USB-C 케이블은 겉보기에는 똑같아 보일 수 있지만, 내부 배선 구조는 매우 다를 수 있습니다.
기본형 USB-C 케이블은 충전과 USB 2.0 데이터 전송만 지원할 수 있는 반면, 모든 기능을 갖춘 케이블은 고속 데이터 전송, 영상 전송 및 더 높은 수준의 USB Power Delivery를 지원할 수 있습니다.
이 가이드에서는 USB-C 배선도의 주요 구성 요소와 올바른 케이블을 선택하는 방법을 설명합니다.
USB-C 핀 배열 이해하기
USB Type-C 커넥터에는 24개의 접점이 있습니다. 이 접점들은 다음과 같은 여러 기능 그룹으로 나눌 수 있습니다:
- VBUS: 전력을 공급한다
- GND: 접지 회로 경로를 제공합니다
- D+ 및 D−: USB 2.0 데이터 전송
- TX 및 RX 쌍: 고속 USB 데이터 전송
- CC1 및 CC2: 연결 방향 감지 및 전원 역할 관리
- SBU1 및 SBU2: 호환 가능한 대체 모드와 같은 측파대 기능을 지원합니다.
이중으로 구성된 접점 덕분에 USB-C 플러그는 어느 방향으로 꽂아도 작동합니다.
하지만 USB-C 커넥터가 있다고 해서 해당 케이블이 반드시 고속 충전, 고속 데이터 전송 또는 영상 출력을 지원하는 것은 아닙니다.
USB-C 케이블 구조
일반적인 USB-C 케이블은 내부에 여러 층으로 구성되어 있습니다:
- 겉옷
- 편조 차폐 또는 호일 차폐
- 전력 도체
- 접지선
- 꼬인 데이터 쌍
- 배수선
- 커넥터 PCB
- 선택 사항인 E-Marker 칩
구체적인 구조는 케이블의 설계 전력 및 데이터 전송 성능에 따라 달라집니다.
예를 들어, USB 2.0 충전 케이블은 USB4 케이블만큼 많은 고속 데이터 쌍을 필요로 하지 않습니다.
간단하게 그려진 케이블 도면은 정확한 핀 배열도나 제작 도면으로 간주해서는 안 됩니다.
세 가지 일반적인 USB-C 케이블 유형
1. USB 2.0 USB-C 케이블
기본 USB 2.0 Type-C 케이블에는 일반적으로 다음이 포함됩니다:
- VBUS 전원 도체
- 접지선
- D+/D− 데이터 한 쌍
- 구성 채널 연결
- 차폐
최대 480Mbps 속도로 충전 및 데이터 전송을 지원하지만, 일반적으로 고속 USB 데이터 전송이나 영상 출력은 지원하지 않습니다.
이러한 구조는 일반적으로 휴대폰 충전기, 액세서리 및 가격에 민감한 제품에 사용됩니다.
2. 모든 기능을 갖춘 USB-C 케이블
모든 기능을 갖춘 케이블에는 고속 송수신(TX/RX) 차동 쌍과 SBU 도체가 추가되어 있습니다.
등급에 따라 다음 기능을 지원할 수 있습니다:
- USB 5Gbps
- USB 10Gbps
- USB 20Gbps
- USB4 40Gbps 이상
- 호환되는 비디오 대체 모드
고속 성능은 임피던스 제어, 쌍 꼬임, 차폐, 커넥터 종단 처리 및 전반적인 신호 무결성에 좌우됩니다.
케이블이 기본적인 연속성 테스트를 통과했더라도 고속 데이터 전송 중에는 오류가 발생할 수 있습니다.
3. E-마크 인증 5A USB-C 케이블
3A 이상을 전달하도록 설계된 USB-C 케이블에는 E-Marker 칩이 필요합니다.
이 칩은 다음과 같은 정보를 식별합니다:
- 최대 전류
- 지원되는 전압 범위
- 정격 출력
- 케이블 유형
- 해당되는 경우, 데이터 처리 능력
USB PD 확장 전력 범위(Extended Power Range)에 맞춰 설계되고 전자적으로 표시된 규격 준수 5A 케이블은 최대 240W까지 지원할 수 있습니다.
그러나 240W 케이블이라고 해서 자동으로 고속 데이터 전송을 지원하는 것은 아닙니다. 전원 공급 능력과 데이터 전송 속도는 별도로 명시되어야 합니다.
USB-C 케이블의 색상은 표준화되어 있나요?
아니요. USB-C 케이블의 색상은 표준화되어 있지 않습니다.
일반적으로 사용되는 USB 2.0 케이블로는 다음과 같은 것들이 있습니다:
- 파워를 상징하는 빨간색
- 검은색은 접지용입니다
- D+ 등급: 녹색
- D−에 대한 흰색
이는 단지 일반적인 제조 관행일 뿐입니다. 공장마다, 특히 고속 케이블 쌍이나 내부 신호선의 경우 완전히 다른 색상을 사용할 수도 있습니다.
절대 케이블 색상만으로 USB-C 연결을 판단하지 마십시오. 연속성 테스터, 핀 배열도 또는 전문 케이블 테스터를 사용하십시오.
USB-C 케이블의 성능 차이가 발생하는 이유
USB-C 커넥터가 동일한 두 개의 케이블이라도 다음과 같은 이유로 충전 및 데이터 전송 성능이 다를 수 있습니다:
- 도체 두께
- 케이블 길이
- 접촉 저항
- 차폐 품질
- 데이터 쌍의 개수
- E-Marker 설정
- 커넥터 PCB 설계
- 제조 품질
가느다란 도체나 불량한 납땜 접합부는 전압 강하와 발열을 유발할 수 있습니다. 제대로 제어되지 않은 데이터 쌍은 연결 불안을 초래하거나 전송 속도를 저하시킬 수 있습니다.
최종 성능은 시스템에서 가장 성능이 낮은 부분에 의해 제한됩니다:
충전기 + 기기 + 케이블 + 지원되는 프로토콜
USB-C 케이블을 테스트하는 방법
전문적인 USB-C 케이블 평가에는 다음 사항이 포함될 수 있습니다:
- 핀 연속성 및 단락 테스트
- E-Marker 측정값
- 도체 저항 측정
- 전압강하 시험
- 충전 부하 및 온도 시험
- USB PD 협상 테스트
- 고속 신호 테스트
- 굽힘 및 커넥터 내구성 시험
멀티미터는 기본적인 연속성 검사에 도움이 될 수 있지만, USB PD 통신, E-Marker 데이터 또는 USB4 신호 성능을 확인하는 데는 사용할 수 없습니다.
~를 지정하는 방법 맞춤형 USB-C 케이블
OEM USB-C 케이블을 주문할 때는 커넥터 유형과 와트수 외에도 추가 정보를 제공해 주십시오.
완전한 사양서에는 다음 내용이 포함되어야 합니다:
- 커넥터 조합
- 충전 전력
- 최대 전류 및 전압
- 필요한 데이터 전송 속도
- 동영상 제출 요건
- E-Marker 요건
- 케이블 길이
- 재킷 또는 땋은 소재
- 커넥터 하우징 설계
- 로고와 색상
- 시험 및 인증 요건
이를 통해 흔히 발생하는 구매 시 문제, 즉 충전은 제대로 되지만 필요한 데이터 전송 속도나 영상 출력을 지원하지 못하는 케이블을 받게 되는 상황을 방지할 수 있습니다.
질문 있으신가요?
모든 USB-C 케이블에 내부 전선이 24가닥씩 들어 있나요?
아닙니다. 커넥터에는 24개의 접점이 있지만, 기본 USB 2.0 케이블에서는 고속 및 SBU 도체가 생략될 수 있습니다.
모든 USB-C 케이블이 USB Power Delivery를 지원하나요?
아닙니다. USB-C 커넥터의 형태만으로는 특정 USB PD 전력 레벨이 보장되지 않습니다.
240W USB-C 케이블은 40Gbps를 지원하나요??
꼭 그렇지는 않습니다. 충전 성능과 데이터 전송 속도는 별개의 케이블 사양입니다.
왜 USB-C 케이블로 충전은 되는데 영상은 출력되지 않을까요?
케이블이 USB 2.0만 지원할 수도 있고, 연결된 장치 중 하나가 필요한 비디오 모드를 지원하지 않을 수도 있습니다.
색깔만 보고 배선을 구분할 수 있을까요?
아니요. 내부 전선의 색상은 제조사마다 다르므로 항상 테스트를 통해 확인해야 합니다.
요약하기
USB-C 배선도에는 전원 도체, 접지, USB 2.0 데이터, 고속 차동 쌍, 구성 채널 신호 및 선택적 사이드밴드 연결이 포함됩니다.
실제 배선 방식은 케이블이 기본 충전, 고출력 USB PD, 고속 데이터 전송 또는 영상 전송용으로 설계되었는지에 따라 달라집니다.
USB-C 케이블을 선택할 때는 정격 전력, 전류 용량, 데이터 전송 속도 및 E-Marker를 각각 확인하십시오. 커넥터의 외관이나 케이블 색상만으로 성능을 판단하지 마십시오.
ANSEIP는 다음과 같은 제품을 제조합니다. 맞춤형 USB-C 케이블 충전, 데이터 전송 및 OEM 용도로 사용됩니다. 케이블 길이, 정격 전력, 데이터 전송 속도, 편조 재질, 커넥터 하우징, 로고 및 소매용 포장 등은 프로젝트 요구 사항에 따라 맞춤 제작이 가능합니다.
ANSEIP에 문의하기 권장 솔루션을 확인하시려면 필요한 케이블 유형, 전력, 데이터 전송 속도, 길이 및 주문 수량을 알려주십시오.