USB-C en USB 3.1, USB 3.2, USB4 en USB4 V2 uitgelegd

By ·Categorieën: Techniek uitgelegd·Published On: september 13th, 2023·12,6 min read·

De USB-poort (Universal Serial Bus) is misschien wel de connectiviteitsstandaard in moderne hardware die we het meest gebruiken en het gemakkelijkst herkennen. Maar, zo universeel als deze rechthoekige poort en de diverse standaarden voor gegevensoverdracht ook zijn, met de introductie van USB Type C, dat steeds vaker Type-C, USB-C of USB C wordt genoemd, is er toch wel het een en ander veranderd. In deze blog bespreken we alle details over USB-C poorten, standaarden en protocollen – je kunt dit zien als je ultieme gids voor USB-C.

De ultieme gids voor USB Type C

De kleinere, ovale en omkeerbare USB Type C-connector is zo’n beetje de standaardpoort aan het worden voor zowel commerciële als industriële computers. Zo is de droom van een universele standaard werkelijkheid geworden, althans gedeeltelijk. Maar zoals bij elke technologische verandering is er ook bij USB-C veel ruimte voor verwarring.

De verschillende overdrachtsnelheden van USB 3.0, USB 3.1, USB 3.2 en nu USB4 en USB4 versie 2 hebben het er niet duidelijker op gemaakt. Wat is USB Type C? In welk opzicht is het beter dan zijn voorgangers, Type-A en Type-B? Wat is de snelheid van USB-C en wat betekenen al deze getallen?

Bekijk onze Tech Edge-video over dit onderwerp en lees verder voor meer informatie. Let wel: onderstaande tekst bevat informatie over een aantal updates van de standaard die na het maken van deze video zijn doorgevoerd.

Wat is USB-A?

De meest voorkomende en bekendste USB-connector is USB-A, eenvoudiger omschreven als USB A of USB Type-A. Deze rechthoekige poort wordt momenteel gebruikt op de meeste computerapparatuur en randapparatuur en op veel andere apparaten. (Dit is echter snel aan het veranderen en USB Type-C wordt steeds gangbaarder.)

USB Type A wordt ook op vele andere apparaten gebruikt, waaronder apparaten die de Mini-A- en Micro-A-varianten gebruiken (zie de afbeelding hierboven). De standaard USB-A-connectors werden halverwege de jaren 90 steeds populairder. Ze hebben een duidelijke boven- en onderkant. Je kunt ze dus alleen in de goede oriëntatie gebruiken.

Wat is USB-B?

De USB Type-B is iets vierkanter. Elektrisch gezien zijn ze echter identiek aan USB Type-A-connectors. USB Type-B-connectors worden regelmatig gebruikt op printers. Je vindt ze echter ook op een aantal monitoren en USB-hubs. De Mini-B- en Micro-B-connectors vind je net als hun Type-A-tegenhangers op een breed scala aan elektronica, van tablets en draagbare GPS-apparatuur tot mobiele telefoons.

Wat is USB-C?

USB C verwijst naar de fysieke vorm van de nieuwste USB-connector. (Verwar de USB-C-connector niet met de USB 3.1-,USB 3.2- of USB4-standaarden.)

USB Type-C kabel

De USB Type C-connector is kleiner dan Type-A en Type-B. De connector is ovaal van vorm, symmetrisch en omkeerbaar. Dat betekent dat je hem niet ‘verkeerd om’ kunt aansluiten. Dat elimineert dan ook de meest gehoorde klacht over USB-A. Deze nieuwste USB-connector is bedoeld om de andere bestaande USB-vormfactoren te vervangen en een toekomstbestendige, volwaardige optie te worden waarop hardwareontwerpers zich standaard kunnen baseren.

USB-C-poorten komen steeds meer voor op mobiele apparaten en consumentenhardware. Anderzijds is de IPC-markt (industriële pc’s) nog maar net begonnen met het integreren van USB-C-poorten in de meest recente generatie commerciële apparaten.

USB-type versus USB-snelheid

Het is belangrijk om onderscheid te maken tussen de vorm van een bepaald type USB-poort (bijvoorbeeld Type-A of Type-C) en dus ook tussen de gegevensoverdrachtsnelheid en de vermogensafgifte die via die poort beschikbaar zijn. De standaarden van de generaties die de prestaties van USB beschrijven, worden uitgedrukt als een numerieke waarde, zoals USB 2.0, USB 3.1, USB 3.2, USB4 en USB4 v2.

Het begon allemaal in 1996 met de introductie van USB 1.0, die een maximale gegevensoverdrachtsnelheid had van 12 Mbps (Megabits per seconde). USB 2.0 haalt maximaal 480 Mbps. Na deze releases volgden versies met nóg complexere nummers en mogelijkheden. Dat leidde tot veel begrijpelijke vragen van gebruikers, waaronder:

Wat is het verschil tussen USB 3.2 Gen 1 vs Gen 2 en USB 3.2 Gen 2×2?
Hoe zit het met USB4 en USB4 versie 2? Zijn dit nog steeds de naamgevingsconventies?

Richtlijnen voor het gebruik van USB-dataprestatie taal

Om het gebruik van een aantal naamgevingsconventies te vereenvoudigen, heeft het USB Implementers Forum (USB-IF), de groep die toezicht houdt op de ontwikkeling van USB-standaarden richtlijnen, geschreven over de terminologie rondom USB-gegevensprestaties. Hopelijk zullen door dit nieuwe document consistente berichtgeving en terminologie met betrekking tot USB-content, waaronder productverpakking, marketingmateriaal en reclame, de norm zijn. Maar dat zijn ontwikkelingen die tijd nodig hebben. Lees verder voor een onderverdeling van wat de getallen in dat document werkelijk betekenen.

De verschillende USB-gegevensoverdrachtsnelheden

  • USB 5 Gbps: de specificatienaam is USB 3.2 Gen 1. Deze heette vroeger USB 3.0 en bood een overdrachtsnelheid van 5 Gbps. Dat is ongeveer tien keer sneller dan de standaard USB 2.0.
  • USB 10 Gbps: de specificatienaam is USB 3.2 Gen 2 (uitgebracht in juli 2013) en werd USB 3.1 genoemd. Deze biedt een overdrachtsnelheid van 10 Gbps via de bestaande USB-A- en USB-C-connectors.
  • USB 20 Gbps: de specificatienaam is USB 3.2 Gen 2×2 (uitgebracht in september 2017). Deze is alleen beschikbaar voor USB Type-C-connectors met two-lane werking. Het biedt een overdrachtsnelheid van 20 Gbps.
  • USB 40 Gbps: de specificatienaam is USB4 (uitgebracht in maart 2019. Het maakt gebruik van het Thunderbolt 3-protocol en biedt overdrachtsnelheden van 40 Gbps. (Let wel: de officiële naam die de USB-ontwikkelaars aan de specificatie hebben gegeven, is USB4. Deze wordt soms USB 4 genoemd, met een spatie.)
  • USB 80 Gbps: de specificatienaam is USB4 versie 2.0 (uitgebracht in oktober 2022). Deze bijgewerkte specificatie breidt de snelheid en gegevensprotocolprestaties van USB4 uit, waardoor fabrikanten producten kunnen ontwikkelen die overdrachtsnelheden van maximaal 80 Gbps kunnen leveren. Dit kan nog sneller wanneer ze asymmetrisch worden ingesteld. Tot 120 Gbps in de ene richting en 40 Gbps in de tegenovergestelde richting. Deze standaard is ook volledig compatible met DisplayPort 2.1

USB marketingnaam

Specificatienaam

(eerdere namen tussen haakjes)

Overdracht snelheden

Interfaces

USB 5 GbpsUSB3.2 Gen 1×1 (USB 3.0, USB 3.1 Gen 1, SuperSpeed)5 GbpsUSB-A, USB-C, micro USB
USB 10 GbpsUSB 3.2 Gen 2×1 (USB 3.1, USB 3.1 Gen 2, SuperSpeed+)10 GbpsUSB-A, USB-C, micro USB
USB 10 GbpsUSB 3.2 Gen 1×2 (USB 3.2, SuperSpeed+)10 GbpsUSB-C
USB 20 GbpsUSB 3.2 Gen 2×2 (USB 3.2, SuperSpeed+)20 GbpsUSB-C
USB 40 GbpsUSB440 GbpsUSB-C
USB 80 GbpsUSB4 Version 280 GbpsUSB-C

 

Bekijk onze Tech Edge video over USB-generaties. Hierin gaan we apart in op USB 3.1 vs. 3.2 en USB 3.2 gen 1 vs. gen 2.

USB C in de EU

De USB-C poort wordt vanaf 2024 verplicht in de EU. Deze nieuwe wet maakt deel uit van een bredere EU-inspanning om producten duurzamer te maken, elektronisch afval te verminderen en het leven van de consument gemakkelijker te maken. De eerste fase is van toepassing op kleine elektronica, zoals mobiele telefoons, digitale camera’s, tablets en dergelijke. Middelgrote elektronica, zoals laptops, hebben tot 2026 de tijd om USB-C voor het opladen te implementeren.

USB-C en Apple™

Om te voldoen aan de bovengenoemde EU-regelgeving heeft Apple in september 2023 aangekondigd dat de iPhone 15 de USB-C-poort zal gebruiken om op te laden. Deze vervangt hun eigen Lightning-poort, die elf jaar lang de Apple standaard was voor het opladen van iPhones. Dit betekent dat alle Apple-apparaten zoals iPhones, iPads en Macs dezelfde oplader en kabel zullen delen met vrijwel elk ander modern elektronisch apparaat.

Apple vermeldde in hun persbericht dat hun iPhone 15 Pro-modellen de USB 3-standaard zouden gebruiken, met een overdrachtssnelheid tot 10 gigabits per seconde. Dat is echter alleen mogelijk met de optionele USB 3-kabel. Die snelheid krijg je niet uit de doos, want Apple levert een USB 2.0-kabel met USB-C-connectoren.

USB-A – uiterlijke verschillen

Het is heel belangrijk dat je de verschillen in overdrachtsnelheid kent wanneer je apparaten aansluit via USB. Omdat er tussen de 2e en 3e generatie zo’n grote snelheidsverschillen zijn, gebruiken sommige fabrikanten blauwe inserts om snellere USB-A poorten aan te duiden. Dat gebeurt met name wanneer ze voorkomen op hetzelfde apparaat, zoals bij de HX300-serie.

Twee gestapelde industriële computers uit de HX300-serie van OnLogic

Deze computers van OnLogic bieden zowel USB 2.0 (zwarte poorten) als USB 3.2 (blauwe poorten).

Soms wordt het USB SuperSpeed-logo, of de afkorting “SS”, gebruikt om USB 3.2-poorten aan te duiden. Dit wordt vooral gedaan wanneer alle USB-poorten op een bepaald apparaat USB 3.2-poorten zijn, zoals bij de CL100.

USB Type 3.1 en USB Type-C op een OnLogic CL100 NUC mini PC

Let wel: hoewel USB4 en USB4 versie 2, en zelfs USB 3.2 Gen 2 en Gen 2×2 indrukwekkende gegevensoverdrachtsnelheden aankunnen, zijn veel apparaten nog niet in staat om met deze snelheden te lezen of te schrijven. Werkelijke snelheden zijn afhankelijk van de host- en doelapparaten (de laagste snelheid is van toepassing) en van de capaciteit van de gebruikte USB-kabel.

Compatibiliteit en mogelijkheden van USB-kabels

Verschillende soorten USB-kabels

Een laatste variabele om rekening mee te houden wanneer je USB 3.2- of USB4-overdrachtsnelheden en vermogensuitvoer optimaal probeert te gebruiken, is de USB-kabel. Alle drie de delen van de vergelijking moeten compatibel zijn met de gewenste overdracht- en/of laadsnelheid. Dat is dus de bron (bijvoorbeeld de computer), de USB-kabel en het doelapparaat (bijvoorbeeld een harde schijf of ander systeem). Bij gebruik van producten met verschillende USB-capaciteiten zijn de gegevensoverdracht- en laadcapaciteiten het best bij de hoogste capaciteit van het laagst presterende onderdeel van de drie.

Kabels met meer draden hebben meer functies

USB 3.2-kabels, en het toenemende aantal USB4-kabels die je steeds vaker ziet, hebben aanvullende draden die ultrasnelle gegevensoverdracht mogelijk maken. Ze zorgen ook voor de dramatische toename van het vermogen. Daarnaast bieden ze aanvullende functies. Zo bieden de nieuwere USB-verbindingsstandaarden ook DisplayPort-mogelijkheden als de hardware en kabel compatibel zijn. In dat geval zijn 4k-video output, gegevensoverdracht, stroomuitvoer en zelfs stroominvoer mogelijk via één kabel.

De vermogenscapaciteit van USB

De vermogenscapaciteit van USB wordt gedefinieerd in weer een andere specificatie – de USB-PD-specificatie (USB Power Delivery). Deze staat volledig los van de USB-generatie en het poorttype.

Ten tijde van schrijven is USB-PD op versie 3.1 en biedt tot 240 W aan vermogen over compatible USB-C kabels (meer hierover hieronder) en tot 100 W met USB-A. USB-PD versie 3.1 kan in principe worden toegepast op USB 2.0-, USB 3.X- en USB4-poorten.

Hier is een overzicht van de vermogenskenmerken die beschikbaar zijn voor USB-C:

  • Vermogen tot 240 W.
    • Nu kan een volwaardige USB-C kabel onder andere desktopcomputers, laptops, dockingstations en spelcomputers voeden.
  • Het product met de stroom (host of randapparaat) kan tegelijkertijd stroom leveren. (De stroomrichting ligt niet vast.) Bijvoorbeeld:

    • Een beeldscherm dat op een wandstopcontact is aangesloten kan een laptop van stroom voorzien of opladen terwijl het zelf beeld weergeeft.
    • USB-powerbricks of -laders kunnen stroom leveren via alle USB-C-poorten van een laptop.

Deze bijgewerkte specificatie voor vermogenslevering is een grote sprong voorwaarts ten opzichte van eerdere versies. Deze heeft de enorme potentie om gegevens- en vermogenslevering standaarden te verenigen op een grote variëteit van elektronische apparaten.

USB-mogelijkheden – handig zowel voor jou als voor kwaadwillenden

Deze stroommogelijkheden hebben een enorme consumentenmarkt gecreëerd voor kleine elektronische apparaten die hun stroom krijgen via een USB-poort. Voor oplaadgemak duiken USB-A- en USB-C-poorten op steeds meer plaatsen op – speciale openbare oplaadstations, vliegtuigstoelen, auto’s, muren – zo ongeveer overal waar mogelijk.

Hoe handig dit ook is, enige voorzichtigheid is geboden. In april 2023 tweette het kantoor van de FBI in Denver, Colorado een waarschuwing om het gebruik van openbare USB-poorten te vermijden. De naam voor dit type cyberdiefstal is “juice jacking”.

“Avoid using free charging stations in airports, hotels or shopping centers. Bad actors have figured out ways to use public USB ports to introduce malware and monitoring software onto devices. Carry your own charger and USB cord and use an electrical outlet instead.”

@FBIDenver

Juice jacking

Zoals eerder vermeld, is een van de geweldige functies van USB dat je het kunt gebruiken om je apparaat van stroom te voorzien en gegevens in beide richtingen over te dragen via een enkele verbinding en kabel. Datzelfde vermogen om zowel stroom als bidirectionele gegevens over te dragen, is echter een nadeel bij juice jacking.

Wanneer je je telefoon via een USB-poort op je computer aansluit, verschijnt je telefoon als een extern apparaat op je computer. Zo kun je bestanden heen en weer delen. Hetzelfde kan gebeuren wanneer je je mobiele telefoon aansluit op een openbare USB-poort.

Dat verbonden apparaat kan iemand die je niet kent in staat stellen om mogelijk toegang te krijgen tot je persoonlijke gegevens. Op die manier kunnen kwaadwillenden toegang krijgen tot al je privégegevens. Ook kunnen ze bestanden (zoals malware) naar je telefoon overbrengen.

Hoe kun je juice jacking voorkomen?

Namens de FCC zijn hier enkele aanvullende tips over hoe je jezelf kunt beschermen tegen juice jacking:

  • Gebruik je eigen oplaadkabel en adapter, met een stopcontact.
  • Neem een externe batterij mee.
  • Als er na het aansluiten op een USB-poort een prompt verschijnt waarin je wordt gevraagd om “gegevens delen”, “vertrouw deze computer” of “alleen opladen” te selecteren, selecteer je altijd “alleen opladen”.
  • Investeer in aanvullende technologie van een vertrouwde leverancier, zoals een kabel voor alleen opladen (waarbij de datadraden zijn verwijderd) of een datablocker die soms een USB-condoom wordt genoemd.

Wat is een USB-gegevensblokker?

Een USB-datablocker is een adapter die eruitziet als een sleeve waar je je USB-connector in stopt. Het datablocker-apparaat (of USB-condoom) blokkeert fysiek de datadraadverbindingen. Hierdoor kan je apparaat stroom blijven ontvangen, maar geen gegevens overdragen.

USB en industriële computers

Hoewel de termen USB Type-C en USB 3.2 soms door elkaar worden gebruikt, verwijzen ze niet naar hetzelfde. Zowel USB Type-A-connectors als USB Type-C-connectors worden gebruikt om 5 Gbps- en 10 Gbps-verbindingen (USB 3.2 Gen 1 en Gen 2) te faciliteren. USB Type-C wordt ook gebruikt om de 20 Gbps- (USB 3.2 Gen 2×2), 40 Gbps- (USB4) en 80 Gbps-verbindingen (USB4 v2) te faciliteren.

We verwachten dat de meeste industriële computers zowel USB Type-A- als USB Type-C-connectors blijven gebruiken. Ze zullen in de nabije toekomst waarschijnlijk ook wel ondersteuning blijven bieden voor meerdere gegevensoverdrachtsnelheden en stroomafhandeling. Het is aan fabrikanten om USB-poorten in de toekomst op de juiste manier te labelen om verwarring te helpen vermijden.

Conclusie: wat je moet weten over USB-C en USB 3.1, USB 3.2, USB4 en USB4 v2

De lancering van de USB-C-connector en de ontwikkeling van standaarden voor USB-gegevensafhandeling en laden via USB bieden een aantal heel spannende mogelijkheden voor de hedendaagse computerapparatuur. Ze hebben echter ook voor nogal wat verwarring gezorgd. Dit zijn de belangrijkste dingen om te onthouden:

  • USB-C is NIET hetzelfde als USB 3.2 of USB4
    • USB-C beschrijft ALLEEN de fysieke connector
    • USB 3.2 en USB4 beschrijven ALLEEN de mogelijkheden van de poort
  • Een Type-C-connector betekent niet per se dat een USB-poort gegevensoverdrachtsnelheden van 10 Gbps of meer ondersteunt.
  • De verwarring over “USB 3.1” versus “USB 3.2” wordt nog groter omdat deze termen gebruikt kunnen worden om poorten te beschrijven die gegevensoverdrachtsnelheden van 5 Gbps (USB 3.2 Gen 1) of 10 Gbps (USB 3.2 Gen 2) ondersteunen.
  • Je hebt de juiste kabels en compatibele hardware nodig om de maximale gegevensoverdrachtsnelheden, stroomlevering en aanvullende functies (zoals 4k-video) ook daadwerkelijk te kunnen gebruiken.
  • USB 3.2 en USB4 zijn volledig achterwaarts compatibel met voorgaande versies, maar USB-C is niet strikt achterwaarts compatibel. Dat heeft te maken met de nieuwe vormfactor. Er zijn echter wel adapters beschikbaar.

We zijn het er helemaal mee eens dat dit verwarrend is! Als je nog vragen hebt, of graag met een van onze oplossingsspecialisten wilt praten over een aankomend project waarbij kennis over de hier besproken USB-standaarden of connectors relevant is, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Deze blog is oorspronkelijk gepubliceerd op 21 juli 2020. De inhoud ervan is bijgewerkt op 13 september 2023.

OnLogic Helix 401 Fanless Hybrid-Core Computer

helix front and back view

Ontvang de laatste Tech Updates

Abonneer je op onze nieuwsbrief en ontvang updates van OnLogic. Hoor als eerste OnLogic nieuws en inzichten van onze experts. Meld je aan op de inschrijfpagina.

Delen

About the Author: Darek Fanton

Darek is the Communications Manager at OnLogic. His passion for both journalism and technology has led him from the newsrooms of local papers to the manufacturing floor of IBM. His background in news gathering has him always on the lookout for the latest in emerging tech and the best ways to share that information with readers. In addition to his affinity for words, Darek is a music lover, juggler and huge fan of terrible jokes.