Qu'est-ce qu'un USB Type-C ?

Nous proposons une explication de base sur l’USB Type-C, en mentionnant également les différences avec les anciens modèles comme l’USB-A et l’USB micro-B. L’USB Type-C, doté de 24 broches, est un connecteur nouvelle génération réversible, permettant à la fois le transfert de données et l’alimentation électrique de manière polyvalente.

Qu’est-ce que l’USB Type-C ?

USB Type-C est une nouvelle norme de connecteur dans la spécification USB. Il est aussi appelé USB Type-C™ ou USB-C™, qui sont des marques déposées de l'USB Implementers Forum, un organisme à but non lucratif chargé de la définition des spécifications USB.

Ce connecteur USB Type-C a été officiellement annoncé en 2014. Récemment, de nombreux fabricants d’ordinateurs, y compris Apple, ont adopté les ports USB-C. On voit de plus en plus souvent des adaptateurs secteur USB-C dans la vie quotidienne. Le dernier iPhone 11 Pro et iPhone 11 Pro Max, récemment annoncés, sont livrés avec un adaptateur compatible USB-C de 18W.

Alimentation électrique et transfert de données simultanés

L’avantage principal du connecteur USB Type-C est sa capacité à fournir de l’alimentation tout en assurant le transfert de données simultanément. Ce connecteur est prévu pour être utilisé avec une large gamme de produits et de standards, tels que l’USB Power Delivery (PD) ou les normes de charge rapide. Il est donc prévu qu’il se généralise encore davantage.

Le nouvel iPhone 15 annoncé par Apple utilise désormais l’USB-C, et il est désormais possible de charger d'autres appareils comme un iPad Pro depuis un iPhone. Cela a suscité de l’intérêt et pourrait indiquer une transition future de Thunderbolt vers l’USB-C.

Des vitesses de transfert de données encore plus rapides qu’auparavant

Il existe aussi des USB-C compatibles avec USB 3.1 gen2, qui permet un transfert de données environ deux fois plus rapide que l’USB 3.0 (théoriquement jusqu’à 10Gbps). Ce connecteur est donc idéal pour un transfert rapide des données et pour exploiter au maximum les fonctionnalités de l’USB-PD. (Notez que tous les USB Type-C ne prennent pas en charge USB 3.1.)

Résumé de l’histoire des normes USB (de 1.0 à USB4)

Voici un résumé de l'évolution de l'USB.

Avant l’introduction de l’USB, avant 1996

Avant l’arrivée de l’USB, les fabricants de PC utilisaient divers types de connexions propriétaires pour le transfert de données : ports série, parallèles, câbles spéciaux, etc. Ces connexions offraient des vitesses de transfert lentes, allant jusqu’à 100 Ko/s pour les ports parallèles et 450 Kbps pour les ports série. De plus, connecter un nouveau périphérique nécessitait souvent de couper ou de redémarrer l'ordinateur. Le développement initial de l’USB a débuté en 1994 par l’USB Implementers Forum (USB-IF), qui a d’abord publié les versions 0.8 et 0.9 comme préversions, suivies de la version 0.99 en 1995. Bien qu’elles n'aient pas été distribuées commercialement, ces étapes ont été cruciales pour la normalisation future dans l'industrie technologique.

Apparition de l’USB 1.0 (1996)

En 1996, l’USB 1.0 a été lancé comme la première version officielle. Il offrait un transfert de données à basse vitesse de 1.5Mbps et à pleine vitesse de 12Mbps. L’USB 1.0 disposait d'un système de configuration automatique et permettait un échange à chaud (sans redémarrage du PC). Bien que novateur, il ne s’est pas largement répandu à cause du nombre limité de périphériques compatibles à l’époque.

USB 1.1 (1998)

En 1998, l’USB 1.1 a été lancé en tant que version améliorée de l’USB 1.0. Bien que la vitesse de transfert de données soit restée identique, de nouvelles options pour les périphériques à basse vitesse ont été introduites. Cela a encouragé les fabricants de PC à éliminer les anciens ports série et parallèle au profit de l’USB. Les connecteurs de type A (rectangulaire) et de type B (carré) sont devenus les normes utilisées.

USB 2.0 (2000)

L’USB 2.0 a été introduit en avril 2000 avec une vitesse de transfert maximale de 480Mbps (en réalité environ 280Mbps). Il a permis une meilleure prise en charge du plug and play pour les périphériques multimédia et de stockage, avec une capacité d’alimentation accrue. Grâce à la fonction USB On-the-Go, les transferts directs entre deux appareils sont devenus possibles. L’USB 2.0 était compatible avec les connecteurs type A, B, C ainsi que les versions mini et micro A & B. Le premier lecteur flash USB a vu le jour cette même année, contribuant fortement à la popularisation de l’USB.

USB sans fil et connecteurs micro USB (2005)

Le Wireless USB (W-USB), lancé en 2005, offrait une communication sans fil à courte portée (10 mètres) avec des vitesses allant jusqu’à 480Mbps, mais n’est plus utilisé aujourd'hui. Les micro connecteurs USB, lancés en 2007, plus petits que les mini-B, ont facilité la charge rapide et le transfert de données sur les appareils Android. Il s’agit d’une norme de connecteur physique distincte de la norme de communication USB.

USB-C 3.0/3.1/3.2 et introduction du connecteur Type-C (2008 à 2017)

L’USB 3.0 (aujourd’hui appelé USB 3.2 Gen 1) est sorti en 2008 pour répondre à la demande croissante du marché en matière de stockage numérique et de bande passante. Il permettait un transfert jusqu’à 5Gbps (≈ 3Gbps en pratique) avec communication bidirectionnelle. En 2017, l’USB 3.2 a été introduit, offrant jusqu’à 20Gbps avec la spécification USB 3.2 Gen 2x2, et le connecteur USB Type-C (USB-C) a été lancé, plus compact et réversible.

Le connecteur Type-C est ainsi apparu.

La norme la plus récente : USB 4.0 (depuis 2019)

La norme USB la plus récente est l’USB 4.

L’USB 4.0, publié en 2019, repose sur le protocole Thunderbolt 3 et permet un transfert de données jusqu’à 40Gbps ainsi qu'une alimentation allant jusqu’à 240W. Il est compatible avec les versions antérieures USB 2.0 et 3.2 (avec vitesse potentiellement réduite), utilise le connecteur Type-C, et permet une alimentation électrique bidirectionnelle.

(Chronologie de l’USB)

Comparaison des formes de connecteurs USB

Comme illustré, le connecteur USB Type-C a une forme plus ovale et compacte, similaire en taille au Micro-USB. Le connecteur tout à gauche est typiquement le plus familier du grand public : l’USB Type-A. L’USB Type-A n’est pas réversible, ce qui conduit souvent à le brancher à l’envers. En revanche, l’USB Type-C, étant réversible, élimine ce type de désagrément.

Disposition des broches du USB Type-C

Une disposition astucieuse des broches

Le brochage du connecteur Type-C est organisé de manière intelligente.

Comparaison selon les modulations et cas d’utilisation

Pour USB 2.0 / 1.1

Les lignes utilisées pour les périphériques USB 2.0/1.1 sont les suivantes. Vbus et GND transmettent 5V/500mA. On utilise D+ et D- pour les données. La détection CC nécessite une résistance Rd sur les périphériques.

Pour USB 3.0 / 3.1 / 3.2

En mode USB 3.0/3.1/3.2, jusqu’à quatre lignes TX/RX à haute vitesse sont utilisées pour atteindre un débit de 5 à 20Gbps. Une broche CC est utilisée pour la négociation du mode. USB 3.1 peut fournir jusqu’à 5V/900mA ou 5V/3A.

L’USB-C convient parfaitement aux appareils compacts

Les connecteurs MicroUSB et Mini-USB ont été introduits pour accompagner la miniaturisation des appareils. L’USB-C, ayant une taille approximativement trois fois plus petite que Type-A, permet d’équiper facilement les appareils fins ou compacts.

Mode alternatif : connectivité simplifiée

Pour le transfert vidéo ou audio, différents connecteurs comme HDMI, DisplayPort, VGA, Thunderbolt 3 sont utilisés. L’USB-C prend en charge le Mode Alternatif, permettant de transmettre ces signaux via un seul câble, tout en fournissant alimentation et données.

L’image montre : à gauche, un port USB-A pour recharger une montre connectée ; au centre, une sortie HDMI vers un moniteur ; à droite, une alimentation vers une montre et un PC portable. Trois câbles deviennent ainsi un câble unique. Le mode alternatif utilise plusieurs lignes du câble USB-C 3.1 pour transmettre ces signaux, avec jusqu’à quatre lignes haut débit, deux broches SBU et deux lignes USB 2.0, ainsi qu’une ligne de configuration (CC). Ce mode se négocie via les messages VDM sur les lignes de configuration.

Défini en 2018, le mode alternatif est une fonction optionnelle. L’USB-IF collabore avec ses partenaires pour garantir la conformité de l’étiquetage des ports.

Mode accessoire audio

Certains appareils dotés d’un port USB-C offrent un adaptateur audio analogique 3.5mm tout en permettant la charge à 500mA. Il devient ainsi possible d’écouter de la musique analogique tout en chargeant le smartphone par USB-C. À l’avenir, les smartphones pourraient ne plus proposer de prise jack 3.5mm, l’écoute passant intégralement par l’USB-C.

Résumé

Quelles sont les différences avec les connecteurs USB-A ou Micro-B les plus courants ? Voici un résumé.

• Connecteur réversible (pas de sens d’insertion)
• Alimentation plus puissante (5.0V/1.5A ou 5.0V/3A – jusqu’à 100W en PD)
• Brochage étendu (de 4 ou 5 broches à 24 broches)
• Peut être utilisé aussi bien côté hôte que côté périphérique
• Transfert de données très rapide
• Transmission vidéo possible

Photos et plans de l’USB-C

Nous espérons que cela vous a permis de mieux comprendre les avantages de l’USB-C par rapport aux anciennes normes.

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