USB 3.0

USB 3.0，于2008年11月发布，是USB（Universal Serial Bus）的第三个主要修订版本，其最大的特点增加了USB速率模式（Super Speed）。曾名为USB 3.1 Gen 1，现名为USB 3.2 Gen 1×1，其主要技术标准有：支援全双工，并采用发送列表区段来进行数据发送，供电标准为900mA，传输速度为5Gbit/s。USB 3.0的设计兼容USB 2.0与USB 1.1版本，并采用三级多层电源管理技术，可以为不同设备提供不同的电源管理方案。

USB 3.0采用新的封包路由传输技术，线缆设计8条内部线路，除VBus和GND作为电源提供线外，剩余3对均为数据传输线路——其中保留D+与D-两条兼容USB 2.0的线路，新增专为新版所设的线路SSRX与SSTX，因此USB 3.0比USB 2.0多了数个触点。USB 3.0的Standard-A接口继续采用与早先版本一样的尺寸方案，接头采用蓝色外观（USB 2.0 Standard-A接口采用黑色外观），只是内部触点有变化，新的触点将会并排在目前4个触点的后方。引入展频时脉技术，降低电磁辐射的逸散。

Intel发表的xHCI规范支持USB3.0的接口，且向下兼容USB 2.0的接口。Windows 8和后续的Windows操作系统都内建原生的USB 3.0支援。

## 电磁干扰

USB使用差分信号进行资料传输，以USB 2.0为例，要达成480Mbps的传输率，那么其传输的差分信号运作频率须为240MHz，USB 3.0需要2.5GHz的差分信号频率方能达成5Gbps传输率。而为了降低高运作频率产生的电磁干扰，USB 3.0引入扩频，将原本集中在2.5GHz频率的能量，USB 3.0以2.5GHz为中心呈现正弦的绝对值分布，降低2.5GHz集中的能量，这样下次出现能量集中的地方为三次谐波7.5GHz（也因这样所以在USB 3.0线材规范中都有针对7.5GHz制定要求）。

然而，2.5GHz的运作频率与ISM频段（2.412～2.462GHz）靠得太近，加上展频时脉技术的缘故，原本单一的2.5GHz讯号的能量会延展成从直流到数GHz的带宽干扰，令USB 3.0在运作时其电磁波讯号的能量会覆盖ISM频段的讯号，也无法使用滤波器过滤讯号。因此同一电路板上USB 3.0无法与蓝牙、2.4GHz频段的WLAN在相邻不远的情况下一同运作，而USB论坛针对此一现象，也仅能要求制造商将电磁遮蔽做好，从USB插槽、线材、直到外接装置端都要做屏蔽接地的动作，尽量压低辐射出来的电磁波。而实测表明USB 3.0与蓝牙、2.4GHz的WiFi装置在靠近的情况下，出现了断流、连线中断、传输效能明显下降等情况，而将USB 3.0的连接点做好遮蔽，或者将蓝牙、2.4GHz WiFi等装置使用延长线连接并远离USB 3.0装置，同时运作的干扰问题明显改善。

USB 3.0与ISM频段的电磁相容性问题，也间接令不少移动设备（如智能手机）等没有考虑对USB 3.0的支援，但也有一些智能手机支援USB 3.0（如三星Galaxy Note 3）。

## 针脚定义

针脚编号｜颜色｜信号（Type A）｜信号（Type B）

1｜红色｜VBUS

2｜白色｜D−

3｜绿色｜D+

4｜黑色｜GND

5｜蓝色｜StdA_SSRX−｜StdB_SSTX−

6｜黄色｜StdA_SSRX+｜StdB_SSTX+

7｜Shield｜GND_DRAIN

8｜紫色｜StdA_SSTX−｜StdB_SSRX−

9｜橙色｜StdA_SSTX+｜StdB_SSRX+

针脚编号｜信号｜描述

1｜VBUS｜POWER

2｜D-｜USB 2.0 DIFFERENTIAL PAIR

3｜D+

4｜GND｜Ground for Power Return

5｜StdB_SSTX-｜Superspeed transmitter differential pair

6｜StdB_SSTX+

7｜GND_DRAIN｜Ground for signal return

8｜StdB_SSRX-｜Superspeed receiver differential pair

9｜StdB_SSRX+

10｜DPWR｜Power provided by device

11｜DGND｜Ground return to DPWR

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- USB 3.0 Standard-A

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- USB 3.0 Standard-B

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- USB 3.0 Standard-B插头

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- USB 3.0 Micro-B

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- USB 3.0 Micro-B首五针与USB 2.0相同

## USB 3.1

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USB 3.1 Gen 2×1（SuperSpeed+，官方全名：SuperSpeed USB 10 Gbps）是基于USB 3.0（USB 3.1 Gen 1×1）改良推出的USB连接界面的最新版本。2013年底，负责制定USB 3.0规范的组织USB 3.0 Promoter Group公布了下一代USB 3.1界面的标准规范。2014年4月，负责USB界面规范的USB开发者论坛（USB-IF）公布了USB 3.1连接界面设计图，包括Type-A、Type-B以及全新设计的Type-C。

标准的Type-A是目前应用最广泛的USB界面，Type-B主要用于打印机和传真等设备，而Type-C用于更轻薄、更纤细的手持设备。2017年后推出的智能手机，其充电传输接口几乎都从之前的microUSB改为USB Type-C。

请注意，USB 3.1 Gen 2在2019年更名后的正确名称为USB 3.2 Gen 2×1，而USB 3.0则更名为USB 3.2 Gen 1×1。

版本｜名称｜带宽｜编码｜备注

USB 3.1 Gen 1｜SuperSpeed｜5 Gbit/s｜8b/10b｜与USB 3.0相同

USB 3.1 Gen 2｜SuperSpeed+｜10 Gbit/s｜128b/132b｜新标准

### 历史

- 2013年底，负责制定USB 3.0规范的组织USB 3.0 Promoter Group公布下一代USB 3.1界面的标准规范。
- 2014年4月，负责USB界面规范的USB开发者论坛（USB-IF）公布USB 3.1连接界面设计图，包括Type-A、Type-B以及全新设计的Type-C
- 2015年，USB开发者论坛协会公告：“USB 3.1更名为USB 3.1 Gen2，速度为10 Gbit/s (1250 MB/s)。这才是真的USB 3.1”。而USB 3.0更名为USB 3.1 Gen1。
- 2019年，华硕推出ROG Phone II，成为全世界第一部支援USB 3.1 Gen2的手机。

### 与USB 3.0比较

- 理论最高传输速度由USB 3.0的5 Gbit/s提升为10 Gbit/s
- 供电最大100W，电压和电流都会提高
- 新增Type-C界面，其插座和线材不会相容原有Type-A / Type-B
- 降低编码损耗，将编码方式由8b/10b改为128b/132b，让编码损耗从原来3.0的20%降低为3%
- 虽然向下相容USB 2.0/1.0，但如果要得到10Gb/s的传输速度仍需在主机、目标端同时具备对应的芯片才能达成

### Type-C界面

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基于USB 3.1规范全新设计的USB Type-C，外观上最大特点在于其上下端完全一致，这意味着用户不必再区分USB正反面，两个方向都可以插入。

USB Type-C界面尺寸为8.3×2.5毫米，小于当前PC的USB界面，但大于许多手机采用的尺寸6.85×1.8毫米的micro-USB界面。至于电力传输规格，线材标准为5A，而连接器为3A。

Type-C由于不相容现有的任何类型，因此需要额外设计转接设备。全球首套USB 3.1主控端与装置端原型，则由祥硕科技于2014年的USB-IF年会中发表，但因速度仅较USB 3.0快一倍（理论值，实际上不到一倍）。因此于2014年时，众多大厂仍以主流规格USB 3.0为主及设备端厂商也极少愿意跟进投入开发对应的USB3.1产品。

USB Type-C还可整合DisplayPort、USB Power Delivery、Thunderbolt。

## USB 3.2

USB 3.2是2017年7月25日USB开发者论坛（USB Implementers Forum）宣布基于USB 3.1改良推出的USB连接界面的最新版本，除了将传输速度从10Gbps倍增至20Gbps，也建议各装置统一采用Type-C型式端子为主。此外USB 3.2也能向下相容于较旧的规范，无论是将USB 3.2装置插入旧端子，或是将旧装置插入USB 3.2端子，仍能以较低的速度正常运作。

版本｜名称｜带宽｜编码｜传输速率｜模式｜旧名称｜备注

USB 3.2 Gen 1×1｜SuperSpeed USB 5Gbps｜5 Gbit/s｜8b/10b｜0.5 GB/s｜单通道｜USB 3.0 USB 3.1 Gen 1｜可简称USB 3.2 Gen 1

USB 3.2 Gen 1×2｜不适用｜10 Gbit/s｜8b/10b｜1 GB/s｜双通道｜新标准｜只支援Type C

USB 3.2 Gen 2×1｜SuperSpeed USB 10Gbps｜10 Gbit/s｜128b/132b｜1.2 GB/s｜单通道｜USB 3.1 Gen 2｜可简称USB 3.2 Gen 2

USB 3.2 Gen 2×2｜SuperSpeed USB 20Gbps｜20 Gbit/s｜128b/132b｜2.4 GB/s｜双通道｜新标准｜只支援Type C

### 规格与USB 3.1比较

- 使用最新的Type-C传输线，并可向下相容。速度是USB 3.1 Gen2的两倍，允许两条10Gbps传输通道，所以传输速度达到20Gbps，但只能在Type-C传输线上产生效果（并非所有Type-C传输线都支援USB 3.2 Gen2x2，一些Type-C传输线只支援到USB 2.0，或只支援到USB 3.1 Gen2）。
- 借鉴了PCI Express的通道（Lane）设计。USB 3.2 Gen2x2因为使用了两条通道的设计，必须使用Type-C传输线。
- 虽然向下相容USB 2.0/1.0，但如果要得到20Gb/s的传输速度仍需在主机、目标端同时具备对应的芯片才能达成。

### 技术突破

- USB 3.2成功于现有的USB Type-C传输线上实现双通道，但仍继续使用现有之SuperSpeed USB物理传输率及技术。

## 新规

2022年2月，USB-IF组织对USB的命名进行了重新调整，USB3.2一系列名称被废止，并改为以传输速率为标准的名称（480Mbps规格除外），并要求各厂商在在USB设备商上标注具体的传输速率以方便消费者。同时，该规定取消了原来10Gbps的传输速率档位和100W功率档位，并且USB-IF组织将不再对该两档位的新设备认证。

## 外部链接

- 为什么 Wi-Fi 和 USB 3.0 会互相干扰？

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