縱觀接口風云，笑看線路人生

編者按：如果給你一個下午的時間，讓你把家里各種各樣的線統計一下，你一定會感嘆：“天哪，我家怎么會有那么多的線！”是的，如果你剛好是一位懷舊的人，你曾經不舍得扔掉的各種“線”，現在已經成了你的負擔，相信很多人已經有了這樣的煩惱。因此，我們將用兩期的時間，為大家梳理生活中常見的線以及相應接口，一起與讀者聊聊它們的故事。

主持人：

倪俊杰 浙江省桐鄉市鳳鳴高中

嘉 賓：

劉宗凡 廣東省肇慶市四會中學

邱元陽 河南省安陽縣職業中專

楊 磊 天津市第五中學

沈偉春 浙江省余杭教育學院

在上一期的文章中，我們舉例介紹了手機充電線、數據線以及各種音頻、視頻線的發展史。受篇幅限制，有關數據線的一些擴展知識未能展開。比如，如何挑選不同材質的數據線？除了有線連接還有哪些無線連接的方式？無線充電可以做到嗎？對于這些問題，在我們作者群里，大家討論得相當“激烈”，也分外“來勁”，都有獨到的觀點。為此，本期我們將延續上期話題，繼續探討有關數據線、接口的故事。我們也邀請了創客達人，來動手實踐無線充電技術。

數據線的選擇

倪俊杰：市面上數據線五花八門，材質也良莠不齊，我們應該怎么選擇呢？

劉宗凡：對于手機等數碼設備，大家往往能了如指掌，各項參數如數家珍，這對我們購買設備是很有幫助的。而用于充電和傳輸數據的線纜，卻被大多數人忽視了。其實，劣質線纜對數碼設備的危害是不小的：①可能損壞設備；②可能無法同步設備、傳輸數據，或者經常斷開數碼設備與電腦的連接、無法穩定傳輸數據；③可能無法正常充電或充電速度極慢，或者無法實現快速充電；④線纜本身容易損壞；⑤連接器端可能脫落，發熱異常

正是因為這樣，市面上可買到的線纜，價格從幾塊錢到上百塊錢不等，價錢差別很大，質量也往往差之千里。我們如何選擇一條好的線纜呢？我覺得可以先來認識數據線有哪些外皮材質。

1.PVC數據線

聚氯乙烯，英文簡稱PVC（Polyvinyl chloride），是氯乙烯單體（vinyl chloride monomer，簡稱VCM）在過氧化物、偶氮化合物等引發劑或在光、熱作用下按自由基聚合反應機理聚合而成的聚合物。它的優點是造價低、絕緣性能好，相對也比較便宜；缺點是比較硬，容易造成斷裂或脫皮，有比較明顯的塑膠味道，會釋放有毒物質。

2.TPE數據線

TPE（Thermoplastic Elastomer 熱塑性彈性體）材料是一種具有橡膠的高彈性、高強度、高回彈性，又具有可注塑加工的特征的材料。它的優點是加工性能優異，有優良的著色性、耐候性、耐溫性，觸感柔軟，抗疲勞，安全無毒、沒有異味；缺點是不耐臟，使用不當容易出現爆皮，相對編織線來說不夠結實。

3.尼龍編織數據線

尼龍編織數據線是使用尼龍-66來制作的，又稱錦綸66、聚酰胺-66、聚己二酰己二胺，具有阻燃性、高強度性、耐磨性、電絕緣性等特點，其塑膠原料為半透明、白色或黑色結晶形聚合物，具有可塑性。它的優點是抗拉能力強，回彈性好，不容易出現纏結，耐用性極佳，不易變形；缺點是吸濕性較大，尺寸穩定性不夠。

4.聚酯纖維編織數據線

聚酯纖維（polyester fibre）是由有機二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯經紡絲所得的合成纖維，簡稱PET纖維（滌綸）。它的優點是具有優良的耐皺性、彈性和尺寸穩定性，耐日光，耐摩擦，有較好的耐化學試劑性能；缺點是耐強堿性較差，染色性能較差。

5.凱夫拉數據線

凱夫拉是美國杜邦（DuPont）公司研制的一種芳綸纖維材料產品的品牌名，材料原名叫“聚對苯二甲酰對苯二胺”。它的優點是密度低、強度高、韌性好，耐高溫、易于加工和成型，堅韌耐磨；缺點是價格較高。

邱元陽：Type-C數據線現在逐漸成為安卓設備的主流線纜，能順利實現快充的一個必備條件是使用優質的數據線。搭載QC3.0快充的設備需要3A的電流才能激活快充功能，但老舊的數據線只能提供2A的電流，快充是無法實現的。

高品質的Type-C數據線，放大以后應該如圖1所示，由多個部分組成。劣質線纜往往在內部使用低廉材料填充，在充電或傳輸數據時容易出問題。

在我們不能剪開線纜來判斷優劣時，可以看看線纜是不是符合USB標準化組織（USB Implementers Forum，USB-IF）的認證規范（如圖2）。如果不符合USB-IF宣布的USB Type-C認證規范，這樣的線纜最好還是不要買為好。

楊磊：蘋果設備對線纜的要求是很高的，如果使用沒用經過蘋果認證的線纜，將無法識別設備，不能充電，通過蘋果MFi認證（MFi是一個縮寫，為蘋果公司Made for iOS的英文縮寫，是蘋果對配件廠商授權生產的一種使用許可標志，如圖3）的數據線才能購買。通過MFi認證的蘋果配件，對其元器件品質、生產工藝都有一定的限制，且蘋果不會為使用沒有通過認證的配件導致損壞的產品進行售后保修。

通過MFi認證的蘋果數據線，或者說正品數據線，均使用一體化設計，做工精致，小巧靈活，耐用且雙面可用，絕緣層質地柔軟，十分容易彎曲，凹槽十分工整，工藝水平比較高。

非MFi數據線雖然通過破解能在蘋果設備上使用，并且在充電速度、傳輸速度這些我們日常使用的功能上，非MFi認證的數據線基本可以趕上MFi認證的數據線，但是非MFi認證的數據線最大的問題在于電流的穩定性差，很可能把設備充壞了。尤其是遇到電壓不穩定、使用較差的充電頭的時候。

無線連接技術

倪俊杰：上一期文章中，我們介紹的數據線、充電線等基本都是有線連接。那么有沒有無線連接的方式呢？選擇無線連接，我們應該注意什么？

楊磊：隨著經濟社會的不斷發展進步，現代通信技術也開始在人們的工作生活中占有越來越重要的地位。無線技術的發展應用在方便人們溝通交流的同時，也在一定程度上促進了通信技術的更新和發展。無線通信技術在傳統的通信應用方式基礎上進行了創新，能夠最大程度地彌補當前實際通信應用中方式單一化、覆蓋面不全等缺陷，進一步滿足了普及化、全球化和多樣化的信息交流，從而使其在未來的發展中有非常廣闊的應用前景。

目前市面上比較普及的無線連接技術主要有以下幾種。

1.藍牙

藍牙是近距離無線數據傳輸，也是在手機領域經常使用的無線數據傳輸方式。這一傳輸方式傳輸速率之前普遍較低，在4.0后才比較理想，在功耗上也相對較大，但強在發射角度是360度，不受方向的影響。藍牙（Bluetooth）是由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無線數據通信技術標準。它能夠在10米的半徑范圍內實現單點對多點的無線數據和聲音傳輸，其數據傳輸帶寬可達1Mbps。通信介質為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。

2.WIFI

WIFI是我們常用的無線網絡技術，幾乎所有的智能手機、平板電腦和筆記本電腦都支持WIFI上網，是當今使用最廣泛的一種無線網絡傳輸技術。目前我們用到的WIFI大多基于IEEE 802.11n無線標準，數據傳輸速率達到300Mbps，吞吐量接近100M到150M。但是802.11n正逐步退出物聯網舞臺，新的802.11ac標準正強勢殺入WIFI技術市場，應用新標準的WIFI，傳輸率將增加十倍。802.11ac WIFI技術的理論傳輸率雖已達Gbit/s的境界，但此數據指的其實是整體WIFI網絡容量，實際上個別WIFI裝置所分配到的頻寬，很少能達到此水準。因此，IEEE制定802.11ax的目標，即著重在改善個別裝置的聯網效能表現，尤其是在同一WIFI網絡環境中，同時有許多使用者連結的情況下。

3.紅外

紅外有著成本低廉、連接方便、簡單易用和結構緊湊的特點，因此在小型的移動設備中獲得了廣泛應用。通過紅外接口，各類移動設備可以自由進行數據交換。紅外線是波長在750nm至1mm之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。由于紅外線的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以它更適合應用在需要短距離無線通信的場合，進行點對點的直線數據傳輸，傳輸速率最快可達16Mbps。

4.RFID

RFID是射頻識別，又稱電子標簽，是一種非接觸式的自動識別技術。它通過無線電信號識別特定的目標，并讀寫相關的數據，而不需要識別系統與這個目標有機械或者是光學接觸。它無須人工干預，可用于各種惡劣環境，可識別高速運動的物體，可同時識別多個標簽，操作快捷方便，高速公路上的ETC電子不停車收費系統也使用了RFID技術。

5.NFC

NFC的英文全稱是Near Field Communication，即近距離無線通信。NFC由非接觸式射頻識別（RFID）及互聯互通技術整合演變而來，在單一芯片上結合感應式讀卡器、感應式卡片和點對點的功能，能在短距離內與兼容設備進行識別和數據交換。這項技術最初只是RFID技術和網絡技術的簡單合并，現在已經演變成一種短距離無線通信技術，發展態勢相當迅速。NFC芯片裝在手機上，手機就可以實現小額電子支付和讀取其他NFC設備或標簽的信息。通過NFC，電腦、數碼相機、手機、PDA等多個設備之間可以很方便快捷地進行無線連接，進而實現數據交換和服務。

網絡對連接線的取代

倪俊杰：萬物互聯時代，網絡無處不在。各種有線、無線網絡，幾乎覆蓋了生活的方方面面，在現代家庭和辦公場所，幾乎都有網絡的存在。網絡尤其是無線網絡，為我們方便地連接各種設備提供了最大的可能，很多時候我們已經不再需要幾種專門的線纜，而是通過網絡，就能達到連接目的。各位老師有什么好的方法推薦嗎？

劉宗凡：現在的智能設備都能支持局域網連接，可以共享播放電腦上的音視頻文件，當然，前提是電腦端已經把文件夾設置好共享。在Windows 10系統中，甚至可以直接從電腦上進行網絡播放，播放到其他設備。只要處于同一個局域網中，并且啟用了網絡發現，Windows 10就能發現網絡上的其他播放設備，如電視機和機頂盒。操作起來非常簡單，不需要對文件進行共享，直接在視頻文件上點右鍵，就有“播放到設備”的選項，如圖4所示。

在“播放到設備”后面，就有可以使用的設備列表，選擇相應設備即可。圖4中“我的MagicBox_M11”，是我的機頂盒“天貓魔盒”。

只要播放的視頻文件在電腦和播放設備中都支持，選中設備后即開始播放，播放過程是完全使用所選擇設備的資源來進行的，電腦端并不出現畫面（如圖5），所有操作控制如暫停、快進快退、音量調節等都是在播放設備這邊進行，其方便程度是各種投屏方式都無法比擬的。

無線充電技術

倪俊杰：一說起“無線充電”，可能很多人的腦海中會浮現出一個神奇的畫面，也有人會認為只有在電影里才能看到。事實上，無線充電技術在生活中的應用場景已經很多，手機無線充電、電動車無線充電已經成為現實。為了讓大家更加深入了解無線充電技術，我們邀請了創客達人沈偉春老師，看他是如何動手實現無線充電的。

沈偉春：大家好，首先我們來了解一下什么是無線充電技術。這是一種新型的逐漸趨于成熟的能量傳輸技術。此技術基于電磁感應原理，使充電器擺脫了線路的限制，實現了電器和電源的完全分離。同時，避免了頻繁的插拔損壞主板接口或者不小心帶來觸電的危險，所以在安全性、靈活性等方面比傳統充電器具有更大的優勢。如今，無線充電已從夢想成為現實，在電子消費類市場表現出巨大潛力，為在無連接電源線的情況下給便攜式電子設備充電提供了一種便利的解決方案。

無線充電是利用電磁波感應原理進行充電，類似于變壓器。在發送和接收端各有一個線圈，發送端線圈連接有線電源通過發射控制器產生電磁信號，接收端線圈感應發送端的電磁信號從而產生電流（如圖6）。

一種無線充電裝置，其特征在于包括上述的無線充電發射器和無線充電接收器，所述發射線圈與接收線圈以上下平行對齊方式放置，發射線圈與接收線圈同時為通信線圈。

無線充電技術目前可通過三種方式實現：電磁感應式（利用電流通過線圈產生磁場實現近程無線供電）、電磁耦合共振方式（利用磁耦合共振效應近程無線供電）、微波/光輻射方式（電力轉換成電波以輻射傳輸供電）。

電磁感應式是使用最廣的一種方式，初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應在次級線圈中產生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。目前常見的充電座都運用了電磁感應原理，將電子產品如手機、Mp3等放到一個充電座上，就能進行充電，而且無需精確定位，主要是因為充電座內有密集的小型線圈陣列，能在各個方向上建立磁場。實物連接應用如圖7所示。

無線充電技術有著明顯的優點，如利用無線磁電感應充電的設備可做到隱形，應用范圍廣，非接觸式，一對多充電與一般充電器相比，減少了插拔的麻煩，同時避免了接口不適用、接觸不良等現象，老年人也能很方便地使用。一臺充電器可以對多個負載充電，一個家庭購買一臺充電器就可以滿足全家人使用。

雖然無線充電技術很新穎，體驗感覺很好，但也有一定的局限性，如工作距離短，充電速度慢和充電轉換效率低下，成本較高，維護消耗大等。

如今，隨著科技的迅猛發展，無線充電技術也在各領域中不斷探索運用，除了家電產品應用外，也在智能領域擴大應用范圍，顯示出了廣闊的發展前景。

關于連接的“雜談”

倪俊杰：感謝幾位老師的分享，對于連接線，大家真是有說不完的話題，各位老師還有要補充的嗎？

邱元陽：我想說說有關連接方向的問題。有些接口本身就已經標示了方向，如聲卡上的音頻接口，草綠色用來接音箱或耳機的Line out插口就是輸出，淺藍色的Line in插口則是輸入，粉紅色的Mic插口也是輸入。AV視頻接口雖然外觀看起來都一樣，都是紅白黃三色，但其實也有輸入和輸出的區別，一般會在旁邊用AV in或AV out標示。

但也有些接口并沒有輸入還是輸出的標識，并且輸入和輸出接口是完全一樣的，只能靠我們自己來判斷。比如HDMI接口，在電視機上可能會有輸入輸出的標注，在電腦和手機上卻不會標識，已經默認了這類設備的HDMI接口只能是輸出接口。如果想把機頂盒上的HDMI連接到筆記本電腦上，讓視頻從筆記的屏幕上播放，那是行不通的，因為這兩端的HDMI都是輸出。

USB接口也不會標注輸入和輸出，雖然它的連接也是有方向的。USB的連接比較特殊，它有主控端（Host）和外圍端（Peripheral）之分，并非任意兩個USB設備都可以連接在一起。與其他連接線不同，USB的連接線是“一線兩型”的，也就是一根線兩端的接頭是不同的，分別是兩種型號的接頭，這樣就限制了兩端可以連接的設備，避免了接錯的可能性。比如USB的打印機連接線，一端是USB Type A插頭，一端是USB Type B插頭；數碼相機的USB連接線，一端是USB Type A插頭，一端是USB mini-B插頭；手機的數據線，一端是USB Type A插頭，一端是USB mini-A插頭；USB延長線，一端是USB Type A插頭（公頭），一端是USB Type A插座（母口）；一些特殊設備如數字播放設備，連接電腦則用的是兩端都是Type A插頭的USB連接線。

大多數時候，我們并不用擔心連接線的方向，因為設備本身往往已經確定了它是輸入設備還是輸出設備。比如VGA、DVI線纜，兩端是完全一樣的插頭，隨便哪一端都可以連接電腦，另一端連接顯示器，恐怕沒有人用它的兩端連接兩個主機或者兩個顯示器吧？但是當設備功能較多時，仍然要注意方向，如在信號通過視頻分配器時，同樣的接口在分配器上就有了輸入輸出的區別。

劉宗凡：我想對幾種顯示輸出接口進行比較。日常生活中，跟我們打交道最多的各種接口，除了USB數據接口，可能就是視頻接口了。主機、顯示器、電視機、機頂盒、手機、平板電腦、投影機、電子白板等，以及各種各樣的顯示輸出設備，無一不用到各種視頻接口。

從信號傳輸上說，VGA接口、AV接口、S端子都是傳輸的模擬信號，而DP、DVI和HDMI接口則是傳輸的數字信號，因此信號質量上差別較大，支持的設備也各不相同。需要說明的是，視頻信號中往往還帶有音頻信號，但是有些視頻接口是單純傳輸視頻信號的，其中沒有音頻信號，如VGA、DVI接口（使用這些接口的一般是顯示器，也發不出聲音）。所以在使用這類接口輸出視頻時，如果要同時聽到聲音，還需要連接音頻信號和音頻設備。而RF、AV、DP接口，以及S端子、HDMI接口，都是能同時傳輸聲音信號的，當然，它們的接收設備也必須是內置有聲音系統的，否則還是不能出聲。這也是為什么電視機上都有HDMI接口而普通的顯示器上并沒有HDMI接口的原因。

楊磊：我覺得轉接線與轉接設備也比較有意思。很多時候，我們需要進行不同接口之間的轉換和連接，這就需要用到各種轉接線和轉接設備。常見的轉接線在音頻、視頻、存儲器上就比較常見。

在音頻的轉換連接中，主要考慮的是接口問題，因為聲音信號比較統一，一般設備都能支持，主要解決接口問題以及不同聲道的處理。在手機的聲音接口中，還可以利用它來實現其他操作功能，如利用耳機插孔控制快門，實現自拍，以及利用耳機插孔接插紅外二極管，當空調遙控器使用等。

視頻信號的轉換涉及到模擬信號和數字信號的問題。因為有的接口是數字接口，有的接口是模擬接口，如果將數字信號轉換為模擬信號，效果肯定大打折扣，甚至慘不忍睹。即使同為模擬信號，而工作原理的不同，也會使得轉換不盡如人意。比如老式錄像機上使用S端子轉VGA的信號轉換器（如圖8），效果就很差。

電腦上經常用的轉接線和轉換器，常常是存儲設備上使用的。比如IDE轉USB、SATA轉USB、M2轉SATA，筆記本光驅USB線等。這些轉換器一般是圍繞存儲設備進行的，用于改變功能，提升速度，擴充改造，提高易用性以及DIY等。隨著固態硬盤的流行，很多人希望把自己的老式筆記本加上一個SSD來提高運行速度。使用SSD作為系統盤的確對電腦性能有明顯提升，但是筆記本的內部空間有限，增加一個固態硬盤并不容易。首先要看有沒有光驅位可用，自帶光驅的筆記本最方便改造，沒有光驅的則要看內部有沒有預留光驅的接口和空間。沒有光驅接口的只能忍痛割愛，把原來的機械硬盤去掉，替換為SSD了。有光驅的則可以改造為雙硬盤了。

但是筆記本的光驅接口跟硬盤接口并不一樣，是mini SATA接口，這個設計讓人頗感意外。因此并不是把光驅取下換成硬盤就行了，而是需要把光驅拆下來，替換為一個光驅位硬盤托架，用來代替光驅。硬盤托架中帶有SATA轉mini SATA的接口，可以安裝2.5寸的筆記本硬盤或固態硬盤。從運行速度上考慮，一般是把原有硬盤換到光驅位，而把SSD安裝到原來硬盤的位置，這樣不僅充分發揮了SSD的速度，而且避免了部分筆記本光驅位的SATA無法啟動系統的情況。在購買光驅位硬盤托架時，要先測量一下原有光驅的厚度，一般有9.5mm和12.7mm等規格，需要使用相同規格的硬盤托架，非通用光驅面板的，還需要把原光驅面板一并安裝到硬盤托架上。

后記

無論是生活還是工作，連接一直是永恒的話題。關于連接，似乎有很多問題值得討論。由于篇幅有限，我們的討論只能到此為止了。但是，從連接方式的變化可以折射出時代的進步，從單一到多元，從緩慢到快速，從有線到無線，連接的介質和技術在變化，但連接的主題沒有改變。時代發展太快，新的技術還會繼續發展，一旦你慢一拍，就有可能與時代“脫軌”。因此，我們必須努力跟上，繼續保持對事物的好奇心，保持學習的動力。