人氣UP主集結，盡在公衆科學日

當你出門在外，手機沒電，費盡千辛萬苦借來一根數據線時，卻發現它與你的手機不兼容……這種絕望，想必隻有經曆過的人才知道。

科技都這麼發達了，為什麼人們還沒能讓數據線統一成一種樣式呢？

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手機數據線之間最大的不同就是外觀了。外觀用更專業的話講，叫做接口界面。除了我們常用的3種接口外（蘋果的Lightning和安卓手機常用的Micro USB、USB-C），還有USB-A和“00後”“10後”幾乎沒見過的USB-B、mini USB，以及Dock接口。

手機最常用的3種接口

各種移動設備接口

然而，各類USB和蘋果的Dock、Lightning隻是衆多電子産品接口中的一小部分，由于功能和使用場景的不同，數據線的樣子也是千奇百怪。

比如用于連接網線的RJ45、RJ11；傳輸視頻的DVI、VGA、HDMI；傳輸音頻的RCA蓮花頭、XLR卡農頭，TRS接頭（我們常用的3.5 ｍｍ耳機接口就是一種TRS接頭）。

五花八門的數據線與轉接頭

不管是音頻、視頻、文件、還是網絡信号，本質上它們都是一串電子信号，數據線内部無非是幾根用于傳遞電信号的電纜。那麼，為什麼不能用外觀一樣的接口來完成這些功能呢？

決定外觀的最主要因素便是這些數據線對機械強度和使用壽命的要求，也就是我們常說的結不結實、牢不牢固、耐不耐用。

比如網線的插頭上都會有個小舌頭，它能死死地卡在插孔裡面，一般的晃動都無法讓網線脫落。

網線常用的RJ45水晶頭

這是因為網線不需要經常拔插，但要求足夠牢固。想象一下，當你追着idol的劇正盡興時，或是正和朋友“開黑”玩着遊戲時，突然線一松，網斷了，這是一個多麼令人抓狂的場景。

由于不需要頻繁插拔，網線上常用的RJ45水晶頭在設計時要求的插拔次數隻需大于750次，如果超過這個數字後你網線的水晶頭才壞掉，那可就不算是産品質量問題了。

比起網線，更誇張的要屬VGA線了，沒錯！就是那種插一次還要擰兩個螺栓，用起來又麻煩又費勁的視頻線，老式的顯示器、筆記本、投影儀上都有這個接口。

VGA和它标志性的兩個小螺栓

多達15個針腳，外加2個固定螺栓，從最大程度保證了牢固性，這機械性能絕對“杠杠的”，但不得不犧牲掉它的便利性。

與RJ45和VGA不同，我們日常用的手機數據線則需要反複多次的插拔，對便利性的要求遠超過了機械強度，因此常見的各種USB接口都沒有硬性的防脫落設計，稍用力拉就能拽開。

USB接口的使用壽命也遠遠超過了網線，電腦上普通的USB－A接口要求插拔次數在1500次以上而不損壞，手機上的USB－C接口則要求插拔次數大于10000次。

除此之外，還有些“另類的”接口會故意追求更低的機械強度，“不牢固”反而成為了标杆。

比如電腦的充電口選擇故意降低連接時的機械強度，用磁力吸附代替了插槽，手指輕輕一撥就能斷開。

當我們不慎用腳絆到電源線時，電源線會輕松地從電腦上脫落，而不會死死拽着電腦，把電腦也拖到地上，這樣就保證了電腦的安全。

兩種靠磁力連接的電腦電源接口，輕輕一撥就能斷開

除了對機械性能的要求，電子設備的大小本身也決定了接口的尺寸。體積較大的電腦往往采用USB－A接口，而更輕薄、結構更緊湊的手機則常采用更小的Lightning、micro-USB或USB-C。

此外，出于商業利益的考慮，有些廠商會故意設計出一些外形奇特的接口，這些接口隻能用在特定的設備上，對其他友商的産品都不兼容。這樣可以增加用戶的粘性，在人為制造的種種不便利下，人們更傾向于選擇同一品牌的産品。

想必各位90後都還記得十幾年前被各路廠商五花八門的充電接口支配的恐懼。

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然而，外觀一模一樣的數據線與接口就能相互通用了嗎？naive！

外觀一樣隻能保證你能把數據線順利地插入接口中，還有更多你看不見的東西在阻礙着數據線之間的通用。

現在手機都有“快速充電”功能，用個十幾分鐘就能充滿大半的電量。

但也許你已發現，隻要換個數據線或換個充電器，“快充”這個功能就變得時有時無，十分“佛系”，甚至有人将其調侃為“薛定谔的快充”。

這是因為看似一模一樣的數據線與充電接口，内部其實暗藏玄機。一些廠商為了讓手機充電更快，自行改裝了USB接口的充電引腳。這個引腳允許更大的電流通過，大大提高了充電速度。

然而市面上賣的充電器和數據線不一定都經過了這樣的改裝，如果你使用的數據線沒有大功率充電引腳或者與你手機的充電引腳不匹配，“快充”功能就變成了一個擺設。

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你知道嗎？兩根長得一模一樣的數據線也會“語言不通”。這是因為，要想正常傳輸數據，還得保證各個設備與數據線之間有相互兼容的接口協議。

就好比兩個人說話，隻有他們兩人至少同時會說同一種語言才能順暢地交流。接口協議就像是一套兩人都需遵守的規則或是兩個人都會講的一種語言，它規定了兩台設備之間的通訊規範，傳輸數據的方式，充電功率等。

當數據線被插入接口，每個針腳穩定地相連時，兩個設備之間就能依照接口協議以某個速度傳輸數據或者以某個功率來充電。

一旦接口協議不兼容，兩台設備雖然被數據線連着，但由于它們“誰也不認識誰”，二者間并不會産生任何數據的傳輸。

現在家裡的電視一般都有USB接口，電腦也有USB接口，相信一定有和小編一樣腦洞大開的小夥伴想過，如果用一根USB線把它們相連是不是可以把電視當成顯示器了呢？

然而，天真的我們很快會被現實打臉，大多數電腦USB接口或數據線都不支持HDMI協議，沒有視頻傳輸協議，你隻能在電視屏幕上看見一片漆黑。

USB：什麼HDMI、VGA協議？我不懂啊！

比起極端的接口協議完全不兼容的情況，下面的場景可能小夥伴們會更加熟悉。

當你欣喜地買來一台新電腦，商家告訴你，這台電腦的USB接口支持雷電3協議，傳一部40G的藍光電影隻需要幾秒鐘。

然而，當你回到家裡，從其他設備往這台電腦裡拷貝電影時，卻發現整整用了幾分鐘，有時候甚至要1個小時！這是怎麼回事，難道被騙了？

在撥打12315之前，你不妨先查看一下數據線和另一台設備支持的接口協議，如果你的設備隻支持USB3.1協議，那不好意思，這台設備隻能用USB3.1協議和你的新電腦進行數據傳輸，至少也得用個半分鐘才能複制完電影。

更慘的是，如果你之前的設備隻支持USB2.0協議，那你在未來的半個小時之内，是不可能在新電腦上看這部電影了。

正是這個原因，導緻了許多人新電腦上的雷電3協議接口并不能使出它的“全部功力”，大多數時候你使用的依然是USB3.1，甚至USB2.0協議。

講到這裡可能有小夥伴會問，難道統一數據線真的是一個遙不可及的夢想嗎？

2019年8月USB标準化組織發布了USB 4協議，試圖建立一個萬能的協議來“一統天下”，如果實現的話你将能用一種數據線來充電、聽歌、連電視、傳文件……而且速度極快！

然而，建立一套新标準需要社會各界的齊心協力，不是一個廠商、一個組織、甚至一個國家能解決的。

其實，仔細想想，不統一也有一定的好處，這意味着你有更多的選擇。

回到最開始的場景，當你出門在外，手機沒電時，如果隻需要在便利店花20塊錢買一根USB2.0協議的數據線就足以應急的話，就沒必要斥巨資買一根500塊的雷電3協議數據線啦。

來源：數字北京科學中心

編輯：米老貓

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