Nota del editor: Esta es una versión actualizada de un artículo publicado en 2018 y 2019.

Opinión publicada por

Robert Triggs

USB-C se presenta como la solución para todas nuestras futuras necesidades de cable, unificando la alimentación y la entrega de datos con pantalla y conectividad de audio. El comienzo de una era del cable de talla única. A pesar del conector USB-C suministrado por defecto en los teléfonos inteligentes modernos, el estándar, lamentablemente, no cumplió con sus primeras promesas.

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Incluso la función aparentemente más básica de USB-C (dispositivos de alimentación) continúa siendo un desastre de problemas de compatibilidad, estándares de propiedad conflictivos y una falta general de información del consumidor para guiar las decisiones de compra. Las velocidades de datos disponibles a través de USB-C también se han vuelto cada vez más complicadas. El problema es que las funciones compatibles con diferentes dispositivos USB-C no están claras, pero el principio definitorio del estándar USB-C hace que los consumidores piensen que todo debería funcionar.

Un buen ejemplo de problemas de compatibilidad con USB-C: velocidad de carga

Hay una frustración muy común con el estándar USB-C en su forma actual. Mover teléfonos entre diferentes cargadores, incluso con las mismas clasificaciones de corriente y voltaje, a menudo no producirá las mismas velocidades de carga. Además, elegir un cable USB-C de un tercero para reemplazar el cable de la caja, a menudo demasiado corto, puede provocar la pérdida de capacidades de carga rápida. Al igual que puede optar por un adaptador de corriente USB-C de terceros que admita la carga rápida o la entrega de energía USB de Qualcomm en lugar de uno de los numerosos estándares patentados.

Lo hemos probado varias veces en el pasado y descubrimos que los teléfonos USB-C de marcas populares, como Samsung, Huawei, LG, Google y OnePlus, reducen la velocidad de carga una vez que comience a mezclar y combinar cables y cargadores.

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Incluso los buques insignia más recientes ofrecen disparidades drásticas entre las velocidades y los estándares admitidos. El OnePlus 8 Pro, por ejemplo, no puede Warp Charge a 30W si se desvía del cable de la caja. No es genial si rompe o pierde el cable proporcionado. El Google Pixel 4 se niega directamente a cargar con los cables de Huawei, tal vez porque rompen las especificaciones oficiales de USB-C de alguna manera, según Google. Así que no cuente con poder cargar con el adaptador USB-C o el conector USB-C de sus amigos.

Los buques insignia de 2020 todavía prefieren cargadores propietarios sobre otros fabricantes.

El gráfico a continuación muestra cómo mezclar y combinar cables y cargadores reduce drásticamente las velocidades de carga USB en comparación con el cable y el cargador provistos en la caja. La conclusión es que las velocidades de carga a través de USB-C varían ampliamente de un teléfono a otro.

La buena noticia es que USB Power Delivery (PD) ahora es bastante compatible para una carga rápida, aunque generalmente a una velocidad más lenta que el cargador de la caja. Cuando es compatible, la carga rápida es notablemente más lenta. Los teléfonos que usan USB PD como tecnología de carga predeterminada también funcionan mejor al intercambiar cables y cargadores que aquellos que usan estándares patentados. Vea cómo el Samsung Galaxy S20 se compara con el OnePlus 8 Pro, por ejemplo.

Si bien este es un paso en la dirección correcta, USB Power Delivery también sufre rápidamente la fragmentación estándar. La introducción de la fuente de alimentación programable (PPS) en la especificación USB PD 3.0 generó una gran confusión sobre la carga rápida de 45 W con el Samsung Galaxy Note 10 Plus. Ahora los consumidores no solo tienen que estar atentos a la entrega de energía USB, sino que también necesitan la variante PPS para algunos dispositivos. ¿Confuso?

La carga de 45 W con el Note 10 Plus requiere USB PD 3.0 PPS, no USB PD normal. ¿Confuso?

USB Power Delivery: la imagen más amplia

Continuamos explorando las discrepancias en el soporte de carga para los estándares de entrega de energía y carga rápida en una gama más amplia de dispositivos también. Hemos comparado esto con las velocidades de cargador en caja y el soporte de puertos USB 2.4A genéricos. Puede encontrar los datos en la tabla a continuación. Los resultados resaltados en verde proporcionan un buen soporte de carga rápida, mientras que el amarillo indica una implementación correcta y el rojo una falla en el soporte del estándar en cuestión a una velocidad decente.

La tendencia notable en las últimas dos generaciones es que el soporte de USB Power Delivery ha superado a Quick Charge 3.0. Aunque esto podría deberse en parte a la compatibilidad de Quick Charge 4 con Power Delivery. USB PD también es cada vez más compatible con computadoras portátiles y tabletas para cargar, por lo que es más probable que pueda encontrar un solo adaptador USB-C para todos sus dispositivos.

La compatibilidad con la carga rápida ha disminuido, pero la entrega de energía USB ahora admite ampliamente la carga rápida.

Las velocidades de entrega de energía USB rondan los 15 W típicos, mientras que Quick Charge 3.0 a menudo es inferior a 9 W. Sin embargo, la combinación de resultados destaca el problema más amplio perfectamente. Aquí hay una gran variedad de resultados de velocidad. Los teléfonos inteligentes a menudo también ocultan el soporte para estos estándares en una tabla de especificaciones e incluso entonces no hay garantía de que los consumidores sepan lo que significan estos estándares. Incluso si un teléfono es compatible con ambos estándares de terceros, puede cargarse significativamente más lento que cuando se usa el cargador en caja.

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En última instancia, todavía hay muy poca consistencia sobre la velocidad de carga de los teléfonos inteligentes y no hay una manera fácil para que los consumidores sepan si un teléfono se cargará con un estándar dado o qué tan bien se cargará. Esto se vuelve aún menos claro cuando los productos comienzan a usar capacidades de carga bidireccionales, como cargar su teléfono desde el puerto USB de su computadora portátil.

Más que solo cargar: velocidad USB-C para datos

La carga sigue siendo demasiado complicada entonces, y es la misma situación con las velocidades de transferencia de datos. USB-C admite velocidades de 2.x, 3.xy Thunderbolt para algunos puertos, lo cual es bastante confuso. Sin embargo, los cables también deben tener una clasificación específica para cumplir con los requisitos de mayor velocidad.

La introducción de USB 3.2 y su ridícula marca Gen 1 y Gen 2 arrojaron otro obstáculo para aquellos que intentan entender el esquema de nombres cada vez más complicado. Solo unos días después, el anuncio de USB 4 agotó cualquier comprensión restante de los consumidores y desarrolladores por igual. USB 4 afirma que “minimiza la confusión del usuario final”, ya que exige un conector USB-C y compatibilidad con USB PD, pero aún ofrece una variedad confusa de características opcionales, como Thunderbolt 3 en solo algunos dispositivos. Aun así, pasará mucho tiempo antes de que los dispositivos USB 4 penetren en el mercado en cantidades suficientes para marcar la diferencia. Desafortunadamente, los consumidores todavía tienen que atravesar este atolladero de marca para descubrir qué es compatible.

No hay forma de saber si un cable USB-C admite una carga de alta corriente o velocidades de datos 4.0 solo con mirarlo.

El esquema de nombres de datos USB es, sin duda, un desastre. Con suerte, esta tabla a continuación ayudará a resolver lo que le ofrece cada especificación.

Generación Especificación Marca de consumidor opcional Velocidad de datos USB 1.xUSB 1.0 Velocidad completa USB12 MbpsUSB 1.0 Velocidad baja USB1.5 MbpsUSB 1.1 Velocidad completa USB12 MbpsUSB 2.xUSB 2.0 USB de alta velocidad USB480 MbpsUSB 3.xUSB 3.0SuperSpeed ​​USB5 GbpsUSB 3.1Superspeed USBBUSS 3.2Gb Super USB 3.0 de alta velocidad USB 5Gbps5 GbpsUSB 3.2 Gen 2SuperSpeed ​​USB 10Gbps10 GbpsUSB 3.2 Gen 2 2x2SuperSpeed ​​USB 20Gbps20 GbpsUSB 4USB 4.040 Gbps (Thunderbolt 3)

Los dispositivos y los cables son igual de problemáticos cuando se trata de admitir “Modos alternativos” y otros protocolos. Estos caen bajo la especificación USB-C en lugar de la especificación de velocidad de datos del puerto. Estos incluyen las funciones DisplayPort, MHL, HDMI, Ethernet y audio proporcionadas a través del conector, que dependen de los dispositivos y cables conectados para soportarlos. Estas no son una parte obligatoria de la especificación del puerto, ya que las capacidades y necesidades varían claramente de un dispositivo a otro. USB 4, por ejemplo, presenta DisplayPort 4.1a y soporte de datos PCI Express, pero no lo necesita en una batería.

El problema con esto es que no se proporciona necesariamente cierta funcionalidad que un usuario podría esperar en un producto. Los consumidores pueden asumir que HDMI o Ethernet son compatibles a través de un puerto USB-C si una computadora portátil no tiene los puertos normales, pero ese podría no ser el caso. Aún más frustrante, la funcionalidad solo puede estar restringida a puertos específicos de tipo C en el dispositivo. Es posible que tenga 3 puertos pero solo uno que ofrezca las funciones que desea.

USB-C es compatible con muchas características, pero no todos los puertos admiten todo. USB 4 hace muy poco y muy tarde para ayudar.

USB-C hace que la funcionalidad sea más opaca, no menos. Afirma que hace todo, pero todavía no hay garantía de que un producto realmente funcione con cualquiera de estas características. USB 4 puede ayudar a unificar cierta compatibilidad de funciones, pero dudo que ayude a terminar con la confusión mientras todavía existan puertos USB-C 3.1 y anteriores. La gran variedad de dispositivos heredados y los estándares opcionales restantes significan que las capacidades del puerto USB-C siguen siendo desconocidas de un vistazo. Incluso cuando hay información más detallada disponible y los puertos están marcados correctamente con la marca apropiada, hacer que los distintos modos y jerga puedan ser una gran cantidad de información para que alguien pueda digerir cuando todo lo que quiere es algo que funciona.

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La escasez de puertos es un problema

Esto nos lleva muy bien al mayor problema con el puerto USB reversible, al menos con los teléfonos inteligentes: faltan en los dispositivos. Un solo puerto para audio y alimentación ya está resultando problemático en el espacio del teléfono, y los consumidores buscan dongles y concentradores para solucionar el problema a su inconveniente. Sin embargo, esto abre un nuevo mundo de problemas de compatibilidad, como si su hub o dongle admite el mismo método de carga o estándar para la alimentación bidireccional, o si los datos aún pueden pasar a otro dispositivo.

La prueba y el error suelen ser la única forma de averiguar qué admite un puerto USB-C.

Es una situación similar con varias de las últimas computadoras portátiles en el mercado. Aunque esto depende del dispositivo, ya que algunos modelos nuevos incluyen carga, audio y otras características en múltiples puertos USB-C. Aun así, deshacerse de la toma de corriente para USB-C reduce instantáneamente su conteo de periféricos al encender el dispositivo, lo cual es particularmente frustrante teniendo en cuenta que la mayoría de las computadoras portátiles solo tienen un par de puertos disponibles para comenzar. Los usuarios se ven cada vez más obligados a usar dongles para conectarse a puertos heredados que todavía están en todas partes en otros mercados.

Parte de esto se debe al hecho de que aunque USB-C ha llegado a las computadoras portátiles, aún es más raro encontrarlo en pantallas convencionales y accesorios comunes. Todo lo que el nuevo puerto ha hecho es sacar algunos componentes de la computadora portátil y colocarlos en el otro extremo del cable. No es exactamente un movimiento amigable para el consumidor, dados los precios que a menudo se cobran simplemente para recuperar la funcionalidad de los productos más antiguos.

¿Por qué los problemas de compatibilidad?

La compatibilidad del cable, posiblemente el más frustrante de los problemas de USB-C, proviene del soporte heredado para dispositivos más lentos y la introducción de casos de uso de mayor velocidad como datos de video. USB 2.0 presenta solo conectores de cuatro pines para datos y energía, mientras que los cables 3.0 aumentan esto a ocho. Por lo tanto, los cables USB-C a A, que se usan comúnmente para cargar, pueden venir en variedades 2.0, 3.0 y 3.1, lo que afecta la cantidad de datos y potencia que pueden manejar. USB Power Delivery es compatible con versiones anteriores y, por lo tanto, es la mejor opción para cargar dispositivos que utilizan tipos y velocidades de cable más antiguos, pero la prevalencia de estándares patentados significa que los consumidores rara vez saben realmente lo que están obteniendo.

La calidad, la clasificación y la longitud del cable afectan las funciones disponibles en un puerto USB-C. ¡Algunos cables incluso infringen el estándar!

Aquí también entra en juego la calidad del cable, ya que algunos estándares de carga detectarán cuánta potencia puede manejar un cable y establecerán la velocidad de carga adecuada. En nuestro ejemplo anterior, la tecnología de Huawei requiere una calificación de 5A para cargar a toda velocidad (pero rompe las especificaciones y no funciona con el Pixel 4). Esta es la razón por la cual los cables más largos de terceros no siempre ofrecerán las mismas velocidades que los más pequeños incluidos con su teléfono.

Si eso no fuera lo suficientemente complicado, la introducción de datos de alta velocidad y la transferencia de video en tiempo real ha introducido nuevos problemas. Las señales muy rápidas sufren de atenuación y fluctuación de reloj cuando se transfieren a largas distancias, lo que significa que los datos pueden perderse en el camino. Para abordar este problema, los cables también pueden venir en variedades pasivas o activas. Los cables activos incluyen redrivers para restaurar la amplitud de la señal y evitar una pérdida en la calidad de la señal a largas distancias. Por lo tanto, los cables largos utilizados para velocidades de datos muy altas (como el envío de video 4K 60 fps o datos a través de Thunderbolt) requieren componentes activos en ellos, mientras que la carga básica y las transferencias de datos pueden salirse con un cable pasivo estándar de menos de dos metros de largo.

DisplayPort, MHL, HMDI y Thunderbolt son compatibles a través de cables USB pasivos tipo C a menos de dos metros si llevan el logotipo de USB SuperSpeed ​​”tridente” o menos de un metro para cables con etiqueta SuperSpeed ​​+. Se necesitarán cables activos para distancias más largas y deberá buscar el logotipo de Thunderbolt si desea velocidades de 40 Gbps. Los cables adaptadores pasivos a otros tipos de USB no admitirán ninguno de estos modos.

Wikipedia Esta tabla muestra qué protocolos de Modo alternativo son compatibles con qué tipos de cable.

Los problemas de compatibilidad de funciones también involucran el puerto y el dispositivo en cuestión, que se pueden configurar para una amplia selección de velocidades de carga, estándares heredados y modos alternativos. USB-C es un puerto más complejo que sus predecesores, que requiere sustancialmente más entrada de software y hardware para que las cosas funcionen correctamente.

El punto de partida para los productos USB-C es el protocolo Power Delivery. No se trata solo de cargar, sino de cómo el puerto comunica el soporte para funciones adicionales como HDMI y DisplayPort mediante el uso de los pines adicionales de los conectores. Todos los modos alternativos utilizan el mensaje definido por el proveedor estructurado de entrega de energía (VDM) para descubrir, configurar, ingresar o salir de estos modos. La conclusión es que si su dispositivo no admite Power Delivery, tampoco admitirá ninguna de estas otras características. Desafortunadamente, la circuitería de entrega de energía es más complicada y costosa que la circuitería básica, y la complejidad aumenta con la cantidad de puertos.

El audio USB-C está básicamente muerto cuando Bluetooth se hace cargo.

Aun así, esto no significa que todos los puertos o dispositivos de Power Delivery admitirán todas las funciones. Depende de los fabricantes de dispositivos incluir los multiplexores necesarios y otros circuitos integrados junto con los componentes de Power Delivery y las conexiones de puerto regulares para admitir Ethernet, pantalla y otros modos alternativos. El diagrama a continuación muestra solo algunos de los diferentes bloques de componentes necesarios para escalar el conjunto de características de un solo puerto USB-C.

Texas Instruments Solo una de las muchas configuraciones posibles para admitir algunas funciones avanzadas de USB-C.

El circuito del puerto solo se vuelve más complicado cuando los productos desean enrutar y administrar múltiples señales, como video o audio, a múltiples puertos USB. El enrutamiento de la señal se vuelve cada vez más complejo y costoso, por lo que los fabricantes restringen la funcionalidad a solo uno o dos puertos.

Incluso la entrega de energía requiere un circuito complicado con USB-C, para acomodar el tipo de conector reversible, el rango de opciones de energía y la elección entre puerto de carga ascendente, descendente y bidireccional y opciones de datos. Para reducir los costos y la complejidad, no todos los puertos USB-C en una computadora portátil o PC tienen todo. El objetivo de USB 4 es ayudar al exigir algunas características, pero parece poco probable que ayude si los dispositivos mezclan y combinan estándares nuevos y antiguos para ahorrar costos y complejidad.

USB-C seguirá siendo un desastre

La complejidad de USB-C es, sin duda, su ruina. Aunque la idea de un cable para admitir todo parece muy útil, la realidad se ha convertido rápidamente en una combinación intrincada de productos patentados versus productos específicos, diferentes calidades y capacidades de cable y soporte de funciones opacas. El resultado es un estándar que parece simple de usar pero que rápidamente genera frustración entre los consumidores, ya que no hay una indicación clara de por qué ciertos cables y funciones no funcionan en todos los dispositivos.

Al mismo tiempo, los desarrolladores de productos se enfrentan a una situación igualmente frustrante. La compatibilidad con la gama completa de características avanzadas de USB-C es una hazaña de ingeniería compleja, mucho más que las generaciones anteriores de USB. Además, el creciente número de componentes y conectores está aumentando los costos de desarrollo y el tiempo de implementación. Si bien ahora hay más circuitos integrados integrados y USB 4 para facilitar la compatibilidad, la gran variedad de opciones y características en la última especificación hace que la implementación sea costosa y lenta.

No todos los puertos o cables USB-C son iguales. A pesar de los esfuerzos por unificar, USB 4 no puede solucionar el problema de compatibilidad.

USB 4 es un intento mixto de unificar el puerto USB-C, y ciertamente no puede resolver el problema por sí solo. Un mejor etiquetado podría ayudar a los consumidores a identificar qué cables y productos admiten qué características; hasta ahora, los esquemas de nombres y logotipos han sido poco amigables para las miradas casuales. La coloración obligatoria de cables y puertos, como fue el caso con los puertos USB 3.0, podría ayudar, pero de alguna manera frustra el propósito de esta solución única para todos. Se necesita un estándar aún más estricto para ayudar a los consumidores a entender la compatibilidad.

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Desafortunadamente, el ecosistema USB-C es más, no menos complicado en 2020 de lo que era cuando examiné este problema por primera vez en 2018. El anuncio de USB 3.2 y USB 4 hace que el estándar sea más complejo sin dar al usuario final información clara sobre lo que se admite. Si bien el crecimiento en el soporte de USB Power Delivery es una buena señal, la introducción de PPS ya ha obstaculizado las esperanzas de que la industria pronto se una en torno a un único estándar de carga. La especificación USB cambia cada año, lo que hace que sea imposible para los consumidores mantenerse al día.

Años después, todavía no veo una salida clara de este lío confuso.

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Fuente: Texas Instruments