USB PD讓傳統(tǒng)電源插座大改觀

日常生活中司空見慣的電源插座的形狀有可能會(huì)大幅改變。估計(jì)數(shù)字設(shè)備的數(shù)據(jù)通信接口會(huì)成為其核心。USB及以太網(wǎng)等數(shù)據(jù)通信接口的連接端口將起到電源插座的作用。利用這些接口的連接端口來傳輸電力和數(shù)據(jù)的環(huán)境日趨完善。

電源插座的樣子將發(fā)生變化。圖片為Newer Technology公司的USB插座

業(yè)界大多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為，支持USB技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)“USB Power Delivery Specification（USB PD）”（支持100W供電）的產(chǎn)品最早將于2014年內(nèi)問世。該標(biāo)準(zhǔn)將供電能力提高到了目前的最大總線功率4.5W（0.9A、5V）的20倍以上，由標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體于2012年7月制定完成�？偩�功率是指可以在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的同時(shí)提供的功率。

100W是可用來驅(qū)動(dòng)40英寸顯示器工作的功率水平。以后將可以通過USB PD來驅(qū)動(dòng)大部分消費(fèi)類產(chǎn)品。支持USB PD的移動(dòng)終端所使用的新連接器標(biāo)準(zhǔn)也已出現(xiàn)。那就是2014年4月由USB標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體在中國(guó)首次公開試制品的“Type-C”。

Type-C連接器的開口部尺寸小于原來智能手機(jī)采用的“Micro”標(biāo)準(zhǔn)。支持最大數(shù)據(jù)傳輸速度為10Gbit/秒的“USB 3.1”。USB PD的供電功率最大為60W。

布線因數(shù)據(jù)和電力共用插座而簡(jiǎn)化

把USB作為電源線使用已經(jīng)司空見慣。有些酒店和機(jī)場(chǎng)也在墻上的插板上追加了USB端子。城市中越來越多的咖啡店在桌子上設(shè)置移動(dòng)終端充電用插座，將來這種插座很可能會(huì)逐步被USB取代。

電源插座與信息插座實(shí)現(xiàn)通用將會(huì)帶來很大沖擊。原因是這樣容易創(chuàng)造出一個(gè)邊供電邊構(gòu)建設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境。

比如，可將以AC適配器驅(qū)動(dòng)的大型顯示器當(dāng)做集線器（HUB），用USB連接個(gè)人電腦、外置硬盤、子顯示器等多個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一個(gè)設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)。還能利用USB插座驅(qū)動(dòng)電視、錄像設(shè)備、游戲機(jī)等工作。與以前每臺(tái)設(shè)備都要分別準(zhǔn)備電源線和數(shù)據(jù)線相比，線纜數(shù)量減少，布線大幅簡(jiǎn)化。對(duì)于因連接至家庭網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備增加、為多條布線而煩惱的用戶而言，這無疑是一個(gè)好消息。

此外，USB PD還具有可使移動(dòng)設(shè)備的AC適配器實(shí)現(xiàn)通用化的優(yōu)點(diǎn)�？梢杂靡粋�(gè)AC適配器驅(qū)動(dòng)智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦，或者為這些設(shè)備充電。在便攜移動(dòng)終端日益增加的背景下，人們非常希望減少電源適配器的數(shù)量。

改變電源插座的另一個(gè)接口

如果USB PD普及，估計(jì)家庭內(nèi)的電力管理系統(tǒng)也能輕松構(gòu)建了。構(gòu)建“HEMS（home energy management system）”環(huán)境時(shí)，除了無線之外，還可輕松構(gòu)建有線的設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)。以前的有線通信方案大多使用專用連接器或?qū)Ｓ镁�纜，而能夠使用大量上市的低價(jià)USB部件是其走向普及的一大優(yōu)勢(shì)。

除了USB之外，以太網(wǎng)也在逐步實(shí)現(xiàn)供電的大功率化。以太網(wǎng)可以按照“Power over Ethernet（PoE）”規(guī)格收發(fā)數(shù)據(jù)和供電。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于辦公室的IP電話、監(jiān)控?cái)z像頭及無線LAN接入點(diǎn)等。

還有一個(gè)供電規(guī)格是可最大供電30W的“IEEE 802.3at（PoE+）”。作為企業(yè)的自主規(guī)格，可實(shí)現(xiàn)100W供電的技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用化階段。以美國(guó)凌力爾特科技（Linear Technology）開發(fā)的“LTPoE++”為例，供電端一個(gè)端口可輸出125W，受電端可接收90W的電力。

美國(guó)思科系統(tǒng)（Cisco Systems）也已開發(fā)出了“UPOE（Universal PoE）”技術(shù)，并開始銷售網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等相應(yīng)產(chǎn)品。這是一項(xiàng)供電端一個(gè)端口可輸出60W、受電端可接收51W電力的技術(shù)規(guī)格。

以太網(wǎng)供電估計(jì)會(huì)以辦公室為中心，成為電力管理系統(tǒng)“BEMS（building energy management system）”的核心。以LED照明燈的管理和控制為例，為照明燈供應(yīng)電力的同時(shí)，還可以發(fā)送控制信號(hào)來調(diào)整亮度。由此，便可實(shí)現(xiàn)降低耗電量的系統(tǒng)。這種動(dòng)向也將為IEEE制定30W以上的供電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)起到積極作用。

USB及以太網(wǎng)日益實(shí)現(xiàn)的供電大功率化還隱藏著帶來另一個(gè)沖擊的可能性。那就是實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭或辦公室的直流供電。USB和以太網(wǎng)將以直流方式為設(shè)備供電。家庭或辦公室內(nèi)部將逐步向直流供電設(shè)備驅(qū)動(dòng)方式轉(zhuǎn)變，這或許會(huì)成為改變外部電網(wǎng)現(xiàn)狀的一大契機(jī)。

以太網(wǎng)還在向汽車的車載LAN、工廠網(wǎng)絡(luò)及鐵路的車輛間網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大。除了供電之外，估計(jì)以太網(wǎng)還會(huì)在采用互聯(lián)網(wǎng)云環(huán)境的新數(shù)據(jù)共享、基于大數(shù)據(jù)的信息管理等方面發(fā)揮作用。由此，與原來形態(tài)不同的電力系統(tǒng)及信息發(fā)送平臺(tái)的建設(shè)很可能會(huì)越來越完善。

對(duì)于普通用戶而言，USB和以太網(wǎng)會(huì)減輕攜帶不同設(shè)備的多個(gè)電源適配器以及海外旅行地的插座形狀不同等煩惱，這將帶來極大的方便性。估計(jì)今后數(shù)年內(nèi)會(huì)越來越多地在墻壁的插座上看到USB及以太網(wǎng)的連接端口。作者：高橋 史忠，日經(jīng)技術(shù)在線