Не только Wi-Fi 6: как Huawei будет развивать сетевые технологии / Блог компании Huawei / Хабр

: смартфон с разгоном: тест "производительного режима" от huawei

Как устроена линейка airengine

Отныне общий бренд корпоративных беспроводных решений — AirEngine. Как легко заметить, дизайн точек доступа создан под впечатлением от турбин самолётных двигателей: на передней и задней поверхностях устройств размещены специальные диффузоры.

Устройства начальной серии AirEngine 5760-51 наиболее доступны для потребителя и рассчитаны на самые распространённые сценарии. Например, для ритейла. Впрочем, и для офисных нужд они вполне подходят, будучи универсальными с точки зрения используемого в них технологического стека и стоимости.

Следующая по старшинству серия — 5760-22W. В неё входят точки доступа типа wall-plate, которые не подвешиваются к потолку, а ставятся на стол, в угол или крепятся к стене. Наилучшим образом они подходят для тех сценариев, в которых требуется охватить беспроводной связью большое количество сравнительно маленьких помещений (в школе, больнице и пр.), где также бывает точечно нужно и проводное подключение.

У модели 5760-22W (wall-plate) предусмотрено подключение по 2,5 Гбит/с через медные интерфейсы, а также имеется специальный SFP-трансивер для PON. Таким образом, уровень доступа можно полностью реализовать по пассивной оптической сети и подключить точку доступа напрямую к этой GPON-сети.

В модельный ряд входят как внутренние, так и внешние точки доступа. Вторые легко отличить по литере R (outdoor) в названии. Таким образом, AirEngine 8760-X1-PRO рассчитана на применение в помещениях, а AirEngine 8760R-X1 — на уличные сценарии. Если же в названии точки доступа содержится буква E (external), значит, антенны у неё не встроенные, а внешние.

Топовая модель — AirEngine 8760-X1-PRO оснащена тремя десятигигабитными интерфейсами для подключения. Два из них медные, причём оба поддерживают PoE / PoE-IN, что позволяет зарезервировать устройство по питанию. Третий — для оптиковолоконного подключения (SFP ).

Уточним, это комбоинтерфейс: возможно подключение как по меди, так и по оптике. Также, допустим, ничто не мешает подключить точку доступа по оптике, а питание дать от инжектора через медный интерфейс. Нужно упомянуть также встроенный порт Bluetooth 5.0. Производительность у 8760-X1-PRO максимальная в линейке, благо она поддерживает до 16 пространственных потоков.

— Хватит ли точкам доступа PoE для электропитания?
— Для старшей серии (8760) требуется POE . Именно поэтому в мае-июне поступают в продажу коммутаторы CloudEngine s5732 с мультигигабитными портами и с поддержкой 802.3bt (до 60 Вт).

Более того, AirEngine 8760-X1-PRO получает дополнительное охлаждение. По двум контурам внутри точки доступа циркулирует жидкость, отводя лишнее тепло от чипсета. Это решение в первую очередь призвано обеспечить длительное функционирование устройства с пиковой производительностью: некоторые другие вендоры декларируют, что их точки доступа тоже в состоянии выдавать до 10 Гбит/с, тем не менее через 15–20 минут эти устройства склонны к перегреву, и ради понижения их температуры часть пространственных потоков отключается, что снижает пропускную способность.

В точках доступа младших серий жидкостного охлаждения нет, однако у них нет и проблемы перегрева в силу более низкой производительности. Модели среднего уровня — AirEngine 6760 — поддерживают до 12 пространственных потоков. Подключение у них также осуществляется по десятигигабитным интерфейсам. Кроме того, наличествует гигабитный — для подсоединения к существующим коммутаторам.

Уже сравнительно давно Huawei предлагает решение Agile Distributed Wi-Fi, которое подразумевает наличие центральной точки доступа и выносных радиомодулей, ею управляемых. Такая ТД отвечает за разного рода высоконагруженные задачи и снабжена CPU, чтобы реализовать QoS, принимать решения о роуминге клиентов, ограничивать полосу, распознавать приложения и т. д.

Решение оказалось не слишком популярным в России. Тем не менее нельзя не отметить и его преимущества. Например, возможность изрядно сэкономить на стоимости лицензий, благо на каждый радиомодуль не требуется покупать отдельную. Кроме того, основная нагрузка ложится на центральные точки доступа, что позволяет развернуть огромную, из десятка тысяч элементов, беспроводную сеть. Так что мы обновили и Agile Distributed Wi-Fi, задействовав преимущества своего технологического стека вокруг Wi-Fi 6.

Точки доступа для уличного применения также поступят в продажу в июне. Старшая серия среди outdoor-устройств — 8760R, с максимальным технологическим стеком (в частности, доступно до 16 пространственных потоков). Однако, предполагаем, для большинства сценариев оптимальным выбором будет 6760R.

О технологических преимуществах точек доступа airengine

Раньше вариативность внешних антенн для наших точек доступа была крайне ограниченна. Были либо антенны omni-directional (дипольные), либо совсем узконаправленные. Теперь выбор шире. К примеру, увидела свет антенна 70° / 70° по азимуту и элевации. Поставив её в углу помещения, можно покрыть сигналом практически всё пространство перед ней.

Перечень антенн, которыми снабжаются внутренние точки доступа, пополняется, и не исключено, что будет пополняться в том числе выпускаемыми другими производителями. Оговоримся, направленных среди них нет. Если в помещении требуется организовать фокусировку покрытия, нужно или использовать модели с внешними дипольными антеннами и самостоятельно позиционировать их для оптимального распространения радиосигнала, или брать точки доступа со встроенными смарт-антеннами.

Касательно инсталляции точек доступа существенных изменений нет. Все модели комплектуются креплениями для монтажа как на потолок, так и на стену или даже на трубу (металлическими хомутами). Для офисных потолков с рейлингами типа Armstrong крепления тоже подходят.

Если совсем бегло пройтись по ключевым технологическим новшествам, которые были претворены в жизнь при разработке модельного ряда AirEngine, получится такой список.

От чего зависит пропускная способность точки доступа? Согласно теореме Шеннона, от трёх факторов:

• от количества пространственных потоков;
• от ширины полосы пропускания;
• от соотношения «сигнал — шум».

Решения Huawei по каждому из трёх названных направлений отличаются от того, что предлагают другие вендоры, — и в каждом содержат немало улучшений.

1. Устройства Huawei способны формировать до двенадцати пространственных потоков, в то время как топовые точки доступа других производителей — лишь восемь.
2. Новые точки доступа Huawei в состоянии формировать восемь пространственных потоков шириной 160 МГц каждый, тогда как у конкурирующих вендоров максимум — восемь потоков по 80 МГц. Как следствие, потенциально достижимо полутора-, а то и двукратное превосходство наших решений в производительности.
3. Что до соотношения «сигнал — шум», за счёт использование технологии Smart Antenna наши точки доступа демонстрируют значительно большую толерантность к интерференции и гораздо более высокий уровень RSSI на приёме у клиента — как минимум в два раза больше (на 3 дБ).

Разберёмся, откуда берётся пропускная способность, которую принято указывать в datasheets. В нашем случае — 10,75 Гбит/с.

Формула расчёта показана на рисунке выше. Давайте посмотрим, что представляют собой множители в ней.

Первый — число пространственных потоков (на 2,4 ГГц — до четырёх, на 5 ГГц — до восьми). Второй — единица, делённая на сумму продолжительности символа и длительности защитного интервала в соответствии с используемым стандартом. Так как в Wi-Fi 6 продолжительность символа увеличена вчетверо — до 12,8 мкс, а защитный интервал равен 0,8 мкс, в итоге выходит 1/13,6 мкс.

Далее: напомним, благодаря улучшенной модуляции 1024-QAM на каждый символ теперь может кодироваться до 10 бит. Итого имеем битрейт 5/6 (FEC) — четвёртый множитель. А пятый — количество поднесущих (тонов).

Наконец, складывая максимальную производительность для 2,4 и для 5 ГГц, мы и получаем впечатляющее значение 10,75 Гбит/с.

Также в наших точках доступа и контроллерах появилось управление радиочастотными ресурсами DBS. Если раньше нужно было единожды выбрать для того или иного SSID ширину канала (20, 40 или 80 МГц), теперь есть возможность настроить контроллер так, чтобы он делал это динамически.

Ещё одно улучшение в распределение радиоресурсов привнесла технология SmartRadio. Раньше при наличии нескольких точек доступа в одной зоне можно было указать, по какому алгоритму перераспределить клиентов, к какой ТД подключать нового и т. д. Но эти настройки применялись лишь единожды, в момент его подсоединения и ассоциации с сетью Wi-Fi.

Важный нюанс относительно антенных элементов: в моделях AirEngine они реализуют сразу и вертикальную, и горизонтальную поляризацию. Каждый поддерживает четыре антенны, и таких элементов насчитывается четыре штуки. Отсюда и итоговое количество — 16 антенн.

Сам по себе антенный элемент пассивный. Соответственно, чтобы сфокусировать большее количество энергии в направлении клиента, требуется сформировать с помощью компактных антенн более узкий луч. Huawei это удалось. Итог — радиопокрытие в среднем на 20% больше, чем у конкурирующих решений.

Применительно к Wi-Fi 6 сверхвысокая пропускная способность и высокие уровни модуляции (схемы MCS 10 и MCS 11) возможны, только когда соотношение «сигнал — шум», или Signal-to-Noise Ratio, превышает 35 дБ. На счету каждый децибел. И смарт-антенна действительно позволяет повысить уровень принимаемого сигнала.

В реальных тестах модуляция 1024-QAM при схеме MCS 10 будет работать на удалении не более 3 м от точки доступа, какую из доступных на рынке ни возьми. Ну а при использовании «умной» антенны расстояние может быть увеличено до 6–7 м.

Ещё одна технология, которую Huawei интегрировала в новые точки доступа, называется Dynamic Turbo. Её суть заключается в том, что ТД на лету может распознавать и классифицировать приложения по классам (допустим, передаёт оно real-time видео, голосовой трафик или что-то другое), различать клиентов по степени их значимости и выделять ресурс-юниты таким образом, чтобы важные для пользователей высокоуровневые приложения работали быстро, насколько возможно. Фактически на аппаратном уровне точка доступа осуществляет DPI — глубокий анализ трафика.

Как отмечалось ранее, Huawei на текущий момент единственный вендор, который в своих решениях обеспечивает одновременную работу MU-MIMO и OFDMA. Давайте чуть подробнее о том, в чём разница между ними.

Стандарты быстрой зарядки

На сегодняшний день нам доступен широкий спектр протоколов зарядки, разрабатываемый и продвигаемый разными компаниями и организациями. Вот лишь короткий список самых распространённых. По возможности попробуем придерживаться хронологии.

Если есть USB, почему возникла необходимость придумывать какие-то хитрости?

Обычный USB, с которого всё началось, допускает ток не более 500мА при напряжении 5В. Лишь много позднее, с выходом спецификации USB 3.0, максимальный ток был поднят до 900мА. Обычным кнопочным телефонам, которые стали выходить не с собственными разъёмами для заряда, а со штекерами mini-, а потом и micro USB, вполне хватало небольшой мощности.

Всё изменилось с выходом смартфонов, ёмкость аккумуляторов которых в разы превышала относительно небольшую ёмкость батарей кнопочных телефонов. Даже небольшие по современным меркам аккумуляторы с ёмкостью 1500мА/ч уже хотелось заряжать быстрее, чем за 4-4.

5 часов (время с учётом потерь при зарядке и естественному замедлению скорости заряда после 80%). Возникла необходимость каким-то образом передать больший ток заряда по стандартному кабелю, при этом не спалив случайно контроллер USB, если устройство подключат к компьютеру.

USB Battery Charging Revision 1.2 (BC1.2) – принятый в далёком 2021 году, именно этот протокол позволял ранним устройствам заряжаться от разъёмов USB силой тока до 1.5А при напряжении 5В.

QualcommQuickCharge 1.0 был обнародован компанией Qualcomm в 2021 году с чипсетами Snapdragon 600 (и, кстати, используется до сих пор в младших чипсетах, например, Snapdragon 400-х серий). Здесь максимальный ток подняли до 2А.

Стандарты Apple и Samsung. Примерно в то же время Samsung и Apple параллельно разработали свои собственные схемы определения «правильных» зарядных устройств. Так, у Apple появились устройства класса Apple 1.

0A (позднее к ним добавились Apple 2.1A), которые определяли наличие зарядного устройства соответствующей мощности собственным, не совместимым со спецификацией USB-IF способом. Похожая и несовместимая схема была и у Samsung. Надеюсь, теперь ты не станешь удивляться тому, что всего несколько лет назад одно и то же зарядное устройство могло с более-менее приемлемой скоростью заряжать или устройства Apple, или Samsung, или другие?

Со временем производители зарядных устройств стали делать попытки как-то стандартизировать протоколы. К примеру, вот этот монстр-осьминог предлагал пять независимых выходов, один из которых мог успешно заряжать iPhone по стандарту Apple 1A, второй – iPad по стандарту Apple 2.1A, третий – планшеты Samsung, и два других – все остальные устройства, совместимые со спецификацией USB-IF.

Ужасно, правда? Кроме и без того большого разнообразия коннекторов нам предлагается ещё и выбирать «правильный» порт, в который его подключить. И производители подтянулись, выпустив USB кабели с закороченными контактами D и D-, а также вот такие адаптеры:

Уверен, многие читатели таких не застали, но в нашей лаборатории экземпляр имеется. В первых поколениях адаптеров просто-напросто замыкались контакты Data, что давало совместимость только с USB-IF (и заодно – с Quick Charge 1.0); в последующих версиях использовался чип, который пытался определить, какое именно устройство подключено, и производил необходимые манипуляции, чтобы подключенный телефон или планшет распознал «быструю» зарядку.

Наконец, несколько лет назад начали появляться зарядные устройства со встроенной логикой определения нагрузки. Разнообразные системы IQ, AIQ и им подобные выполняют единственную функцию: определить, какое устройство заряжается – Apple (1A, 2.1A), Samsung или соответствующее стандарту USB-IF, и сообщить устройству, что оно подключено именно к зарядному устройству, а не к компьютеру. Сегодня большинство более-менее качественных блоков питания от независимых производителей оборудовано подобной схемой.

Путаница? А ведь мы ещё даже не начали говорить о стандартах «быстрой» зарядки в их современном понимании. Дальше будет хуже!

QualcommQuickCharge 2.0 был анонсирован в 2021 году, но впервые использовался в устройствах на Snapdragon 800 начиная с 2021 года. Этот стандарт оказался долгожителем, пережив два поколения процессоров от Qualcomm: Snapdragon 800 (801, 805) и Snapdragon 808, 810.

Принципиальное отличие QC2.0 от всех ранее существовавших стандартов – использование различных комбинаций напряжения и силы тока из ряда 5, 9, 12В и 2, 2, 1.67А. Обратите внимание: если сила тока может варьироваться в процессе заряда, то напряжение может выбираться только из фиксированного списка значений 5, 9 или 12В. К этому мы ещё вернёмся, когда будем рассматривать стандарт следующего поколения – QC3.0.

Для чего вообще потребовалось поднимать напряжение, а не силу тока? Ключевой момент здесь – совместимость с огромным парком существующих аксессуаров, кабелей и зарядных устройств. Дело в том, что на момент выхода спецификации QC2.0 всё ещё использовался физический формат разъёмов USB-A на одном конце и micro USB на другом.

Их спецификация не подразумевает передачу тока, превышающего 2.4А при напряжении 5В. Как известно, тепловые потери в проводах растут пропорционально току и квадрату сопротивления. Повышение силы тока при неизменном напряжении 5В могло привести к опасному нагреву в области разъёмов, избыточным тепловым потерям в самом кабеле, перегреву и потенциальному выходу из строя зарядных портов – и непременно привело бы, если бы пользователь использовал для зарядки не комплектный кабель или ЗУ с фиксированным проводом, а другой, случайный кабель.

Впервые вместо ненадёжного аналогового метода определения зарядного устройства был использован метод цифровой коммуникации (ведь обидно было бы сжечь контроллер заряда случайно попавшим на него напряжением в 12В). В целом, использование комбинации из планшета/телефона с QC2.0 и соответствующего зарядного устройства давало неплохую гарантию того, что зарядка пойдёт именно по быстрому протоколу.

Кстати, максимальный ток подаётся по стандарту только в самом начале зарядки, когда аккумулятор пуст или практически пуст. С повышением уровня заряда снижается подаваемая на аккумулятор мощность, а на уровне примерно 80% скорость заряда зачастую и вовсе неотличима от зарядки от «компьютерного» порта. Телефон очень быстро набирает первые 40-50% заряда, после чего скорость зарядки постепенно замедляется, и последние единицы процентов могут набираться почти столько же времени, сколько первые 50.

С таким резким скачком в мощности и скорости зарядки (здесь достижимы 18Вт) возникла другая проблема: аккумуляторы в процессе заряда стали перегреваться, и химия батарейки начинала деградировать, что со временем приводило к снижению её ресурса. Да, в стандарте были заложены «безопасные» значения температур, но максимальная скорость зарядки была в те годы таким значительным маркетинговым преимуществом, что о сроке жизни аккумуляторов (которые всё чаще становились несъёмными) производители предпочитали если и не задумываться, то не говорить покупателям.

Ситуация стала ещё хуже с выходом «горячего» поколения процессоров Snapdragon 808 и 810, одновременно с которыми в некоторых моделях появились разъёмы USB-C. Учитывая склонность Android к выполнению отложенных задач (например, пакетному обновлению установленных приложений) именно при подключении зарядки, перегрев процессора совместно с перегревом аккумулятора приводили к печальным последствиям: процессоры в буквальном смысле отпаивались от материнских плат, а аккумуляторы выходили из строя быстрее, чем заканчивался гарантийный срок. Яркий пример – коллективный иск к компании LG (массовый выход из строя устройств LG G4, G Flex 2, Nexus 5x).

Учитывая «горячий» характер процессоров Snapdragon 808 и 810, не рекомендуем постоянно заряжать их ЗУ с «быстрой зарядкой». Оставьте быструю зарядку для тех случаев, когда она действительно нужна, а на ночь заряжайте устройство обычным, не самым мощным ЗУ.

HuaweiFastChargeProtocol (FCP) – собственная разработка компании Huawei, которая должна была конкурировать с Quick Charge 2.0, заряжая смартфоны напряжением 5 или 9В с силой тока 2А.

Оборудованные ей телефоны, как правило, включали и поддержку QC2.0, что позволяло использовать многочисленные зарядные устройства, совместимые с этой технологией. Поскольку Huawei не лицензировала свою технологию другим производителям, известно о ней немного, и ценность её сомнительна. Зато – собственная разработка, как и процессоры Kirin.

Маркетинг. Некоторые производители называли стандартные способы быстрой зарядки своими собственными маркетинговыми терминами. Вот, к примеру, Samsung. SamsungAdvancedFastCharging – торговая марка компании Samsung, которой обозначалась зарядка по стандарту Quick Charge 2.0. Соответственно, полная совместимость с QC2.0, но и возможность для Samsung в любой момент сменить пластинку, не меняя названия технологии. Что, собственно, в своё время проделала Motorola, переключившись в своей технологии быстрой зарядки TurboPower с Quick Charge 2.0 на новый стандарт USB PD (5В/3А) без изменения названия. Путаница? Не то слово, но в случае с Motorola помогает то, что зарядные устройства со «старым» Turbo Power были оборудованы несъёмными кабелями с разъёмом micro USB, а «новые», основанные на USB PD, идут с разъёмом USB C.

Массовое появление устройств с разъёмами USB—C в 2021 году совпало по времени с выходом ряда устройств на чипсетах поколения Qualcomm 808/810. Новый стандарт фиксировал для производителей кабелей более жёсткие требования к пропускаемому току.

Так, у кабеля с разъёмами USB-C на обоих концах, если он сделан без нарушений спецификации, не должно быть проблем с передачей тока в 3А. Но компьютеров и зарядных устройств, оборудованных разъёмами USB-C, на рынке в тот момент в достаточном количестве просто не было, и подавляющее большинство производителей укомплектовывало смартфоны обычной USB зарядкой с разъёмом USB-A и кабелем со стандартным «большим» разъёмом USB-A с одной стороны и USB-C – с другой.

При использовании подобных кабелей с медленной зарядкой проблем не возникало. Их использование с зарядками стандарта Quick Charge 2.0 также не вызывало никаких проблем – в конце концов, QC2.0 создавался с оглядкой на совместимость.

Проблемы – и проблемы серьёзные – стали возникать тогда, когда на рынок вышел ряд моделей, использующих альтернативный стандарт быстрой зарядки, основанный на открытой спецификации USB-IF для USB Type-C 1.2.

USBType—C 1.2

Согласно открытой спецификации USB Type-C 1.2, допустима передача тока до 3А при неизменном напряжении 5В. В первом поколении смартфонов (да и в большинстве современных, за редкими исключениями) используется именно эта спецификация, а не новый (более сложный, но обратно совместимый)

стандарт USB Power Delivery. Примерами устройств, поддерживающих именно этот тип быстрой зарядки, стали Microsoft Lumia 950, 950XL, Google Nexus 5x, 6p. С этого момента официальной позицией Google в области смартфоностроения стала борьба со стандартами заряда, требующими повышенного напряжения (явный камень в огород Qualcomm Quick Charge и подобных схем).

Новый открытый стандарт быстрой зарядки прост и очевиден. Его реализация не требует от производителей больших усилий, использования проприетарных контроллеров заряда или каких-либо лицензионных отчислений (стандарт от USB-IF полностью бесплатен для производителей). Казалось бы, бери и пользуйся! Казалось бы, что может пойти не так?

Без подводных камней не обошлось. Даже для такой относительно скромной мощности в 15В требовались новые кабели и зарядные устройства, способные без проблем, потерь и перегрева выдерживать повышенный ток заряда. И тут оказалось, что если зарядные устройства, способные корректно и с полным соответствием спецификации USB-IF выдавать ток в 3А, собрать могут многие производители, то безопасные кабели, полностью соответствующие стандарту – вещь почти мифическая, для среднего китайского производителя недостижимая. Проблема настолько необычная, возникшая буквально на ровном месте, что мы выделим её в отдельный раздел.

Проблема с кабелями USB—C: казалось бы, что может пойти не так?

В случае с проводами USB-A > mini USB всё было достаточно просто: провода, разъёмы, изоляция. Да, можно было сэкономить на сечении проводников, и тогда устройства заряжались чуть медленнее (в особо тяжёлых случаях – заметно медленнее), но большой катастрофы в любом случае не происходило.

Всё изменилось с выходом стандарта USB Type C и появлении кабелей с соответствующими штекерами. Более-менее сразу производители научились делать простейшие кабели, соответствующие спецификации USB2.0 с разъёмами USB-C на обоих концах кабеля.

Намного сложнее оказалось сделать кабели, оборудованные физическим разъёмом USB Type C и соответствующие спецификациям USB3.0, и практически невозможным для независимых китайских производителей оказался выпуск кабелей, корректно идентифицируемых с помощью микросхем электронного маркера (e-marker chip). Вот детальный разбор одного из таких кабелей (достаточно типичного).

Оставим маркеры пассивной идентификации кабеля в стороне, так как напрямую с передачей заряда они не связаны, и рассмотрим последнюю категорию кабелей: ту, что оборудована разъёмом USB-C на одном конце и привычным USB-A на другом.

Инженер Google Бенсон Люн протестировал несколько десятков кабелей, переходников и зарядных устройств с разъёмами USB Type C и свёл все данные в постоянно обновляемую таблицу. Рекомендуем ознакомиться, а лучше – сохранить ссылку: это действительно важный и авторитетный источник информации.

Наиболее типичной проблемой для китайских производителей стало использование резистора со значением сопротивления 10 кОм вместо установленных в спецификации 56 кОм. На такой шаг недобросовестные производители идут вполне сознательно: если смартфон (или другое устройство)

с разъёмом USB Type C увидит корректное значение сопротивления в 56 кОм, оно ограничит максимально потребляемый ток максимально допустимым для порта USB-A значением (как мы помним, это совсем немного). Использование резистора на 22 кОм даст возможность передачи до 1.

5А, что ещё условно допустимо. А вот использование резистора в 10 кОм или меньше сообщит устройству, что «на другом конце всё хорошо, можно брать до 3 А». Что при этом может случиться с устройством «на другом конце»? Да всё что угодно, от простой зарядки с пониженной максимальной мощностью до выхода из строя зарядного устройства (или порта компьютера/ноутбука).

Зачем они это делают? Дело в том, что если в кабель установить корректный резистор, то и заряжаться устройство, соответствующее спецификации USB Type-C 1.2 (те же Lumia 950 или Nexus 5x/6p) будет очень медленно – со скоростью, описываемой спецификациями USB2.0 или USB BC1.2.

Кстати, проблема касается далеко не только кабелей, которые можно купить на Aliexpress или Amazon. Такой «неправильный» кабель поставлялся в комплекте с OnePlus 2. После того, как проблема вскрылась, компания OnePlus официально отреагировала:

«Не беспокойтесь, НАШ смартфон этот шнурок не повредит. На остальных — плевать». Так что если вы не хотите пополнить ряды тех, на кого «плевать» — рекомендуем подойти к выбору кабеля с большой осторожностью. И даже если здесь и сейчас ваше устройство способно «проглотить» неправильный кабель, то где гарантия, что завтра не появится смартфон, работающий в точном соответствии со спецификацией? Лучше не рисковать.

Вот, например, что Бенсон Люн пишет про один из кабелей USB-C > USB-A:

“Этот кабель не соответствует спецификации USBTypeCRelease 1.2. Спецификация доступна на сайте usb.org в разделе developers/usbtypec.

В частности, при использовании этого кабеля ChromebookPixelзапрашивает ток в 3A, что может повредить зарядное устройство или порт USBна стороне USB—A.

Кабели с разъёмами USBType—Cи USB 2.0 Type—A должны использовать резистор с сопротивлением 56 кОм на шине конфигурации CC. В данном кабеле измеренное значение сопротивления составляет 10 кОм. Если на другом конце кабеля – разъём Type—A или Type—B, так делать нельзя! 

Не рекомендую этот кабель к приобретению, так как его использование может привести к повреждению USB-портов вашего зарядного устройства или компьютера.”

Ещё одна ссылка в копилку: подробные обзоры Бенсона многих проблемных (и беспроблемных) кабелей.

USB Power Delivery (USB-PD)

USB Power Delivery (USB-PD) – открытый стандарт, опубликованный USB-IF и описывающий передачу питания между устройствами, оборудованными портами USB Type C. Именно передачу питания, а не зарядку: одно и то же устройство в любой момент времени может выступать как донором (зарядным устройством), так и акцептором (тем, кого заряжают).

На сегодняшний день существует три поколения стандарта: USB PD, PD 2.0 и PD 3.0. И если первое поколение стандарта описывало достаточно жёсткие профили заряда, то уже во второй версии стандарта профили были заменены на «правила», и у производителей появилось гораздо больше свободы.

Разительных различий между вторым и третьим поколениями нет, а USB-IF и вовсе описывает только общий стандарт USB Power Delivery. Различия между поколениями в таких, к примеру, тонкостях, как возможность продолжения непрерывного обмена данными в момент смены ролей устройств (с приёма заряда на передачу и обратно). Не будем делать различий между поколениями USB-PD и мы.

Вот табличка-сравнение официальных спецификаций USB-IF:

Спецификация         Макс. напряжение  Макс. сила тока  Макс. мощность

USB 2.0              5 V               500 mA           2.5 W

USB 3.0 и USB 3.1    5 V               900 mA           4.5 W

USB BC 1.2           5 V               1.5 A            7.5 W

USB Type-C 1.2       5 V               3 A              15 W

USB PD 3.0           20 V              5 A              100 W

Как видим, в спецификации USB-PD всё совсем неплохо. И если USB Type-C (1.2) без поддержки USB PD даёт нам максимальную мощность в 15 Вт при напряжении 5 В и силе тока 3 А, то этого может оказаться вполне достаточно для большинства смартфонов без необходимости встраивать поддержку более сложного стандарта USB PD.

А вот для планшетов (к примеру, Apple iPad Pro 12.9 или нового iPad Pro 10.5) и большинства ультрабуков (многие модели Dell, HP, все современные Apple MacBook и другие) уже нужна поддержка как минимум USB PD 2.0 с соответствующими адаптерами питания.

Вот, к примеру, какие варианты зарядок допускает новая спецификация:

Стандарт QualcommQuickCharge 3.0 массово вышел на сцену в 2021 году с появлением процессоров Qualcomm 820/821. Точно так же, как «холодный» Snapdragon 820 стал «работой над ошибками» по сравнению с перегревающимися и прожорливыми Snapdragon 810, так и при работе над QC3.

0 инженеры сконцентрировали усилия на продлении срока службы аккумулятора, заряжая его в более щадящих режимах без большого проседания скорости заряда. Так, если в QC2.0 делался упор на том, насколько быстрее заряжаются устройства в сравнении с QC1.

0, то в рекламе QC3.0 Qualcomm делает акцент на том, насколько эффективнее (с меньшими потерями и нагревом) идёт зарядка. Снижение непродуктивных потерь и сопутствующего нагрева, а также дополнительный контроль температурных режимов, в свою очередь, позволили ускорить и сам процесс.

В отличие от QC2.0, в котором напряжение выбиралось из ряда 5-9-12 В, в QC3.0 напряжение может меняться гранулярно с шагом всего 0.2В, а доступный диапазон напряжений расширен до 3.6-20 В (чаще всего используется диапазон 5-12 В). Максимальная мощность в сравнении с предыдущей версией осталась неизменной на уровне 18 Вт.

В целом QC3.0 можно только похвалить. Если производитель не гонится за цифрами, завышая скорость зарядки в ущерб ресурсу аккумулятора (такие примеры нам известны – взять тот же LeEco Le Pro 3), то использование QC3.0 предлагает достаточно щадящий режим заряда, который вредит аккумулятору значительно меньше, чем QC2.0.

Ряд производителей успел наиграться в быструю зарядку, и на некоторых устройствах (например, ZUK Z2 Pro) использование ЗУ с поддержкой QC3.0 лишь незначительно ускоряет заряд: производитель сделал акцент на ресурсе аккумулятора, а не скорости.

Можно ли ЗУ с QC3.0 рекомендовать для ежедневного (или еженощного) использования с точки зрения жизненного цикла аккумулятора? Если ставить телефон на зарядку на всю ночь, то использование стандартных ЗУ с током 2.4А, возможно, продлит ресурс батарейки, и через полтора-два года падение его ёмкости будет меньше, чем если бы всё это время мы пользовались зарядкой с QC3.0.

Что будет, если?..

QuickCharge 2.0 – 3.0

А если подключить телефон с QC3.0 к зарядному устройству с поддержкой QC2.0? Получится быстрая зарядка по протоколу QC2.0, но с большинством защитных механизмов от QC3.0 (то есть, аккумулятор не должен будет перегреваться так сильно, как он перегревался бы, если бы в телефоне стоял контроллер от QC2.0). В целом будет чуть медленнее и чуть горячее, чем если бы использовалось зарядное устройство с QC3.0.

А если наоборот, телефон с QC2.0 подключить к зарядке с QC3.0? Эффект будет полностью аналогичен использованию QC2.0 на обоих концах: и перегрев аккумулятора, и скорость заряда будут точно такими же, как если бы использовалось предыдущее поколение зарядных устройств.

QuickCharge – USBPD

А если в зарядку с USB PD 2.0 или 3.0 подключить смартфон, поддерживающий стандарт Qualcomm QC3.0? А вот здесь возможны варианты. Некоторые производители предусмотрели такой вариант, и возьмут от зарядного устройства максимально допустимую мощность при 5 В / 3 А (на практике обычно чуть меньше). Другие же будут спокойно заряжаться с силой тока от полутора до 2.4 А. Беды в любом случае не случится.

А если к зарядке QC3.0 с разъёмом USB-A подключить устройство, совместимое с USB-C 1.2 или USB PD? И снова — возможны варианты. Если кабель «правильный», с резистором на 56 кОм, то беды не случится, зарядка пойдёт, но медленно. Если кабель китайский, с «неправильным» резистором на 10 кОм, то устройство может попытаться получить 3 А при напряжении 5 В.

В принципе, стандарт QC3.0 поддерживает и такую комбинацию, и скорее всего, большой беды не случится, но… а что, если устройство, как Moto Z Force, запросит 5.7А (это возможно, если нужно зарядить одновременно сам телефон и подсоединённый к нему модульный аккумулятор)? Из этого ничего хорошего не выйдет.

А, допустим, телефон с QC2.0 и разъёмом USB C – в зарядное устройство от Lumia 950, Pixel или MacBook? Ха! В те смутные времена производители слабо представляли, что такое USB Type-C, поэтому на практике может оказаться всё, что угодно. В лучшем случае телефон будет заряжаться, хоть и небыстро.

Однако у нас побывало как минимум два устройства, которые или «не видят» подключенного ЗУ вообще, или пишут «Power connected: not charging» (и, соответственно, не заряжаются). Выяснилось это экспериментально, когда мы несколько дней пытались оживить разряженный до нуля Gigaset ME Pro, подключая его то к БП то от MacBook, то от Pixel.

Помогла в конечном итоге обычная «медленная» зарядка – только её смартфон согласился распознать. Впоследствии мы экспериментально определили, что телефон прекрасно заряжается от ЗУ с QC2.0, QC3.0 и «обычных», включая компьютерные порты, но отказывается воспринимать блоки питания, которые поддерживают новые спецификации USB Type-C 1.2 или USB PD (в том числе и гибридные, комбинированные с QC3.0).

Лайфхак: существует по крайней мере один адаптер питания, одновременно поддерживающий стандарты USB Type-C 1.2, USB PD 2.0 и Qualcomm QC 3.0 на единственном разъёме USB Type-C. Это – отдельный блок питания производства Xiaomi.

Этот адаптер быстро заряжает всё: ноутбуки Dell и HP (смотри на мощность оригинального адаптера), Apple MacBook, смартфоны Moto Z, Lumia 950 и 950XL, а также устройства с Quick Charge 3.0 (проверили, работает). Более того, с соответствующим кабелем USB-C – Lightning за полтора часа заряжается и iPad Pro 12.9. Единственное устройство, которое «не завелось» от этого адаптера – смартфон Gigaset ME, а OnePlus 5 способен взять от адаптера не более 1.5 А при напряжении 5 В. Кроме того, как выяснилось позднее, данный БП не совместим с новым поколением iPad Pro: по результатам наших замеров, обе модели 2021 года корректно договариваются с блоком питания о подаче напряжения 15В, но вот сила тока при этом падает до мизерных величин (0.05А), поэтому заряд практически не идёт.

Подобной ошибки лишены два других блока питания с поддержкой обоих стандартов: Ugreen CD127 и BlitzWolf BW-S10. Максимальная мощность 30 Вт, поддерживают QC3.0 и USB PD, при этом протокол Power Delivery является приоритетным. Результат – отличная совместимость со всеми протестированными устройствами, включая Macbook и оба планшета iPad Pro (2021).

USBPD

Что будет, если к мощному адаптеру питания USB C с поддержкой USB PD 2.0, скажем, от ноутбука HP Spectre x360 или MacBook Pro подключить смартфон? Если это Lumia 950, Nexus 5x или 6p, Google Pixel, Motorola Moto Z – то пойдёт быстрая зарядка по протоколу, описанному в спецификации USB Type-C 1.

2 (то есть, с максимальной мощностью 15 Вт, или 5 В / 3 А). А если наоборот, к зарядке от Lumia 950 подключить MacBook или ноутбук HP Spectre x360? Компьютер запросит у зарядного устройства список поддерживаемых правил (комбинаций напряжения и силы тока), не найдёт нужных и либо откажется заряжаться совсем, либо будет заряжаться очень медленно.

А если зарядкой от HP попытаться заряжать MacBook, или зарядку от ультрабука Dell XPS 12 подключить к HP Spectre x360? Произойдёт ровно то же самое: устройство запросит список поддерживаемых правил зарядки, и если найдёт совместимую комбинацию – будет заряжаться; не найдёт – не будет, или будет, но медленно.