本文為CoryXie原創譯文，轉載及有任何問題請聯系cory.xie#gmail.com。
本章定義USB 3.0連接器和線纜組件的form, fit 和 function。包括以下方面：
• 連接器配對接口（Connector mating interfaces）
• 線纜和線纜組件（Cables and cable assemblies）
• 電氣要求（Electrical requirements）
• 機械和環境要求（Mechanical and environmental requirements）
• 實現注記和引導（Implementation notes and guidelines）
本章的目的是使得連接器，系統，和設備設計者以及制造商能夠構建（build），評估（qualify）並使用USB 3.0的連接器，線纜和線纜組件。如果本章任何部分與USB 2.0規范沖突，USB 3.0規范總是取代（supersedes）USB 2.0規范。
5.1 目標【Objective】
機械層規范是在以下列目標的基礎上開發的：
• 支持5 Gbps數據率（Supporting 5 Gbps data rate）
• 與USB 2.0后相兼容（Backward compatible with USB 2.0）
• 最小化連接器形狀因數變化（Minimizing connector form factor variations）
• 管理EMI（Managing EMI）
• 支持OTG 【Supporting On-The-Go (OTG)】
• 低價格（Low cost）
5.2 重要特性【Significant Features】
本節標示出USB 3.0連接器和線纜組件規范的重要特性。本節的目的並不是要展示與每個主要特性的所有的技術細節，而是突出（highlight）它們的存在性。在合適的地方，本節引用本文檔的其他部分，在那里可以找到相關細節。
5.2.1 連接器【Connectors】
USB 3.0 規范定義了下面的連接器：
• USB 3.0 Standard-A plug and receptacle (標准A插頭和插口)
• USB 3.0 Standard-B plug and receptacle (標准B插頭和插口)
• USB 3.0 Powered-B plug and receptacle (供電B插頭和插口)
• USB 3.0 Micro-B plug and receptacle (微型B插頭和插口)
• USB 3.0 Micro-A plug (微型A插頭)
• USB 3.0 Micro-AB receptacle (微型AB插口)
表5-1列出了可兼容的插頭和插口。
5.2.1.1 USB 3.0標准A連接器（Standard-A Connector）
USB 3.0標准A連接器（Standard-A connector）被定義為主機連接器，支持超高速（SuperSpeed）模式。它具有與USB 2.0標准A連接器相同的配對接口，但是還有附加的管教用於更多的差分對以及一個排擾線（drain）。參考第5.3.1.2節關於管腳的安排和描述。
USB 3.0標准A插口（Standard-A receptacle）可接受USB 3.0標准A插頭或者USB 2.0標准A插頭。類似地，USB 3.0插頭可以與USB 3.0標准A插口或者USB 2.0標准A插口配對。
建議對USB 3.0標准A連接器的塑料殼（plastic housings）使用獨特的色標（unique color coding）以幫助用戶區別USB 3.0標准A連接器或者USB 2.0標准A連接器。
5.2.1.2 USB 3.0標准B連接器 （Standard-B Connector）
USB 3.0標准B連接器（Standard-B connector）定義用於相對較大，固定的外設，例如外置硬盤和打印機。它被定義成使USB 3.0標准B插口可以接受USB 3.0標准B插頭或者USB 2.0標准B插頭。將USB 3.0標准B插頭插入USB 2.0標准B插口在物理上是不被允許的（參考第5.3.2節詳情）。
5.2.1.3 USB 3.0供電B連接器（Powered-B Connector）
USB 3.0供電B連接器（Powered-B connector）被定義用於允許USB 3.0設備提供電源給USB適配器（USB adaptor ）而不需要外部電源供給。在外型上它與USB 3.0標准B連接器相同，但是還多兩個管腳，一個用於電源(DPWR)，一個用於地（DGND）。參見第5.3.3節詳情。
5.2.1.4 USB 3.0 微型B連接器（Micro-B Connector）
USB 3.0微型B連接器（Micro-B connector）被定義用於較小的設備。與USB 2.0微型B連接器相兼容；即，USB 2.0微型B插頭可以在USB 3.0微型B插口上工作。第5.3.4節定義了USB 3.0微型連接器家族。
5.2.1.5 USB 3.0微型AB（Micro-AB）和微型A（Micro-A）連接器
除了不同的鍵標（keying）之外，USB 3.0微型AB插口（Micro-AB receptacle）與USB 3.0 微型B插口（Micro-B receptacle）類似。它可以接受USB 3.0微型A（Micro-A）插頭，USB 3.0微型B（Micro-B）插頭，USB 2.0微型A（Micro-A）插頭，USB 2.0微型B（Micro-B）插頭。USB 3.0微型AB插口只允許用在OTG產品中，可以要么作主機要么作設備。所有其他的USB 3.0微型AB插口的用途都是被禁止的。
除了不同的鍵標（keying）和ID管腳的連接之外，USB 3.0微型A（Micro-A）插頭類似於USB 3.0微型B（Micro-B）插頭。USB 3.0微型A（Micro-A）插頭，USB 3.0微型AB插口以及USB 3.0 微型B插口和插頭都從屬於USB 3.0微型連接器家族，因為他們的接口只在鍵標（keying）方面不同。類似於USB 2.0微型A（Micro-A）插頭，USB 3.0微型A（Micro-A）插頭只定義用於OTG應用。
5.2.2 兼容的線纜組件【Compliant Cable Assemblies】
USB 3.0 規范定義了下面的線纜組件：
• USB 3.0 Standard-A plug to USB 3.0 Standard-B plug (標准A插頭到標准B插頭)
• USB 3.0 Standard-A plug to USB 3.0 Micro-B plug (標准A插頭到微型B插頭)
• USB 3.0 Standard-A plug to USB 3.0 Standard-A plug (標准A插頭到標准A插頭)
• USB 3.0 Micro-A plug to USB 3.0 Micro-B plug (微型A插頭到微型B插頭)
• USB 3.0 Micro-A plug to USB 3.0 Standard-B plug (微型A插頭到標准B插頭)
• Captive cable with USB 3.0 Standard-A plug (具有標准A插頭的容性線纜)
• Permanently attached cable with USB 3.0 Micro-A plug（具有微型A插頭的永久附着線纜）
• Permanently attached cable with USB 3.0 Powered-B plug（具有供電B插頭的永久附着線纜）
容性線纜（captive cable）是一種線纜組件，一端具有標准A插頭，另一端具有永久附着的或者廠商特定的連接器。 永久附着的線纜直接連線到設備上，並且不能從設備上取下。本規范不定義在設備端的廠商特定的連接器或者永久附着該如何達到。
為了電氣兼容性目的，USB 3.0容性線纜（設備端永久附着的或者廠商特定的連接器）應該被考慮作為USB 3.0設備的一部分。
本規范沒有允許其他任何類型的線纜組件。第5.5節提供了關於USB 3.0線纜組件的詳細討論。
5.2.3 原始線纜【Raw Cables】
由於EMI和信號完整性要求，USB 3.0線纜組件中用於超高速線的每個線纜差分對都必須被屏蔽；用於USB 2.0的非屏蔽雙絞線【Unshielded Twisted Pair (UTP)】不允許用於超高速（SuperSpeed）。第5.4節定義了USB 3.0的線纜構造。
5.3 連接器配對接口【Connector Mating Interfaces】
本節定義連接器配對接口，包括連接器接口圖示（drawings），管腳安排和描述。
5.3.1 USB 3.0標准A連接器【Standard-A Connector】
5.3.1.1 接口定義【Interface Definition】
圖5-1到圖5-4分別顯示了USB 3.0標准A插口和插頭接口尺寸（dimensions），以及USB 3.0標准A插口的參考大小（reference footprints）。注意，只有控制配對互操作性（mating interoperability）的尺寸被指定。所有的參考尺寸僅供參考，不是硬性要求。
盡管USB 3.0標准A連接器在外形因數（form factor）上與USB 2.0標准A連接器基本相同，它內部卻具有重要的不同。下面是需要注意的關鍵特性和設計領域：
• 除了USB 2.0要求的VBUS, D-, D+, 以及GND管腳之外，USB 3.0標准A連接器還包含5個管腳—兩個差分對（differential pairs）加一個地漏（GND_DRAIN）。這兩個增加的差分對被用於超高速數據傳輸，支持雙單工（dual simplex）超高速信號；增加的GND_DRAIN管腳用於排擾線（drain wire）終端（termination），管理信號完整性，以及EMI性能。
• 5個超高速管腳的接觸區（contact areas）位於插口的前端，作為刀片（blades）；而4個USB 2.0管腳位於插口的后面，作為橫梁（beams）或者彈簧（springs）。相應地，在插頭上，超高速接觸點作為橫梁（beams），位於USB 2.0刀片（blades）的后面。也就是說，USB 3.0標准A連接器具有一個雙層接觸系統。
• 相比於USB 2.0標准A連接器，在USB 3.0標准A連接器的外形因數（form factor）中的分層接觸方式（tiered-contact approach）必然（inevitably）導致更少的可工作接觸區域。連接器接口尺寸（dimensions）需要將USB 3.0標准A插口與USB 3.0標准A插頭，USB 3.0標准A插口與USB 2.0標准A插頭，以及USB 2.0標准A插口與USB 3.0標准A插頭之間的接觸匹配要求（contact mating requirements）考慮在內。連接器設計者應該在設計細節方面仔細考慮這些方面。
• 連接器接口定義包含需要避免當將USB 2.0標准A插頭插入USB 3.0標准A插口，或者將USB 3.0標准A插頭插入USB 2.0標准A插口時在超高速和USB 2.0管腳之間形成短路（shorting）。連接器設計者在做詳細設計時應該對此有清醒的認識（be conscious of this）。
• 相比USB 2.0標准A插口，為了支持雙層接觸（two-tiered-contacts），USB 3.0標准A插口可能連接器深度（進入系統板）方面有些增加。
• 圖5-3和圖5-4中的過孔大小（through-hole footprints）指示作為示例顯示。其他的大小，例如SMT（表貼，surface mount）也是被允許的。
• 在本規范中沒有顯示堆棧式（stacked）USB 3.0標准A連接器插口的圖紙。但是它們是被允許的，只要他們滿足本規范定義的所有的電氣和機械要求。實際上，雙層堆棧式（double-stacked）USB 3.0標准A連接器插口被期望是一種常規應用，正如層堆棧式（double-stacked）USB 2.0標准A連接器插口在PC中被廣泛使用一樣。當設計堆棧式（stacked）USB 3.0標准A連接器插口時，由於其較長的電氣長度（long electrical length），必須下功夫來最小化上層連接器（top connector）的阻抗不連續（impedance discontinuity）。圖5-4顯示了一個雙層堆棧式（double-stacked）標准A插口連接器的示例或者參考大小。注意，管腳1-9相應於下面的端口（lower port），而管腳10-18相應於上面的端口（upper port）。第5.8.3節提供堆棧式（stacked）連接器的進一步討論。
• 必須注意USB 3.0標准A連接器的高速電氣設計（high speed electrical design）。除了最小化連接器阻抗不連續（impedance discontinuities）之外，在超高速信號對以及USB 2.0 D+/D-信號對之間的互擾（crosstalk）也應該被最小化。
5.3.1.2 管腳安排和描述【Pin Assignments and Description】
USB 3.0標准A連接器的9個管腳的用法和安排定義與表5-2中。
管腳在連接器中的物理位置被顯示於圖5-1到圖5-4中。注意管腳1-4是指USB 2.0管腳，而管腳5-9是指超高速管腳。
5.3.1.3 USB 3.0標准A連接器色標【USB 3.0 Standard-A Connector Color Coding】
由於USB 2.0標准A連接器插口和USB 3.0標准A連接器插口可以同時存在（co-exist）於一個主機系統上，對USB 3.0標准A連接器（插口和插頭）外殼（housings）建議使用色標（color coding），以幫助用戶從USB 2.0標准A連接器作區分。
對USB 3.0標准A連接器（插口和插頭）外殼（housings），藍色（潘通國際色卡300C，Pantone 300C）是建議的顏色。當使用了建議的顏色時，連接器制造商和系統集成商應該保證藍色插口的外殼對用戶可見。圖5-5顯示了對USB 3.0標准A連接器的建議色標（color coding recommendation）。
5.3.2 USB 3.0標准B連接器【Standard-B Connector】
5.3.2.1 接口定義【Interface Definition】
圖5-6到圖5-8分別顯示了USB 3.0標准B插口和插頭接口尺寸（dimensions），以及參考大小（reference footprints）。
USB 3.0標准B插口有兩部分：USB 2.0接口和超高速接口。USB 2.0接口包含管腳1到4，而超高速接口包括管腳5-9。
當USB 2.0標准B插頭插入USB 3.0標准B插口時，只有USB 2.0部分被用到（engaged），從而鏈路不會獲得超高速能力的優點。然而，由於USB 3.0超高速部分在USB 2.0標准B插頭插入USB 3.0標准B插口時，可以看得見（visibly）不匹配（not mated），用戶會得到視覺反饋（visual feedback），得知線纜插頭與插口不匹配（not matched）。只有當USB 3.0標准B插頭插入USB 3.0標准B插口時，接口完全看得見是都被用到的（interface completely visibly engaged）。
5.3.2.2管腳安排和描述【Pin Assignments and Description】
USB 3.0標准B連接器的9個管腳的用法和安排定義與表5-3中。
管腳在連接器中的物理位置被顯示於圖5-6到圖5-8中。
5.3.3 USB 3.0供電的B連接器【Powered-B Connector】
5.3.3.1 接口定義【Interface Definition】
圖5-9到圖5-11分別顯示了USB 3.0供電的B（Powered-B）插口和插頭接口尺寸（dimensions），以及參考大小（reference footprints）。
5.3.3.2管腳安排和描述【Pin Assignments and Descriptions】
USB 3.0供電的B（Powered-B）連接器的9個管腳的用法和安排定義與表5-4中。
管腳在連接器中的物理位置被顯示於圖5-9到圖5-11中。
5.3.4 USB 3.0微型連接器家族【Micro Connector Family】
5.3.4.1 接口定義【Interfaces Definition】
USB 3.0微型連接器家族包含USB 3.0微型B插口（USB 3.0 Micro-B receptacle），USB 3.0 微型AB插口(USB 3.0 Micro-AB receptacle)，USB 3.0 微型B插頭(USB 3.0 Micro-B plug)，以及USB 3.0 微型A插頭(USB 3.0 Micro-A plug)。注意，只有控制配對互操作性（mating interoperability）的尺寸被指定。
USB 3.0微型連接器家族具有下列特性：
• USB 3.0微型B連接器可以被認為是USB 2.0微型B接口和USB 3.0觸頭（contacts）的組合。USB 3.0微型B插口接受USB 2.0微型B插頭，維持了后向兼容性。
• USB 3.0微型B連接器與USB 2.0微型B連接器維持了相同的連接器高度（connector height）和觸頭間隔（contact pitch）。
• USB 3.0微型B連接器使用了與USB 2.0微型B連接器相同的，經過證明的（proven）門閂設計（latch design）。
• USB 3.0微型AB插口與USB 3.0微型B插口一樣，除了在連接器外框（connector shell outline）上的鍵標（keying）不同以外。
• USB 3.0微型A插頭與USB 3.0微型B插頭相似，但具有不同的鍵標（keying）和ID pin連接。第5.3.4.2節討論ID pin連接。
• 對於USB 3.0微型連接器家族沒有大小要求（no required footprint）。圖5-14顯示了參考微型B和微型AB連接器的大小。
5.3.4.2管腳安排和描述【Pin Assignments and Description】
USB 3.0微型連接器的9個管腳的用法和安排定義與表5-5和表5-6中。
管腳在連接器中的物理位置被顯示於圖5-12到圖5-14中。
5.4 線纜構造和線排列【Cable Construction and Wire Assignments】
本節討論USB 3.0的線纜，包括線纜構造（cable construction），線排列（wire assignments），以及線尺寸（wire gauges）。性能要求將在第5.6.1.1節指定。
【譯注：Wire gauge is a measurement of how large a wire is, either in diameter or cross sectional area. This determines the amount of electric current a wire can safely carry, as well as its electrical resistance and weight per unit of length. Wire gauge is applicable to both electrical and non-electrical wires, being important to electrical wiring and to structural cable. 摘自Wikipedia。】
5.4.1 線纜構造【Cable Construction】
圖5-15展示了USB 3.0線纜的橫截面（cross-section）。有3組線：UTP信號對（UTP signal pair），屏蔽差分信號對（Shielded Differential Pair，SDP，twisted or twinax signal pairs），以及電源和地線（power and ground wires）。
UTP意圖用於傳輸USB 2.0信號，而SDPs用於超高速信號；為了信號完整性和EMI性能（signal integrity and EMI performance），超高速差分對需要屏蔽（shield）。每個SDP都附與一個漏線（drain wire），最后（eventually）通過連接器中的GND_DRAIN管腳連接到系統地（system ground）。
要求一個金屬編織網（metal braid）來包裹（enclose）USB 3.0線纜中的所有線。該編織網（braid）將被終端到插頭的金屬屏蔽（terminated to the plug metal shells），盡量接近360°，以包涵EMI（contain EMI）。
5.4.2 線安排【Wire Assignments】
表5-7定義了線編號（wire number），信號安排（signal assignments）以及線的顏色（colors of the wires）。
5.4.3 線尺寸和線纜直徑【Wire Gauges and Cable Diameters】
規范選擇不指定線尺寸（wire gauges）。表5-8列出典型的線尺寸（wire gauges）用於參考。大尺寸線纜（large gauge wire）引發的損失少（incurs less loss），但是以線纜的靈活度為代價。應該選擇能夠滿足線纜組件電氣要求（cable assembly electrical requirements）可能的最小線尺寸。為了最大化線纜靈活性，所有的線都要求是標准的並且線纜外徑（cable outer diameter）應該盡可能最小化。典型的USB 3.0線纜外徑可以在3mm到6mm的范圍。
5.5 線纜組件【Cable Assemblies】
5.5.1 USB 3.0標准A到標准B線纜組件【Standard-A to Standard-B Cable Assembly】
圖5-16顯示USB 3.0標准A到USB 3.0標准B線纜組件（cable assembly）。
表5-9定義USB 3.0標准A到USB 3.0標准B線纜組件（cable assembly）的線連接（wire connections）。
5.5.2 USB 3.0標准A到標准A線纜組件【Standard-A to Standard-A Cable
Assembly】
USB 3.0標准A到標准A線纜組件被定義用於操作系統調試以及其他host-to-host連接的應用。表5-10顯示了這樣一條線纜組件的線連接（wire connections）。參考圖5-16的USB 3.0標准A插頭線纜外模尺寸（overmold dimensions，模具術語）。
5.5.3 USB 3.0標准A到微型B線纜組件 【Standard-A to Micro-B Cable Assembly】
圖5-17顯示一個USB 3.0標准A到USB 3.0微型B線纜組件的USB 3.0微型B插頭外模尺寸（overmold dimensions）。USB 3.0標准A插頭的外模尺寸（overmold dimensions）可以在圖5-16中找到。
表5-11顯示了USB 3.0標准A到USB 3.0微型B線纜組件的線連接（wire connections）。注意，USB 3.0微型B插頭中的ID pin管腳不應該被連接，而是讓其處於open情形。
5.5.4 USB 3.0微型A到微型B線纜組件 【Micro-A to Micro-B Cable Assembly】
圖5-18顯示一個USB 3.0微型A到USB 3.0微型B線纜組件的USB 3.0微型A插頭外模尺寸（overmold dimensions）。USB 3.0微型B插頭的外模尺寸（overmold dimensions）顯示在圖5-17中。
表5-12顯示了USB 3.0微型A到USB 3.0微型B線纜組件的線連接（wire connections）。USB 3.0微型A插頭中的ID管腳應該被連接到GND管腳。USB 3.0微型B插頭中的ID管腳應該不連（no-connect），或者通過一個阻值大於Rb_PLUG_ID (1 MΩ minimum)的電阻而連接到地。通過判定ID管腳到地的阻抗（resistance to ground）小於Ra_PLUG_ID (10 Ω maximum)或者到地的阻抗大於Rb_PLUG_ID，OTG設備要求要能夠檢測出所插入的是USB 3.0微型A還是USB 3.0微型B插頭。任何到地的阻抗（resistance to ground）小於Ra_PLUG_ID都應該被當做ID = FALSE對待，任何到地的阻抗（resistance to ground）大於Ra_PLUG_ID都應該被當做ID = TRUE對待。
5.5.5 USB 3.0微型A到標准B線纜組件 【Micro-A to Standard-B Cable Assembly】
USB 3.0微型A到標准B線纜組件也是被允許的。圖5-18和圖5-16分別顯示了USB 3.0微型A和USB 3.0標准B線纜外徑尺寸（overmold dimensions）。
表5-13顯示了USB 3.0微型A到USB 3.0標准B線纜組件的線連接（wire connections）。
5.5.6 USB 3.0圖標位置【Icon Location】
USB 3.0的線纜組件，兼容於USB 3.0 Connectors and Cable Assemblies Compliance Specification，應該顯示圖5-19中展示的USB 3.0圖標。
USB 3.0圖標浮飾（embossed）在USB 3.0插頭一面的一個凹下去的區域（recessed area）。這提供了方便讓用戶容易識別，並且可幫助在配對過程中對齊。USB Icon和制造商logo不應該伸出到外模表面以外（project beyond the overmold surface）。USB 3.0兼容的線纜組件要求（required）在兩端的插頭上都有USB 3.0 Icons，而制造商logo是建議有的（recommended）。USB 3.0插口應該被定向（orientated）得可以允許插頭上的圖標在配對過程中可以被看見（visible during the mating process）。圖5-20顯示了一個典型的插頭定向（plug orientation）。
5.5.7 線纜組件長度【Cable Assembly Length】
本規范不指定線纜組件的長度（cable assembly length）。USB 3.0線纜組件可以是任意長度，只要它滿足在本規范中定義的所有要求。定義在第5.6.1.3.1節中的線纜組件損失裕量（cable assembly loss budget）和第11.4.2節中定義的線纜電壓降裕量（cable voltage drop budget）將限制線纜組件的長度（cable assembly length）。
5.6 電氣要求【Electrical Requirements】
本節覆蓋USB 3.0原始線纜（raw cables），匹配連接器（mated connectors），以及匹配線纜組件（mated cable assemblies）的電氣要求。USB 3.0信號，稱作超高速（SuperSpeed），是由本規范管理的（governed）。USB 2.0信號由USB 2.0規范管理，除非特別指定。參考USB 3.0 Connectors and Cable Assemblies Compliance Document關於特定的D+/D-線的電氣要求。
對USB 3.0規范的兼容性是通過匹配連接器（mated connectors）以及匹配線纜組件（mated cable assemblies）的強制要求（normative requirements）而建立起來的。超高速要求（SuperSpeed requirements）主要是以S-參數（S-parameters）為依據指定的，使用工業測試規范（industry test specification），在必要時加以支持說明（supporting details）。DC要求（DC requirements），例如觸點阻抗（contact resistance），以及載流能力（current carrying capability），也在本規范中指定。
任何關於線纜和連接器產品的參考性規范（informative specification），目的都是為了設計指導（design guidelines）和制造控制(manufacturing control)。
連同性能要求（performance requirements），對於提到的參數（parameter stated），還引述到所要求的測試方法（test method）。在第5.6.2節列出一組關於DC要求（DC requirements）的工業標准。更多是支持測試過程（supporting test procedures）可以在USB 3.0 Connectors and Cable Assemblies Compliance Document中找到。
除非特別說明，本節的要求適用於所有的USB 3.0連接器和/或線纜組件。
5.6.1 超高速電氣要求【SuperSpeed Electrical Requirements】
下面幾節略述超高速（SuperSpeed）信號的要求。USB 2.0信號(D+/D-線)的要求在USB 3.0 Connectors and Cable Assemblies Compliance Document中給出。
5.6.1.1 原始線纜【Raw Cable】
參考性（Informative）原始線纜電氣性能目標（raw cable electrical performance targets）在這里提供以幫助線纜組件制造商管理原始線纜提供商。這些目標不是USB 3.0兼容性項目；最終的要求將會是第5.6.1.3節中指定的匹配線纜組件性能。
5.6.1.1.1 特性阻抗【Characteristic Impedance】
建議SDP對（SDP pairs）的差分特性阻抗（differential characteristic impedance）在90 Ω +/- 7 Ω。這應該使用一個TDR來測量，使用200 ps (10%-90%)的上升時間（rise time）的差分模式（differential mode）。
【譯注：Time-domain reflectometry or TDR is a measurement technique used to determine the characteristics of electrical lines by observing reflected waveforms. Time-domain transmissometry (TDT) is an analogous technique that measures the transmitted (rather than reflected) impulse. Together, they provide a powerful means of analysing electrical or optical transmission media such as coaxial cables and optical fibers.
The TDR analysis begins with the propagation of a step or impulse of energy into a system and the subsequent observation of the energy reflected by the system. By analyzing the magnitude, duration and shape of the reflected waveform, the nature of the impedance variation in the transmission system can be determined.】
5.6.1.1.2 信號對間斜率【Intra-Pair Skew】
SDP對（SDP pairs）的信號對間斜率（intra-pair skew）建議應小於15 ps/m。這應該使用一個TDT來測量，使用200 ps (10%-90%)的上升時間（rise time），在輸入電壓50%處跨越（crossing）的差分模式（differential mode）。
5.6.1.1.3 差分插入損耗【Differential Insertion Loss】
線纜損耗依賴於線尺寸（wire gauges）和絕緣材料（dielectric materials）。表5-14列出SDP對（SDP pairs）的差分插入損耗的例子。注意，差分損耗值(differential loss values)參考於一個90 Ω的差分阻抗(differential impedance)。
5.6.1.2 匹配連接器【Mated Connector】
需要匹配連接器阻抗要求（mated connector impedance requirement）來維持信號完整性。如果從一個上升時間設為50 ps (20%-80%)的差分TDR看來【as seen from a 50 ps (20%-80%) risetime of a differential TDR】，匹配連接器的差分阻抗應該在90 Ω +/-15 Ω之內。圖5-21闡明了匹配連接器的阻抗限制。匹配連接器的阻抗屬性（impedance profile）必須落於圖5-21顯示的限制內。注意，匹配連接器的阻抗屬性（impedance profile）定義為從插口腳跟部（receptacle footprints）到插頭線纜終端區域（plug cable termination area）。如果插頭是直接聯接到（directly attached）設備PCB上的，則匹配連接器的阻抗屬性（impedance profile）包括從插口腳跟部（receptacle footprints）到插頭腳跟部（plug footprints）的路徑。
5.6.1.3 匹配線纜組件【Mated Cable Assemblies】
匹配線纜組件（mated cable assembly）是指與安裝在測試制具（test fixture）兩端的相應插口相匹配的一條線纜組件（cable assembly）。要求是對於該匹配線纜組件（mated cable assembly）的整條信號路徑，從主機插口觸點焊盤（host receptacle contact solder pads）或者主機系統板上的過孔（through-holes on the host system board），到設備插口觸點焊盤（device receptacle contact solder pads）或者設備系統板上的過孔（through-holes on the device system board），不包括PCB走線（PCB traces），如圖5-22所示；測試時在TP1 (test point 1)和TP2 (test point 2)之間。
為了能正確測量（proper measurements），插口應該被安裝在測試制具（test fixture）上。制具（test fixture）應該有從SMA或者微探針發端（microprobe launches）到參考平面（reference planes）或者測試點（test points）的非耦合訪問走線（uncoupled access traces），最好（preferably）有50 Ω +/-7% Ω的單端特性阻抗（single-ended characteristic impedance）。制具（test fixture）應該有恰當的校准結構（calibration structures）來標定出（calibrate out）制具效應（fixturing effect）。所有的臨近但未連接到測量端口（adjacent but not connected to measurement ports）的非地管腳（non-ground pins）都應該用50 Ω負載所終端（terminated）。為了與USB 3.0通道標准差分特性阻抗（channel nominal differential characteristic impedance）要求的90 Ω相一致，所有的被測量的差分S-參數（differential S-parameters）都應該被用一個90-Ω的參考差分阻抗所規范化（normalized）。大多數VNA測量軟件都允許將測量的S-參數用不同的參考阻抗來規范化（normalization）。例如，在PLTS中，可以將端口阻抗（port impedance）設置為45 Ω來將測量到的50-Ω單端S-參數規范化（normalize）到45 Ω。這將在單端到差分轉換（singled-ended-to-differential）之后導致90-Ω的差分S-參數（differential S-parameters）。在USB 3.0 Connectors and Cable Assemblies Compliance Document中，定義了一個參考USB 3.0匹配線纜組件測試制具（mated cable assembly test fixture），其中還給出了詳細的測試過程。
5.6.1.3.1 差分插入損耗【Differential Insertion Loss (EIA-360-101)】
差分插入損耗（differential insertion loss），SDD12，測試通過匹配線纜組件（mated cable assembly）所傳輸的差分信號能量（differential signal energy）。圖5-23顯示了差分插入損耗極限（differential insertion loss limit），它已經被使用90-Ω的差分阻抗（differential impedance）所規范化過（normalized），並由下列頂點（vertices）所定義：(100 MHz, -1.5 dB), (1.25 GHz, -5.0 dB), (2.5 GHz, -7.5 dB), 以及 (7.5 GHz, -25 dB)。測量到的匹配線纜組件（mated cable assembly）的差分插入損耗（differential insertion loss）必須不能超過差分插入損耗極限（differential insertion loss limit）。
5.6.1.3.2 超高速信號對間的差分近端串擾【Differential Near-End Crosstalk Between SuperSpeed Pairs (EIA-360-90)】
差分互擾（differential crosstalk）測量在差分信號對（differential pairs）之間不想要的耦合（unwanted coupling）。對於超高速而言，由於Tx信號對緊鄰（right next to）Rx信號對，只指定了差分近端串擾【differential near-end crosstalk (DDNEXT)】，顯示在圖5-24中，參考與一個90-Ω的差分阻抗（differential impedance）。如果其DDENXT不超過圖5-24中顯示的極限，則匹配線纜組件（mated cable assembly）滿足DDNEXT的要求。定義了DDNEXT極限的頂點是：
(100 MHz, -27 dB), (2.5 GHz,-27 dB), (3 GHz,-23 dB) 以及 (7.5GHz, -23 dB)。
5.6.1.3.3 超高速信號對和D+/D-之間的差分串擾 【Differential Crosstalk Between D+/D- and SuperSpeed Pairs (EIA-360-90)】
在D+/D-信號對和超高速信號對(SSTX+/SSTX- 或 SSRX+/SSRX-)之間的差分近端和遠端串擾（differential near-end and far-end crosstalk）應該被管理得不超過圖5-25所顯示的極限；定義DDNEXT和DDFEXT極限的頂點是：
(100 MHz, -21 dB), (2.5 GHz,-21 dB), (3.0 GHz,-15 dB) 以及 (7.5 GHz, -15 dB)。參考差分阻抗（differential impedance）應該是90 Ω。
5.6.1.3.4 差分到共模的轉換【Differential-to-Common-Mode Conversion】
由於共模電流（common mode current）對EMI負有直接責任，限制差分到共模的轉換(differential-to-common-
mode conversion)，SCD12，就可以顯示在立交橋和線纜組件中生成的EMI。圖5-26說明了SCD12要求；如果在圖5-26中顯示的頻率范圍內SCD12小於或等於-20 dB，則匹配線路組件（mated cable assembly）通過了SCD12的要求。
5.6.2 直流電氣要求【DC Electrical Requirements】
5.6.2.1 低層次接觸電阻【Low Level Contact Resistance (EIA 364-23B)】
下面的要求適用於電源和信號觸點（both the power and signal contacts）：
• 對VBUS and GND 觸點，最初30 mΩ (Max) 【30 mΩ (Max)initial for VBUS and GND contacts.】
• 對所有其他觸點，最初50 mΩ (Max) 【50 mΩ (Max) initial for all other contacts.】
• 在環境壓力后，最大改變（delta差異）+10 mΩ【Maximum change (delta) of +10 mΩ after environmental stresses.】
• 在20 mV (Max) 開路100 mA下測量【Measure at 20 mV (Max) open circuit at 100 mA.】
• 參考第節關於環境要求和測試序列【Refer to Section 5.7.2 for environmental requirements and test sequences.】
5.6.2.2 絕緣強度【Dielectric Strength (EIA 364-20)】
當在匹配和不匹配立交橋的鄰近的觸點之間（between adjacent contacts of unmated and mated connectors）應用100 Volts AC (RMS)時，不應該發生擊穿（breakdown）。
5.6.2.3 隔離電阻【Insulation Resistance (EIA 364-21)】
在匹配和不匹配立交橋的鄰近的觸點之間（between adjacent contacts of unmated and mated connectors）至少需要100 MΩ隔離電阻。
5.6.2.4 觸點電流等級【Contact Current Rating (EIA 364-70, Method 2)】
應該在VBUS管腳和相應的GND管腳之間（USB 3.0 Standard-A和Standard-B/Powered-B連接器的管腳1和管腳4；USB 3.0微型連接器家族的管腳1和管腳5）應用1.8 A的電流。此外，對其他所有觸點應該應用最小0.25 A電流。當應用電流到這些觸點之后，在環境溫度為25 °C時測量，在受測的USB 3.0連接器上的任何一點上，改變溫度（delta temperature）不應該超過+30 °C。
對於USB 3.0 Powered-B連接器的情形，應該在其DPWR和相應的DGND管腳之間（USB 3.0 Powered-B連接器的管腳10和管腳11）應用2.0 A電流。此外，對其他所有觸點應該應用最小0.25 A電流。當應用電流到這些觸點之后，在環境溫度為25 °C時測量，在受測的USB 3.0連接器上的任何一點上，改變溫度（delta temperature）不應該超過+30 °C。
5.7 機械和環境要求【Mechanical and Environmental Requirements】
除非特別指定，本節的要求適用於所有USB 3.0連接器和/或線路組件（cable assemblies）。
5.7.1 機械要求【Mechanical Requirements】
5.7.1.1 插入力【Insertion Force (EIA 364-13)】
在最大每分鍾12.5 mm (0.492")時【maximum rate of 12.5 mm (0.492") per minute】，接器插入力（insertion force）不應該超過35 N。
建議在門閂機制（latching mechanism）上使用非硅（non-silicon）潤滑劑（lubricant）來減小磨損（reduce wear）。如果使用的話，潤滑劑（lubricant）不能影響系統的任何其他特性。
5.7.1.2 拔出力【Extraction Force (EIA 364-13)】
在最大每分鍾12.5 mm (0.492")時【maximum rate of 12.5 mm (0.492") per minute】，連接器的拔出力（extraction force）最初不能超過10 N，在指定的插入/拔出或忍耐周期之后不能超過8 N。在鎖閉門閂上面不允許有芒刺和尖銳邊緣
（鈎掛表面從而磨損插口屏蔽）。【No burs or sharp edges are allowed on top of locking latches (hook surfaces which will rub against the receptacle shield).】
建議在門閂機制（latching mechanism）上使用非硅（non-silicon）潤滑劑（lubricant）來減小磨損（reduce wear）。如果使用的話，潤滑劑（lubricant）不能影響系統的任何其他特性。
5.7.1.3 耐久性和插入/拔出周期【Durability or Insertion/Extraction Cycles (EIA 364-09)】
表5-15指定了USB 3.0連接器的耐久性等級（durability ratings）。
耐久性測試應該在最大每小時200次時完成，並且不能對連接器和線纜組件（cable assembly）的任何部分有損傷。
5.7.1.4 線纜可繞性【Cable Flexing (EIA 364-41, Condition I)】
在Dimension X = 3.7倍於線纜直徑，且在兩個平面中每個100次的可繞性（flexing）測試下，對線纜組件（cable assembly）不能有物理損傷或者超過1ms的不連續（discontinuity）。【No physical damage or discontinuity over 1 ms during flexing shall occur to the cable assembly with Dimension X = 3.7 times the cable diameter and 100 cycles in each of two planes.】
5.7.1.5 抽拉線纜【Cable Pull-Out (EIA 364-38, Condition A)】
當夾住線纜插頭的一端從而使其遭受40 N軸向負載長至少1分鍾時，對線纜組件（cable assembly）不能有物理損傷。【No physical damage to the cable assembly shall occur when it is subjected to a 40 N axial load for a minimum of 1 minute while clamping one end of the cable plug.】
5.7.1.6 剝落強度【Peel Strength (USB 3.0 Micro Connector Family Only)】
當從垂直方向用至少150 N的力，從PCB向上拉扯焊接好的插口時，對焊接好的插口不能有可見的物理損傷。【No visible physical damage shall be noticed to a soldered receptacle when it is pulled up from the PCB in the vertical direction with a minimum force of 150 N.】
5.7.1.7 4軸連續性測試【4-Axes Continuity Test (USB 3.0 Micro Connector Family Only)】
USB 3.0微型連接器家族應該使用下面顯示的測試配置（test configurations）來測試壓力下的連續性（continuity under stress）。插頭應該被提供於具有代表性的外模的線路組件（cable assembly）。應該在2層的厚度在0.8 mm到1.0 mm之間的PCB上安裝USB 3.0微型B和微型AB插口。應該在離焊料尾端（solder tails）不遠於5 mm處夾住（clamped）PCB上的插口的一面【The PCB shall be clamped on either side of the receptacle no further than 5 mm away from the solder tails.】。PCB最先應該被放置於一個水平面（horizontal plane），在向下的方向上對線纜應用一個8-N的拉伸力（tensile force），垂直於插入操作的軸線（perpendicular to the axis of insertion），持續時間至少10秒。
在應用拉伸力的過程中（throughout the application of the tensile force），每個接觸點的連續性都應該被測量到（continuity across each contact shall be measured）。PCB應該接着被旋轉90度，這樣線纜仍然是水平插入的，而拉伸力則再次在向下的方向上被應用，繼續如前述做連續性測量。該測試將對180度和270度旋轉做重復。通過測試的原件在這4個方向上都不應該顯示出任何超過1 μs的不連續性。
一種測量通過接觸點連續性(measuring the continuity through the contacts)的方法是，將線纜尾巴上的線都短接起來，並通過一個上拉電阻對每個VBUS, D+, D-, ID，以及超高速管腳應用一個電壓，但將GND管腳接地。
當測試USB 3.0微型A插頭時，在測試期間所有的感測電阻（sense resistors）都應該保持在被下拉狀態。當測試USB 3.0微型B插頭時，在測試期間ID管腳應該保持高，而所有其他管腳應該保持低。允許使用其他方法（Alternate methods）來驗證通過所有管腳的連續性（verify continuity through all pins）。
4軸連續性測試（4-axes continuity tests）應該用一個USB 3.0微型B/A插頭插到一個USB 3.0微型B/AB插口內做測試，還要用一個USB 2.0微型B/A插頭插到一個USB 3.0微型B/AB插口內做測試，如果5-27所示。
5.7.1.8 扳扭強度【Wrenching Strength (Reference, USB 3.0 Micro Connector Family Only)】
扳扭強度測試應該使用未經使用的原件（virgin parts）來執行。當從離插口邊緣距離(L)為15 mm處插入插頭時（when inserted at a distance (L) of 15 mm from the edge of the receptacle），對其應用垂直作用力【Perpendicular forces (Fp)】。測試條件和方法應該被所有當事人（all parties）同意。這些作用力應該在所有4個方向（左，右，上，下）都應用。兼容的連接器應該滿足下列作用力范圍（force thresholds）：
• 當應用0-25 N的作用力時，不能損壞插頭或者插口。【No plug or receptacle damage shall occur when a force of 0-25 N is applied.】
• 當應用25-50 N的作用力時，插頭可以損壞，但是只能以插口不能支撐該損壞的方式。【The plug may be damaged, but only in such a way that the receptacle does not sustain damage when a force of 25-50 N is applied.】
5.7.1.9 引腳共面性【Lead Co-Planarity】
所有的SMT引腳（leads）的共面性（Co-planarity）應該在0.08 mm范圍內。
5.7.1.10 可焊接性【Solderability】
當在255 °C +/-5 °C焊接（soldered）且浸入周期（immersion duration）為5s時，焊錫應該覆蓋被浸入的表面至少95%。
【Solder shall cover a minimum of 95% of the surface being immersed, when soldered at a temperature 255 °C +/-5 °C for an immersion duration of 5 s.】
5.7.1.11 危險物質限制兼容性【Restriction of Hazardous Substances (RoHS) Compliance】
建議元件要RoHS兼容。無鉛插頭和插口材料應該遵循RoHS的Directive 2002/95/EC of January 27, 2003或者其它管理性指令。
5.7.2 環境要求【Environmental Requirements】
連接器的環境測試應該遵循EIA-364-1000.01, Environmental Test Methodology for Assessing the Performance of Electrical Connectors and Sockets Used in Business Office Applications。
由於定義的連接器的擦長度（wipe length）遠遠大於0.127 mm，EIA-364-1000.01的Test Group 6就不需要了。溫溫度生命測試持續時間（temperature life test duration）和混合流動氣體測試持續時間（mixed flowing gas test duration）的值是根據下列的現場（field temperature）溫度從EIA 364-1000.01衍生得到的。
低層接觸電阻【low level contact resistance (LLCR)】的通過/失敗情形（pass/fail criterion）在第5.6.2.1節中定義。忍耐性級別（durability ratings）在第5.7.1.3節定義。
5.7.3 材料【Materials】
本規范並不指定用於連接器和線纜的材料。連接器和線纜制造商應該基於性能要求選擇恰當的材料。表5-17只供參考。
5.8 實現注意和設計導引【Implementation Notes and Design Guides】
本節討論一些實現注意和設計導引，以幫助用戶設計和使用USB 3.0連接器和線纜。
5.8.1 匹配連接器尺寸【Mated Connector Dimensions】
圖5-28，圖5-29，以及圖5-30分別顯示了USB 3.0標准A，USB 3.0標准B，以及USB 3.0微型連接器的匹配插頭和插口（mated plugs and receptacles）。系統設計師應該觀察在插口前端表面（receptacle front surface）和線纜外模（cable overmold）之間的距離，防止系統包裝（system enclosure）和線纜插頭外模（cable plug overmold）之間的沖突（interference）。對連接器和底盤應該有預備（Provisions）將連接器金屬外殼和金屬底盤接地以包涵EMI放射。
【Provisions shall be made in connectors and chassis to ground the connector metal shells to the metal chassis to contain EMI emission.】
5.8.2 EMI管理【EMI Management】
包涵USB 3.0連接器和線纜組件（connectors and cable assemblies）的系統必須滿足相關的EMI/EMC管控。由於EMI的復雜本性（complex nature），對線纜組件（cable assemblies）很難指定一個元件級別的EMI測試。但是，連接器和線纜組件設計師（connectors and cable assembly designers），以及系統實現者應該注意插口和線纜插頭的屏蔽以確保低阻抗接地路徑（low impedance grounding path）。下面是EMI管理的導引：
• 原始線纜的質量應該得到保證。超高速信號對的信號對間斜率（intra-pair skew）或差分到共模轉換（differential to common mode conversion）對於線纜EMI性能（EMI performance）具有極大影響（significant impact），因此被控制在本規范的極限內。
• 線纜外部編織網（cable external braid）應該被終端到線纜插頭金屬殼（terminated to the cable plug metal shell），盡量接近360°。沒有恰當的終端（shielding termination），即使是一條完美的零信號對間斜率（zero intra-pair skew）的線纜也不能滿足EMI要求。
• 如果沒有正確進行，線終端（wire termination）將對差分到共模轉換（differential to common mode conversion）做出貢獻（contributes）。為了EMI和信號完整性，線終端（wire termination）的突破距離（breakout distance）應該越小越好。如果可能的話，應該在差分對的兩條線之間維持對稱（symmetry）。
• 在插口和線纜插頭之間的匹配接口應該具有足夠多的接地金手指（grounding fingers），或者彈簧（springs），以提供一個從線纜插頭到系統地（cable plug to system ground）的連續的返回路徑（continuous return path）。摩擦鎖（Friction locks）不應該危害（compromise）地返回連接（ground return connections）。【Friction locks should not compromise ground return connections.】
• 插口連接器（receptacle connectors）應該設計有一個后屏蔽（back-shield）作為插口連接器金屬外殼。該后屏蔽（back-shield）應該被設計的具有到系統地平面（system ground plane）的較短的返回路徑（short return path）。
• 插口連接器（receptacle connectors）應該被通過接地金手指（grounding fingers），螺絲釘（screws），或者任何其他方式連接到金屬底盤或者外包裝，以減輕（mitigate）EMI。
5.8.3 堆棧式連接器【Stacked Connectors】
堆棧式USB連接器通常在PC系統中使用。本規范不明確定義堆棧式USB 3.0標准A插口，但是他們是被允許的。下面是一些在設計堆棧式USB 3.0連接器時應該考慮到的點：
• 堆棧式連接器在連接器的上層和下層之間引入了附加的串擾。在設計堆棧式USB 3.0連接器時這樣的串擾應該被最小化。上層和下層連接器的差分對之間的差分NEXT和FEXT應該被管理在~-32 dB之內（上達最基本的2.5 GHz頻率）。
• 由於附加的電氣長度，上面的連接器通常都不會像下層連接器表現的一樣好。連接器設計師應該仔細設計上層連接器接觸點幾何結構(contact geometries)和材料，以最小化阻抗不連續性（impedance discontinuity）。不論選擇設計在堆棧式連接器中有多少連接器，第5.6節定義的電氣要求必須滿足。