USB
Der USB-Standard hat eine lange und bewegte Geschichte hinter sich. Von der Version 1.0 aus dem Jahr 1996 bis zur 2019 verabschiedeten Version 4 wurden Datenraten ständig erweitert und Steckverbinder wie Bezeichnungen des Standards mehrmals grundlegend geändert. Und er hat sich bewährt und zur universellen, omnipräsenten und nicht mehr wegzudenkenden IT-Schnittstelle für jegliche Rechnerperipherie etabliert.
USB-Versionen 1.0 Bis 3.0
Das ‚Gute alte‘ USB…
Bis zur USB-Version 3.0 gab es fast zwei Jahrzehnte lang mit den Bezeichnungen, den Spezifikationen und den Benennungen einzelner USB-Versionen keinerlei Probleme. Jede neue Version kam mit ‚aufgebohrten‘ Spezifikationen. Und war in Sachen Datenraten und Stromversorgung an zeitgemäße Anforderungen angepasst und weitestgehend abwärtskompatibel zu allen vorherigen Versionen.
USB 3.X-BEZEICHNUNGEN
BABYLONISCHE VERWIRRUNG
Seit der Einführung von USB 3.1 durch das USB-IF im Jahr 2013 ändern sich plötzlich mit jeder neuen USB-Version die Bezeichnungen der Vorgänger-Versionen seit USB 3.0. Ein Umstand, der nicht von allen Marktteilnehmern begrüßt wurde und sehr viel Missverständnisse und Begriffsverwirrung nach sich zog. Nachfolgend eine schnelle Übersicht über die seitdem verwendeten Markt-Bezeichnungen für die einzelnen USB-Versionen seit V. 3.0
USB-BEZEICHNUNGEN SEIT V. 3.0
EINE SCHNELLE ÜBERSICHT
USB mit Datenraten bis 5GBit/s hieß, bzw. heißt:
USB 3.0 mit dem Release von USB 3.0 (2009)
USB 3.1 Gen 1 ab dem Release von USB 3.1 (ab 2013)
USB 3.2 Gen 1 seit dem Release von USB 3.2 (seit 2017)
USB mit Datenraten bis 10GBit/s hieß, bzw. heißt:
USB 3.1 Gen 2 mit dem Release von USB 3.1 (ab 2013)
USB 3.2 Gen 2 seit dem Release von USB 3.2 (seit 2017)
USB mit Datenraten bis 20GBit/s heißt:
USB 3.2 Gen 2×2 mit dem Release von USB 3.2 (seit 2017)
USB-VErsionen
UND DATENRATEN
Die nachfolgenden Slider zeigen eine Übersicht über alle USB-Versionen seit 1.0 mit ihren Datenraten und verwendeten Steckverbindern.
USB-Steckverbinder
im Lauf der Jahrzehnte
Ähnlich den Datenraten und den Strombelastbarkeiten haben sich im Laufe der Zeit auch die Steckverbinder gewandelt. Es gab anfangs lediglich die Steckverbinder vom Typ A und B der ersten Generation, die in Sachen Frequenz- und Strombelastbarkeit noch relativ schwach auf der Brust waren.
Schon mit USB 2.0, spätestens jedoch mit USB 3.0 (alias USB 3.1 Gen 1, alias USB 3.2 Gen 1) musste hier nachgelegt werden, denn die Datenraten und bereitzustellenden Stromstärken hatten sich vervielfacht.
Energieverteilung
POWER DELIVERY
Im Kielwasser der USB-Version Gen 2 kam auch der Standard ‚Power Delivery‘, im Folgenden ‚PD‘, in der neuesten Version (Rev.3). Er ist ein von der USB-Version unabhängig veröffentlichter Standard, der die Stromversorgung zwischen Host, Hubs und Devices aushandelt und regelt.
Wichtig: Wird Power Delivery von allen drei Komponenten (Host, Kabel und Device) unterstützt, dann gelten seine spezifizierten Regularien bezüglich Spannung und Stromstärke auf dem USB-Bus, ansonsten die für USB Kabel vom Typ C definierten 5V, 3A.
Ausgehandelt werden bei PD Profile aus Spannung und Stromstärke (5V/2A, 12V/1,5A, 12V/3A, 20V/3A oder 20V/5A) sowie die Versorgungsrichtung. Alle Kabel, die mehr als die für das Profil mit der geringsten Strombelastung vorgesehenen 1,5A vertragen, müssen dies über einen sog. e-Mark Chip kundtun, damit das richtige Profil ausgehandelt werden kann.
Dadurch wird es beispielsweise möglich, ein Netzteil mit USB Typ-C-Stecker an den PD-fähigen USB-Anschluss eines Hubs oder einer Docking Station anzuschließen diese und über ein einziges für PD mit 5A ausgewiesenes USB-Typ-C-Kabel mit einem Notebook zu verbinden, um das Notebook darüber zu laden und gleichzeitig Daten zu übertragen. Mit der richtigen Ausstattung wird die Peripherie nun also übersichtlicher und der Kabelsalat auf dem Schreibtisch deutlich reduziert.
Typ C kann mehr
DISPLAYPORT ALTERNATE MODE
Die Steckverbinder-Spezifikation für Typ C stellt eine von der USB-Spezifikation unabhängige Normierung dar.
Daher kennt sie abseits von iherer Hauptanwendung USB weitere Verwendungsmöglichkeiten und von USB abweichende Pinbelegungen, die sog. ‚Alternate Modes‘, allen voran deren bekanntester und meistverbreiteter Vertreter, der DisplayPort Alternate Mode (DP-Alt). Weitere Alt-Modi existieren für MHL (MHL-Alt), Thunderbolt 3 (TB3-Alt) PCI Express (PCIe-ALT) und neuerdings auch HDMI (HDMI-Alt).
Allen gemeinsam ist die von USB abweichende Pinbelegung des Typ-C-Steckverbinders, welche nach Erkennung eines entsprechenden Gerätes (z.B. eines Monitors) durch den USB Host-Adapter aktiviert wird. Vorausgesetzt, der entsprechende Alt-Mode wird von diesem unterstützt.
Im Beispiel des DisplayPort Alternate Mode können dann über das Typ-C- Kabel DisplayPort-Signale mit Auflosungen bis 4K@60Hz an einen Monitor oder Projektor geschickt werden.