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Das sollten Sie wissen : Das Abc zu USB-C

Einer für alles: USB-C-Stecker Bild: Getty/iStockphoto

Die EU will USB-C als verpflichtenden Standard. Das ist zu kurz gesprungen. Nicht die Bauform der Buchse entscheidet, sondern die Technik. Damit kennt sich die Politik offenbar wenig aus.

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          Zwischen Begeisterung und Enttäuschung verläuft bisweilen ein schmaler Grat. Das neue Notebook liegt auf dem Schreibtisch, und wo früher etliche Kabel und Adapter um es herum drapiert wurden, herrscht jetzt Ordnung: Nur ein einziges USB-C-Kabel verbindet es mit dem großen Monitor, und über dieses erfolgt die Stromversorgung, die Ausgabe auf dem Display und sogar der Transport des Tons zu den Monitorlautsprechern. Ein Kabel, ein Standard, alle Möglichkeiten.

          Michael Spehr
          Redakteur im Ressort „Technik und Motor“.

          Doch mit einem zweiten Gerät schlägt die Freude sofort ins Gegenteil um. Weder gelingt die Monitoransteuerung noch das Laden des Rechners. Abermals kommt die USB-C-Schnittstelle zum Einsatz, wie kann das sein? Oder: Wer ein neues iPad Pro mit dem beiliegenden USB-C-Kabel an einen Monitor anschließt, sieht ebenfalls nichts, obwohl das Tablet sogar den flinken Thunderbolt-Standard unterstützt und mühelos eine Bildschirmausgabe auf 4K-Monitoren erlaubt. Des Rätsels Lösung ist die Vielfalt von USB-C und der verwendeten Kabel. Die Sache ist kompliziert, man muss sich mit dem Thema intensiv beschäftigen, und das wollen wir hier tun.

          USB steht für Universal Serial Bus und meint ein Datenübertragungsverfahren mit seriellem Transport. Den Standard gibt es seit 1996 als Version 1 mit einem Tempo von 12 Megabit in der Sekunde. Davor hatten „Personal Computer“ eine bunte Vielfalt älterer Schnittstellen wie die serielle, die PS/2-Schnittstelle für Tastatur und Maus, auch heute noch an manchen Desktop-PC zu sehen, die parallele für den Drucker oder eine analoge Gameport-Schnittstelle.

          USB war 1996 die schnellere Lösung mit höheren Datenübertragungsraten, die bei Geräten mit geringem Stromverbrauch auch die Stromversorgung übernahm. Man konnte Peripherie im laufenden Betrieb einstecken, und sie wurde vom Betriebssystem automatisch erkannt. Diese Pluspunkte führten zu einem Siegeszug des jungen Standards, der im Jahr 2000 auf die Version USB 2.0 aktualisiert wurde, die bis heute in der Bauform USB-A die meistverbreitete ist.

          Einige wenige Netzteile reichen für einen Haushalt

          USB-3 mit mehr Tempo folgte 2008, Micro- und Mini-USB etablierten sich als kompakte Varianten fürs Smartphone und Kleingeräte. Das entstehende Wirrwarr aufzufangen und gleich noch die Funktionalität von Videoschnittstellen wie DVI, Displayport, HDMI und deren Miniversionen zu integrieren, war die Idee von USB-C. Es ging also um Vereinheitlichung und Miniaturisierung und um mehr Komfort, weil der neue Stecker verdrehsicher ist. Statt jedem elektronischen Gerät ein herstellerspezifisches Ladegerät beizulegen, reichen wenige Netzteile im Haushalt aus. Alle nutzen USB-C, das zudem eine deutlich höhere Ladeleistung und mehr Flexibilität in der Stromversorgung bietet, wenn zum Beispiel ein Notebook das Smartphone lädt. Doch der neue Universalanschluss für Computer, Smartphones, Tablets und Peripheriegeräte aller Art bereitet bereits einigen Verdruss: Die Flexibilität der Möglichkeiten geht mit einer hohen Komplexität der Technik einher. Probleme entstehen oft aus Unkenntnis.

          Das erste und größte Missverständnis besteht in der Annahme, dass USB-C immer schneller als ein herkömmliches altes USB wäre. Tatsächlich gibt es für die USB-C-Buchse etliche Geschwindigkeitsklassen. Die kleinste ist USB 2.0 mit 480 MBit/s. Man sieht also eine USB-C-Buchse, etwa am Smartphone, erzielt im Datentransport aber nur ein bescheidenes Tempo. Das muss man wissen. Eigentlich soll ein kleines Logo neben der USB-C-Buchse dessen technische Möglichkeiten anzeigen, es fehlt indes oft.

          Weiterhin hat USB-C verschiedene Funktionsklassen. Die Unterschiede sind: Displayport, Power Delivery und Thunderbolt. Displayport ist ein Standard für die Übertragung digitaler Bild- und Tonsignale. Dabei werden die Datenleitungen von USB-C mit Displayport-Signalen vom Grafikprozessor beschaltet. Für den gleichzeitigen USB-Transfer bleibt deshalb weniger Tempo übrig. Schließt man ein 4K-Display mit einer Bildrate von 60 Hertz an, bleibt für Daten nur besagtes USB-2.0-Tempo mit 480 MBit/s. Auch der Einsatz eines Adapters von USB-A auf USB-C führt in der Regel dazu, dass das Datentempo einbricht.

          Power Delivery ist eine Spezifikation zur Stromversorgung. Die ersten USB-A-Buchsen schafften 0,5 Ampere bei 5 Volt und damit eine Leistung von 2,5 Watt. USB-3.0-Buchsen mit blauem Isolator im Innern bringen es auf 4,5 Watt. USB Power Delivery ist eine Schnellladetechnik, bei der Netzteil und Gerät Spannungen bis 20 Volt aushandeln, sodass bei einer Stromstärke von 5 Ampere eine Leistung von 100 Watt bereitsteht, die ausreicht, um Notebooks zu laden. Angekündigt ist USB ­Power Delivery 3.1 mit Spannungen bis 48 Volt. Das Schnellladen setzt stets ein Kabel mit USB-C-Steckern an beiden Enden oder ein fest mit dem Netzteil verbundenes Kabel voraus, und die Kabellänge ist limitiert. Ein USB-C-Netzteil mit mehr als 60 Watt Leistung benötigt ein elektronisch markiertes Kabel, das einen Chip im Stecker hat. Nur mit diesem liefert das Netzteil mehr als 3 Ampere Strom.

          Komplexe Universalschnittstelle in ständiger Entwicklung

          Thunderbolt gibt es in zwei Varianten mit den Versionskennziffern 3 und 4. Es erreicht ein Spitzentempo von bis zu 40 Gigabit in der Sekunde und eignet sich besonders gut als Dockinganschluss für den gleichzeitigen Betrieb von Monitor, Netzteil und weiteren USB-Geräten. Jedes Thunderbolt-Gerät ist kompatibel zu USB-C, aber umgekehrt gilt das nicht, weil Thunderbolt einen Controller im Hostcomputer und ein Thunderbolt-Kabel voraussetzt. Die Controller werden überwiegend in teuren Notebooks von Apple oder in solchen mit Core-i-Prozessoren von Intel verbaut.

          Wenn USB-C Probleme bereitet, kann auch die Implementierung durch den Geräte- oder Kabelhersteller fehlerhaft sein. Alle USB-C-Geräte unterhalten sich beim Verbindungsaufbau miteinander und handeln aus, welche Funktionen beide Seiten unterstützen. Der Vorteil von USB-C besteht scheinbar darin, dass sich der Nutzer keine Gedanken machen muss, weil ja die Peripherie miteinander kommuniziert. Doch das ist zugleich der größte Nachteil des Standards, dass man sich nämlich genau informieren muss, ob die Komponenten halten, was die einheitliche Bauform der USB-C-Buchse optisch verspricht.

          Die neue Universalschnittstelle ist alles andere als ein statisches Produkt, sondern fortwährend in Entwicklung, sehr komplex, und sie kann ihre Pluspunkte nur mit entsprechenden Kabeln, geeigneten Geräten und sauberer Implementierung ausspielen. Die Idee der EU-Kommission, dass man kurzerhand nur die physische Bauform der USB-C-Buchse als verpflichtenden Standard für elektronische Geräte vorschreibt, aber alles andere außen vor lässt, kann man vor diesem Hintergrund nur als recht naiv bezeichnen.

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