户群体中一直不高，也很少被用户所主动关注。
4.Thunderbolt 3
2015年6月2日在《COMPUTEX 2015 》上发布了雷电3，代号为Alpine Ridge，双倍带宽达到40 Gbit/s 即5 GB/s，连接端口改为用USB Type-C。标准线材最大长度2米。
（图为USB与雷电各版本速度）
与USB Type-C相比，雷电3还兼容更多传输协议，这意味着它可以与更多类型的设备一起使用。如果设计师需要在工作时连接多个显示器，雷电3接口具备多设备菊花链(Daisy-Chaining)串联技术功能，可以让设计师轻松地在多个显示器上显示一个大图像。
（图为雷电3菊花链显示器连接示意图）
Thunderbolt 3最大供电100W，可连接两个4K显示屏，或一个5K显示屏。基于 PCIE 3.0 x4，支持 HDMI2.0（4K 60Hz）和 DisplayPort1.3（5K 60Hz）。英特尔提供雷电3控制器的三个版本：
“DP" (Double Port) 版本 ： PCIe 3.0 ×4 提供2个 Thunderbolt 3 接口 (JHL6540)
“SP" (Single Port) 版本 ： PCIe 3.0 ×4 提供1个 Thunderbolt 3 接口 (JHL6340)
“LP" (Low Power) 版本 ： PCIe 3.0 ×2 提供1个 Thunderbolt 3 接口 (JHL6240)
雷电3是目前功能最全的协议，无论是传输速度、视频拓展还是充电都是目前性能级的接口协议。但搭载雷电3的USB-C接口大部分都出现了诸多高端设备上，比如苹果MacBook笔记本或iMac等设备。而且雷电接口支持PCIE通信协议，所以雷电3接口还可以通过显卡扩展坞连接外置显卡。
USB4与雷电3
按道理来说一个接口支持的功能越多，性能越强大，应该会有很多人喜欢用的。但事实并不是如此，为什么很多人用不了，一大部分原因是因为贵，价格问题导致很多厂商与用户望而止步。这是因为雷电3接口标准的专利掌握在英特尔手中，所以如果有厂商想使用雷电3接口标准的话就需要向英特尔缴纳高昂的授权费用。这还没完，雷电3接口需要独立的控制芯片，所以如果有厂商想要使用雷电3接口标准的话就需要在芯片上付出成本和缴纳授权费（这就是配备雷电3接口和的设备以及雷电3线材售价很贵的原因）。那有没有可能改变这一局面呢？还真有，USB-IF组织在2019年9月份推出了USB4规范，USB4的推出彻底改变了雷电3接口标准的巨额成本问题。2019年9月份，USB-IF组织推出了USB4规范，USB 4整合Thunderbolt3的先进技术，直接具备了超大带宽的数据传输能力，支持和雷电3同等的视频拓展能力，具备充电功能。可以说，一枚全功能的USB 4接口是目前功能最全、体积最小、速度最快的物理接口。并且向下兼容USB 3.2、3.1、3.0、2.0，兼容雷电3。
5.Thunderbolt 4
早在去年初的CES 2020大会上，Intel就公布了新一代雷电4接口，并在近日公布了详细规范，号称要一个接口走天下，而在前年，我们还迎来了全新的USB4接口，底层规范基于雷电3。那么，雷电4、USB4到底有什么不一样？哪个更好？Intel官方进行了一次详细的科普。
雷电4、雷电3有何不同？雷电3大家应该都不陌生，它的最高速率达40Gbps，可支持两个4K 60Hz显示器同时使用。而雷电4对比雷电3，虽然最高速率维持在40Gbps，但仍有五点重要进化：
1、在连接显示器等场景中，最低PC视频规格提升一倍，支持两个4K显示屏或一个8K显示屏是基本要求，而前代则可能仅支持一个4K显示器。
2、在连接外置显卡、硬盘等场景中，最低PC数据规格的要求提高一倍，PCIE最低传输速度从16Gbps提升到32Gbps，而在连接存储设备时，速度可达3GB/s，更接近直接插在主板时的性能。
3、首次支持4口扩展坞、最长2米数据线，一根线可扩展出3个雷电4接口，可一次连接更多设备。
4、具有雷电4的PC，至少有一个接口能为设备充电。
5、连接雷电坞站后，可通过触摸键盘或鼠标将计算机从睡眠中唤醒。
简单地说，雷电4就是“更严格版”的雷电3，性能下限进一步提升，并且扩展了功能，符合USB4规范的要求。
USB4与雷电4
无论雷电4还是USB4，都基于雷电3的底层协议打造，彼此互补且兼容，接口都是Type-C，最高速率均为40Gbps。
不过，USB4通用性更强，要求更低，而雷电4的“下限”大幅提高，它定义了严格的产品功能、验证测试、认证要求，所以支持雷电4的设备体验更出色，当然价格也会更贵。
简而言之，雷电4是现今为止最全面的接口协议，不是所有USB4都能和雷电4平起平坐。
当然，它们俩还会长期共存，而因为物理接口都是Type-C，不会影响笔记本“一口化”进程。
常用设备：戴尔XPS 13(XPS 13-9310-R2802TS)
扩展坞
雷电扩展坞
（图为雷电3扩展坞(示例设备)）
该扩展坞采用的芯片解决方案是: 赛普拉斯CYPD5235-96BZXI+英特尔JHL7440+威盛VL822+威盛VL817+瑞昱RTL8153B+创惟GL3226+ACL4030
雷电显卡扩展坞
提到雷电显卡扩展坞，有很多人都没有听说过，我来给大家讲讲。显卡扩展坞，顾名思义，说白了就是笔记本连接一个放置在外边不在笔记本主板上的一个外置的显卡，高端游戏本上用的较多，例如外星人系列的本子。普通笔记本电脑为什么不能接台式机的独立显卡？原因很简单，因为笔记本电脑没有PCIE接口。只要通过某种办法让笔记本电脑扩展出一个PCIE接口，这个问题就解决了大半。
以前有一些动手能力强的玩家，用拆机的方法，从笔记本电脑主板上的MINI PCIE接口转接出一个PCIE卡槽来。这种办法技术门槛很高，而且还要搭配独显的供电设备，一般玩家根本搞不定。
而雷电3协议，支持PCIE通信协议，所以只需要一根雷电3 Type-C数据线，插在笔记本上，就可以扩展出PCIE X4接口，对玩家和设备制造厂商来说都要方便很多。
（图为雷电显卡扩展坞）
但是使用雷电显卡扩展坞对显卡性能会有一些损失，因为正常情况下显卡和cpu是通过PCIE3.0×16的接口连的，雷电3的带宽只相当于PCIE3.0×4。作者建议大家还是看看就好，一般人不建议选购。
雷电M.2 NVME硬盘盒
雷电3协议与NVME协议都支持PCIE3.0×4总线，所以雷电3可以跑满M.2接口的NVME协议固态硬盘
（图为雷电3 M.2 NVME硬盘盒(示例设备)）
该硬盘盒采用的芯片解决方案是: 英特尔JHL6340+德州仪器TPS65983BA
雷电PCIE扩展卡
有些台式机主板没有原生雷电3Type-C 接口，但是支持雷电3PCIE扩展卡，通过主板PCIE插槽可以扩展出雷电3Type-C 接口。
(图为雷电3PCIE扩展卡)
不过这种扩展卡必须主板支持才能使用，一般是不同品牌互不兼容。
第六章 Lightning（闪电）接口
Lightning是当下苹果设备最常用的接口，本章专门讲解Lightning接口
2012年9月12日，美国旧金山芳草地会议中心苹果发布了全新的Lightning Dock接口，中文可将其译为”闪电”接口。新接口标准的发布，同时也意味着苹果使用了长达9年的30针Dock接口将被正式取代。
（图为接头与接口）
MFI认证与数据线接头端子
苹果MFi认证，是苹果公司（Apple Inc.）对其授权配件厂商生产的外置配件的一种标识使用许可，MFi认证是apple公司Made for iPhone/iPad/iPod的英文缩写。
"Made for iPod,"Made for iPhone,"and"Made for iPad" 是指分别为连接iPod，iPhone和iPad而特别设计的电子配件。而且这些配件已经被苹果公司授权认证，以此来满足苹果产品的性能标准。苹果公司不会为该装置的操作或其符合安规认证的标准负责。
苹果对所有授权经销商有明确且强制性的要求，对于苹果的功能性配件产品，必须销售经过认证且授权品牌的配件产品，否则使用不带授权的配件的产品造成苹果产品的损坏，苹果公司将不作任何保修。
苹果公司为了区别自己的原装数据线和Mfi工厂的数据线专门设置了程序信息。
（可用专用测线仪读取接头芯片信息，以达到检测线材快充功率、用途功能、生产信息的目的）
E75是苹果原装数据线
C48是具有MFI认证的代工厂制作的数据线
（图为苹果数据线端子头型号区别对照表）
铑钌工艺
采用镀金工艺的连接器视觉外观为金色，业界普遍采用的工艺之一。但由于 Lightning 接口与 USB Micro-B 、USB Type-C 不同，触点展露在外部，更容易触碰到汗液等液体，附着水分时进行充电极易导致线材损坏，也就是日常经常发生的触点发黑的情况。由于这一工艺存在缺陷，苹果不惜重金改善此工艺。
新款 C94 与 C91 连接器的电镀工艺由镀金升级为铑钌工艺，连接器外观视觉效果为银色。电镀效果更好，可以更加有效的防止汗液等液体腐蚀触电，更加经久耐用。单单从成本角度来说，铑钌工艺相比镀金也更加昂贵。
引脚定义
Lightning公头从外观来看，正反都是一样的，8个脚。但两个面的接口定义是不一样的，我这里把它分为A面和B面。具体的接口定义见下面的图：
（图为接头引脚定义）
引脚定义说明：
1、Sa，Sb是信号接口，向iphone发送信号，告诉iphone现在是A面还是B面。另外lightning头有4中模块，如果是USB模块，Sb还担当了由iphone提供给外设电源的功能。
2、D+、D-是USB的数据线，传输数据。
3、Vusb是USB的电源脚，给iphone充电。
4、NC是为定义的脚，即暂时没有用到。
5、GND是地线。
而母座那边，是只有一面接触点的。母座那边，D+、D-和NC的脚会根据插入的是A面还是B面来切换成对应的接口。
线材与充电
目前支持Lightning接口最高充电功率的设备是ipad air3，峰值功率可达35W（参考值）
目前苹果官方的Lightning充电线长度有以下规格： 0.5M、1M、2M。
支持的USB版本
一直以来人们关于Lightning接口支不支持USB3.0存在争议，作者想在这里阐述一下自己的观点。
所有使用Lightning接口的iPhone是只支持USB2.0的。
（因为iPhone的内部空间狭小，会出现第一章讲到的USB3.0射频干扰问题）
大部分使用Lightning接口的ipad也只支持USB2.0
（因为空间问题 例如ipad mini 还有成本问题）
所有Lightning数据线（包括Type-C转Lightning数据线）也是只支持USB2.0的
目前iPad只有12.9 英寸 iPad Pro (第一代和第二代) 和 10.5 英寸 iPad Pro 能以 USB 3.0的速度传输数据（上述设备内置了USB3.0的主控芯片）
支持USB3.0速度的配件也只有 闪电转 USB 3 相机转换器（Lightning转Type-A）
（至于如何实现USB3.0速度的问题 苹果没有公开技术细节 作者就不太清楚了）
支持的其他功能
视频
支持通过转换器输出1080P的HDMI或VGA视频
音频
支持通过转换器转换3.5MM音频接口（数模转换）
还有一些别的转换器，作者在评论区等你补充。
（本文图片来源于网络 如有侵权 请联系删除）
发布日期：2021-07-27
修改日期:
洋洋
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