扩展坞 :一种用于连接电子设备与计算机的外部设备

更新时间:2023-07-22 13:59

扩展坞(Docking station)是手机、平板电脑笔记本电脑等电子设备的一种外接设备。它可以让笔记本电脑像台式机那样连接到打印机、鼠标、键盘、显示器、外接HDD等设备,从而弥补轻薄笔记本电脑携带配件的不足,方便用户在有限的接口数量下同时使用多个设备。

1996年,东芝首先推出了全球首款配备扩展坞、可以与台式机联动的笔记本东芝Tecra 720CT。在2005年左右,随着笔记本小型化、多元化的发展,扩展坞也不断发展壮大,功能也逐步随着客户的需求而增加,甚至有些扩展坞强大的功能已经模糊了笔记本和台式电脑的概念。随着笔记本电脑的外围设备增多,基于USB接口的连接情况也越来越多,再加上USB 3.0接口带来的高传输速率,扩展坞的另一种形态——USB HUB在2011年左右逐渐流行起来。截至2023年,扩展坞的功能越来越丰富,接驳能力也愈发强大,市面上不乏显卡扩展坞、HDD扩展坞、无线扩展坞等产品。

扩展坞有多种类型,如按连接方式划分可分为直连式、线连式、无线扩展坞,按功能划分可分为雷电扩展坞、USB集线器、显卡扩展坞等产品。

功能及用途

绝大多数现代笔记本电脑几乎可以搭配任何类型的扩展坞使用,从而扩展笔记本电脑的功能,同时也可以将将所有设备整合到一个节省空间的扩展坞中,从而帮助减少桌面上的混乱。具体来说,扩展坞可以将笔记本电脑像台式机那样连接到打印机、鼠标、键盘、显示器、外接HDD等设备,从而弥补轻薄笔记本电脑携带配件的不足,方便用户在有限的接口数量下同时使用多个设备。

通常情况下,有移动办公需求,希望将笔记本电脑改造到可以满足办公的状态,以及希望办公设备更紧凑的用户会用到扩展坞。此外,某些型号的扩展坞还提供紧急关闭、安全方面的其他功能。其中,紧急关闭功能的作用是,如果任何连接的设备因过度充电或其他问题而变得过热或开始出现故障,该功能将自动关闭任何连接的设备。某些扩展坞还内置安全功能,例如可为存储的信息提供额外数据保护的指纹扫描仪。

值得一提的是,老式笔记本电脑的扩展底座还提供防盗功能,只要使用专门配用的钥匙,将笔记本电脑与专用扩展设备锁在一起,笔记本电脑就无法从专用扩展设备上弹出。

输出接口类型

扩展坞主要包括4合1、5合1、6合1、7合1、9合1、10合1等主流扩展坞,以及更全面的12合1扩展坞。无论数量多少,接口主要包括视频接口(HDMI/DP/VGA)、USB接口、Type-C接口、充电接口、SD/TF接口、网线接口、3.5mm耳机接口。

分类

按连接方式分类

可分为直插式、线连式、无线扩展坞。直插式就是输入接口固定在扩展坞上,插在笔记本上能“一体化”;而线连式则在笔记本和扩展坞中间有10cm的软线连接。此外,无线扩展坞可以通过无线连接的方式与笔记本电脑进行数据传输,这种扩展坞通常使用 Wi-Fi、蓝牙或专用的无线协议等技术来提供视频输出、USB端口等连接选项。

按便利性分类

桌面扩展坞:适用于办公桌或家庭环境,用于将计算机连接到外部显示器、键盘、鼠标和其他外设,以扩展计算机的功能和连接选项,例如老式笔记本电脑的扩展底座、显卡扩展坞、HDD扩展坞。

移动扩展坞:适用于移动办公或旅行,用于将笔记本电脑或平板电脑连接到外部显示器、键盘、鼠标和其他外设,以提供更便捷的工作环境。

按功能分类

雷电扩展坞:这种扩展坞专为支持雷电技术的设备而设计,雷电技术是一种高速数据传输和显示连接标准。雷电扩展坞通常提供多种连接选项,包括雷电接口、USB 端口、视频输出、以太网端口等。

USB集线器:USB集线器较为常见,可以与拥有USB接口的各种设备配合使用,如笔记本电脑、平板电脑和智能手机。USB扩展坞通常提供额外的USB端口、视频输出、以太网端口和其他连接选项,允许用户将多个外围设备和配件连接到其设备。

显示器扩展坞:这种扩展坞主要用于将笔记本电脑连接到投影仪或外接显示器,通常提供VGA、HDMI等视频输出接口以及USB、以太网接口。

音频扩展坞:这种扩展坞专为音频设备(例如智能手机或MP3播放器)而设计,它们通常提供音频连接选项,例如扬声器、麦克风、耳机插孔,有时还提供充电功能等附加功能。

显卡扩展坞:这种扩展坞在提供USB等接口的同时,还可以内置一张独立显卡,从而为笔记本电脑提供更强的图形性能。

硬盘扩展坞:这种扩展坞通常会提供USB、RJ-45、HDMI、DP等接口,而且还会内置了硬盘,从而兼顾扩展坞和外接硬盘的功能。

以太网扩展坞:通过以太网接口连接计算机局域网或互联网,提供网络连接选项。

发展历程

扩展坞的历史可以追溯到计算机发展的早期阶段。随着计算机技术的不断发展,人们对设备接口和功能的要求也越来越高。最初的扩展坞是为了通过添加插槽来扩展计算机的功能,以便可以连接更多的设备。随着技术的进步,扩展坞逐渐演变成更小、更便携的形式,例如USB HUB、雷电扩展坞等。

端口复制器的发明

在1995年前后,随着用户对笔记本扩展性的要求,笔记本机身上的接口变得越来越多,某些接口已经开始采用接口连线的方式,只在机身上保留一个很小的连线接口,然后在这根连线的另一端来提供标准接口。这种设计在笔记本网卡和MODEM上经常见到,被亲切的称做“小辫子"。后来笔记本开始了以”小型化"为主导思想的革命,接口问题就更突出了,以至于本来应该内置的VGA显示器接口、COM接口,LPT接口相继被转移到"小辫子”上。目前这种“小辫子"的主要用于那些迷你笔记本上,通常都随笔记本赠送,是笔记本的标准配件。

1996年,东芝首先推出了全球首款配备扩展坞、可以与台式机联动的笔记本东芝Tecra 720CT。

随着各种”小辫子"不断增多,这种设计已经越来越不方便,所以以增加端口数量为主要目的的产品——端口复制器就应运而生了。端口复制器可以说是把多个“小辫子"集成在一起,然后通过一条线接在机身一个专用接口上,这样的设计不但进一步减少了接口在机身上所占用的体积,更解决了“小辫子"太多容易丢失的缺点。目前市场上大部分的轻薄笔记本都设计有端口复制器,不过端口复制器通常都不是标准配件,需要单独购买而且价格不菲。

扩展底座的诞生于发展

与前两种扩展设备相比,扩展底座的功能就更强了。通常我们把带有光驱的扩展坞称为扩展底座,扩展底座在中国市场最早见于IBM的570系列笔记本上。当时570系列笔记本为了减小体积降低重量,把移动办公时不常用到的光驱和软驱舍弃了。为了弥补没有光软所带来的不便,IBM就把光驱、软驱以及各种接口设计成了一个底座,在桌面上使用时可以把笔记本放到底座上。这样570又变成了一款强大的全内置机型。这种设计让570在不牺牲性能的前提下减少了体积和重量,成为了当年最佳设计机型。

后来的IBM240,康柏电脑 M300等笔记本都采用了类似的设计,值得一提的是M300的底座上还设计了JBL音箱,解决了轻薄笔记本音量太小的弊病。与端口复制器仅仅是把本应在机身上的端口转移到端口复制器上不同,扩展底座中通常还带有额外的控制器,例如千兆以太网控制器更多的USB接口和EEE1394接口等控制器,把笔记本的功能进一步扩展。

这几年随着笔记本小型化、多元化的发展,扩展坞也不断发展壮大,功能也逐步随着客户的需求而增加,甚至有些扩展坞强大的功能已经模糊了笔记本和台式机的概念,下面笔者就给您介绍几款比较经典的扩展坞产品。

在2005年左右,随着笔记本小型化、多元化的发展,扩展坞也不断发展壮大,功能也逐步随着客户的需求而增加,甚至有些扩展坞强大的功能已经模糊了笔记本和台式电脑的概念。如IBM X系列的底座成了市场中最常见的底座之一,它集成了软驱、CD-ROM以及USB、PS/2等接口通过一个设置在X系列下面的专用扩展口连接,直接扣在上面就可以,使用起来非常方便,弹出时需要先在系统程序中弹出底座,然后再硬件弹出。此外,当年较为普及的笔记本电脑扩展坞还有IBM 2631、戴尔股份有限公司 D/Dock、ThinkPad Dock 3547、targus PA090等。

随着笔记本电脑逐渐向轻薄路线发展,扩展坞也在形态上也趋向于小型化。如在ThinkPad在2010年发布的T/R/Z60系列高级迷你扩展坞就在体积上变得更为小巧,同时其接口也非常丰富。此外,在2012年外设厂商Targus还发布了一款自带供电的USB 3.0扩展坞,体型上相比ThinkPad的T/R/Z60系列高级迷你扩展坞更为小巧。

形态和功能逐渐丰富

随着笔记本电脑的外围设备增多,基于USB接口的连接情况也越来越多,再加上USB 3.0接口带来的高传输速率,扩展坞的另一种形态——USB HUB(即USB集线器)在2011年左右逐渐流行起来,而笔记本电脑的扩展底座也逐渐淡出人们的视野。USB HUB是将一个USB接口转换成多个USB接口,供智能手机、平板电脑移动硬盘、硬盘座等众多USB接口设备同时使用。

在2015年之前,市面上多数USB HUB均通过USB-A接口与笔记本电脑连接,随着USB-C接口在笔记本电脑上逐渐普及,2015年的CES Asia上,ANKER展示了通过USB-C接口与电脑连接的USB集线器以太网控制器转换器,这款Type-C Hub已经实现了高达5Gbps的数据传输,同时还配有网卡转换接口,1Gbps的以太数据速度使"没有无线网"不再可怕,因为插入网线即可为MacBook提供稳定的网络环境。

截至2023年,扩展坞的功能越来越丰富,接驳能力也愈发强大。如威腾电子就在2020年发布了针对游戏笔记本电脑的WD_BLACK D50 NVMe SSD游戏扩展坞。不同于常见的USB集线器,这款扩展坞的尺寸为55mm×120mm×120mm,形似一个黑色“弹药箱”,提供多个USB接口以及音频、网络、DP、雷电3接口,而且它内置了一块采用PCIe 3.0 x4接口设计的WD SN730 SSD,以解决游戏本可能存在SSD容量不够的问题。此外,DOCKCASE在2021年发布的可视化智能扩展坞,它在整体外观上与USB HUB基本相同,但额外配备了1.3英寸的屏幕,可以显示HDMI显示器信息、PD充电设备的信息,以及接入设备的充电功率、传输标准、实时温度和视频输出的分辨率等,从而让用户了解到各个设备是否工作正常。

值得一提的是,除了我们常见的USB集线器,扩展坞还有多个产品分支。如戴尔外星人就在2014年12月发布了显卡扩展坞。这款显卡扩展坞通过PCIe通道链接Alienware 13笔记本电脑,在提供4个USB 3.0接口的同时,还能兼容一个全场、双高度、最高功率为375W的独立显卡,从而让Alienware 13的用户获得台式机一般的游戏体验。

即便轻巧便携、功能丰富的各种扩展坞大行其道,但少数厂商仍然在推出一些形似底座的笔记本电脑扩展坞。如联想在2023年发布了ThinkBook Wireless Dock无线扩展坞,这款扩展坞能够为ThinkBook13x Gen 2等符合标准的笔记本提供无线充电,同时还具备无线HUB功能,支持HDMI显示输出,并有三个USB type-A接口和一个USB type-C接口,还利用 Wi-Fi 6、接触式电源和通用无线充电技术全面革新扩展坞的使用方式,解决移动办公和办公室工作时,众多电缆布置的麻烦场景,从“PnP”发展到更简单的“即放即用”体验。此外,这款无线扩展坞采用功率by-Contact技术,可为兼容的笔记本电脑无线充电,输出功率可达65W,而边上的无线充电垫则能够为手机无线充电,输出功率可达10W。同时,该款产品可以判断笔记本电脑何时放在上面,确保Power-by-Contact处在最大功率。

优缺点

扩展坞提供了一种便捷、高效的方式来扩展笔记本电脑或其他手持移动设备的功能,从而为各种使用场景提供类似台式机的体验并提高工作效率,同时扩展坞也存在兼容性受限、接口可用性有限等缺点。

优点

扩展连接能力:扩展坞通常提供各种端口和连接器,例如USB、HDMI、DP、以太网、音频等,允许用户将笔记本电脑或便携式设备连接到其他外接设备和配件,所以用户能够扩展笔记本电脑的功能,比如连接显示器、移动硬盘、打印机、键盘、鼠标等。

体验类似台式机:扩展坞可以为使用笔记本电脑的用户提供类似台式机的体验。因为在扩展坞的加持下,笔记本电脑可以连接显示器、键盘、鼠标等设备,这可以提高生产效率,特别是对于需要长时间使用外围设备或需要多个显示器的任务。

连接方便:扩展坞的连接通常较为简便,用户通常只需使用一根线缆将笔记本电脑或设备连接到扩展坞,扩展坞通常还可以在连接时为笔记本电脑充电,所以用户就无需单独连接和断开多个外接设备,从而节省时间并避免桌面混乱。

数据传输稳定:通过物理连接或网络连接,提供稳定和高速的数据传输能力。

便携性好:小巧轻便的设计,适合在办公室、家庭或旅行中使用。

缺点

兼容性受限:笔记本电脑的扩展底座通常是为特定笔记本电脑型号或品牌而设计,所以这种扩展坞的兼容性受限,可能无法与所有笔记本电脑或便携式设备兼容。

灵活性受限:部分扩展坞可能需要专有连接设备或驱动程序,从而限制扩展坞的灵活性和多功能性。

可能不适用于老旧设备:较新的笔记本电脑或便携式设备可能与较旧的扩展坞不兼容,反之亦然。例如市面上存在较多采用USB-C接口连接笔记本电脑的扩展坞,而较为老旧的笔记本电脑并不支持USB-C接口。

使用场景

扩展坞多在办公、商务及日常娱乐场景中使用,如在办公场景下可以将笔记本电脑连接到外部显示器、键盘和鼠标,提供更舒适的工作环境;在影音娱乐场景下可将平板电脑连接到音响系统或大屏幕电视,享受更好的音画效果;在设计创作场景下,则可以连接数位板、摄像头等创作设备,提供更方便的操作和更高的效率。

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