Der Universal Serial Bus Port ist wahrscheinlich der am häufigsten benutzte und leicht erkennbare PC-Konnektivitätsstandard, der an moderner Hardware zu finden ist. So universell wie der rechteckige Anschluss und sein entsprechender Datenübertragungsstandard auch sind, ändern sich die Dinge mit der Einführung des USB Typ-C, der mit der Veröffentlichung des neuen CL100 Mini-PC sein Debüt in der IPC-Welt hat. Der kleinere, umkehrbare ovale Typ-C-Stecker ist in der Position, zu einem “Tu alles, was du willst”-Port zu sowohl für kommerzielle als auch für Industrie-PCs zu werden. Damit wird der Traum von einem universellen Verbindungsstandard zumindest in Teilen zur Realität. Wie bei jedem technologischen Wandel gibt es jedoch viel Raum für 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 Form Factors with Scale

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, der etwa zur gleichen Zeit angekündigt wurde (wir kommen gleich dazu). 

Die häufigste und bekannteste USB-Steckerform ist USB-Typ A, der derzeit an der überwiegenden Mehrheit von Computerausrüstung und Peripheriegeräten sowie an anderen Geräten verwendet wird. Dazu gehören auch die, welche seine Mini-A und Micro-A-Varianten nutzen (siehe Bild rechts). Standardmäßige USB Typ-A-Stecker sind rechteckig und gewannen Mitte der 90er Jahre an Popularität. Sie 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, ist jedoch elektrisch identisch zu den USB Typ-A-Steckern. USB Typ-B-Stecker werden häufig an Druckern genutzt, aber sie sind 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 – von Tablets und tragbaren GPS-Geräten bis hin zu Mobiltelefonen.

USB Type-C CableDer neue USB Typ-C-Stecker ist kleiner, oval, symmetrisch geformt und umkehrbar. Das bedeutet, es gibt keinen Weg ihn “falsch herum” anzuschließen. Eine der häufigsten Beschwerden zu USB Typ-A wird dadurch beendet. USB Typ-C ist dafür vorgesehen, die anderen bestehenden USB-Formfaktoren zu ersetzen und Hardware-Herstellern eine zukunftssichere, voll ausgestattete Option zur Standardisierung zu bieten. 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

Es ist wichtig, 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. Die Standards, welche die Leistung von USB bestimmen, werden stattdessen als numerischer Wert wie USB 2.0 oder 3.1 ausgedrückt.

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

Es gibt einen Punkt, der an dieser Stelle geklärt werden soll: Die Gruppe, welche die Entwicklung von USB-Standards beaufsichtigt, das USB Implementers Forum, hat den USB 3.1 im Juli 2013 eingeführt und dabei 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 werden würde. 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 gegenüber den 10 Gbit/s und einer Ausgabe von bis zu 100 W beim USB 3.1 Gen 2. 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, kann angenommen werden, dass die Datentransfergeschwindigkeit mit 5 Gbit/s am höchsten ist.

USB 2.0 and USB 3.0 ports

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

Die Übertragungsgeschwindigkeiten sind natürlich sehr wichtig zu verstehen, 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 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 with Logo

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

Es ist jedoch zu beachten, dass, während die Datentransferraten von USB 3.1 Gen 2 beeindruckend sind, viele Geräte noch nicht in der Lage sind, 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 USB-Kabels, das verwendet wird (mehr dazu später).

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. Dies ist ein großer Sprung nach vorne gegenüber dem vorherigen USB 2.0-Standard, der zu 2,5 Watt Leistung fähig war und USB 3.0, der 4,5 W ausgeben kann. Natürlich ist es wieder einmal sehr wichtig zu wissen, ob es sich bei dem USB-Port, den Sie benutzen, unabhängig vom Steckertyp, um einen USB 2.0, 3.0 oder 3.1 Port handelt, um sicherzustellen, dass die Geräte, die Sie über USB mit Strom versorgen möchten, mit der erforderlichen Wattzahl versorgt werden.

USB Speed and Power Comparison Chart

Auch hier gilt, obgleich USB Typ-C und USB 3.1 manchmal synonym verwendet werden (aufgrund ihrer praktisch gleichzeitigen Veröffentlichung), sie nicht ein und dasselbe sind. 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, um weitere Verwirrungen zu 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 Type-C Adapters

Eine letzte Variable, die zu berücksichtigen ist, wenn man versucht, das volle Potenzial der USB 3.1-Übertragungsraten sowie der Leistungsabgabe voll auszunutzen, ist das USB-Kabel. Im Falle eines Datentransfers müssen alle drei Teile der Datengleichung mit USB 3.1 kompatibel sein, inklusive der Quelle (Ihr Computer), dem USB-Kabel und dem Zielgerät (eine Festplatte oder ein anderes System). Kabel, die USB 3.1 unterstützen und Daten bei bis zu 10 Gbit/s übertragen können, sind mit zwischen 15 und 18 Drähten konstruiert. USB 2.0-Kabel hingegen enthalten nur 5 oder 6 Kabel.

Die zusätzlichen Drähte in USB 3.1-Kabeln ermöglichen eine ultra-schnelle Datenübertragung sowie einen drastischen Anstieg der Leistungsabgabefähigkeit, aber sie sehen auch zusätzliche Funktionen vor. Beispielsweise können USB 3.1-Verbindungen auch DisplayPort-Fähigkeiten bieten, vorausgesetzt, die Hardware und das Kabel sind kompatibel. Das ermöglicht eine 4K-Videoausgabe, Datentransfer, Leistungsabgabe und sogar die Leistungsaufnahme über ein einziges Kabel. Mit diesen neuen Fähigkeiten bedeutet die Erstellung eines neuen Standard-Ports (USB Typ-C), dass irgendwann bald die überwiegende Mehrheit von Verbindungen deutlich weniger Kabel erfordern könnte.

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:

    • USB Typ-C ist NICHT dasselbe wie USB 3.1.
        • USB Typ-C beschreibt NUR den physischen Stecker
      • USB 3.1 beschreibt 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, aber Adapter sind leicht erhältlich.

Wenn Sie weitere Fragen haben oder mit einem unserer Lösungsspezialisten über ein kommendes Projekt sprechen möchten, das einige der hier dargestellten USB-Standards umfasst, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.

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