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USB-C: Die Zukunft der Datenübertragung

Den Arbeitslaptop mal eben an den Monitor anschließen und mit nur einem einzigen Kabel sowohl Daten, Monitorsignale als auch Ladestrom übertragen, und das ganz ohne Dockingstation – all das bietet USB-C. Aufgrund seiner universellen Einsatzfähigkeit gilt der neue Anschluss als Schnittstelle der Zukunft. Computer- und Peripheriegerätehersteller setzen mittlerweile gleichermaßen auf USB-C – nicht zuletzt, weil der neue Standard endlich den Anforderungen des mobilen Zeitalters gerecht wird.

Seit mehr als 20 Jahren ist USB (Universal Serial Bus) die meistgenutzte Datenschnittstelle zwischen Computern und Peripheriegeräten wie Druckern oder externen Festplatten. In die Jahre gekommen ist die Technologie dank konsequenter Weiterentwicklung dennoch bis heute nicht: Im Zuge der USB 3.1. Spezifikation hat das USB Implementers Forum 2014 viele USB-Funktionalitäten wie Power Delivery und Übertragungsgeschwindigkeit grundlegend überarbeitet. Eine der weitreichendsten Neuerungen ist der USB Typ-C-Stecker. Dieser macht nicht nur Schluss mit den unterschiedlichen USB-Steckerformaten, sondern darüber hinaus auch separate Monitor- oder Netzgeräteverbindungen künftig obsolet. Inzwischen erscheint kaum noch ein neuer Computer ohne USB-C-Schnittstelle. Apple geht bei seinen MacBooks noch einen Schritt weiter und setzt ausschließlich auf den neuen Stecker. Doch was genau steckt hinter USB-C?

Der Stecker: klein, kompakt und symmetrisch

Der USB-C-Stecker unterscheidet sich bereits auf den ersten Blick erheblich von den gewohnten USB-A und -B Modellen. Denn anders als bei den Vorgängerversionen verfügt das neue Kabel lediglich über ein einziges Steckerformat: Das USB-C-Kabel hat an beiden Enden den gleichen Stecker, ist also beidseitig anwendbar und lässt sich somit deutlich leichter anschließen. Außerdem ist der Stecker symmetrisch. Das heißt, egal wie herum man ihn in den USB-Port steckt – er passt immer. Außerdem ist der Stecker auch deutlich robuster: Auf bis zu 10.000 Steckvorgänge ist der USB-C-Stecker ausgelegt, sieben Mal so viele wie seine Vorgänger. Mit Abmessungen von lediglich 8,4 x 2,6 Millimetern entspricht er zudem in etwa der Größe eines Micro-USB-Steckers und lässt sich somit gleichermaßen platzsparend in stationäre Computer wie auch kleinen Endgeräte wie Smartphones oder Tablets verbauen. Eine zusätzliche Unterteilung in Micro- und Mini-USB wird somit überflüssig.

Mehr Power Delivery mit fünf Profilen

Während USB 2.0 mit maximal 2,5 Watt bzw. USB 3.0 mit maximal 4,5 Watt bestenfalls geeignet waren, ein Smartphone oder eine mobile Festplatte mit Strom zu versorgen, ermöglicht die neue USB-C-Spezifikation eine erheblich größere Stromversorgung. Dank überarbeiteter Power Delivery Spezifikation bietet der neue Anschluss eine variable Spannungsversorgung bei einer maximalen Ladeleistung von 100 Watt bei 20 Volt und 5 Ampere. Dabei handeln Ladegerät und Endgerät die richtige Ladespannung automatisch aus – eine Beschädigung durch zu hohe Spannung ist somit nicht möglich.

Wie viel Versorgungsspannung einem Gerät tatsächlich zugesprochen wird, ist über fünf Profile definiert, die das USB Implementers Forum ebenfalls festgelegt hat: Profil 1 mit der geringsten Leistung von 10 Watt bei 5 Volt mit 2 Ampere eignet sich für kleine Mobilgeräte. Die weiteren Profil-Abstufungen liegen bei jeweils 18 W, 36 W, 60 W und 100 W. Die jeweiligen Leistungswerte sind abhängig vom Endgerät, der USB-Version und dem USB-Stecker. Die höchste Leistung von 100 Watt wird aktuell nur von USB 3.1. in Kombination mit dem USB-C-Stecker sowie einem passenden Typ-C-Kabel übertragen.

Schnellere Datenübertragung und Protokollvielfalt

Bisher wurde USB vorwiegend als Schnittstelle für den Datenaustausch zwischen Computern und externen Peripheriegeräten wie Festplatten, Druckern, Lesegeräten oder Kameras genutzt. Monitore wurden bisher über dezidierte Anschlüsse wie HDMI, DisplayPort oder DVI angeschlossen. Auch hier bietet die neue Schnittstelle künftig eine echte Alternative: Im „Alternate Mode“ lassen sich über die USB-C‑ Buchse neben USB 2.0 oder USB 3.1 auch Bildsignale per Displayport, HDMI- oder MHL als auch Audio-Signale übermitteln. So kann mit USB-C beispielsweise ein Laptop mit einem Monitor verbunden werden – vorausgesetzt die USB-C-Anschlüsse der beiden Geräte unterstützen den selben Alternate Mode. Ähnlich wie bei der Thunderbolt-Technologie konkurrieren die Signale dabei nicht untereinander.

Mit der verbesserten Protokollvielfalt geht zusätzlich eine deutliche Steigerung der Transfergeschwindigkeit einher. So unterstützt der neue USB-C-Standard eine Reihe von Datenübertragungsprotokollen, darunter das gängige USB 2.0 Protokoll sowie USB 3.1. Gen 1 und Gen 2, wobei eine Übertragungsgeschwindigkeit von 5 Gbit/s beziehungsweise sogar eine Verdopplung auf 10 Gbit/s erzielt werden kann. Bei Verwendung des Thunderbolt-Protokolls wird sogar eine Transferrate von bis zu 40 Gbit/s möglich.

Da Strom- und Datenübertragung in zwei separaten Modi agieren, kann das angeschlossene Endgerät dabei jeweils als Datenhost fungieren und gleichzeitig mit Ladestrom versorgt werden. In Kombination mit dem Alternate Mode lässt sich so eine umfassende Docking-Station für Notebooks oder Tablets realisieren. Konkret bedeutet das: Mit nur einem einzigen Kabel können dann Video- und Audio-Signale auf einen externen Monitor gespielt werden, während das Notebook parallel dazu mit ausreichend Strom geladen wird.

Ausblick

Aktuell variiert der tatsächliche Funktionsumfang der USB-C-Nutzung stark von Hersteller zu Hersteller. Denn USB-C bezeichnet zunächst einmal nur die Form des Steckers. Welche Protokolle und Funktionen im konkreten Fall tatsächlich unterstützt werden, ist von den beiden miteinander verbundenen Geräten abhängig. Zudem muss auch das genutzte Kabel die gewünschte Funktion unterstützen. Als unstrittig gilt aber, dass USB-C aufgrund seiner universellen Einsetzbarkeit den in die Jahre gekommenen USB-A Port langfristig ablösen wird. Und auch bisher eigenständige Verbindungen wie Monitoranschlüsse oder separate Ladekabel werden höchstwahrscheinlich in USB-C aufgehen. Aktuell arbeiten sämtliche Computer- und Zubehörhersteller daran, ihre neuen Geräte zusätzlich mit USB-C auszustatten. Das betrifft nicht nur einen Großteil der neu auf den Markt gekommenen Smartphones, Festplatten oder Notebooks; auch Monitor-Hersteller wie EIZO integrieren die USB-C-Schnittstelle bereits in einige ihrer neuen Office-Monitore. Denn gerade mit Blick auf eine effektive Arbeitsplatzergonomie und moderne Arbeitsmodelle wie BYOD (Bring Your Own Device) sowie dem Ziel des „Clean Desks“ stellt USB-C eine erhebliche Vereinfachung dar.

Dem Ideal der einen, universellen Verbindung – und dafür steht das „U“ in USB ja schließlich – kommt USB-C sehr viel näher. Ein einziges Kabel anschließen, das den Desktop auf den externen Monitor erweitert, gleichzeitig Notebook oder Tablet lädt, während man Daten auf die am Monitor angeschlossene externe Festplatte überträgt– ist mit USB-C keine Zukunftsmusik mehr.

USB‑C bringt somit endlich Ordnung in das verworrene Geflecht aus unterschiedlichsten Kabeln, Steckern oder Ladegeräten und kommt so künftig den Gegebenheiten des mobilen (Arbeits-)Zeitalters entgegen.

 

Der neue USB Typ-C-Stecker ist klein, kompakt und beidseitig einsteckbar.

 

 

Über den „Alternate Mode“ lassen sich über die USB-C-Buchse neben USB 2.0 und USB 3.1 auch das Videosignal per Displayport, HDMI oder MHL übertragen.

Monitorhersteller wie EIZO integrieren die USB-C-Schnittstelle bereits in einigen ihrer neuen Office-Monitore.