我常常因为借不到手机数据线而感到与你们格格不入
这是曾经华为手机死亡倒计时被吃瓜群众拿来调侃的一个片段，它充分表达一个事实：有一种恐慌叫做“手机没电”，同时也诞生了一种团队分类:type-C接口组、lightning接口组（苹果手机）以及Micro USB接口组（智能安卓机）。
而当你外出汇报成果的时候，你不仅要携带手机、笔记本电脑这两样主要设备，还需要携带手机充电线、笔记本电脑充电线，甚至最好还要准备一根VGA接口数据线用来连接投影设备，这样你才好安心出门。
这时候我们不禁要抱怨一下，什么时候才能实现“同一个世界，同一个接口”呢？
01
为什么电子设备有这么多的接口？
有必要制造这么多类型的接口吗？就不能一根线搞定吗？说到接口就不得不说一下实现接口功能的两个重要知识点：接口介面（Interface）和接口协议（protocol）。这两点就是导致设备需要不同接口的主要原因。
接口介面（Interface）
接口介面指的就是接口的外观，即硬件接口，就是上面我们讨论的不同形状，不同针脚数目的插口。
比如常见的网线接口RJ45，不需要经常插拔，但是对连接稳定性要求较高，有一个上翘的水晶接头来保障连接不掉线，它要求插拔次数不能超过750次，用于给工厂、公司、学校里位置固定的台式机和笔记本等设备连接网络。
图片来源于东莞市科优达电子科技有限公司产品图
电脑上的USB插口，由于插拔次数相对频繁，它支持的插拔次数要做到1500-5000次。
而手机的各种类型接口，因为智能手机耗电速度快，充电频繁，它的插拔次数要做到10000次以上。
由于对接头插拔次数，传输数据速度以及设备体积的需求不同，接口介面的设计要求是不一样的。有的电子设备体积大、传输的内容多，接口就做大一点；有些电子设备插拔次数多，相对接口就小一点。
难道是为了垄断，不同的手机都配自己的专用接口？
早些年不同手机厂家设置自己家特有的接口，出于公司利益最大化的考量，当你使用他们家的手机时，只能使用他们家特有的充电器才可以。
比如下图早年诺基亚的充电接头：
图片来源于7788网站
而索尼爱立信的t28 t39 t29 t68 t68ie r520 r380 t20手机充电器接口是这样的：
图片来源于挖东西网站的产品图
不过后来由于智能手机崛起，手机软硬件平台和制造商的统一趋势也成就了接口的统一化。目前主流手机接口是以lightning接口（苹果系列产品），Type-C接口（华为、小米等），Micro USB(典型应用：安卓智能手机）为主。
这里一定要说一下Type-C接口。从2014年USB标准化组织发布Type-C接口后，由于它轻薄、传输速度快、扩展能力强，支持双向传输的特点，得到很多手机厂商和消费者的欢迎。特别是一些像我一样晚上闭眼充电的懒人，Type-C接口正反都可插入，真的很方便。
你可能会想，如果设备都统一成Type-C接口不就好了吗？这就不得不说一下接口协议问题了。
接口协议（Protocol）
接口协议指的通讯传输规范，即软件接口。简单点就是两个设备连接成功后，一方和另一方签了份协议，规定谁传输谁接收，是充电还是传输信息，每秒传输数据多少等详细内容。这个接口实现的功能：充电、传输数据、传输视频和音频、上网等。同一个接口介面可以有很多的接口协议。
当我们将两个设备通过数据线的两头分别连接，内部针脚相连接，两个设备会根据接口传输协议按照规定的传输方向，传输速度和执行功率等规则实现对应的功能。
比如我的手机和我的电脑用数据线连接，数据线一头是USB接口，一头是Type-C接口，那充电的方向是从USB接口向Type-C接口向手机充电，而我的手机却不能给电脑充电。
当两个需要连接的设备其接口介面和接口协议都相同，传输方向符合需求时，才能实现传输效率最大化。但是当只有接口介面相同时，就会导致传输速度变慢，甚至因为协议不兼容导致设备无法识别。
常见接口协议有：USB2.0(理论传输速度是0.48Gbps), USB3.1(理论传输速度是10Gbps),HDMI2.0(理论传输速度是18Gbps), 雷电3(Thunderbolt3,理论传输速度40Gbps)。
为什么不能使用功能最全，传输效率最高的雷电3协议呢？
根据上面的图我们看到雷电3传输速度有多快了吧。不仅如此，还可以直接连接到PCIE总线，让设备连接时具有延迟小，双向传输，可以外接显卡（游戏玩家可以会心一笑），充电更快（充电有多快，雷电3的功率是100w，而普通的充电器是5-10w）等优势。
但雷电3的成本太高，而我们用户对各功能的需求不同。比如一根Type-C雷电3的数据线可以卖到500元左右，但是你可能只需要一根能充电,对传输速度要求不高的数据线，明明20元就可以解决的，你会愿意掏500元吗？
02
未来能实现同一个接口吗？
有线传输方面
2019年8月USB标准化组织发布了USB4协议，试图用一份协议统一接口市场。但是目前传输效果最好的还是雷电3，联想，戴尔以及苹果电脑今年已开始使用了雷电3协议的接口，而USB4.0未来是否能全面推广呢？还需要等到明年才能知晓。
无线充电方面
苹果在自家手机的无线充电方面做足了功课，从提出无线充电开始我的朋友们就不断展示无线快充的新式体验。不过在这里要提醒一下，iPhone 12之前的手机无线充电的效果并不是很理想，着急充电的用户不建议使用无线充电设备。
未来充电市场是无线充电普及还是某个有线充电接口的全面推广，目前还未见分晓。
无线传输方面
无线连接和传输将会把用户介面的问题直接跳过，还省去携带数据线的不便。
国内的硬件实力派华为，2019年推出“碰一碰”（HUAWEI OneHop），通过NFC功能，实现了华为手机和电脑的界面碰触交互，传输数据不再需要一根数据线连接了。但是这个仅限于华为的手机和电脑，让我们这些非华为产品用户不禁有些失落。
图片来自华为产品图
希望后来开源的鸿蒙系统，真的能如希望的那样，通过碰触就能实现数据多设备间的传输。同时我们也希望不仅是华为手机，其他手机也能实现这个功能，这样我们的选择可以更多一点。
未来是接口先统一还是无线碰触传输迅速普及，犹未可知。也许无线传输领域还会有其他科技脱颖而出。最终谁能一统江湖，让我们拭目以待吧。
审核专家
郑远攀，郑州轻工业大学教授
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