De USB of universele seriële bus is een industriestandaard die specificaties vastlegt voor kabels en connectoren op apparaten.
USB of ‘Universal Serial Bus’ is tegenwoordig een van de oudste en meest populaire interfaces. Hoewel het aanvankelijk werd geïntroduceerd als een computerpoort, is het nu te zien op bijna elk afzonderlijk onderdeel van de technologie, waaronder smartphones, gameconsoles, camera's, enz. in een of andere vorm. Het hoofddoel van het maken van USB was het bieden van een gestandaardiseerde aansluiting van randapparatuur op pc's. Tegenwoordig USB doet zijn naam eer aan, dankzij de brede acceptatie en een breed scala aan ondersteunde hardware en software. Laten we eens kijken naar de korte geschiedenis van USB en alle verschillende soorten connectoren en standaarden opsommen.
Hoe is USB ontstaan?
De ontwikkeling van USB begon in 1994 met als doel één enkele connector te maken die in principe een aantal connectoren op pc's zou kunnen vervangen. Het doel van USB was ook om een eenvoudigere softwareconfiguratie van alle apparaten die via USB kunnen worden aangesloten, om hogere datasnelheden voor externe apparaten mogelijk te maken en om de bruikbaarheidsproblemen van bestaande apparaten aan te pakken interfaces. USB was echter geen eenmansuitvinding. Het was een groepsinspanning waarbij in totaal zeven bedrijven betrokken waren, namelijk Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC en Nortel. Het team onder leiding van Ajay Bhatt werkte aan de standaard bij Intel en de eerste geïntegreerde schakelingen die USB ondersteunden, werden in 1995 geproduceerd.
USB 1.0
De eerste specificatie genaamd USB 1.0 maakte zijn debuut in januari 1996 en bood gegevensoverdrachtsnelheden van 1,5 Mbps (Low Speed) en 12 Mbps (Full Speed). De beslissing om configuraties met twee snelheden toe te voegen werd genomen zodat deze zowel snelle apparaten zoals printers en schijfstations als goedkope randapparatuur zoals toetsenborden en muizen kon ondersteunen. USB 1.1 was eigenlijk de eerste veelgebruikte specificatie toen deze in september 1998 voor het eerst op de Apple iMac verscheen. Verschillende fabrikanten volgden Apple en begonnen met het produceren van legacy-vrije pc's met USB-poorten.
USB 2.0 en USB 3.0
In april 2000 werd de USB 2.0-specificatie aangekondigd na toestemming van de USB-implementeerdersforum (USB-IF). Het werd in 2001 beschikbaar gesteld. Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (Nokia), NEC en Philips drongen aan op hogere gegevensoverdrachtsnelheden, waarbij de nieuwe standaard snelheden tot 480 Mbps opleverde. Vervolgens zagen we USB 3.0 op 1 november verschijnen. 12 augustus 2008 om de gegevensoverdrachtsnelheden verder te verhogen tot 5 Gbps, ook wel SuperSpeed genoemd. De nieuwe standaard richtte zich ook op het verminderen van het energieverbruik, het verhogen van het vermogen en het leveren van energie achterwaartse compatibiliteit met USB 2.0. De eerste reeks apparaten met USB 3.0 kwam in januari uit 2010.
USB 3.1 Gen 1 en Gen 2
De USB 3.1-specificatie werd voor het eerst aangekondigd in juli 2013 en dit is waar het een beetje verwarrend begon te worden. Het werd gelanceerd in twee versies, USB 3.1 Gen 1 en USB 3.1 Gen 2. Terwijl de eerste de 5Gbps (SuperSpeed) overdrachtsmodus van USB 3.0 behield, introduceerde Gen 2 de SuperSpeed+ overdrachtsmodus met een maximale datasignaleringssnelheid tot 10Gbps. In september 2017 werd de USB 3.2-specificatie gepubliceerd, wat opnieuw een verandering in het naamgevingsschema met zich meebracht. USB 3.2 Gen 1 was eigenlijk hetzelfde als USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 2 was de nieuwe USB 3.1 Gen 2 en USB 3.2 Gen 2x2 was de nieuwste en snelste met snelheden tot 20 Gbps.
USB4 en USB4 versie 2.0
De nieuwste standaard heet officieel USB4 (niet USB 4 om welke reden dan ook) en werd in 2019 geïntroduceerd met de eerste USB4-apparaten aankomst in 2021 en 2022. Het werd behoorlijk verwarrend met USB 3.1 en 3.2 en de hele Gen 1- en Gen 2-terminologie, en USB-IF probeert om dat ongedaan te maken met USB4, waarvan de marketing zal afhangen van de gegevensoverdrachtsnelheid en niet van welke versie het is. USB4 is verkrijgbaar in twee smaken: 20Gbps en 40Gbps, en USB-IF hoopt dat fabrikanten hun USB-apparaten zullen voorzien van de snelheden in plaats van alleen USB4.
De eerste USB4 2.0-apparaten zullen op zijn vroegst eind 2023 verschijnen.
Er is nog een extra punt aan USB4: Thunderbolt. De basis van USB4 is het oude Thunderbolt 3-protocol van Intel, en natuurlijk is USB4 enigszins compatibel met Thunderbolt – nadruk op iets. USB4-apparaten en -kabels kunnen 20 Gbps of 40 Gbps zijn, terwijl Thunderbolt 4 40 Gbps vereist, dus niet alle USB4-poorten en -kabels zijn mogelijk gelijkwaardig aan Thunderbolt.
De specificatie van USB4 versie 2.0 werd eind 2022 uitgebracht (waardoor USB voor iedereen nog verwarrender wordt) en vergroot de bandbreedte van USB4 van 40 tot 80 Gbps, met een optionele 120 Gbps-modus die alleen in één richting werkt, terwijl de andere richting slechts 40 Gbps aan bandbreedte. Deze 120Gbps-modus is handig voor situaties waarin één kant van de verbinding veel meer data moet ontvangen dan de andere, zoals het gebruik van een scherm met hoge resolutie dat veel gegevens nodig heeft om een volledig gedetailleerd beeld weer te geven. Omdat de specificatie pas onlangs uitkwam, zullen de eerste USB4 2.0-apparaten op zijn vroegst eind 2023 verschijnen.
Blikseminslag
In tegenstelling tot de USB-standaard, die prat gaat op zijn universaliteit en acceptatie als 'standaard', is Thunderbolt een standaard die is ontwikkeld en gelicentieerd door Intel. Thunderbolt 3 werd echter feitelijk aan USB-IF gegeven en werd gebruikt om USB4 te creëren, dus nu is de relatie tussen de twee duister. Het is een platformonafhankelijke standaard voor gegevens- en stroomoverdracht, maar apparaten moeten worden gecertificeerd voor gebruik met deze standaard, en de standaarden van Intel zijn veel strenger dan die van USB-IF.
Het Thunderbolt-protocol wordt vaak aangetroffen op laptops en soms op desktops en kan worden gebruikt om verbinding te maken DisplayPort-compatibele apparaten, waaronder externe monitoren en PCI Express (PCIe)-randapparatuur, waaronder externe grafische kaarten, harde schijven, Wi-Fi- of Ethernet-connectoren, via een USB-C-poort. De huidige generatie van het protocol – Thunderbolt 4 – ondersteunt upstream- en downstream-bandbreedtes tot 40 Gbps. Vergeleken met de laatste generatie Thunderbolt 3 biedt de nieuwe versie verbeterde 4K-beeldschermondersteuning (van één 4K monitor naar twee), verdubbelt de PCIe-bandbreedte en garandeert 40 Gbps bandbreedte, wat optioneel was voor Thunderbolt 3.
De volgende generatie Thunderbolt staat aan de horizon.
Er is dus USB en Thunderbolt, en USB4 is gebaseerd op Thunderbolt 3, dat is opgevolgd door Thunderbolt 4. Als u in de war bent, kunnen wij u dat niet kwalijk nemen. Wat je moet weten is dat USB4 niet veel garandeert op het gebied van prestaties, terwijl Thunderbolt 4 meer belooft. Hoewel USB4 gebaseerd is op Thunderbolt 3, betekent dit niet dat elk USB4-apparaat, elke poort en kabel dezelfde functies en prestaties zal hebben als elke Thunderbolt 3- of 4-verbinding.
De volgende generatie Thunderbolt staat ook aan de horizon, en Blikseminslag 5 heeft tot doel de bandbreedte te verhogen tot 80 Gbps, het dubbele van die van Thunderbolt 4 en Thunderbolt 3's 40 Gbps-variant. 80 Gbps is echter de snelheid voor apparaten die in beide richtingen gelijke hoeveelheden bandbreedte nodig hebben. Sommige apparaten kunnen 120 Gbps bandbreedte in de ene richting hebben in ruil voor slechts 40 Gbps in de andere richting, zoals USB4 2.0. Dat is handig voor beeldschermen en misschien zelfs opslagapparaten. Thunderbolt 5 heeft op het moment van schrijven nog geen releasedatum, hoewel een lancering later in 2023 of 2024 plausibel is.
USB-connectoren en poorten
Voordat we het hebben over de verschillende soorten USB-poorten en connectoren, laten we het eerst hebben over het verschil tussen de connector en de poort. De poort is wat u op uw apparaat heeft, zoals een smartphone of pc. Hier sluit u een kabel of een extern apparaat aan, bijvoorbeeld een USB-stick. De connector is meestal te zien op de kabel zelf die op de poort wordt aangesloten. Dit betekent dat je een bijpassende poort nodig hebt om de connector in te pluggen. Je moet ook begrijpen dat een USB-standaard afhankelijk is van de combinatie van connector en poort. Hoe nieuwer de poort/connector, hoe nieuwere standaard deze kan aannemen. Dat gezegd hebbende, zijn er gevallen waarin fabrikanten oudere USB-standaarden implementeren op nieuwere poorten/connectoren om kosten te besparen.
USB-A
De allereerste platte, rechthoekige connector is nog steeds een gebruikelijk verschijnsel op apparaten zoals pc's, gameconsoles, tv's, enz. Het heeft door de jaren heen goed gediend om gegevens en energie efficiënt over te dragen en biedt momenteel de USB 3.2-standaard. Het heeft upgrades gezien op het gebied van busbanen en overdrachtssnelheden, maar over het algemeen is het ontwerp hetzelfde gebleven.
USB-B
USB-B is niet zo gebruikelijk meer, maar je ziet deze poort mogelijk nog steeds op grote apparaten, zoals scanners of printers, en op bepaalde audioapparaten. De poort ziet er vierkant uit, terwijl de andere kant van de kabel hoogstwaarschijnlijk een USB-A-poort heeft om op een pc aan te sluiten.
Mini-USB
Dit was een kleinere poort, maar deze was gebaseerd op de USB-B-poort. Het werd voornamelijk gebruikt voor het opladen en overbrengen van gegevens van apparaten zoals camera's en mp3-spelers, hoewel dit niet zo gebruikelijk meer is. Er was ook een Type-A-versie, maar beide werden al snel overgenomen door een kleinere versie, de micro-USB.
Micro USB
Micro-USB was een van de meest populaire USB-poorten dankzij de acceptatie ervan in smartphones, tablets en een verscheidenheid aan andere draagbare gadgets en accessoires. Hoewel het wordt uitgefaseerd ten gunste van de USB-C-poort, kun je nog steeds een verscheidenheid aan apparaten vinden die nog steeds afhankelijk zijn van de poort.
USB-C
Dit is de huidige standaard en is eindelijk de eerste USB-poort die je in één keer correct kunt aansluiten omdat deze omkeerbaar is. Behalve dat het snellere data- en stroomleveringssnelheden biedt, biedt het ook beeldschermconnectiviteit, waardoor het de perfecte universele poort is. Je kunt deze poort op bijna elk new-age-apparaat zien, van smartphones, laptops, tablets, koptelefoons, enzovoort. Hij heeft het potentieel om 100 W aan vermogen te leveren, waardoor hij geschikt is voor het opladen van een breed scala aan apparaten, waaronder laptops. Dit is ook de nieuwe connector voor de Thunderbolt-standaard die 40Gbps en 4K video-uitvoer biedt.
Stroomlevering
Naast het overbrengen van gegevens wordt USB nu ook gebruikt voor het opladen van apparaten. Tot USB 3.1 was het maximale vermogen dat men kon krijgen 5V/900mA via USB Type-A. Dit werd gevolgd door USB Fast Charge, een nieuwe standaard die de snelheden verhoogde tot 5V/1,5A. Deze laadsnelheden waren geschikt voor kleine apparaten en ook voor bepaalde smartphones. Met de verbeteringen in de technologie en de vereiste voor veel hogere oplaadsnelheden van de batterij introduceerde USB-IF echter USB Power Delivery, nu versie 3.1. Het is een industriestandaard geworden met een open specificatie die snel opladen tot 240 watt kan bieden met de nieuwste 3.1-update, afhankelijk van de apparaat. Deze kan worden gebruikt om alles op te laden, van smartphones tot laptops, met behulp van de USB-C-connector aan beide uiteinden.
De USB-poort doet eindelijk zijn naam eer aan. Nadat we in de loop van het jaar verschillende herzieningen hebben ondergaan op het gebied van hardware en software, kunnen we nu zeggen dat USB (dankzij Type-C) inderdaad een universeel geaccepteerde standaard is. Het kan niet alleen gegevens en stroom leveren met hoge snelheden, maar u kunt het zelfs gebruiken om video in of uit te voeren. Geen wonder dat zelfs Apple langzaam afstand neemt en zijn Lightning-connector vervangt door USB Type-C.