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Einführung in USB-Anschlüsse: Was sie sind, wie sie funktionieren und welche Typen es gibt
USB-Anschlüsse (Universal Serial Bus) sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken Einfache und schnelle Verbindung verschiedener Geräte mit Computern und anderen elektronischen Geräten. Aus Seit seiner Einführung in den 1990er Jahren hat der USB-Standard viele Anpassungen erfahren wachsenden Benutzer- und Technologieanforderungen.
So funktionieren USB-Standards
Die ersten Versionen des USB-Standards führten benutzerfreundliche und langlebige Anschlüsse ein. Im Laufe der Zeit kamen kleinere hinzu Anschlüsse, ideal für tragbare Geräte. Die dynamische Entwicklung von USB hat zu einer neuen Generation von Steckverbindern geführt, die zusätzliche Datenpfade unterstützen. Alle USB-Versionen werden durch Kabelparameter und Versionen definiert 3.x verfügen über zusätzliche Datenpfade. Der USB-Standard umfasste die Stromversorgung von Peripheriegeräten und neueren Geräten In den Versionen wurden die Leistungsgrenzen erhöht, so dass Geräte mit einer Leistung von bis zu 240 Watt aufgeladen werden können. USB gestoppt wurde zum Ladestandard für viele Mobiltelefone, was den Einsatz proprietärer Geräte einschränkte Ladegeräte.
Grafik, die die Arten von USB-Anschlüssen zeigt
USB-Standard und Datenübertragung
Ein typisches USB-Kabel besteht aus vier Drähten: Masse, Spannung und zwei Drähten Senden und Empfangen von Daten. USB 3.0- und USB-C-Kabel haben mehr Drähte, aber das ist die Regel Die Bedienung bleibt gleich. Der Host weist den angeschlossenen Geräten Adressen zu und bestimmt den Austauschmodus Daten.
Neben der Begrenzung der Anzahl der über USB an Ihren Computer angeschlossenen Geräte gibt es auch eine Begrenzung Bandbreite. Die Gesamtbandbreite aller angeschlossenen Geräte darf nicht überschritten werden Maximalwert, der je nach USB-Standard variiert.
| Standard-USB | Geschwindigkeit |
|---|---|
| USB 2.0 Hi-Speed | 480 Mbit/s |
| USB 3.2 Gen 1 (USB 3.0, USB 3.1 Gen 1) | 5 Gbit/s |
| USB 3.2 Gen 2 (USB 3.1, USB 3.1 Gen 2) | 10 Gbit/s |
| USB 3.2 Gen 2x2 | 20 Gbit/s |
| USB4 | 40 Gbit/s |
| USB4 2.0 (bald verfügbar) | 80 Gbit/s |
| Thunderbolt 3 | 40 Gbit/s |
| Thunderbolt 4 | 40 Gbit/s |
| Thunderbolt 5 (bald verfügbar) | 80 Gbit/s |
Tabelle mit der Aufteilung der Anschlüsse in verfügbare USB-Standards
| USB 1.0 | USB 2.0 | USB 3.2 Gen1 | USB 3.2 Gen2 x1 | USB 3.2 Gen2 x2 | USB4 |
|---|---|---|---|---|---|
| Typ-A | Typ-A | Typ-A | Typ-A | - | - |
| Typ-B | Typ-B | Typ-B | Typ-B | - | - |
| Mini-A | Mini-A | - | - | - | - |
| Mikro-A | Mikro-A | - | - | - | - |
| Mikro-B | Mikro-B | Mikro-B | - | - | - |
| - | Typ-C | Typ-C | Typ-C | Typ-C | Typ-C |
Bildübertragung über USB-C
Ab 2018 gibt es fünf definierte Alternativmodusspezifikationen, von denen derzeit drei verwendet werden. Hersteller können auch eigene Modi für den Einsatz in Dockingstationen erstellen. Alternative Modi sind optional, sodass USB-C-Geräte keinen bestimmten Modus unterstützen müssen. Das USB Implementers Forum arbeitet mit Partnern zusammen, um sicherzustellen, dass die Ports ordnungsgemäß gekennzeichnet sind.
| Logo | Name | Protokoll |
|---|---|---|
 |
DisplayPort Alternate Mode | DisplayPort 1.2 DisplayPort 1.4 DisplayPort 2.0 |
 |
Thunderbolt Alternate Mode | USB-C Thunderbolt 3 (4x PCI Express 3.0, DP 1.2, DP 1.4, USB 3.2 Gen 1) USB-C Thunderbolt 4 (4x PCI Express 3.0, DP 2.0, USB4) USB-C Thunderbolt 5 (4x PCI Express 3.0, DP 2.1, USB4) |
| Mobiler High-Definition-Link-Alternativmodus | MHL 1.0 MHL 2.0 MHL 3.0 superMHL 1.0 |
USB 3.2 Gen 1 USB-C – USB-C
Alternate-Mode-Typ-C-Anschlüsse unterstützen DisplayPort, Mobile High-Definition Link (MHL), HDMI und Thunderbolt (20 Gbit/s oder 40 Gbit/s mit Kabeln bis zu 0,5 m). Sie können mit standardmäßigen passiven USB-C-Kabeln mit vollem Funktionsumfang verbunden werden, die mit dem SuperSpeed-USB-Logo (für Gen-1-Kabel) oder SuperSpeed+ USB 10 Gbit/s (für Gen-2-Kabel) gekennzeichnet sind. Die Kabellängen sollten bei Gen 1 maximal 2 m und bei Gen 2 maximal 1 m betragen.
Thunderbolt USB-C – USB-C
Thunderbolt 3 Alternate Mode (40 Gbit/s) erfordert aktive USB-C-Kabel für Längen von mehr als 0,8 m. Diese Kabel müssen für die Hochgeschwindigkeits-Thunderbolt-3-Übertragung zertifiziert und elektronisch gekennzeichnet sein. Dies gilt auch für 5-A-Hochleistungskabel Beide Enden sind mit dem Thunderbolt-Logo gekennzeichnet und unterstützen keine Abwärtskompatibilität. Kabel können sowohl mit dem Thunderbolt- als auch dem 5A-Logo gekennzeichnet werden.
Anforderungen für Android Auto und Apple CarPlay
Android Auto
| System: Android 8.0 (Oreo) und neuer |
| Kabel: USB-A – USB-C / USB-C – USB-C |
| Kabellänge: bis zu 1m |
| USB-Standard: USB 3.2 Gen 1 (USB 3.0) und höher |
| Zusätzliche Informationen: Es wird nicht empfohlen, HUBs oder USB-Verlängerungskabel zu verwenden |
Apple CarPlay
| System: iOS 17 und neuer |
| Kabel: Original / zertifiziertes MFi |
| Zusätzliche Informationen: Der Hauptbenutzer muss über ein Apple Music-Abonnement verfügen |
Was ist USB On-The-Go (USB OTG)?
USB On-The-Go (USB OTG oder einfach OTG) ist eine Ende 2001 eingeführte Spezifikation, die es USB-Geräten wie Tablets oder Smartphones ermöglicht, als Host zu fungieren. Dadurch können Sie andere USB-Geräte wie USB-Sticks, Digitalkameras, Mäuse oder Tastaturen daran anschließen. Mit USB OTG können Geräte zwischen Host- und Geräterollen wechseln. Beispielsweise kann ein Smartphone als Host fungieren und Daten von Wechselmedien lesen, wird jedoch zu einem USB-Massenspeichergerät, wenn es an einen Computer angeschlossen wird.
Die Unterstützung von USB OTG hängt nicht nur vom Betriebssystem, sondern vor allem vom Telefonmodell ab. Einige Smartphones mit der entsprechenden Systemversion (Android 3.1 und neuer) unterstützen USB OTG möglicherweise nicht, wenn der Hersteller diese Funktion deaktiviert hat.
