USB-Grundlagen: Typen, Geschwindigkeiten und warum sie so beliebt sind

USB-Kabel wurden 1996 eingeführt. Zu dieser Zeit konnte man noch nicht davon ausgehen, dass sich irgendeine alte Tastatur an einen Computer anschließen lassen würde. Aus diesem Grund hat sich eine Gruppe von Unternehmen aus der Technologie- und Elektronikbranche zusammengeschlossen, um eine standardisierte Verbindung zu schaffen. Auch heute noch existiert diese Gruppe unter dem Namen USB-IF.

USB-Stecker werden in die Typen A, B und C unterteilt. Bei den Typen A und B gibt es eine weitere Unterteilung in die Unterkategorien Mini-USB und Micro-USB. Die Typen mini-A und mini-B wurden aufgegeben, nachdem der micro-USB auf den Markt kam, da der micro-USB nur halb so groß ist wie die mini-Varianten, aber genauso viel leistet.

Dass die meisten Desktops mit vielen Typ-A-Anschlüssen ausgestattet sind, ist Ihnen sicher schon aufgefallen. Diese Anschlüsse sind flach und haben einen kleinen farbigen Teil, der als Buchse bezeichnet wird und in der Regel weiß, schwarz oder blau ist. Für den Anschluss von Peripheriegeräten an den Computer ist der Typ-A-Anschluss der gebräuchlichste USB-Anschluss. Tastaturen, Mäuse, externe Festplatten, USB-Sticks und Ladegeräte für Mobiltelefone sind in der Regel mit einem Anschluss vom Typ A ausgestattet.

Typ-B-Anschlüsse sind quadratisch und kastenförmig. Größere Geräte wie z. B. Drucker oder Scanner sind mit Typ-B-Anschlüssen ausgestattet. Der Anschluss an einen Computer über einen USB-Anschluss ist jedoch nicht mehr die Regel. Heutzutage gibt es einige Drucker, die einen Anschluss vom Typ C verwenden, aber die meisten Drucker nutzen WiFi oder BlueTooth, um sich mit einem Computer zu verbinden.

In den ersten Smartphones wurden hauptsächlich Micro-USB- oder Micro-B-Anschlüsse verwendet. Sie waren auch mit einer OTG-Funktion ausgestattet, so dass sie über einen Adapter mit anderen USB-Anschlüssen verbunden werden konnten. Obwohl die Micro-USB-Stecker weit verbreitet waren, wurden sie durch Typ-C-Stecker ersetzt, und Micro-B-Stecker sind hauptsächlich in Geräten zu finden, die vor 2015 auf den Markt kamen.

Nach den Plänen des USB-IF wird der Typ-C-Anschluss im Laufe der Zeit die anderen Anschlüsse ersetzen. Im Vergleich zu den anderen Versionen verfügt der Typ-C-Anschluss über wesentlich mehr Pins. Diese Pins haben viele verschiedene Funktionen und es wäre sehr kompliziert, sie alle zu erklären. Einfach ausgedrückt ermöglichen die zusätzlichen Pins dem Typ-C-Stecker die Übertragung von Daten und das Laden von Geräten schneller als die anderen Steckertypen. Letzten Endes werden alle Geräte über einen Anschluss vom Typ C verbunden sein, wenn sie überhaupt an einen Anschluss angeschlossen werden müssen.

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Die Datenübertragungsraten sind bei den verschiedenen Steckertypen ähnlich. Bei der Datenübertragungsgeschwindigkeit muss beachtet werden, welche USB-Generation verwendet wird.

USB 1.0 mit einer Datenübertragungsrate von 1,5 Mbit/s wurde 1996 eingeführt. USB 1.1 bot Übertragungsgeschwindigkeiten von 12 Mbit/s. Bei beiden Geräten ist der USB-A-Anschluss mit weißen und später mit schwarzen Buchsen versehen.

Die USB-Anschlüsse nach dem Standard 2.0 sind in der Regel schwarz, können aber auch weiß sein. Mit diesen USB-Anschlüssen können Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 480 Mbit/s übertragen werden. Das USB-IF bezeichnet diese Eigenschaft als High Speed.

Eingeführt wurde der Standard USB 3.0 im Jahr 2011. Diese USB-Anschlüsse sind in der Regel blau und können Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 5 Gbit/s übertragen, was auch als SuperSpeed bezeichnet wurde. Drei Jahre später wurde der Standard auf die Version 3.1 mit einer Geschwindigkeit von 10 Gbit/s und der Bezeichnung SuperSpeed+ aktualisiert. Die USB 3.1-Standards sind in der Regel türkisfarben.  USB 3.2 ist der letzte geplante USB-A-Port, und ein USB-3.2-Port ermöglicht eine Datenübertragung mit 20 Gbit/s.

Bei USB-3.x-Anschlüssen werden andere Farben verwendet. Als "Sleep-and-Charge"-Anschlüsse werden zum Beispiel orange und rote Anschlüsse bezeichnet. Sie ermöglichen das Aufladen eines Telefons oder eines ähnlichen Geräts, während es mit einem Desktop-Computer verbunden ist, auch wenn der Desktop-Computer aus ist.

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USB 4 ist in vielerlei Hinsicht einzigartig. Ohne Leerzeichen zwischen dem "B" und der "4" lautet die offizielle Bezeichnung für diese USB-Generation USB 4. Bei der Suche nach Informationen ist USB 4 jedoch nach wie vor die gebräuchlichste Bezeichnung, so dass wir sie auch in Zukunft verwenden werden. Es wird nur Typ-C-Versionen von USB 4 geben. Darüber hinaus werden die USB-4-Anschlüsse auch mit den Thunderbolt-3- und -4-Anschlüssen kompatibel sein.

Die USB-4-Spezifikationen können Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 40 Gbit/s bieten. USB-4-kompatibel wird auch der DisplayPort Alternate Mode für die Videoübertragung sein. Bisher waren USB-Verbindungen für die Videoübertragung nicht besonders geeignet. Mit USB 4 ist nun die Übertragung von unkomprimiertem 8K-Video möglich.

Ursprünglich war es das Ziel der USB-IF, einen universellen Standard zu schaffen. Alle Firmen sollten sich an diesen Standard halten. Auf diese Weise sollte eine problemlose Kommunikation zwischen Geräten möglich sein, die von verschiedenen Herstellern stammen.

Thunderbolt-Kabel sind in der Lage, Informationen genauso schnell zu übertragen wie USB-Kabel, aber sie sind nicht so weit verbreitet. Das liegt daran, dass meist nur Apple-Computer über einen Thunderbolt-Anschluss verfügen. Der USB-Standard sollte genau dieses Problem vermeiden. Durch einen einheitlichen Verbindungsstandard wird sichergestellt, dass Ihre Kabel auch dann noch verwendet werden können, wenn Sie einen neuen Computer kaufen.

Bei USB-Verbindungen werden die benötigten Treiber oft automatisch heruntergeladen. Dies bedeutet, dass in den meisten Fällen für die Verwendung eines USB-Anschlusses keine Maßnahmen seitens des Benutzers erforderlich sind. Dies wird allgemein als "Plug and Play" bezeichnet.

Verglichen mit anderen Standards hat USB immer die schnellsten Datenübertragungsraten zu bieten. Die große Ausnahme ist Thunderbolt 3, das bei seiner Einführung doppelt so schnell war wie der Standard USB 3.0. Mit USB-4-Kabeln wurden die 40 Gbps von Thunderbolt 4 erreicht, was bedeutet, dass Thunderbolt und USB nun die gleiche Datenübertragungsgeschwindigkeit haben.

OTG steht für On-the-Go. USB OTG verbindet Peripheriegeräte wie Drucker und Tastaturen mit mobilen Geräten wie Tablets und Mobiltelefonen. USB OTG hat einen Micro-USB-Anschluss. Er ist jedoch nicht mehr so nützlich wie früher, da Typ-C den Micro-USB-Anschluss in den meisten Fällen ersetzt hat. Die meisten neuen Geräte haben keinen Micro-USB-Anschluss.

Die Leistungsabgabe von USB-Anschlüssen wird durch die Art des Anschlusses bestimmt. Die maximale Ausgangsleistung eines Micro-USB-Anschlusses beträgt 60 W, die maximale Ausgangsleistung eines Typ-C-Anschlusses 100 W. Die maximale Leistung, die während des Ladevorgangs zur Verfügung steht, ist ebenfalls vom Gerät und vom Ladegerät abhängig.

Mobiltelefone können nicht mit einer Leistung geladen werden, für die sie nicht ausgelegt sind. Das bedeutet, dass ein Mobiltelefon nicht mit 100 W aufgeladen wird, selbst wenn Sie ein 100-W-Kabel vom Typ C und ein 100-W-Ladegerät haben. Auch die USB-Anschlüsse sind nicht alle gleich gut. So ist zum Beispiel ein Huawei-Ladegerät überhaupt nicht in der Lage, ein Google Pixel aufzuladen.

Alle USB-Kabel sind abwärtskompatibel, solange sie den gleichen Anschlusstyp haben.  Dennoch sollte man sich bewusst sein, dass eine Technologie wie USB nur so gut ist wie ihr schwächstes Glied.

Beim Anschluss eines USB 3.1-Kabels an einen USB 2.0-Port sollte man mit USB 2.0-Übertragungsgeschwindigkeiten rechnen. Das langsamste Element der Verbindung, sei es das Kabel oder der Anschluss, bestimmt die Übertragungs- oder Ladegeschwindigkeit.

Nein, USB-C und Thunderbolt sind nicht das gleiche. Thunderbolt ist ein von Intel entwickelter Standard als Konkurrenz zu USB. Wenn Sie Apple-Kunde sind, kennen Sie diese Anschlüsse bereits.

Obwohl Thunderbolt eine ähnliche Größe und Form hat, ist er nicht mit USB 3.x kompatibel. Thunderbolt 3 und 4 sind jedoch mit USB 4 kompatibel. Auch wenn USB 4 und Thunderbolt 4 sehr ähnlich sind, gibt es doch eine Reihe von Unterschieden.

Vor allem bei Intel-Prozessoren sind Thunderbolt 3 und 4 dem USB 4 vorzuziehen. Sowohl USB 4 als auch Thunderbolt 4 können unkomprimiertes 8K-Video übertragen. Thunderbolt 4 ist jedoch auch in der Lage, Videos mit einer Auflösung von 4K doppelt darzustellen.

Thunderbolt 4 kann außerdem Daten mit einer Geschwindigkeit von 40 Gbit/s übertragen, während USB 4 eine Version mit einer Geschwindigkeit von 20 Gbit/s bietet. Diese Funktionen sind nicht besonders wichtig für die meisten Menschen. Sie sollten sie jedoch beim Kauf berücksichtigen, wenn sie für Sie wichtig sind.

Die Leistung Ihrer USB-Verbindung wird ab einer bestimmten Entfernung beeinträchtigt. In den technischen Daten von USB 3.x-Geräten ist keine maximale Entfernung angegeben. Sollte das Kabel jedoch länger als drei Meter sein, ist die Verwendung eines USB-Repeaters von Vorteil. Das Signal wird dadurch aufgefrischt. Die Signalqualität bleibt erhalten.