Der Verbindungsstandard USB Type-C™ & USB 5 / 10 / 20 Gbps

Erfahren Sie hier Wissenswertes zum Formfaktor USB Type-C™ in Kooperation mit dem USB Standard USB 10 Gbps.

Inhalt

Der USB Type-C™ Formfaktor

Der USB Type-C™ Stecker, mit seiner charakteristischen elliptischen Form, ist im Mobilgeräte-Bereich schon sehr verbreitet. Der anwenderfreundliche 24 Pin Stecker erlaubt die gleichzeitige Übertragung von Strom, Daten, Video- sowie Audio-Signalen in hoher Qualität.

Stecker und Buchse des beidseitig nutzbaren USB Type-C™ Formfaktors

Eigenschaften & Vorteile von USB Type-C™

Protokollvielfalt

Neben den verschiedenen USB-Varianten sind auch DisplayPort™-, PCI Express-, Thunderbolt™-, HDMI- oder MHL-Signale kompatibel. Über eine USB Type-C™ Verbindung ist die Übertragung von Audio- und Videodaten sogar parallel zum USB Daten- und USB Ladestrom möglich. Mit entsprechenden Konvertern kann auch ein VGA Monitor angeschlossen werden.

Unterstützt 20 Gbps Datentransferrate

USB Typ-A Stecker sind so konstruiert, dass mit ihnen maximal 10 Gbps erreicht werden können, was der Spezifikation USB 10 Gbps entspricht. Die maximalen 20 Gbps des neuen USB 20 Gbps Protokolls benötigen die USB Type-C™ Schnittstelle. - USB Versionen und Dateneraten in der Übersicht siehe Tabelle unten.

Benutzerfreundlichkeit

Die Bauweise des Steckers erlaubt Verdrehsicherheit. Man kann ihn nicht verkehrt herum in die Buchse stecken und muss „oben“ oder „unten“ entsprechend nicht auseinanderhalten. Auch beim Kabel USB Type-C™ zu USB Type-C™ muss nicht auf "Anfang" oder "Ende" geachtet werden: Welches Kabelende an den Host, welches an das Device angeschlossen wird, spielt keine Rolle, da beide Anschlussenden gleichwertig in ihrer Funktionalität sind.

Eine weitere positive Eigenschaft ist die direkte Datenübertragung, die via USB Type-C™ möglich ist. Es bedarf keines PCs oder Adapters, um zum Beispiel Daten vom Smartphone auf ein Speichermedium zu übertragen. Einfach den Datenstick an den USB Type-C™ Port des Mobilgeräts stecken und los gehts.

Die Pinbelegung des USB Type-C™ Konnektors zeigt die gespiegelten Funktionen der zwei Pin-Reihen und so die beidseitige Nutzbarkeit

Langlebigkeit

Der USB Type-C™ Stecker ist viel robuster als sein Vorgänger. Laut dem USB Implementers Forum (USB-IF) ist er so konzipiert, dass er 10.000 Steckzyklen übersteht. Das bedeutet rechnerisch, dass man z. B. sein Smartphone 329 Monate in Folge einmal täglich aufladen könnte (= anstecken / wieder abziehen). Im Vergleich dazu wird beim USB 5 Gbps Typ-A Stecker eine Lebensdauer von bis zu 5.000 Steckzyklen angegeben.

Schlank und widerstandsfähig

Der USB Type-C™ Anschluss weist ein schlankes, dem Micro USB Anschluss ähnliches Design auf, das dennoch robust genug ist für den zweckmäßigen Einsatz in Notebooks, Tablets und sonstigen Mobilgeräten. Die USB Type-C™ Buchse bietet sich aufgrund ihrer geringen Fläche von nur 8,4 x 2,6 mm ebenso für flache Smartphones als auch für Desktop-Rechner und Geräte der Unterhaltungselektronik an.

Kompatibilität

Mit USB Type-C™ Anschlüssen können - via Nutzung von Adaptern oder Kabeln - Verbindungen auch zu anderen USB Geräten (= Nicht-USB-Type-C™ Geräte) hergestellt werden. So lässt sich vorhandene Hardware und Peripherie weiterhin verwenden.

Universell

Schon heute und auch zukünftig in zunehmenden Maße wird und werden weniger Netzteile für angeschlossene Geräte benötigt, da die USB Type-C™ Schnittstelle ihren Funktionalitäten entsprechend immer mehr an Bedeutung gewinnt. Beispielsweise kann an einem Notebook eine Dockingstation angeschlossen werden, die dann das Notebook und alle weiteren Geräte mit Strom versorgt.

Verbesserte EMV

USB Type-C™ sorgt für weniger Störungen beteiligter Geräte, da die elektromagnetische Verträglichkeit verbessert wurde.

USB 20 Gbps – Was ist das?

Die Spezifikation USB 20 Gbps hat eine zum Vorgänger USB 10 Gbps verdoppelte, maximal mögliche Datentransferrate von 20 Gbps. Da es im Folgenden um den Standard USB 20 Gbps in Verbindung mit dem Formfaktor USB Type-C™ gehen soll, ist zunächst eine Übersicht der USB Spezifikationen mit alten und neuen Namen hilfreich.

ACHTUNG: Das USB Implementers Forum (USB-IF) legte am 2. September 2022 neue Bezeichnungen für die verschiedenen Versionen des USB-Standards fest. Als Grund wurden die bisherigen verwirrenden Namens-Schemata angegeben. Die neue Syntax folgt dem System "USB X Gbps", wobei das X je für die maximale Datentransferrate steht.

USB Spezifikationen und Schnittstellen in der Übersicht

USB 20 Gbps plus USB Type-C™ = Das superschnelle Duo

Datentransferleistung

Der Vorgänger von USB 20 Gbps ist USB 10 Gbps. Durch dieses Vorgängerprotokoll können Datenraten von bis zu 10 Gbps erreicht werden. Der darauf folgende, schnellere Übertragungsmodus ist das Protokoll USB 20 Gbps. Mit ihm kann eine Datenrate bis zu 20 Gbps erreicht werden.

Der USB Type-C™ Stecker kann für alle USB Verbindungen verwendet werden, also auch für ältere USB Geräte und Kabel. Zur Erreichung der höchst möglichen Datenrate von 20 Gbps ist zu beachten, dass beide miteinander verbundenen Geräte das Protokoll USB 20 Gbps unterstützen müssen. Allerdings können hierbei bisherige Kabel, welche "nur" USB 10 Gbps unterstützen, auch für Anwendungen mit 20 Gbps eingesetzt werden.

Stromversorgung Power Delivery & Ladefunktion

Seit USB 10 wird die Spezifikation zur Stromversorgung namens USB Power Delivery (kurz: USB PD) unterstützt. Damit ist eine Leistungsaufnahme bei maximal 5 A und 20 V (100 W) gegeben. Die Stromversorgung ist in beiden Richtungen möglich.

Wie funktioniert das? Netzteil und Endgerät handeln die Kombination aus Spannung und Stromstärke und somit die Leistung aus = erstellen ein Profil. Das Netzteil bietet die verfügbaren Kombinationen an und das Endgerät sucht sich von diesen ein geeignetes Profil aus. USB PD erkennt und berücksichtigt die Laderichtung der miteinander verbundenen Geräte.

Die Topologie von USB PD

Dank USB Type-C™ und USB PD lassen sich nicht mehr nur Smartphones oder Tablets aufladen, sondern es können auch größere bzw. leistungsfähigere Geräte wie z. B. Monitore oder Notebooks mit Strom versorgt werden. Voraussetzung ist, dass sowohl die Geräte als auch die Kabel USB PD unterstützen. So kann zum Beispiel ein Monitor mit USB Type-C™ Anschluss und USB PD Support, der an ein Netzteil angeschlossen ist, ein mit ihm verbundenes Notebook aufladen, während gleichzeitig Signale vom Notebook zum Monitor übertragen werden.

Der DisplayPort Alternate Mode bei USB Type-C™

Neben der USB Datenleitung hat der USB Type-C™ Anschluss am Notebook und anderen Geräten eine weitere Funktion. Diese wird DisplayPort Alternate Mode (DP Alt Mode) genannt. So kann ein Monitor-Adapter am entsprechenden USB Type-C™ Port des Geräts angeschlossen werden. Wenn dieser den DP Alt Mode unterstützt, funktioniert hier die Übertragung von Daten zum Monitor via Adapter oder Kabel.

Monitor-Vielfalt dank DP Alt Mode

Sofern die Unterstützung für den DP Alt Mode am Gerät vorhanden ist, können entsprechende Adapter und Kabel von USB Type-C™ auf DisplayPort™, HDMI, DVI oder VGA zum Anschluss der entsprechenden Monitore verwendet werden.

USB Type-C™ in Relation zu Thunderbolt™ 3

Die Grundidee der USB Type-C™ Schnittstelle ist, über ein einziges Kabel verschiedene Arten von Daten bzw. Signale übermitteln zu können. Der erstmals 2009 von Intel und Apple vorgestellte Standard Thunderbolt™ verfolgte auch dieses Ziel. Seit Mitte 2015 verwendet Thunderbolt™ 3 auch den beidseitig nutzbaren USB Type-C™ Konnektor. Thunderbolt™ 3 nutzt dieselben Stecker und Buchsen wie USB Type-C™ und unterstützt alle USB Type-C™ Funktionen. Darüber hinaus ist im Thunderbolt™ 3 Controller ein USB 10 Gbps Controller integriert.

Produktbeispiele von Delock

Art. 85291
Kabel USB Type-C™ Stecker zu HDMI Stecker (DP Alt Mode)

Anschlüsse
      1 x USB Type-C™ Stecker >
      1 x HDMI-A 19 Pin Stecker
High Speed HDMI mit Ethernet (HEC) Spezifikation
Auflösung bis 3840 x 2160 @ 60 Hz (abhängig vom Monitor / System)
Unterstützt 3D Displays & HDCP 1.4 / 2.2
Kontakte mit Goldauflage
Länge: ca. 2 m (ohne Anschlüsse)

Auch erhältlich mit den Längen
Art. 85290  ca. 1 m
Art. 85292  ca. 3 m

Art. 85255
Kabel USB Type-C™ Stecker zu DisplayPort™ Stecker (DP Alt Mode)

Anschlüsse
      1 x USB Type-C™ Stecker >
      1 x DisplayPort™ 20 Pin Stecker
DisplayPort™ 1.2 Spezifikation
Auflösung bis 3840 x 2160 @ 60 Hz (abhängig vom Monitor / System)
Unterstützt 3D Displays & HDCP 1.4 / 2.2
Kontakte mit Goldauflage
Länge: ca. 1 m (ohne Anschlüsse)

Auch erhältlich mit den Längen
Art. 85256  ca. 2 m
Art. 85257  ca. 3 m

Art. 83870
Kabel USB 10 Gbps Typ-A Stecker zu USB Type-C™ Stecker

Anschlüsse
      USB 10 Gbps Typ-A Stecker >
      USB 10 Gbps USB Type-C™ Stecker
Host = USB Typ A; Device = USB Type-C™
Datentransferrate bis zu 10 Gbps
Drahtquerschnitt:
      30 AWG Datenleitung
      22 AWG Stromleitung
Kabeldurchmesser: ca. 4,5 mm
Länge: ca. 1 m (inkl. Anschlüsse)

Auch erhältlich mit der Länge
Art. 83869  ca. 0,5 m

Art. 84845
Kabel Thunderbolt™ 3 (20 Gbps) USB Type-C™ Stecker zu Stecker passiv

Anschlüsse
      1 x Thunderbolt™ 3 USB Type-C™ 24 Pin Stecker >
      1 x Thunderbolt™ 3 USB Type-C™ 24 Pin Stecker
Datentransferraten
      • Thunderbolt™ 3 bis zu 20 Gbps
      • DisplayPort™ 1.2a bis zu 21,6 Gbps
      • USB bis zu 10 Gbps
      • Thunderbolt™ Networking bis zu 10 Gbps (Peer-To-Peer)
Unterstützt PCI Express 3.0 Protokoll (4 Lanes)
Unterstützt Displayport 1.2a Protokoll (8 Lanes, HBR2 und MST)
Kaskadierbar bis zu 6 Thunderbolt™ Geräten (Daisy Chain)
Drahtquerschnitt:
      32 + 34 AWG Datenleitung
      24 + 34 AWG Stromleitung
Kontakte mit Goldauflage
Dreifach geschirmtes Kabel
Kabeldurchmesser: ca. 4,4 mm
Länge: ca. 1 m (ohne Anschlüsse)

Auch erhältlich mit
Art. 84844  ca. 0,5 m • 5 A • 40 Gbps
Art. 84846  ca. 1,5 m • 5 A • 20 Gbps
Art. 84847  ca. 2,0 m • 3 A • 20 Gbps

Art. 62904
Adapter USB Type-C™ zu 1 x Seriell DB9 RS-232 + Adapter DB25

Anschlüsse
      Kabel:
      1 x USB Type-C™ Stecker >
      1 x Seriell RS-232 DB9 Stecker mit Schrauben
      Adapter:
      1 x Seriell RS-232 DB9 Buchse mit Muttern >
      1 x Seriell RS-232 DB25 Stecker mit Schrauben
Kabellänge: ca. 1,8 m (inkl. Anschlüsse)

Art. 65842
Audio Adapter USB Type-C™ Stecker zu Klinkenbuchse

Anschlüsse
      1 x USB Type-C™ Stecker >
      1 x 3,5 mm 4 Pin Klinkenbuchse
USB 2.0 und USB Audio Device Class 1.0 Spezifikation
Kontakte goldbeschichtet
Kabeldurchmesser: ca. 2 mm
Kabellänge: ca. 14 cm (inkl. Anschlüsse)

Art. 89582
PCI Express Karte zu 1 x extern USB Type-C™ 3.1 Buchse +
1 x extern USB Type-C™ 3.1 (DP Alt Mode) Buchse

Anschlüsse
      extern:
      1 x USB 10 Gbps USB Type-C™ Buchse
      1 x USB 10 Gbps USB Type-C™ Buchse (DP Alt Mode fähig)
      1 x DisplayPort™ 20 Pin Buchse (für DP Alt Mode Funktion)
      intern:
      1 x PCI Express x1, V3.0
DisplayPort™ 1.2 Spezifikation
Datentransferraten bis zu USB 10 Gbps
Auflösung bis 3840 x 2160 @ 60 Hz (abhängig vom Monitor / System)
Stromversorgung über PCI Express Schnittstelle
Unterstützt eXtensible Host Controller Interface (xHCI) Spezifikation 1.1

Anwendungsbeispiel

Anwendungsbeispiel Art. 89582 schließen

Art. 87298
USB Type-C™ 3.1 Dockingstation

Anschlüsse
      Frontseite:
      1 x Gigabit LAN 10/100/1000 Mbps RJ45 Buchse
      1 x mini Displayport 20 Pin Buchse
      1 x HDMI-A 19 Pin Buchse
      1 x VGA 15 Pin Buchse
      1 x USB Type-C™ Buchse (Stromversorgung)
      Rückseite:
      3 x USB 3.0 Typ-A Buchse
      1 x Headset 3,5 mm 4 Pin Klinkenbuchse
      1 x SD / SDHC / SDXC / MMC Slot
      1 x Micro SD / SDHC / SDXC Slot
      1 x USB Type-C™ Stecker
Erweitern und Spiegeln (HDMI und Displayport)
Auflösung bis 2560 x 1440 @ 60 Hz oder 3840 x 2160 @ 30 Hz (abhängig vom Monitor / System)
VGA Auflösung bis 1920 x 1080 @ 60 Hz
Kabellänge: ca. 18 cm (inkl. Anschlüsse)
Maße (LxBxH): ca. 13,7 x 7,5 x 1,7 cm