USB Type-C: le câble unique du futur
par David Pike, Product Merchandiser chez RS Components
L’USB Type-C promet de rendre tous les autres câbles et connecteurs superflus puisqu’il transmet à la fois l’alimentation et la connectivité pour les donnés à haut débit ; voici, cependant, quelques mises en garde,
L’USB est l’une des technologies de connectivité ayant le plus de succès et est utilisée dans pratiquement tous les types de dispositifs et systèmes électroniques depuis des années; la forme familière du Type-A (la prise USB originale, rectangulaire) et du Type-B est omniprésent dans les dispositifs de l’électronique grand public tels que les PC et les smartphones. Une nouvelle version des connecteurs, le Type-C, a été annoncée comme une avancée majeure pour l’électronique grand public de par sa taille bien plus petite que celle des connecteurs USB Type-A, sa bande passante convenant pour le signal vidéo HD (10Gb/s) et sa capacité d’alimtentation suffisante pour charger un ordinateur portable (jusqu’à 100W). L’idée est que les câbles USB-C remplaceront tous les anciens connecteurs, petits et grands, dans tous les types de dispositifs, avec un seul type de câble universel. Les connecteurs et câbles USB-C sont disponibles maintenant chez les principaux fabricants, dont TE Connectivity et Molex, et RS propose sa propre gamme RS Pro.
Fonctionnalité progressive
Un des arguments de vente de l’USB-C les plus convaincants est son format compact, en particulier son épaisseur minimale. Le connecteur lui-même, avec ses 2,4mm est légèrement plus épais qu’un connecteur micro-USB actuel, mais beaucoup plus mince que les prises USB Type-A de 4,5 mm d’épaisseur toujours utilisées aujourd’hui. Le premier produit grand public à utiliser le connecteur USB Type-C, le MacBook 12” d’Apple lancée en mars 2015, a une épaisseur maximum de 13,1mm, et ne possède qu’un seul port USB qui sert pour tout, en dehors de la prise jack de 3,5mm pour les écouteurs. Tout cela grâce à l’USB-C. Les autres précurseurs à avoir adopté la technologie comprennent la tablette N1 de Nokia et l’ordinateur portable Chromebook Pixel de Google.
Un autre argument de vente très convaincant est que les connecteurs et câbles USB-C sont conçus pour être faciles à utiliser. Les connecteurs sont symétriques et peuvent être branchés dans les deux sens, permettant un gain de temps et réduisant le risque d’endommager les connecteurs mâles ou femelles en forçant les connecteurs dans le mauvais sens. Les câbles peuvent aussi être branchés dans les deux sens puisqu’ils ont les mêmes connecteurs aux deux extrémités. Cela est possible grâce à un circuit qui a été ajoutée dans les connecteurs USB-C, pour que l’alimentation et les données soient transmises dans le bon sens. Celle-ci comprend un circuit intégré qui permet au connecteur de déterminer s’il est branché dans un dispositif hôte ou périphérique.
D’autres avantages parmi les plus cités des connecteurs et câbles USB-C comprennent leur bande passante et capacités de transport de l’alimentation. Cependant, si ces fonctionnalités nécessitent que les connecteurs Type-C fonctionnent, elles dépendent aussi des normes utilisées par le dispositif lui-même.
En termes de débit, les connecteurs de Type-C acceptent des signaux à 10Gb/s, suffisants pour transmettre de la vidéo haute définition telle que des signaux d’une résolution DisplayPort 4K. C’est une caractéristique de la norme USB 3.1, qui double la vitesse d’USB 3.0 mais nécessite des connecteurs et des câbles de Type-C. En d’autres termes, pour atteindre la vitesse annoncée, vous devez avoir à la fois USB 3.1 sur le dispositif et un port de Type-C. L’un n’implique pas l’autre; un dispositif pourrait utiliser le Type-C pour ses caractéristiques d’alimentation sans prendre en charge des débits de données élevés. Par exemple, un dispositif USB 3.0 avec un port de Type-C, connectée par l’intermédiaire d’un câble de Type-C, sera encore limité à 5Gb/s, la vitesse maximum de l’USB 3.0.
Du point de vue de l’alimentation, les connecteurs et câbles USB-C sont conçus pour supporter jusqu’à 100W, ce qui est suffisant pour charger des ordinateurs portables et des dispositifs plus gros. Cependant, cela prête à confusion, car les capacités de puissance élevée font partie d’une autre norme appelée USB Power Delivery (USB PD), qui est différente de l’USB 3.1. Il est tout à fait possible d’avoir un dispositif USB 3.1, qui n’est pas compatible avec USB PD, sans qu’il soit possible d’avoir les 100W, même avec un câble Type-C. En supposant que le dispositif est compatible USB PD, les câbles Type-C permettent cinq profils d’alimentation: 10W (5V, 2A), 18W (12V, 1,5A), 36W (12V, 3A), 60W (20V, 3A) et 100W (20V, 5A). Il est aussi important de noter que ces niveaux de puissance peuvent être atteints pendant le transfert simultané de données. La limite pour les générations précédentes de connecteurs USB et de connecteurs plus anciens était bien plus basse, mais en utilisant les connecteurs/câbles uniquement pour l’alimentation (pas les donnés) les fabricants pouvaient contourner le problème et obtenir suffisamment de puissance pour recharger des petites batteries comme celles des smartphones.
Les points à prendre en compte
Quelques points sont à prendre en compte lors de l’utilisation de connecteurs USB-C. D’abord, de par leur format très compact, les connecteurs sont un peu plus fragiles que les robustes prises USB Type-A. Les connecteurs USB-C mâles sont creux, alors que les connecteurs/embases femelles présentent une languette mince au centre. Des questions se posent quant à la durabilité de ses languettes en cas de branchements fréquents, ou de manipulation brutale du câble ou du dispositif pendant qu’il est branché. Il est probable que les applications robustes, hors électronique grand public, qui ne nécessitent pas de dimensions aussi compactes, garderont des connecteurs USB-A pour cette raison (les connecteurs USB-A acceptent l’USB 3.1).
L’USB-C est conçu pour être rétrocompatible avec les dispositifs utilisant les anciens types de connecteurs et les versions précédentes des spécifications USB. Une large gamme d’adaptateurs pour les différents types de connecteurs est disponible, ainsi que des ensembles de câbles avec une prise USB-C à une extrémité et une autre prise USB plus ancienne à l’autre.
Un autre point qui a fait l’objet d’intenses discussions est l’authenticité des câbles. Depuis l’introduction du connecteur USB-C, les fabricants ont inondé le marché avec des câbles bon marché, dont un grand nombre n’est malheureusement pas certifié et répond ou ne répond pas aux spécifications techniques de l’USB PD, en particulier. Puisque les câbles Type-C possèdent un circuit, il y a un plus grand risque de voir arriver sur le marché des produits qui ne fonctionnent pas, ou pire, qui finissent par endommager irrémédiablement les dispositifs électroniques. Un cas récent bien connu est celui de Benson Leung, ingénieur chez Google, qui a acheté en ligne un adaptateur de câble USB-A vers USB-C bon marché ; celui-ci a fait sauter son banc de mesure et ‘grillé’ son ordinateur portable Chromebook Pixel. Après investigation, il s’est révélé que les fils du câble n’étaient pas soudés aux bons raccordements, et qu’il manquait un fil, et que ce qui aurait dû être une résistance de rappel vers le niveau haut de 56kΩ s’est révélée être une résistance de 10kΩ connectée partiellement dans une configuration de rappel vers le niveau bas. Il en a conclu que le fabricant, s’apercevant de l’erreur de niveau haut, a essayé de la corriger en échangeant les fils de Vbus et de masse, avec des conséquences malheureuses que l’on sait.
Pour éviter que ce genre d’histoire se répète trop souvent, il est recommandé au grand public comme aux utilisateurs professionnels d’acheter uniquement des câbles certifiés en provenance de sources ayant une bonne réputation. Une norme d’authentification USB-C a été aussi introduite, définissant une authentification cryptographique 128 bits pour les chargeurs, les dispositifs, les câbles et les alimentations USB-C. Les systèmes hôtes pourront utiliser ce protocole pour détecter très rapidement si le produit est conforme, avant de commencer le transfert de données ou d’alimentation. De plus, le protocole d’authentification peut être utilisé pour des systèmes sûrs pour ne permettre qu’aux dispositifs autorisés de fonctionner avec un dispositif hôte en particulier.
Dans le futur, Intel a annoncé que son protocole Thunderbolt 3, conçu pour les signaux d’affichage haute définition atteignant 40Gb/s, utilisera le connecteur USB-C. Des versions précédentes de Thunderbolt utilisaient des connecteurs Mini DisplayPort, et cette décision est donc perçue comme un sceau d’approbation pour la technologie. Cela devrait encourager les fabricants de dispositifs d’électronique grand public à inclure des ports USB-C dans leurs PC, tablettes et smartphones. Il parait clair que les câbles USB-C remplaceront non seulement les anciens câbles USB, mais aussi tous les câbles d’alimentation des dispositifs portables, ainsi que les câbles HDMI et autres câbles d’affichage haute définition. Il en résulte que les connecteurs de données et d’alimentation des dispositifs grand public convergeront sûrement vers un seul type de connecteur, et que les dispositifs du futur n’auront qu’un seul port qui servira pour tout. Alors un seul câble suffira vraiment pour tout faire.
