Der USB- oder universelle serielle Bus ist ein Industriestandard, der Spezifikationen für Kabel und Anschlüsse an Geräten festlegt.
USB oder „Universal Serial Bus“ ist heute eine der ältesten und beliebtesten Schnittstellen. Während er ursprünglich als Computeranschluss eingeführt wurde, ist er heute auf fast jedem einzelnen technischen Gerät zu finden, einschließlich Smartphones, Spielekonsolen, Kameras usw. in der einen oder anderen Form. Das Hauptziel bei der Herstellung von USB bestand darin, eine standardisierte Verbindung von Peripheriegeräten mit PCs bereitzustellen. Heute USB bleibt seinem Namen treu, dank seiner breiten Akzeptanz und einer großen Auswahl an unterstützter Hardware und Software. Werfen wir einen kurzen Blick auf die Geschichte von USB und listen alle verschiedenen Arten von Anschlüssen und Standards auf.
Wie ist USB entstanden?
Die Entwicklung von USB begann 1994 mit dem Ziel, einen einzigen Anschluss herzustellen, der im Grunde eine Reihe von Anschlüssen an PCs ersetzen könnte. Der Zweck von USB bestand auch darin, a einfachere Softwarekonfiguration aller Geräte, die über USB angeschlossen werden können, um schnellere Datenraten für externe Geräte zu ermöglichen und die Benutzerfreundlichkeitsprobleme bestehender Geräte zu lösen Schnittstellen. USB war jedoch keine Ein-Mann-Erfindung. Es handelte sich um eine Gruppenarbeit, an der insgesamt sieben Unternehmen beteiligt waren: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC und Nortel. Das von Ajay Bhatt geleitete Team arbeitete bei Intel an dem Standard und 1995 wurden die ersten integrierten Schaltkreise hergestellt, die USB unterstützen.
USB 1.0
Die erste Spezifikation namens USB 1.0 kam im Januar 1996 auf den Markt und bot Datenübertragungsgeschwindigkeiten von 1,5 Mbit/s (Low Speed) und 12 Mbit/s (Full Speed). Die Entscheidung, Konfigurationen mit zwei Geschwindigkeiten hinzuzufügen, wurde getroffen, damit sowohl Hochgeschwindigkeitsgeräte wie Drucker und Festplatten als auch kostengünstige Peripheriegeräte wie Tastaturen und Mäuse unterstützt werden können. USB 1.1 war tatsächlich die erste weit verbreitete Spezifikation, da sie im September 1998 erstmals auf dem Apple iMac erschien. Eine Reihe von Herstellern folgten Apple und begannen mit der Produktion veralteter PCs mit USB-Anschlüssen.
USB 2.0 und USB 3.0
Im April 2000 wurde die USB 2.0-Spezifikation nach Einholung der Zustimmung des USB 2.0 angekündigt Forum für USB-Implementierer (USB-IF). Es wurde im Jahr 2001 zur Verfügung gestellt. Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (Nokia), NEC und Philips drängten auf höhere Datenübertragungsraten, wobei der neue Standard Geschwindigkeiten von bis zu 480 Mbit/s ermöglichte. Im November sahen wir dann die Veröffentlichung von USB 3.0. 12.2008, um die Datenübertragungsgeschwindigkeiten weiter auf bis zu 5 Gbit/s zu erhöhen, was auch SuperSpeed genannt wurde. Der neue Standard konzentrierte sich auch auf die Reduzierung des Stromverbrauchs, die Steigerung der Leistungsabgabe und die Bereitstellung Abwärtskompatibilität mit USB 2.0. Die ersten Geräte mit USB 3.0 kamen im Januar auf den Markt 2010.
USB 3.1 Gen 1 und Gen 2
Die USB 3.1-Spezifikation wurde erstmals im Juli 2013 angekündigt und da begann die Sache etwas verwirrend zu werden. Es wurde in zwei Versionen auf den Markt gebracht, USB 3.1 Gen 1 und USB 3.1 Gen 2. Während das erste Modell den 5-Gbit/s-Übertragungsmodus (SuperSpeed) von USB 3.0 beibehielt, führte Gen 2 den SuperSpeed+-Übertragungsmodus mit einer maximalen Datensignalisierungsrate von 10 Gbit/s ein. Im September 2017 wurde die USB-3.2-Spezifikation veröffentlicht, die erneut eine Änderung im Namensschema mit sich brachte. USB 3.2 Gen 1 war eigentlich dasselbe wie USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 2 war das neue USB 3.1 Gen 2 und USB 3.2 Gen 2x2 war das neueste und schnellste und bietet Geschwindigkeiten von bis zu 20 Gbit/s.
USB4 und USB4 Version 2.0
Der neueste Standard heißt offiziell USB4 (aus welchem Grund auch immer nicht USB 4) und wurde 2019 mit dem ersten eingeführt USB4-Geräte Ankunft im Jahr 2021 und 2022. Mit USB 3.1 und 3.2 und der gesamten Gen 1- und Gen 2-Terminologie wurde es ziemlich verwirrend, und USB-IF versucht es Dies lässt sich mit USB4 rückgängig machen, dessen Vermarktung von der Datenübertragungsgeschwindigkeit abhängt und nicht davon, um welche Version es sich handelt. USB4 gibt es in zwei Varianten: 20 Gbit/s und 40 Gbit/s, und USB-IF hofft, dass Hersteller ihre USB-Geräte mit diesen Geschwindigkeiten und nicht nur mit USB4 versehen.
Die ersten USB4-2.0-Geräte werden frühestens Ende 2023 auf den Markt kommen.
Es gibt noch einen weiteren Punkt zu USB4: Thunderbolt. Die Grundlage von USB4 ist Intels altes Thunderbolt 3-Protokoll, und natürlich ist USB4 einigermaßen mit Thunderbolt kompatibel – Betonung auf etwas. USB4-Geräte und -Kabel können entweder 20 Gbit/s oder 40 Gbit/s haben, während Thunderbolt 4 40 Gbit/s erfordert. Daher sind möglicherweise nicht alle USB4-Anschlüsse und -Kabel mit Thunderbolt gleichwertig.
Die Spezifikation von USB4 Version 2.0 wurde Ende 2022 veröffentlicht (was USB für alle noch verwirrender macht) und erhöht die Bandbreite von USB4 von 40 bis 80 Gbit/s, mit einem optionalen 120-Gbit/s-Modus, der nur in eine Richtung funktioniert, während in der anderen Richtung nur 40 Gbit/s verfügbar sind Bandbreite. Dieser 120-Gbit/s-Modus ist nützlich für Situationen, in denen eine Seite der Verbindung viel mehr Daten empfangen muss als das andere, beispielsweise die Verwendung eines hochauflösenden Displays, das viele Daten benötigt, um ein vollständig detailliertes Bild anzuzeigen. Da die Spezifikation erst vor kurzem veröffentlicht wurde, werden die ersten USB4 2.0-Geräte frühestens Ende 2023 auf den Markt kommen.
Blitz
Im Gegensatz zum USB-Standard, der sich seiner Universalität und Akzeptanz als „Standard“ rühmt, ist Thunderbolt ein von Intel entwickelter und lizenzierter Standard. Allerdings wurde Thunderbolt 3 im Wesentlichen an USB-IF übergeben und zur Erstellung von USB4 verwendet, sodass die Beziehung zwischen den beiden jetzt unklar ist. Es handelt sich um einen plattformübergreifenden Daten- und Energieübertragungsstandard, aber Geräte müssen für die Verwendung mit diesem Standard zertifiziert werden, und die Standards von Intel sind viel strenger als die von USB-IF.
Das Thunderbolt-Protokoll ist häufig in Laptops und manchmal auch in Desktops zu finden und kann für die Verbindung verwendet werden DisplayPort-kompatible Geräte, einschließlich externer Monitore sowie PCI Express (PCIe)-Peripheriegeräte, einschließlich externer Grafikkarten, Festplatten, WLAN- oder Ethernet-Anschlüsse, über einen USB-C-Anschluss. Die aktuelle Generation des Protokolls – Thunderbolt 4 – unterstützt Upstream- oder Downstream-Bandbreiten von bis zu 40 Gbit/s. Im Vergleich zur letzten Generation von Thunderbolt 3 bietet die neue Version eine verbesserte 4K-Anzeigeunterstützung (von einem 4K Monitor auf zwei), verdoppelt die PCIe-Bandbreite und garantiert eine Bandbreite von 40 Gbit/s, die für Thunderbolt optional war 3.
Die nächste Generation von Thunderbolt ist in Sicht.
Es gibt also USB und Thunderbolt, und USB4 basiert auf Thunderbolt 3, dessen Nachfolger Thunderbolt 4 ist. Wenn Sie verwirrt sind, können wir Ihnen keine Vorwürfe machen. Was Sie wissen müssen ist, dass USB4 nicht viel Leistung garantiert, während Thunderbolt 4 mehr verspricht. Obwohl USB4 auf Thunderbolt 3 basiert, bedeutet das nicht, dass jedes USB4-Gerät, jeder USB4-Anschluss und jedes USB4-Kabel über die gleichen Funktionen und die gleiche Leistung wie jede Thunderbolt 3- oder 4-Verbindung verfügt.
Die nächste Generation von Thunderbolt ist ebenfalls in Sicht Thunderbolt 5 zielt darauf ab, die Bandbreite auf 80 Gbit/s zu erhöhen, was dem Doppelten der 40-Gbit/s-Variante von Thunderbolt 4 und Thunderbolt 3 entspricht. Allerdings ist 80 Gbit/s die Geschwindigkeit für Geräte, die in beide Richtungen die gleiche Bandbreite benötigen. Einige Geräte verfügen möglicherweise über eine Bandbreite von 120 Gbit/s in die eine Richtung, während sie in der anderen Richtung nur 40 Gbit/s haben, wie z. B. USB4 2.0. Das ist nützlich für Displays und vielleicht sogar Speichergeräte. Thunderbolt 5 hat zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels noch kein Veröffentlichungsdatum, eine Veröffentlichung später im Jahr 2023 oder 2024 ist jedoch plausibel.
USB-Anschlüsse und -Anschlüsse
Bevor wir über die verschiedenen Arten von USB-Anschlüssen und -Anschlüssen sprechen, wollen wir über den Unterschied zwischen dem Anschluss und dem Anschluss sprechen. Der Anschluss ist das, was Sie auf Ihrem Gerät wie einem Smartphone oder PC haben. Hier schließen Sie ein Kabel oder ein externes Gerät an, beispielsweise einen USB-Stick. Der Stecker befindet sich normalerweise am Kabel selbst, das in den Anschluss eingesteckt wird. Das bedeutet, dass Sie einen passenden Anschluss für den Anschluss benötigen. Man muss auch verstehen, dass ein USB-Standard auf der Kombination aus Stecker und Anschluss beruht. Je neuer der Port/Stecker, desto neuerer Standard kann er übernehmen. Allerdings gibt es Fälle, in denen Hersteller ältere USB-Standards in neuere Ports/Anschlüsse integrieren, um Kosten zu sparen.
USB-A
Der allererste flache, rechteckige Stecker ist immer noch ein alltäglicher Anblick bei Geräten wie PCs, Spielekonsolen, Fernsehern usw. Es hat sich über die Jahre bewährt, um Daten und Strom effizient zu übertragen und bietet derzeit den USB 3.2-Standard. Es wurden Verbesserungen in Bezug auf Busspuren und Transfergeschwindigkeiten vorgenommen, aber insgesamt ist das Design gleich geblieben.
USB-B
USB-B ist nicht mehr so verbreitet, aber Sie sehen diesen Anschluss möglicherweise immer noch auf großen Geräten wie Scannern oder Druckern sowie auf bestimmten Audiogeräten. Der Anschluss sieht quadratisch aus, während die andere Seite des Kabels höchstwahrscheinlich über einen USB-A-Anschluss zum Anschluss an einen PC verfügt.
Mini-USB
Dies war ein kleinerer Anschluss, der jedoch auf dem USB-B-Anschluss basierte. Es wurde hauptsächlich zum Laden und Übertragen von Daten von Geräten wie Kameras und MP3-Playern verwendet, obwohl es nicht mehr sehr verbreitet ist. Es gab auch eine Typ-A-Version, aber beide wurden bald von einer kleineren Version, dem Micro-USB, abgelöst.
Micro-USB
Micro-USB war dank seiner Einführung in Smartphones, Tablets und einer Vielzahl anderer tragbarer Geräte und Zubehörteile einer der beliebtesten USB-Anschlüsse. Obwohl der USB-C-Anschluss zugunsten des USB-C-Anschlusses abgeschafft wird, gibt es immer noch eine Reihe von Geräten, die immer noch auf den Anschluss angewiesen sind.
USB-C
Dies ist der aktuelle Standard und endlich der erste USB-Anschluss, den man auf einmal richtig anschließen kann, da er umkehrbar ist. Neben schnelleren Daten- und Stromversorgungsgeschwindigkeiten bietet er auch Display-Konnektivität, was ihn zum perfekten Universalanschluss macht. Sie können diesen Anschluss auf fast jedem New-Age-Gerät sehen, von Smartphones, Laptops, Tablets, Kopfhörern usw. Es kann eine Leistung von 100 W liefern und eignet sich daher zum Laden einer Vielzahl von Geräten, einschließlich Laptops. Dies ist auch der neue Anschluss für den Thunderbolt-Standard, der 40 Gbit/s und 4K-Videoausgabe bietet.
Stromversorgung
Neben der Datenübertragung wird USB mittlerweile auch zum Laden von Geräten genutzt. Bis zu USB 3.1 betrug die maximal erreichbare Leistung 5 V/900 mA über USB Typ-A. Es folgte USB Fast Charge, ein neuer Standard, der die Geschwindigkeit auf 5 V/1,5 A erhöhte. Diese Ladegeschwindigkeiten waren auch für Kleingeräte und bestimmte Smartphones geeignet. Aufgrund der technologischen Fortschritte und der Forderung nach deutlich höheren Akkuladegeschwindigkeiten führte USB-IF jedoch USB Power Delivery ein, jetzt Version 3.1. Es hat sich zu einer offenen Spezifikation nach Industriestandard entwickelt, die mit dem neuesten 3.1-Update je nach Version Hochgeschwindigkeitsladen mit bis zu 240 Watt ermöglichen kann Gerät. Über den USB-C-Anschluss an beiden Enden kann damit alles aufgeladen werden, vom Smartphone bis zum Laptop.
Der USB-Anschluss macht seinem Namen endlich alle Ehre. Nachdem wir im Laufe des Jahres verschiedene Überarbeitungen in Bezug auf Hardware und Software durchlaufen haben, können wir nun sagen, dass USB (dank Typ-C) tatsächlich ein allgemein akzeptierter Standard ist. Es kann nicht nur Daten und Strom mit hoher Geschwindigkeit liefern, sondern auch zur Ein- oder Ausgabe von Videos verwendet werden. Kein Wunder, dass auch Apple langsam davonkommt und seinen Lightning-Anschluss durch USB Typ-C ersetzt.