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USB Typ-C und USB 3.1 – wir klären die Unterschiede

Von ·Kategorien: Technik erklärt·Published On: Juli 21st, 2020·8 min read·

Der Universal Serial Bus Port ist wahrscheinlich der am häufigsten benutzte und leicht erkennbare PC-Konnektivitätsstandard an moderner Hardware. So universell wie der rechteckige Anschluss und sein entsprechender Datenübertragungsstandard auch sind, ändern sich die Dinge mit der Einführung des USB Typ-C. Dieser hat sein Debüt in der IPC-Welt mit der Veröffentlichung des neuen CL100 Mini-PC. Der kleinere, umkehrbare ovale Typ-C-Stecker wird zu einem “Tu alles, was du willst”-Port sowohl für kommerzielle als auch für Industrie-PCs. Damit wird der Traum von einem universellen Verbindungsstandard zumindest in Teilen zur Realität. Wie bei jedem technologischen Wandel gibt es jedoch viel Verwirrung, während der USB Typ-C und der neue USB 3.1-Standard ihren Weg auf den Markt finden. Was genau ist also ein USB Typ-C und wie verbessert er sich gegenüber seinen Vorgängern?

Was ist USB Typ-C?

USB-Formfaktoren

Typ-C bezieht sich auf die physische Form des neuesten USB-Steckers. Der USB Typ-C-Stecker ist nicht zu verwechseln mit dem neuen USB 3.1 Standard. Dieser wurde etwa zur gleichen Zeit angekündigt. Dazu kommen wir gleich noch. 

Die häufigste und bekannteste USB-Steckerform ist USB-Typ A. Diese wird derzeit an der überwiegenden Mehrheit von Computerausrüstung und Peripheriegeräten sowie an anderen Geräten verwendet. Dazu gehören auch die, welche seine Mini-A und Micro-A-Varianten nutzen (siehe Bild rechts). Standardmäßige USB Typ-A-Stecker sind rechteckig. Sie gewannen Mitte der 90er Jahre an Popularität und haben eine deutliche Ober- und Unterseite. Das erfordert eine korrekte Orientierung, um sie einzustecken und ist ein vielfach bemängeltes Merkmal eines Designfehlers.

Der eher quadratisch geformte USB Typ-B ist etwas weniger verbreitet. Jedoch ist er elektrisch identisch zu den USB Typ-A-Steckern. Hingegen werden USB Typ-B-Stecker häufig an Druckern genutzt. Daneben sind sie auch an einigen Bildschirmen und USB-Hubs zu finden. Die Mini-B und Micro-B-Stecker sind wie ihre Typ-A-Gegenstücke an einer großen Bandbreite von Elektronik zu finden. Das reicht von Tablets und tragbaren GPS-Geräten bis hin zu Mobiltelefonen.

USB Typ-C-KabelDer neue USB Typ-C-Stecker ist kleiner, oval, symmetrisch geformt und umkehrbar. Das bedeutet, man kann ihn nicht “falsch herum” anschließen. Dadurch wird eine der häufigsten Beschwerden zu USB Typ-A beendet. USB Typ-C ist dafür vorgesehen, die anderen bestehenden USB-Formfaktoren zu ersetzen. Damit bietet er Hardware-Herstellern eine zukunftssichere, voll ausgestattete Option zur Standardisierung. Dennoch beginnt der Industrie-PC-Markt (IPC) gerade erst damit, sich mit der Integration von USB Typ-C-Steckern in die neueste Generation kommerzieller Geräte zu befassen. Gleichzeitig werden USB Typ-C-Ports immer häufiger an mobilen Geräten und Verbraucher-Hardware wie dem neuesten Macbook von Apple verwendet.

Analyse der USB-Datenübertragungsraten

Wichtig ist, zwischen dem Formfaktor eines gegebenen USB-Ports wie dem Typ-A oder Typ-C und den Datenübertragungsraten sowie der über diesen Anschluss verfügbaren Stromversorgung zu unterscheiden. Stattdessen werden die Standards, welche die Leistung von USB bestimmen, numerisch als USB 2.0 oder 3.1 ausgedrückt.

In Bezug auf die Übertragungsraten bot die USB 1.0-Spezifikation, die im Jahr 1996 eingeführt wurde, voraussichtlich eine maximale Datenübertragungsrate von 12 Megabit pro Sekunde. Im Gegensatz dazu verspricht der neueste USB 3.1 SuperSpeed+-Standard eine Datentransfergeschwindigkeit von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde, was 10.000 Megabit oder 1.25 Gigabit entspricht! Er ist auch als USB 3.1 Gen 2 bekannt.

Das USB Implementers Forum hat den USB 3.1 im Juli 2013 eingeführt. Dabei wurde auch angekündigt, dass der frühere USB 3.0-Standard (eingeführt im Jahr 2008) von da an als USB 3.1 der ersten Generation (Gen 1) bezeichnet wird. Leider werden sowohl USB 3.0 als auch USB 3.1 Gen 1 häufig verwendet, um den Standard von 2008 zu beschreiben, da so viele USB 3.0-Produkte bereits erhältlich waren. Die definierenden Merkmale des USB 3.0 (alias USB 3.1 Gen 1) sind seine Datenübertragungsrate von 5 Gbit/s und die Leistungsabgabe von 4,5 W. Im Gegensatz dazu hat der USB 3.1 Gen 2 eine Datenübertragungsrate von 10 Gbit/s und eine Ausgabe von bis zu 100 W. Die bloße Angabe, dass ein USB-Port “USB 3.1” unterstützt, liefert nicht das volle Bild seiner Fähigkeiten. Wenn ein Anschluss jedoch als USB 3.0 (anstatt 3.1) gekennzeichnet ist, ist anzunehmen, dass die Datentransfergeschwindigkeit mit 5 Gbit/s am höchsten ist.

USB 2.0 und USB 3.0 Ports

USB 2.0 (schwarze Einsätze) und USB 3.0 (blaue Einsätze)

Kennzeichnung der USB-Ports

Die Übertragungsgeschwindigkeiten sind natürlich sehr wichtig, wenn Sie Geräte über USB anschließen. Aufgrund des großen Sprunges der Geschwindigkeitsfähigkeiten selbst zwischen USB 2.0 (480 Mbit/s) und USB 3.0 (5 Gbit/s) kennzeichnen viele Hersteller (wenn auch nicht alle) Typ-A USB 3.0-Ports derzeit mit blauen Einsätzen. Insbesondere ist das der Fall, wenn sie nicht am selben Gerät wie USB 2.0-Ports erscheinen. Alternativ wird das USB SuperSpeed Logo (siehe unten) oder seine Abkürzung “SS” zur Kennzeichnung von USB 3.0-Ports verwendet, vor allem wenn alle USB-Ports an einem bestimmten Gerät USB 3.0 sind wie beim CL100.

USB 3.0 Ports mit Logo

USB 3.0 Type-A (links) und USB 3.0 Type-C (rechts)

Jedoch sind trotz der beeindruckenden Datentransferraten von USB 3.1 Gen 2, viele Geräte noch nicht fähig, mit 10 Gigabit pro Sekunde zu lesen oder zu schreiben. Außerdem basieren die tatsächlichen Geschwindigkeiten auf den Host- und Zielgeräten sowie auf den Fähigkeiten des verwendeten USB-Kabels. 

Die Leistungsfähigkeiten des USB 3.1

Sogar die frühen Versionen des USB-Standards waren für die Stromversorgung verbundener Peripheriegeräte entworfen. Als die Technologie gereift ist, haben sich auch die Lade- und Stromversorgungsmöglichkeiten von USB entwickelt. Sowohl USB 3.0 als auch USB 3.1 unterstützen die USB Power Delivery Specification (USB PD). Dabei bietet USB 3.1 bis zu 20 Volt Leistung bei 5 amps für eine potenzielle Gesamtleistung von 100 Watt durch unterstützte Hardware. Damit ist dies ist ein großer Sprung nach vorne gegenüber dem vorherigen USB 2.0-Standard. Er war zu 2,5 Watt Leistung fähig. Hingegen konnte USB 3.0 bereits 4,5 W ausgeben. Natürlich ist es wichtig zu wissen, ob es sich bei dem von Ihnen verwendeten USB-Port, unabhängig vom Steckertyp, um einen USB 2.0, 3.0 oder 3.1 Port handelt. So stellen Sie sicher, dass die Geräte, die Sie über USB mit Strom versorgen möchten, mit der erforderlichen Wattzahl versorgt werden.

USB-Ports: Geschwindigkeit und Leistung im Vergleich in einer Tabelle

Auch hier gilt: Aufgrund ihrer praktisch gleichzeitigen Veröffentlichung werden USB Typ-C und USB 3.1 zwar manchmal synonym verwendet. Jedoch sind sie icht ein und dasselbe. Sowohl USB Typ-A wie auch USB Typ-C-Stecker werden genutzt, um USB 3.0/3.1-Verbindungen zu erleichtern. Wir erwarten, dass die Mehrheit der IPC-Systeme weiterhin sowohl über USB Typ-A wie auch USB Typ-C-Stecker verfügt und die Datentransfergeschwindigkeiten sowie die Leistungsaufnahme von USB 2.0 und 3.0/3.1 für die absehbare Zukunft unterstützt. Es liegt bei den Herstellern, die USB-Ports entsprechend zu kennzeichnen. So lassen sich weitere Verwirrungen vermeiden. Erwarten Sie also, dass die oben abgebildeten SuperSpeed- und SuperSpeed+-Logos und -Symbole auf zukünftigen Geräten häufiger zu sehen sein werden.

Kabel-Kompatibilität & -Fähigkeiten

USB-Typ-C-Adapter

Nun noch eine letzte Variable, die zu berücksichtigen ist, wenn man versucht, das volle Potenzial der USB 3.1-Übertragungsraten sowie der Leistungsabgabe auszunutzen. Dabei handelt es sich um das USB-Kabel. Im Falle eines Datentransfers müssen alle drei Teile der Datengleichung mit USB 3.1 kompatibel sein. Dazu gehören auch die Quelle, also Ihr Computer, das USB-Kabel und das Zielgerät wie eine Festplatte oder ein anderes System. Kabel, die USB 3.1 unterstützen und Daten bei bis zu 10 Gbit/s übertragen können, sind mit 15 bis 18 Drähten konstruiert. Hingegen enthalten USB 2.0-Kabel nur 5 oder 6 Drähte.

Die zusätzlichen Drähte in USB 3.1-Kabeln ermöglichen eine ultra-schnelle Datenübertragung sowie einen drastischen Anstieg der Leistungsabgabefähigkeit. Allerdings sehen sie auch zusätzliche Funktionen vor. Beispielsweise können USB 3.1-Verbindungen auch DisplayPort-Fähigkeiten bieten. Dafür müssen die Hardware und das Kabel kompatibel sein. Das ermöglicht eine 4K-Videoausgabe, Datentransfer, Leistungsabgabe und sogar die Leistungsaufnahme über ein einziges Kabel. So bedeuten diese neuen Fähigkeiten für die Erstellung eines neuen Standard-Ports (USB Typ-C), dass irgendwann die meisten Verbindungen deutlich weniger Kabel erfordern könnten.

Fazit: Was Sie über USB Typ-C und USB 3.1 wissen sollten

Die Einführung des USB Typ-C und die entsprechende Veröffentlichung des USB 3.1 Gen 2 bieten einige sehr spannende Möglichkeiten für die heutigen Computereinrichtungen. Aber wie Sie gelesen haben, sorgen sie auch für ihren gerechten Anteil an der Verwirrung. Hier sind die wichtigsten Tipps:

    • Zuerst einmal sind USB 3.1 und USB Typ-C NICHT dasselbe.
        • Dabei beschreibt USB Typ-C NUR den physischen Stecker.
        • Außerdem beschreibt USB 3.1 NUR die tatsächlichen Fähigkeiten des Ports.
    • Ein Typ-A-Stecker zeigt nicht automatisch an, dass ein USB-Port die Datentransfergeschwindigkeiten von USB 3.1 Gen 2 (10 Gbit/s) unterstützt.
    • Der Begriff “USB 3.1” kann verwendet werden, um Ports zu beschreiben, die eine Datentransfergeschwindigkeit von entweder 5 Gbit/s (USB 3.0/3.1 Gen 1) oder von 10 Gbit/s (USB 3.1 Gen 2) unterstützen.
    • Die passenden Kabel und kompatible Hardware sind erforderlich, um die Datentransfergeschwindigkeiten, die Leistungsabgabe und zusätzliche Funktionen (wie 4K Video) zu maximieren, die von USB 3.1 geliefert werden.
  • USB 3.1 ist vollständig rückwärtskompatibel mit vorherigen Versionen. USB Typ-C ist nicht unbedingt rückwärtskompatibel aufgrund des neuen Formfaktors des Ports. Jedoch sind Adapter leicht erhältlich.

Haben Sie weitere Fragen? Oder möchten Sie mit unseren Lösungsspezialist:innen über ein kommendes Projekt sprechen, das einige der hier dargestellten USB-Standards umfasst? Wenden Sie sich gerne an uns. 

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