Was ist USB-C: Hintergrund und Überblick

Es gibt eine Reihe verschiedener Kabel und Anschlüsse, die Sie täglich zum Anschließen, Kommunizieren und Betreiben Ihrer elektronischen Geräte verwenden: HDMI, Display Port, Lightning (Apple), Thunderbolt und mehr. Alle diese Technologien wurden von verschiedenen Herstellern entwickelt, da sie alle mit unterschiedlichen Zwecken begannen. Wenn Sie jedoch über Kabel und Anschlüsse nachdenken oder sich auf sie beziehen, denken Sie in den meisten Fällen an den USB-Typ. Die Universal Serial Bus (USB)-Technologie ist ein Verbindungsstandard für viele verschiedene Arten von Verbrauchergeräten, darunter Computer, Tablets, Spielekonsolen und Telefone. Heutzutage verfügen unterstützte Geräte entweder über einen oder mehrere USB-Anschlüsse.

Es gibt eine Reihe verschiedener Kabel und Anschlüsse, die Sie täglich zum Anschließen, Kommunizieren und Betreiben Ihrer elektronischen Geräte verwenden: HDMI, Display Port, Lightning (Apple), Thunderbolt und mehr. Alle diese Technologien wurden von verschiedenen Herstellern entwickelt, da sie alle mit unterschiedlichen Zwecken begannen. Wenn Sie jedoch über Kabel und Anschlüsse nachdenken oder sich auf sie beziehen, denken Sie in den meisten Fällen an den USB-Typ. Die Universal Serial Bus (USB)-Technologie ist ein Verbindungsstandard für viele verschiedene Arten von Verbrauchergeräten, darunter Computer, Tablets, Spielekonsolen und Telefone. Heutzutage verfügen unterstützte Geräte entweder über einen oder mehrere USB-Anschlüsse.

Der USB-Standard erlebte vor zwei Jahrzehnten einen Boom, als er zur Verbesserung von Plug-and-Play-Zubehör entwickelt wurde. Tastaturen, Mäuse, Webcams und viele andere Peripheriegeräte wurden schnell über ein Kabel mit dem Computer verbunden, was sowohl die Kommunikation als auch die Stromversorgung ermöglichte. Die Bedienung und Funktionalität war einfach, sodass es völlig funktionierte, wenn man ein Gerät direkt an einen Anschluss anschloss. Geräte können dann entfernt werden, nachdem die Datenübertragung abgeschlossen ist oder bis das Gerät seine Kommunikation beendet. Aus diesem Grund wird diese Technologie auch als Hot-Swapping bezeichnet. Das bedeutet, dass Geräte bei eingeschaltetem Strom ein- und ausgesteckt werden können.

Mit den neuen USB-Standards sind die Zeiten vorbei, in denen zwei Anschlüsse erforderlich waren, um Daten und Strom zu trennen. Da Geräte, die etwas mehr Strom benötigen, diese auch über das USB-Kabel beziehen können. Dadurch konnte eine weitere Gruppe elektronischer Geräte wie tragbare Laufwerke, Telefone, Tablets und jetzt auch Laptops und Monitore mit Strom versorgt werden.

Die Entwicklung von USB

Vor 1995 Jahren sahen wir erstmals den Universal Serial Bus, der von Intel, IBM, Microsoft, NEC und den inzwischen nicht mehr existierenden Unternehmen Compaq, Nortel und DEC eingeführt wurde. Diese Unternehmen schlossen sich XNUMX zusammen, um mit der Entwicklung von USB zu beginnen, und nur ein Jahr später entwickelten weltweit bereits über fünfhundert USB-Produkte die Technologie weiter. In den kommenden Jahren entwickelte sich USB zur beliebtesten Technologie auf dem Markt der Unterhaltungselektronik.

Mit der Weiterentwicklung unserer Technologie und der Art und Weise, wie wir mit ihr interagieren, haben sich auch die USB-Spezifikationen und -Standards weiterentwickelt. Der USB-Standard wird derzeit vom USB Implementers Forum (USB-IF) gepflegt. Der Standard bezieht sich auf die verschiedenen Versionen und Übertragungsgeschwindigkeiten, beginnend mit USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x und dem neuen USB4. Insgesamt besteht der Hauptunterschied zwischen diesen Übertragungsprotokollen in der Übertragungsgeschwindigkeit. USB 1.0 und USB 2.0 sind ältere Übertragungsprotokolle mit langsamerer Geschwindigkeit. Und die am weitesten verbreiteten sind heutzutage USB 2.0 und USB 3.0. Normalerweise verwenden wir Notebooks, tragbare Festplatten und andere Geräte, die in der Regel mit USB 2.0 und USB 3.0 kombiniert sind.

USB 2.0 hat sich über ein Jahrzehnt lang als Schnittstellenstandard in der PC-Welt fest etabliert. Es bestand jedoch immer noch die Nachfrage nach mehr Bandbreite für moderne Geräte wie Speicher, Videoanwendungen, Videokameras und weitere Geräte. Die 480 Mbit/s, die USB 2.0 liefert, waren nicht mehr wirklich schnell.

Um den Geschwindigkeitsmangel zu überwinden, wird 2008 USB 3.0 eingeführt, dessen Spezifikation zehnmal schneller als USB 2.0 ist. Nur fünf Jahre später erlebten wir die Einführung von USB 3.1 und dann von USB 3.2. Und schließlich wurde letztes Jahr USB4 eingeführt. Neuere Versionen steigern die Kommunikationsraten immer weiter und verdoppeln sie sogar. Tatsächlich verdoppelt USB 3.1 die Geschwindigkeit von 3.0. Im Laufe ihrer Geschichte hat sich die USB-Schnittstelle von eher begrenzten 1.5 Mbit/s (1995 – USB 1.0) zu einer Verbindung entwickelt, die 40 Gbit/s erreichen kann (2019 – USB4).

USB-Anschlüsse und -Buchsen

USB wird normalerweise anhand der Art der Kabel und Anschlüsse erkannt und nicht anhand des Protokolls selbst. Viele elektronische Geräte verfügen über ein eigenes integriertes Kabel. Apple hat beispielsweise den Lightning-Anschluss entwickelt, um Zubehör mit geringem Stromverbrauch wie iPhones und iPads aufzuladen und anzuschließen. Im USB-Bereich werden jedoch auch andere Arten von Standardanschlüssen verwendet. Diese USB-Stecker ersetzen zunehmend andere Typen als Ladekabel tragbarer Geräte. Mit zunehmender Beliebtheit bei Geräten kamen auch andere Anschlüsse häufiger vor, was die USB-Landschaft verwirrte. Ein Stecker (das Ende eines Steckers) verfügt über verlängerte Anschlussstifte, die in eine passende Buchse passen, die als Buchse (Buchse oder Anschluss) bezeichnet wird. Die am häufigsten gesehenen Anschlüsse sind USB Typ A, Typ B, Mini-A, Mini-B, Mini-AB, Micro-B und Micro-AB.

Um die Unterscheidung verschiedener Funktionen und Versionen des USB weiter zu erleichtern, sind Anschlüsse und Stecker oft farblich gekennzeichnet. Normalerweise gelten folgende Farbkonventionen: Weiß für USB 1.0, Schwarz für USB 2.0, Blau für USB 3.0 und Blaugrün für USB 3.1. Modernere Geräte verfügen jedoch möglicherweise über einen oder zwei USB-Anschlüsse in den Farben Orange, Rot oder Gelb. Es ist wichtig zu beachten, dass diese neuen Farben nicht auf eine USB-Spezifikation wie 2.0 oder 3.0 hinweisen. Stattdessen bedeutet dies, dass der Anschluss immer mit Strom versorgt wird und der Ladevorgang möglich ist. Diese Farben zeigen auch an, dass sich der Anschluss im Ruhe- oder Standby-Modus eines Geräts nicht ausschaltet. Am häufigsten finden Sie diese Funktion an USB 3.0- oder 3.1-Anschlüssen.

Mit der Einführung von USB 3.1 erlebten wir den Aufstieg eines neuen und anderen Anschlusses, des herrlichen USB Typ-C. Jetzt als USB-C bezeichnet. Diese Stecker und Anschlüsse sind rechteckig mit vier abgerundeten Ecken. Der Stecker hat insgesamt 24 Pins. Es verwendet 4 Strom- und 4 Erdungspins, 2 Paare für High-Speed-USB, 4 abgeschirmte Paare für Super-Speed-Daten, zwei Seitenband-Nutzungspins und 2 Konfigurations- und Steuerpins. Es handelt sich um einen zukunftssicheren Steckverbinder, der bessere Funktionen bietet und nicht nur eine schnellere Datenverbindung, sondern auch mehr Leistung ermöglicht.

USB-C: Das nächste Level

Ausgehend von seinem physischen Aspekt bezieht sich USB-C auf seinen besonderen Steckertyp und einige Spezifikationen für die Verkabelung dieser Kabel. Der erste USB-C folgte dem USB 3.1-Protokoll, wodurch diese neue Spezifikation eine schnellere Übertragungsgeschwindigkeit ermöglichte. Wie oben erwähnt, erkennt man schnell, dass USB 3.1 innen und auch am Anschlussport meist blau gefärbt ist. Da USB-C kleiner ist als seine Vorgängerversionen, passt es perfekt in kleinere und jetzt flachere Geräte wie Ultrabooks, Tablets, Smartphones und andere.

Der Clou am USB-C-Anschluss ist, dass er wirklich universell einsetzbar sein soll. Die Idee, ein Ladegerät zu haben, mit dem Sie alle Ihre elektronischen Geräte aufladen können, ist ein weiterer wichtiger Aspekt von USB-C. Es handelt sich nicht um einen weiteren neuen Anschluss, der Ihre Taschen für neue Kabel leeren soll. Abwärtskompatibilität mit USB 3.0- und 2.0-Anschlüssen ist verfügbar. Aber das Coolste an dieser neuen Verbindungsart ist wohl, dass sie ohne Ausrichtung nach oben oder unten eingesteckt werden kann (ähnlich wie der berühmte Lightning von Apple). Mit dieser kleinen, aber praktischen Funktion können Sie einen USB-C-Stecker in beide Richtungen anschließen und es funktioniert trotzdem einwandfrei.

Die USB-C-Schnittstelle erfreut sich seit ihrer Einführung im Jahr 2014 großer Beliebtheit. Es überrascht nicht, dass das Europäische Parlament am 31. Januar 2020 für die Standardisierung von Ladegeräten für Kommunikationsgeräte gestimmt hat, um die Menge des erzeugten Elektroschrotts zu reduzieren. Diese Standardisierung kann dazu führen, dass einige Hardwarehersteller die USB-C-Schnittstelle übernehmen oder mit Geldstrafen oder Vertriebsbeschränkungen in der EU rechnen müssen. Google hat in der Vergangenheit erklärt, dass es sich an die USB-Typ-C-Spezifikationen hält. Sie erwähnten, dass die Verbraucher damit rechnen könnten, es in vielen Chromebooks und Android-Telefonen zu sehen. Auch Apple hat seine Produkte auf USB-C ausgerichtet, da man davon überzeugt ist, dass dies die Zukunft der Anschlüsse sein wird.

USB-C: Funktionen und Kompatibilität

Mit der Einführung von Power Delivery 1.0 sahen wir erstmals die Möglichkeit, größere Geräte über den USB-Bus mit Strom zu versorgen. Diese Technologie ermöglichte die maximale Funktionalität von USB, indem sie eine flexiblere Stromversorgung und Daten über ein einziges Kabel ermöglichte. USB-C ist sowohl für Daten als auch für die Stromversorgung außerordentlich anpassungsfähig. Die erste Version von USB-C konnte bis zu hundert Watt Leistung und bis zu 10 Gbit/s übertragen. Im Vergleich zu den anderen ein beachtlicher Fortschritt. Diese Leistung bedeutet, dass Sie einen 4K-Monitor betreiben, ein superschnelles SSD-RAID darin betreiben und sogar Ihren Laptop damit vollständig aufladen können.

Andere Protokolle nutzen USB-C als neue Schnittstelle, etwa Thunderbolt3, DisplayPort, MHL und HDMI. Der Videoausgang über USB-C ermöglicht eine reibungslose Videoausgabe durch Streaming des nativen Videos des Geräts auf diese Protokolle mithilfe des USB-C-Alternate-Modus. Diese Alternative wird durch die Verwendung eines Dongles erreicht. Apple wurde bekanntermaßen dafür kritisiert, alle Erweiterungsanschlüsse außer USB-C aus seiner MacBook-Reihe entfernt zu haben. Verbraucher müssen Dongles mitbringen, die USB-C an die von ihnen benötigte Schnittstelle anpassen. Durch den Einsatz von Dockingstationen konnte dieses Problem schnell behoben werden. Dockingstationen ermöglichen das Anschließen mehrerer Geräte an das Gerät über nur einen USB-C-Anschluss/Thunderbolt-Anschluss.

DisplayPort über USB 3.1 unterstützt 4K (3840×2160) und sogar bis zu 5K (5120×2880). Wenn alle 4 PCIe-Lanes für die Videoausgabe reserviert sind.

VR-Headsets wie Oculus Quest ermöglichen das Streamen des gesamten VR-Erlebnisses von einem Computer über einen einzigen USB-C-Anschluss. Und was die Audiofunktionen betrifft, unterstützen Audioadapter über USB-C die Geräteklasse 3.0-Spezifikation (digital) oder den Audioadapter-Zubehörmodus (analog). Der Modus hängt davon ab, ob es sich bei dem Kabel um einen aktiven Adapter (eingebauter DAC) oder einen passiven Adapter (kein DAC) handelt.

Derzeit fördern einige Mobiltelefonhersteller bewusst die Übertragungsgeschwindigkeit von Mobiltelefonen über den USB-C-Anschluss. Diese Ansicht kann irreführend sein. Nur die Typ-C-Schnittstelle mit USB 3.1-Protokoll verfügt über eine schnellere Übertragungsgeschwindigkeit. Aufgrund des Alternate Mode sollen auch USB-Kabel mit Schutzvorrichtungen ausgestattet sein, um Schäden zu verhindern, was in der Anfangszeit nicht immer der Fall war. Sowohl die Hardware als auch die Kabel wurden jedoch verbessert, sodass die Kabel das Gerät sicher schützen, wenn sie an verschiedenen elektronischen Geräten verwendet werden, die möglicherweise nicht die maximale Leistungsaufnahme unterstützen.

Zusammenfassend sind dies einige der wichtigsten und weiteren Einsatzmöglichkeiten für USB-C:

• Dockingstationen ermöglichen das Anschließen mehrerer Geräte an das Gerät über nur einen USB-C-Anschluss/Thunderbolt-Anschluss.

• Einige neue Monitore basieren auf dem USB-C-Anschluss. Sie benötigen kein separates HDMI-, DisplayPort- oder VGA-Kabel mehr.

Bei StorageReview haben wir mehrere Monitore überprüft, die jetzt USB-C als Übertragungsprotokoll verwenden. Weitere Optionen finden Sie hier: https://www.storagereview.com/consumer

• Mit Oculus Quest kann das gesamte VR-Erlebnis von einem Computer über einen einzigen USB-C-Anschluss gestreamt werden.

Schlussfolgerung

Der USB-C-Anschluss bietet einen kompakten und effizienten Ersatz für den alten USB-Anschluss, ohne dabei den Zweck aus den Augen zu verlieren, den USB erfüllen sollte. Da USB-C bei fast jeder neuen Hardware Standard ist, ermöglicht dies auch bequemere Verbindungen. Von Projektoren, Telefonen, Netzwerkadaptern und jeder Menge anderer Geräte, die Sie sich vorstellen können. Jetzt können Geräte problemlos über diesen robusten und universellen Anschluss mit Strom versorgt werden, da das Laden von Geräten und die Übertragung von Daten schnell und einfach ist und bis zu 100 Watt geliefert werden. Mit dieser Leistung können USB-C-Kabel Ultra-HD 4K-Videoauflösung auf USB-C- und HDMI-Displays übertragen. Das bedeutet eine vierfache Auflösung im Vergleich zu herkömmlichem High Definition.

Da USB4 vor der Tür steht, haben sich Branchenführer wie Apple, Google und Samsung für USB-C entschieden. Diese Technologie ist auch auf verschiedenen Betriebssystemen wie iOS, Android, Windows und mehr zu Hause. Endlich können wir uns auf unsere Kreativität konzentrieren und müssen uns keine Gedanken darüber machen, ob wir das richtige Ladekabel haben. Durch die Möglichkeit, Ihr Telefon an dasselbe Ladegerät wie Ihr Tablet, Ihren Laptop oder Ihre Kopfhörer anzuschließen, können wir mit USB-C die Anzahl der Bausteine ​​in der Tasche reduzieren.

USB-IF

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