带有 Thunderbolt 3 的显示器可以使用同一根电缆进行视频输入和电源输出吗?

带有 Thunderbolt 3 的显示器可以使用同一根电缆进行视频输入和电源输出吗?

我们已经购买了戴尔 XPS 13(2019 年新品)笔记本电脑三星 C34J79Apple Thunderbolt 3 USB-C 线缆

据我了解,使用 USB-C 或 Thunderbolt 3 只需 45W 即可为笔记本电脑充电,显示器有一个 Thunderbolt 3 端口,功率为 85W,因此屏幕可以有效地为笔记本电脑充电,但不清楚的是,我是否可以将视频从笔记本电脑输出到显示器,然后通过同一根电缆为笔记本电脑供电?我知道 Thunderbolt 对于数据是双向的,但不确定这是否包括电源。

这些是设备上的端口:

全新 Dell 13 XPS 笔记本端口

XPS 笔记本电脑

  1. 安全电缆槽(楔形)
  2. Thunderbolt 3(USB Type-C)端口,带 Power Delivery
  3. Thunderbolt 3(USB Type-C)端口,带 Power Delivery
  4. 电池充电状态按钮
  5. 电池充电状态指示灯 (5)
  6. 左扬声器

两个 Thunderbolt 3 端口的描述:

来源:XPS 9380 设置和规格(左)

支持 USB 3.1 Gen 2 Type-C、DisplayPort 1.2、Thunderbolt 3,还允许您使用显示适配器连接到外部显示器。为 USB 3.1 Gen 2 提供高达 10 Gbps 的数据传输速率,为 Thunderbolt 3 提供高达 40 Gbps 的数据传输速率。支持 Power Delivery,可实现设备之间的双向供电。提供高达 5 V/3 A 的电源输出,可实现更快的充电。

NOTE: A USB Type-C to DisplayPort adapter (sold separately) is required to connect a DisplayPort device.

三星 J791

三星 J791 背面

您在背面看到的端口是:

来源:用户手册CJ79

  1. 24V 直流电源插孔
  2. 2 x Thunderbolt™ 3 (USB-C)(端口 1 为 85W,端口 2 为 15W 供电)
  3. 1 个 HDMI
  4. 1 个 DP
  5. 2 个 USB 3.0

描述

  • 由于Thunderbolt连接和断开需要较长时间,请勿快速插拔信号线或电源线,否则可能损坏您的设备。
  • 对于 TB3 端口 1,支持最大 85 W 的充电功率。对于 TB3 端口 2,支持最大 15 W 的充电功率。充电速度可能因连接到我们产品的笔记本电脑而异。
  • 确保 Thunderbolt™ 3 或 USB Type-C 线缆符合 Thunderbolt™ 3 或 USB Type-C 规格。否则,您的设备可能会受损。建议使用三星品牌的线缆。
  • 当产品连接到USB Type-C笔记本电脑时,产品在最大分辨率(3440 x 1440)下支持高达60 Hz的垂直频率。
  • 由于与 Thunderbolt™ 技术的兼容性,支持 USB Type-C 显示屏的手机可能无法在我们的产品上显示。要解决此问题,您可能需要升级手机制造商提供的固件。

摘要问题:

  1. Thunderbolt 3 是否支持双向电源和数据?
  2. 如果我将一根支持 100W 40GBPS 的 Thunderbolt 3 线缆从笔记本电脑连接到屏幕,它会给笔记本电脑充电吗?它会将视频发送到显示器吗?我们的想法是让屏幕由随附的 Samsung AC-DC 24v 适配器供电,并通过 Thunderbolt 3 从屏幕为笔记本电脑供电,理想情况下,只需使用一根线缆!

答案1

当使用合适的电缆将两个 USB C 设备连接在一起时,会发生以下情况:

  1. 设备之间就数据进行协商,哪一个为下游(“主机”),哪一个为上游(“客户端”)。
  2. 一旦确定了这一点,他们就会确定数据将用于什么替代模式(如果有的话)。Thunderbolt 3 和 DisplayPort 是两种广泛使用的替代模式,几乎完全如此。
  3. 这些设备之间会协商哪个设备提供电力、哪个设备消耗电力。
  4. 一旦确定了这一点,他们就会确定功率的电压和最大电流值。

所以答案是肯定的,电源和数据角色完全相互独立。有默认设置(下行端口默认为提供方,上行端口默认为接收方 - 即您的笔记本电脑为便携式硬盘提供电源),但这些可以更改。

答案2

摘要问题:

Thunderbolt 3 是否支持双向电源和数据?

是的。

我以前曾使用 Thunderbolt 连接两台计算机,实际上获得了非常快速的以太网连接。这表明 Thunderbolt 不仅是双向的,而且是点对点的。

端口将提供和吸收电力,但这更多地取决于端口上的 USB-PD 协议,而不是 Thunderbolt。设备能够提供的电量很少与其能够吸收的电量相匹配。

如果我将支持 100W 40GBPS 的 Thunderbolt 3 线缆从笔记本电脑连接到屏幕,它会给笔记本电脑充电吗?

是的。

USB-C 电缆的额定电流为 3 安培或 5 安培。有些电缆的额定电流为 60 瓦或 100 瓦,但设备内部的耗电设备将使用 USB-PD 查询电缆的载流能力(而非功率),查询电源的电压和电流,然后确定安全的功耗。

它会将视频发送到显示器吗?

是的。

我们的想法是让屏幕由附带的三星 AC-DC 24v 适配器供电,并通过屏幕上的 Thunderbolt 3 为笔记本电脑供电,理想情况下只需使用一根电缆!

它会这样做。

这个问题发布已经有一段时间了,还没有人接受答案。我想我应该添加自己的答案。

以上是 TL:DR。接下来是更多技术细节。

USB-C 将三个相对独立的功能组合在一个连接器中。USB 2.0 连接触点。电源传输触点,包括协商哪个设备将接收或提供电源以及电压和功率的方法。第三部分是“超高速”数据通道,可以进一步细分,使 4 个通道中的每一个都可以独立工作、成对工作或捆绑在一起以显示为单个数据路径。

这 4 条数据通道的常见使用方式是,其中 2 条用于 3.1 数据,其余 2 条闲置。这些 USB-C 数据通道的另一个常见用途是,2 条通道用于 USB 3.1,2 条通道用于 DisplayPort。据我所知,支持 Thunderbolt 的 USB-C 端口不会将数据通道与 USB 3.1 分开,要么全部 4 条通道都使用 Thunderbolt,要么全部不使用。不过,Thunderbolt 会与 DisplayPort 共享这些通道上的带宽。

Thunderbolt 不会与 USB 共享通道,但我们仍然看到 Thunderbolt 基座和显示器具有正常工作的下游 USB 端口。这似乎是通过基座或显示器中的 USB 3.1 控制器实现的。使用 Thunderbolt 2 到 Thunderbolt 3 适配器将 Thunderbolt 3 (USB-C) 显示器或基座连接到 Thunderbolt 2(使用 mini-DisplayPort 样式端口)主机并看到正常工作的下游 USB 端口(USB-C 和 USB-A)的人支持这一理论。Thunderbolt 2 在其协议中没有任何与 USB 向后兼容的规定,并且 mini-DisplayPort 连接器没有专用于传输 USB 信号的触点。Thunderbolt 协议确实支持 PCI 设备的连接,因此将 PCI USB 控制器放入 Thunderbolt 设备中用于下游 USB 设备是微不足道的。

有一些非 Thunderbolt 显示器将使用 USB-C 连接到主机。它们似乎将根据屏幕分辨率和刷新率协商是否有可用于 USB 3.1 下游的通道。每个通道支持高达 10 Gbps,如果 DisplayPort 视频通道需要超过 20 Gbps,那么它将占用另一个“超高速”通道,而不会为 USB 3.1 留下一对通道。连接到显示器下游 USB 端口的 USB 2.0 设备仍将工作,因为 USB 2.0 在 USB-C 连接器上有单独的通道。使用 Thunderbolt,显示器中的 USB 3.1 控制器可以将携带 USB 数据的 Thunderbolt 数据包放入电缆上到主机的 DisplayPort 数据包之间。从技术上讲,USB 和 DisplayPort 并不共享数据通道,但实际上这是一个没有区别的区别。

USB-C 显示器当然可以提供或吸收电源。提供电源的显示器将像您询问的那样,这些显示器相对较大并且适合放在桌子上。它们不会吸收计算机的电源,而且由于计算机上的 USB-C 端口提供 5 伏 3 安培的电压,而如此大的显示器需要超过 15 瓦的功率才能工作,所以这种情况不太可能改变。我还没有看到一台计算机可以提供除 5 伏 3 安培以外的任何电压,而且出于多种原因,我预计找到不同电源的可能性微乎其微。有些带有内置显示器的小型绘图板将使用 USB-C 为连接的计算机提供电源和视频。然后,它们允许用户通过手指或触控笔在屏幕上输入。

USB-C 端口可以采用许多其他模式,其中一些模式不能分解为 USB 2.0、USB-PD 和“超高速”连接这三种模式。这需要更长的讨论时间,而本文已经足够长了。

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