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

De USB-poort (Universal Serial Bus) is misschien wel de meest gebruikte en bekendste pc-poort bij moderne hardware. Misschien heb je een lade vol met kabels met een verscheidenheid aan USB-modellen, waaronder de type A-, type B-, mini- en micro-uitvoeringen ervan. De belangrijkste lijkt op dit moment USB type C te zijn, of USB-C.  

De gedachte achter het ontwerp van de USB C standaard (in 2014) was:

• Een universele connector die voldoet aan de groeiende behoefte aan gegevensoverdracht en stroomlevering in een breed scala aan apparaten. 

• Kleiner en sneller dan vorige USB-typen. 

• Gegevens en voeding worden via dezelfde kabel verzonden.

• Omkeerbaar ontwerp; er is geen verkeerde manier om deze stekker aan te sluiten.

Hoewel deze doelen duidelijk zijn, bestaat er nog steeds veel verwarring over USB C. Laten we beginnen met een klein USB overzicht.

Wat is USB-A?

De vertrouwde rechthoekige USB A, ook wel USB A of USB type A genoemd, werd halverwege de jaren 90 populair. Standaard USB A connectors hebben een duidelijke boven- en onderkant. Je kunt ze dus maar op één manier gebruiken.

Wat is USB-B?

De USB Type-B is iets vierkanter. Elektrisch gezien zijn ze echter identiek aan USB A connectors. USB B connectors worden regelmatig gebruikt op printers. Je vindt ze echter ook op een aantal monitoren en USB-hubs. 

Wat is micro-USB?

De Micro USB (en Mini USB) is een kleinere versie van de USB A. Toen het werd geïntroduceerd, maakte het kleine formaat het ideaal voor het aansluiten en opladen van draagbare elektronische apparaten zoals powerbanks, e-readers, draagbare GPS-apparaten en mobiele telefoons.

Wat is USB C?

USB C verwijst naar de fysieke vorm van de nieuwste USB-connector. 

De belangrijkste verschillen tussen USB C en zijn voorgangers zijn onder meer:

• Slank en strak ontwerp, ideaal voor mobiele elektronische apparaten;

• Robuuste connector, sterk genoeg voor computers;

• Symmetrisch en omkeerbaar; dat betekent dat er geen ‘verkeerde manier’ is om deze aan te sluiten. 

• Dit elimineert een van de meest voorkomende klachten over de andere USB-aansluitingen. 

Deze nieuwste USB-connector is bedoeld om ALLE andere USB-formaten te vervangen en een toekomstbestendige, volledig functionele optie te bieden waarop hardwareontwerpers kunnen standaardiseren. 

Hoewel USB C-poorten zo’n beetje de standaard zijn geworden op mobiele apparaten en consumentenhardware, beginnen industriële pc's nog maar net met de integratie van USB C-poorten in hun nieuwste generatie apparaten.

USB-vorm versus USB-prestaties

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). De volgende generatie, USB 2.0 haalde maximaal 480 Mbps. Na deze releases volgden versies met 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? Laten we ze afzonderlijk bekijken.

Richtlijnen voor het gebruik van USB terminologie

Het USB Implementers Forum (USB-IF) (USB-IF) bestaat uit vertegenwoordigers van enkele van de grootste technologiebedrijven en houdt toezicht op de ontwikkeling van USB-standaarden. Om het gebruik van een aantal naamgevingsconventies te vereenvoudigen hebben ze richtlijnen, geschreven over de terminologie rondom USB-gegevensprestaties. Hopelijk zullen door deze richtlijnen 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 deze richtlijnen werkelijk betekenen.

De verschillende USB-gegevensoverdracht snelheden

• 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 via USB 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-protocol en biedt overdrachtsnelheden van 40 Gbps. (Let wel: de officiële naam die het USB IF aan de specificatie heeft 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

Natuurlijk zijn de gegevensoverdrachtsnelheden van USB4 en USB4 versie 2 en zelfs USB 3.2 Gen 2 en Gen 2×2 indrukwekkend. Maar toch zijn veel apparaten nog niet in staat om met deze snelheden te lezen of te schrijven. De werkelijke snelheden zijn gebaseerd op de host- en doelapparaten (waarbij gebruik wordt gemaakt van de laagste snelheid) en op de mogelijkheden van de gebruikte USB-kabel.

USB C in Europa

De USB C-oplaadpoort is vanaf 2024 verplicht in de EU. Deze nieuwe wet maakt deel uit van een bredere Europese inspanning om producten duurzamer te maken, elektronisch afval te verminderen en het leven van de consument gemakkelijker te maken. 

De eerste fase van de uitrol van deze nieuwe verplichting 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. Veel fabrikanten hebben deze wijziging echter al doorgevoerd.

Hoewel deze verandering wordt aangestuurd door het EU-mandaat, zijn de voordelen wereldwijd voelbaar.

USB-C en Apple™

Om te voldoen aan de bovengenoemde EU-regelgeving heeft Apple in september 2023 aangekondigd dat alle nieuwe Apple-producten, inclusief de iPhone 15, nu de USB C-poort zullen 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 vermeldt  dat hun nieuwe iPhone-modellen de USB 3-standaard gebruiken, met een overdrachtsnelheid tot 10 gigabits per seconde. Dat is echter alleen mogelijk met de optionele USB 3-kabel. Die snelheid krijg je niet out-of-the-box, want Apple levert een USB 2.0-kabel met USB-C-connectoren.. Hiermee kan, zoals hierboven is vermeld, een overdrachtsnelheid van 480 Mbps worden bereikt.

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 het geval is op de OnLogic HX300-serie van industriële computers die hier worden afgebeeld.

Deze computers 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.

Compatibiliteit en mogelijkheden van 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 verbindingsvergelijking 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. 

USB-mogelijkheden: USB-PD

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.

Op het moment van schrijven zitten we in  USB-PD versie 3.1. Het biedt tot 240 W aan vermogen over compatible USB-C kabels (meer hierover hieronder) en tot 100 W met USB-A.

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

• Vermogen tot 240 W.

  • Een volwaardige USB-C kabel kan 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.

Een van de geweldige functies van USB is 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. De mogelijkheid om zowel stroom als bidirectionele gegevens over te dragen met één enkele kabel introduceert een risico dat 'juice jacking' wordt genoemd. 

Wat is juice-jacking? 

Juice jacking is een probleem voor apparaten zoals smartphones en tablets die dezelfde kabel gebruiken voor opladen en gegevensoverdracht. Het doel van een juice jacking-aanval is het installeren van malware op het apparaat, of het kopiëren van mogelijk gevoelige gegevens.

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 apparaat overbrengen.

Hoe kun je juice jacking voorkomen?

Namens de FCC zijn hier enkele 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.

Wat is een USB-datablocker?

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

USB en industriële computers

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

USB C draagt ​​bij aan toekomstbestendige connectiviteit. Met zijn onopvallende, eenvoudige ontwerp, hoge gegevensoverdrachtsnelheden en stroomvoorzieningsmogelijkheden zorgt het ervoor dat apparaten die zijn uitgerust met USB C-poorten jarenlang compatibel blijven met opkomende technologieën en standaarden. Als je nog vragen hebt of met een van onze Solution Specialists wilt praten over een aankomend project met betrekking tot een van de USB-standaarden of connectoren die hier worden behandeld, aarzel dan niet om contact op te nemen.

Het selecteren van de juiste USB-poorten is slechts een van de beslissingen die je moet nemen bij het selecteren van de beste industriële computer. Om je te helpen de juiste beslissing te nemen, hebben we de belangrijkste informatie verzameld waarmee je rekening moet houden. Download onze complete gids en configuratiechecklist om te ontdekken welke variabelen, configuratieopties, softwarekeuzes en meer bepalend zijn voor de hardware die je nodig hebt om een ​​succesvol project te starten.