Rückblende: USB-C, das eine Kabel, das sie alle beherrscht

Der Kampf um den kabelgebundenen Anschluss für Smartphones ist vorbei und USB-C ist der Weg in die Zukunft. Dieser multifunktionale Anschluss kann so ziemlich alles: Er kann Geräte aufladen, Daten übertragen, Audio- und Videoausgabe verwalten und sogar Zubehör anschließen.

Wie sind wir hierher gekommen? Nun, die Europäische Union versucht seit Jahren, Elektronikhersteller davon zu überzeugen, sich auf einen gemeinsamen Standard zu einigen, um das Durcheinander (und die Verschwendung) zu vermeiden, die proprietäre Steckverbinder verursachen. Anfangs war microUSB der Anschluss der Wahl, aber mit der Einführung von USB Typ C oder kurz USB-C wechselte die Industrie zum neuen Standard.

Und dank einiger EU-Verordnungen, die Ende 2024 in Kraft treten sollen, ist USB-C für praktisch alle tragbaren elektronischen Geräte obligatorisch (mit einigen Ausnahmen für kleinere Geräte wie Smartwatches).

Die meisten Smartphone-Hersteller haben USB-C bereitwillig angenommen, so wie sie es zuvor mit microUSB getan hatten. Der einzige große Verlierer ist Apple, das immer noch Lightning auf seinen iPhones, AirPods und EarPods verwendet – alles andere ist auf USB-C umgestiegen, einschließlich der Fernbedienung für das neue Apple TV.

Wir denken, dass Apples Angebot ein gutes Beispiel dafür ist, warum USB-C so gut ist. Die Beleuchtung ist im Wesentlichen ein USB 2.0-Anschluss. Dies bedeutet langsame Datenübertragungen beim Synchronisieren von Dateien zwischen einem iPhone und einem Computer oder beim Verschieben von RAW-Fotos von einer Speicherkarte auf ein iPad.

Wussten Sie, dass es tatsächlich einen Lightning-basierten Kartenleser gibt, der mit USB 3.0-Geschwindigkeit läuft? So sind schnellere Übertragungen möglich, aber anscheinend ist das ein schwieriges Unterfangen, und nur die iPad-Profis unterstützen es. Und selbst dann hat Apple noch nie eine Grafikkarte herausgebracht, die 1080p überschreiten kann.

Blitze sind auch in der Menge an Energie, die sie transportieren können, begrenzt. Das iPhone-Ladegerät hat eine Höchstleistung von 30 W, während das USB-C-Ladegerät von Apple für die neuen MacBooks 140 W liefern kann. Ok, das ist nicht ganz Standard, aber auch nicht das Maximum, was USB-C liefern kann.

Lassen Sie uns versuchen, die Dinge zu organisieren und die Hauptfunktionen von USB-C einzeln zu analysieren.

Datum

USB wurde als Datenport geboren. USB 1.0 und 1.1 sind langsam und kaum noch in Erinnerung, USB 2.0 ist immer noch sehr lebendig. USB-C hat insgesamt 24 Pins, 12 auf jeder Seite (naja, 22 Pins, aber verzetteln wir uns nicht in den Details). Genau in der Mitte befindet sich ein einzelnes D+/D-Paar, das die Datenverbindung des typischen USB-2.0-Kabels darstellt und für USB-C obligatorisch ist. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Kabel zumindest eine gewisse Konnektivität aufweisen.

Die Pinbelegung eines USB-Typ-C-Kabels

USB 3 fügte zusätzliche Kabelpaare für die Datenübertragung hinzu: Es gibt vier zusätzliche Kabelpaare in einem USB-C-Stecker. Während USB 2 auf 480 Mbit/s begrenzt ist, ermöglicht die zusätzliche Verkabelung eines USB-C-Kabels Übertragungsgeschwindigkeiten von 10, 20, 40 und sogar 80 Gbit/s.

Eine kurze Anmerkung: Der USB-C-Anschluss wird natürlich von USB verwendet, aber auch von Thunderbolt. Diese Unterscheidung wird verschwinden, da USB 4 auf Thunderbolt 3 basiert und die neue Version 2 von USB 4 auf Thunderbolt 4 basiert.

Eine weitere interessante Anwendung ist die Übertragung von PCI-Express-Signalen – dies ist im Grunde eine kabelgebundene Version der PCIe-Steckplätze auf einem Computer-Motherboard. Dadurch konnten externe GPUs über ein einziges Kabel mit Laptops verbunden werden.

Video

Eine weitere beliebte Verwendung von USB-C ist der Videoausgang. DisplayPort ist wahrscheinlich die häufigste Verwendung, und USB-C hat den großen alten DP-Anschluss weitgehend ersetzt. Noch wichtiger ist, dass es nicht um Daten ODER Video geht, sondern um Daten UND Video UND Strom.

Dadurch kann ein einzelnes Gerät an einen Hub angeschlossen werden, der einen Standard-HDMI-Anschluss, mehrere USB-Typ-A- und Typ-C-Anschlüsse, möglicherweise einen Kartenleser, Audio- und Mikrofonbuchsen usw. hinzufügt. Diese Hubs sind in einige Monitore integriert, sodass Sie dies tun können um ein vollständiges Desktop-Erlebnis zu starten, indem Sie ein einziges Kabel anschließen.

Für Laptops ist das natürlich ganz praktisch, aber mehrere Smartphone-Hersteller bieten Desktop-Modi an: Samsungs DeX, Motorolas Ready For, sogar Huawei hat einen. Apple hat auch einen, Stage Manager für iPad Pro (der natürlich USB-C verwendet).

Neben DisplayPort sind auch MHL- und HDMI-Adapter verfügbar. Einige davon sind aktive Adapter, die von einem Standard zum anderen konvertieren, aber es gibt auch einfache passive Adapter.

Audio

Wir werden Audio hier schnell erwähnen. Der USB kann einen externen DAC mit Strom versorgen, an den Sie Kopfhörer anschließen können. Wie bei Video gibt es jedoch auch eine passive Option: den Audio Adapter Accessory-Modus.

USB-C verfügt über viele Pins, mit denen gearbeitet werden kann, und einige davon können auf die für eine typische TRRS-Buchse erforderliche Verkabelung neu zugeordnet werden, sodass ein einfacher passiver Adapter ein Headset mit einem Mikrofon verbinden kann. Beachten Sie, dass dies ein rein analoger Modus ist und die digitalen Schaltungen getrennt sind, um Rauschen zu vermeiden.

Power

Der grundlegende USB-Standard hat relativ niedrige Leistungsgrenzen (500 mAh für USB 2.0), obwohl die meisten Hersteller den Standard nicht genau befolgen, sodass 10-W-Adapter ziemlich verbreitet sind.

Natürlich möchten die Hersteller, dass ihre Produkte auffallen, und Schnellladen ist eine Möglichkeit, dies zu tun, insbesondere jetzt, wo Smartphone-Akkus Kapazitäten von 3 bis 6,000 mAh haben. Dies hat zu vielen proprietären Lösungen wie Quick Charge von Qualcomm und VOOC von Oppo geführt.

Die Standardmethode ist jedoch USB Power Delivery (kurz USB-PD). Die Erstveröffentlichung schrieb verschiedene Spannungen und Stromstärken vor, die unterstützt werden könnten: 2 A bei 5 V, plus 3 A oder 5 A bei 12 V oder 20 V. Dies gab Power Delivery eine ziemlich große Bandbreite von 10 W bis 100 W.

Diese festen Spannungen erfordern jedoch eine DC-DC-Wandlung im Telefon, um sie auf etwas zu reduzieren, das besser für die Lithiumbatterie im Inneren geeignet ist. USB-PD Revision 2 führte ein paar mehr Spannungen ein – 9 V und 15 V – aber das war nicht genug.

Revision 3 ermöglicht es Geräten, mit ihren Ladegeräten zu kommunizieren und eine bestimmte Spannung anzufordern. Sie kann von so niedrig wie 3.3 V bis zu 21 V variieren und kann in 20-mV-Schritten präzise eingestellt werden. Ladegeräte, die dies unterstützen, sind als „programmierbare Stromversorgung“ gekennzeichnet. Auf diese Weise ist das Ladegerät derjenige, der mit der zusätzlichen Wärme fertig wird, nicht das Telefon (Lithium-Akkus mögen es nicht, wenn es heiß wird).

Der neueste Extended Power Range USB-PD-Standard fügt weitere Festspannungen hinzu: 28 V, 36 V und 48 V. Dadurch wurde das neue Maximum von 240 W Leistung (48 V bei 5 A) erreicht, was selbst für robuste Laptops ausreicht (obwohl Telefone bereits nahe an der 240-W-Grenze liegen). Es gibt auch eine neue einstellbare Spannungsversorgungsoption, mit der das Gerät die Spannung schrittweise zwischen 15 V und 48 V in 100-mV-Schritten anpassen kann.

Beachten Sie, dass solche leistungsstarken Kabel aus Sicherheitsgründen einen Chip namens „E-Marker“ benötigen. Dieser Chip signalisiert dem Ladegerät und Telefon (oder Laptop oder was auch immer), dass das Kabel in der Lage ist, die zusätzliche Leistung zu übertragen.

Etwas Kritik

So sehr wir USB-C lieben, wir können nicht so tun, als wäre es perfekt. Unser einziger großer Kritikpunkt ist, dass es zwar so viele Funktionen hat, aber nicht alle Geräte und nicht alle Kabel alles unterstützen. Viele der oben genannten Funktionen sind optional.

Das Schlimmste ist, dass es sehr schwierig sein kann, herauszufinden, welche Geräte und welche Kabel was unterstützen. Das USB-IF versucht, die Dinge mit neuen Etiketten zu beheben, die deutlich angeben, wie viel Daten und Strom ein bestimmtes Kabel übertragen kann.

Dies sollte auch unsere andere Beschwerde beheben, das Namensschema ist zu einem absoluten Monster geworden. Wussten Sie, dass es USB 3.0 nicht mehr gibt? Es wurde in USB 3.1 Gen 1 umbenannt. Aber auch das gibt es nicht mehr, jetzt heißt es USB 3.2 Gen 1.

Noch komplizierter wurde es bei Titeln wie USB 3.2 Gen 2×2. Pfui. Zum Glück wird all das durch viel klarere Bezeichnungen ersetzt: USB 5 Gbps, USB 10 Gbps, USB 20 Gbps und USB 40 Gbps (und vermutlich bald USB 80 Gbps). Viel besser.

Was die Leistung betrifft, wird es zwei Stufen geben: USB 60 W und USB 240 W. Es wird kein 100-W-Label geben, da der Unterschied zwischen 100-W-Kabeln und 240-W-Kabeln offensichtlich so gering ist, dass es keinen Sinn mehr macht, 100-W-Kabel zu verkaufen, wenn die neuen Labels ins Spiel kommen.

Zusammenfassung

USB-C war großartig – wir verwenden es, um unsere Telefone, Laptops, Kopfhörer, Rasierer, Taschenlampen und so ziemlich alles andere aufzuladen, das einen Akku enthält und in einen Rucksack passt.

Es hat uns ermöglicht, komfortable Arbeitsplätze auf unseren Schreibtischen mit Monitoren, Tastaturen, Mäusen usw. zu schaffen, die alle durch das Einstecken eines einzigen Kabels zum Leben erweckt werden. Und wenn man bedenkt, dass die neuesten Standards es ermöglichen, ein Vielfaches an Daten und Strom zu übertragen als die ursprünglichen Spezifikationen, ist die Entwicklung von USB-C wahrscheinlich noch nicht abgeschlossen.

Wird es jemals ein USB-D geben? Vielleicht, aber nicht in absehbarer Zeit. Wird die Welt die Kabel fallen lassen und drahtlos werden? Wahrscheinlich nicht – es ist keine effiziente Methode zum Hochladen. Es ist auch nicht gut für Daten, 2.4-GHz-WLAN ist in Wohnhäusern bereits schmerzhaft überlastet, und 5-GHz wird auch ziemlich überfüllt, was die Wi-Fi Alliance dazu veranlasste, auf das 6-GHz-Band umzusteigen.

Auf absehbare Zeit wird USB-C das Kabel sein, das sie alle beherrscht.