Dokovací stanice USB-C není pasivní rozšiřovač portů. Je to aktivní systém rozhraní postavený na několika paralelně pracujících řadičích:

• Čipset USB bridge – agreguje data pro downstream (USB, Ethernet, úložiště)

• Přepínací a multiplexní modul DisplayPort / Thunderbolt – spravuje vysokorychlostní video linky

• Nezávislý regulátor napájení (PD) – vyjednává napětí a proud mezi dokem a hostitelem

Reálný výkon dokovací stanice – rozlišení displeje, datová propustnost a stabilita nabíjení – je určen protokolem na straně hostitele vyjednaným přes port USB-C, nikoli samotným konektorem USB-C.

Proto se dva doky, které vypadají navenek stejně, mohou v praxi chovat velmi odlišně.

USB-C je konektor, nikoli výkonnostní standard

Stejný fyzický port USB-C může fungovat s různými protokoly:

• USB 3.2 1. generace

• USB 3.2 2. generace

• USB4

• Thunderbolt 3

• Thunderbolt 4

Každý protokol definuje svá vlastní pravidla pro přidělování jízdních pruhů , která přímo ovlivňují:

• Maximální rozlišení displeje a obnovovací frekvence

• Dostupná šířka pásma pro data USB

• Stabilita při současném načítání videa a dat

Pochopení těchto pravidel je nezbytné při výběru dokovací stanice pro profesionální pracovní postupy.

Základy přidělování jízdních pruhů

Kabel USB-C nabízí čtyři vysokorychlostní diferenciální kanály . Způsob přiřazení těchto kanálů zcela závisí na vyjednaném protokolu.

Proč se dokovací stanice USB-C při zátěži zpomalují

V dokovacích stanicích s USB-C, které nejsou kompatibilní s Thunderbolt , aktivace režimu DisplayPort Alt Mode přerozdělí dva kanály z dat USB na video. Toto snížení šířky pásma je strukturální, nikoliv související s firmwarem.

Video provoz je na fyzické vrstvě upřednostňován, což vysvětluje, proč:

• Rychlost USB SSD disků klesá, když jsou aktivní monitory s vysokým rozlišením

• Výkon Ethernetu se během přehrávání videa snižuje

• Zvuková a kamerová zařízení se při zátěži chvějí

Thunderbolt 3 vs. Thunderbolt 4: Co se vlastně změnilo

Thunderbolt 4 nezvyšuje hrubou šířku pásma nad 40 Gb/s. Místo toho vynucuje přísnější minimální požadavky:

• Garantovaná šířka pásma PCIe pro úložiště

• Povinná podpora duálního 4K nebo jednoho 8K displeje

• Podpora pro Thunderbolt huby (nejen řetězení)

• Vylepšené zabezpečení DMA

Tyto záruky eliminují nejednoznačné konfigurace, které existovaly v některých částech ekosystému Thunderbolt 3.

Pro uživatele, kteří současně používají více displejů a vysokorychlostních periferií, nabízí Thunderbolt 4 nejen rychlost, ale i předvídatelnost.

Architektura dodávání energie (PD)

Napájení je řízeno specializovaným PD řadičem , který pracuje nezávisle na datových a video cestách USB.

Nabíjecí dokovací stanice napájené z autobusu vs. průchozí nabíjecí dokovací stanice

• Doky poháněné autobusy

  • Odebírat napájení z hostitelského notebooku

  • Omezeno na 7,5–15 W pro vstupní signál

  • Nevhodné pro vysoce zatížené periferie

• Doky s průchozím napájením

  • Přijímá externí stejnosměrné nebo USB-C napájení

  • Vyjednávání o dodávkách energie proti proudu k hostiteli

  • Vyžadováno pro stabilní výkon s displeji a úložištěm

Logika vyjednávání PD

• PD 3.0 : Až 20 V × 5 A (100 W)

• PD 3.1 (EPR) : Až 240 W s použitím profilů 28 V, 36 V nebo 48 V

Postup vyjednávání :

1. Notebook (umyvadlo) inzeruje požadavky na napájení

2. Dock (zdroj) ověřuje schopnosti

3. Smlouva o napájení je uzavřena před úplnou inicializací datových linek.

Nedostatečná rezerva pro PD často způsobuje omezení výkonu CPU nebo GPU při zátěži – což je často mylně považováno za problémy s teplotou.

Přenos video signálu: Režim DP Alt a MST

Omezení alternativního režimu DisplayPortu

Režim DisplayPort Alt tuneluje nativní signály DP přes linky USB-C. Maximální rozlišení závisí na:

• Verze DP s podporou GPU

• Počet pruhů přidělených videu

• Podpora komprese streamu zobrazení (DSC)

Mnoho portů HDMI na dokovacích stanicích s USB-C nemá nativní HDMI výstupy . Spoléhají na převodní čipy DP-HDMI, které mohou způsobit:

• Dodatečná latence

• Omezení kompatibility nad rámec HDMI 2.0

• Snížená spolehlivost při vysokých obnovovacích frekvencích

MST (vícestreamový transport)

MST umožňuje více displejům sdílet jedno připojení DisplayPort pomocí časového rozdělení šířky pásma.

• Podporováno ve Windows a Linuxu

• Podporováno přes režim DP Alt

• Není podporováno systémem macOS pro standardní cesty USB-C nebo Thunderbolt pro zobrazení

macOS vyžaduje oddělené zobrazovací kanály, a proto dva externí displeje na systémech Apple obvykle vyžadují dokovací stanice Thunderbolt se samostatnými řadiči displejů .

Běžná úzká místa v šířce pásma

Většina selhání v reálném světě se řídí předvídatelným vzorcem:

1. Displeje s vysokým rozlišením spotřebovávají pevnou šířku pásma

2. Zbývající USB linky se při zatížení SSD nebo Ethernetu nasycují

3. Izochronní zařízení (zvuk, kamera) zažívají výpadky

Řešením nejsou kabely s vyšším jmenovitým výkonem ani aktualizace firmwaru. Řešením je výběr dokovací stanice, jejíž hostitelský protokol odpovídá profilu pracovní zátěže .

Závěr

Dokovací stanice s USB-C je schopná pouze do té míry, do jaké je protokol vyjednán s hostitelským systémem. Alokace kanálů, vyjednávání o napájení (Power Delivery), chování MST a úrovně vynucování Thunderbolt jsou architektonická omezení – nikoli marketingové funkce.

Ve společnosti wfyear navrhujeme dokovací stanice s ohledem na chování protokolů v reálném světě, abychom zajistili stabilní displeje, konzistentní propustnost dat a spolehlivé nabíjení napříč platformami Windows, macOS a Linux.

Výběr správného doku je technické rozhodnutí – a pochopení architektury hraje klíčovou roli.