Das Chaos um USB 3.x – Verständlich erklärt

Hallo liebe Kunden und Leser von ComputerService MTK,

 

Immer häufiger wird der neuen Stecker „USB Typ C“ (*) in Geräten verbaut, ist er doch so schön kompakt und lässt sich somit einfach in mobile Geräte wie Smartphones, Tablets oder Notebooks integrieren. Neben der wohl offensichtlichsten Neuerung – dem Einstecken in beide Richtungen – gibt es aber auch einiges an Verwirrung um den neuen Stecker – Genauer gesagt: Der Stecker ist eigentlich das Einzige, was wirklich standardisiert ist. Was hinter der USB Typ C Buchse passiert, ist geradezu willkürlich.

Was ist eigentlich das Problem?

USB Typ C wird an vielen Orten mit USB 3.0 / 3.1 gleichgesetzt. Dabei hat der Steckertyp USB Typ C erst einmal rein gar nichts mit dem verwendeten Protokoll (= USB-Version) zu tun. Der Standard beschreibt; salopp gesagt, lediglich wie der Stecker auszusehen hat. Ob darüber im Anschluss eine USB 2.0 oder eine USB 3.1 Gen 2 Verbindung läuft, ist erstmal nicht erkennbar.

Das heißt: Nur weil ein Smartphone bereits einen USB Typ C Anschluss hat, bedeutet dies noch lange nicht, dass auch die neuste USB-Version 3.1 Gen2 oder USB 3.0 zum Einsatz kommt. Oftmals versteckt sich dahinter ein gewöhnlicher USB 2.0 Controller, der seine Arbeit genauso „schnell“ verrichtet, wie wir es von anderen USB 2.0-Geräten gewöhnt sind.

Gekennzeichnet werden die Anschlüsse oftmals nicht separat; so dass sich durch den puren Anblick nicht sagen lässt, welche Geschwindigkeit und Funktionen der USB Typ C Port aufweist. Das ist vor allem ein Problem für die Konsumenten, denn aktuell kann man sich einfach nicht darauf verlassen, dass ein Gerät mit USB Typ C Buchse auch alle Vorzüge der neusten USB-Version (USB 3.1 Gen 2) mit sich bringt. Also gilt Vorsicht: Vor dem Kauf sollte man gründlich recherchieren und auch einmal einen Blick ins Datenblatt wagen, um sicher zu gehen; dass das Gerät die Funktionen über USB Typ C bereitstellt, die benötigt werden.

Das USB-Wirrwarr

Generell geht es in der USB-Welt aktuell wild zu. Was bis vor Kurzem noch USB 3.0 hieß, wird nun als USB 3.1 Gen 1 bezeichnet. USB 3.1 Gen 1 kann, wie gewohnt bis zu 5 Gbit/s übertragen. Die neuste Version hört auf die Bezeichnung USB 3.1 Gen 2 und schafft bis zu 10 Gbit/s. Da in vielen Produktbeschreibungen die genaue Generation bereits jetzt schon oft unter den Tisch fällt, wird nur von USB 3.1 gesprochen. Für Sie als Käufer heißt das also: Das pure Chaos und am Ende haben Sie vielleicht etwas völlig Anderes gekauft, als gedacht.

Es geht noch schlimmer…

Sind Sie bis hierhin noch mitgekommen oder sind Sie gedanklich schon ausgestiegen? – Keine Angst, es wird noch schlimmer. So unterstützt der USB Typ C Stecker noch diverse andere Funktionen, die sich beliebig kombinieren lassen. Das führt am Ende also dazu, dass die ganze Geschichte noch einmal deutlich komplizierter wird: Jetzt kommen wir zu den „Alternate Modes“

Die Alternate Modes

Unter der Bezeichnung „Alternate Modes“ verstecken sich alternative Betriebsarten, mit denen der USB Typ C Stecker kombiniert werden kann. So kann das USB Typ C Kabel (Vorausgesetzt; beide Geräte unterstützten dies), auch Displayport 1.3 oder MHL (Mobile High-Definition Link) übertragen. Dabei ist keine Voraussetzung, dass z.B. USB 3.1 Gen 2 zum Einsatz kommt. Auch das bisherige USB 2.0 Protokoll lässt sich mit den neuen Video-Schnittstellen über USB Typ C kombinieren. Die folgende Tabelle soll Ihnen einen Überblick bieten:

Stecker USB-Standard Mögliche Alternate Modes
USB Typ C USB 2.0 DisplayPort 1.3 und MHL
USB Typ C USB 3.1 Gen 1 (5 Gbps) DisplayPort 1.3 und MHL
USB Typ C USB 3.1 Gen 2 (10 Gbps) DisplayPort 1.3 und MHL

Damit die Konsumenten überhaupt noch eine Chance haben; zu verstehen, was genau der USB Typ C Port am eigenen Gerät alles kann, werden die Hersteller dazu angehalten, die Funktionen durch kleine Bilder an der Buchse zu versehen. Intel wagt hier einen Versuch; doch eine einheitliche Beschriftung gibt es noch nicht. – Nicht selten fehlt sie auch einfach vollständig.

DisplayPort und Thunderbolt 3

USB Typ C unterstützt; wie bereits angesprochen, auch die Übertragung von DisplayPort Signalen bis zum Standard 1.3. Damit lassen sich maximal 5.120 × 2.880 @ 60 Hz bei 24 Bit (auch als 5K bekannt) realisieren. Wahlweise sind aber auch zwei Monitore mit bis zu 3.840 × 2.160 @ 60 Hz bei 24 Bit möglich.

Darüber hinaus hat sich (auch) Apple dazu entschlossen, USB Typ C als den Stecker der Zukunft zu verwenden. Somit setzt die dritte Generation des hauseigenen Thunderbolt Protokolls auch auf den USB Typ C Stecker. Bei Thunderbolt-Anschlüssen auf USB Typ C Basis steht immer USB 3.1 Gen 2 mit 10 Gbps zur Verfügung. Zudem können über Thunderbolt bis zu 40 Gbit/s ausgetauscht werden. On Top gibt es noch die Möglichkeit, DisplayPort 1.2a über das USB Typ C Kabel mit Thunderbolt 3 laufen zu lassen. Damit bieten sich im Grunde die gleichen Möglichkeiten, wie bei DisplayPort 1.3. Lediglich auf HDMI 2.0 samt HDCP 2.2 Kopierschutz über entsprechende Adapter muss verzichtet werden – Das bleibt der neuen Version 1.3 vorbehalten.

 

Sehen Sie hier die verschiedenen USB 3.x Standards im Bild.

(Externer Link zu Computerbild)

 

In Sachen elektrische Leistung stellt Apple über Thunderbolt 3 mindestens 15 Watt bereit. Theoretisch ist der Einsatz von USB PD auch mit Thunderbolt möglich. Auch hier fehlt aber eine genaue Kennzeichnung. Der Vorteil; dass man über Thunderbolt auch direkt die nackten PCIe-Lanes (x4 PCIe 3.0) nutzen kann, bleibt im Übrigen auch bei Verwendung von USB Typ C als Stecksystem erhalten.

Power Delivery

Als wäre dies noch nicht genug, kommt ein weiteres, optionales Feature, welche sich über USB Typ C realisieren lässt hinzu: USB Power Delivery – also das Aufladen bzw. Versorgen von Endgeräten mit erhöhter Leistung. USB Power Delivery (USB PD) ist dabei ein völlig eigener Standard, der wiederum mit USB Typ C Geräten / Kabeln kombiniert werden kann.

Für USB Typ C hat dies zwei unterschiedliche Bedeutungen: Ist das Gerät sowie das Kabel USB Power Delivery fähig, so steht die Power Delivery Funktion zur Verfügung. Je nach unterstützter Leistungsstufe können dann bis zu 100 Watt über das Typ C Kabel übertragen werden. Damit USB Power Delivery jedoch korrekt arbeitet, wird ein spezielles USB PD Kabel benötigt. Dabei handelt es sich um „aktive Kabel“: Die beiden Geräte sowie das Kabel kommunizieren miteinander; um die benötigte Leistung zu ermitteln und zur Verfügung zu stellen. Dabei wird sich nach dem schwächsten Glied der Kette gerichtet.

Und ohne USB PD?

Natürlich stellt USB Typ C auch ohne USB PD eine Spannungsversorgung für angeschlossenen Geräte bereit. Auch hier geht es; (wie sollte es anders sein?) ein wenig undurchsichtig zu.

Die unten stehende Tabelle soll Klarheit verschaffen – Zumindest, was USB Typ C betrifft:

USB Standard Verbindung Kabeltyp Max. Leistung Aushandlung?
USB 3.1 Gen 1 (5 Gbps) Typ C auf Typ C Aktiv, USB PD 25 W Ja, aktiv
USB 3.1 Gen 2 (10 Gbps) Typ C auf Typ C Aktiv, USB PD 25 W Ja, aktiv
USB 2.0 Typ C auf Typ C Aktiv, USB PD 25 W Ja, aktiv
USB 2.0 Typ C auf Typ C Standard (passiv), kein USB PD 15 W Nein, passiv
USB 2.0 / USB 3.1 Gen 1 / Gen 2 Typ C auf Typ C Standard (passiv), kein USB PD 2,5 W / 4,5 W / 7,5 W sowie 15 W Nein, aber Identifizierung als USB Typ C Kabel für 15 W nötig

Somit lassen sich ohne USB PD aber unter Verwendung eines USB PB kompatiblen Typ C Kabel maximal 25 W übertragen und das unabhängig von der USB Protokollversion. Maximal 15 Watt sind mit einem Standardkabel für USB Typ C möglich. Voraussetzung ist nur, dass sich das Kabel als USB Typ C Kabel gegenüber USB-Host und dem Client-Gerät identifiziert.

Zusammenfassung

Lange Rede, kurzer Sinn: USB zeigt aktuell deutlich; was passiert, wenn es zu viele Möglichkeiten und zu wenig Kennzeichnungsvorschriften gibt. Selbst wenn alle Geräte ordentlich gekennzeichnet würden, bleibt jedoch die Frage, ob der Ottonormalverbraucher damit etwas anfangen könnte. Im Kern lässt sich die Geschichte auf wenige Punkte vereinfachen:

  • USB 3.0 heißt nun USB 3.1 Gen 1
  • USB Typ C ist ein Stecker und hat NICHTS mit den Protokollen zu tun
  • Hohe elektrische Leistung steht über USB Typ C nur mit USB Power Distribution zur Verfügung
  • Apple bietet mit Thunderbolt 3 die aktuell am durchsichtigsten gestaltete Plattform auf Basis von USB Typ C an
  • Auch USB 2.0 und DisplayPort 1.3 / MHL lassen theoretisch sich in der USB Typ C Welt vereinen

 

Fazit:

Noch komplizierter und unübersichtlicher geht es nun wirklich nicht mehr. Es heißt also: Augen auf und sich vorher genau informieren. Natürlich stehe ich bei Fragen zur Verfügung.
 
 
 
 
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