USB: Unterschied zwischen den Versionen

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'''USB (Universal Serial Bus)''' ist ein universeller Anschlussstandard zur Verbindung von Geräten wie [[Tastatur|Tastaturen]], [[Maus|Mäusen]], Speichern, Smartphones oder Audio-Interfaces.   
'''USB (Universal Serial Bus)''' ist ein universeller Anschlussstandard zur Verbindung von Peripheriegeräten mit Computern und anderen Endgeräten.   
Er ermöglicht Datenübertragung, Stromversorgung und teilweise auch Videoausgabe über ein einziges Kabel.
USB ermöglicht '''Datenübertragung''', '''Stromversorgung''' und – bei neueren Versionen – auch '''Video- und Audioübertragung''' über ein einziges Kabel.


== Eigenschaften ==
== Ziele von USB ==
* Plug-and-Play (Geräte werden automatisch erkannt)
USB wurde entwickelt, um:
* Hot-Plug-fähig (An- und Abstecken im Betrieb)
* viele verschiedene Anschlüsse zu ersetzen (seriell, parallel, PS/2)
* Daten + Strom über ein Kabel 
* Geräte einfach anschließen zu können (Plug-and-Play)
* weit verbreitet und abwärtskompatibel
* gleichzeitig Daten und Strom bereitzustellen


== USB-Versionen ==
== Steckerformen ==
==='''USB-A''' – klassischer rechteckiger Stecker===
[[Datei:Usba stecker.jpg|rahmenlos|links|upright=1|alternativtext=USB A Stecker|USB A Stecker]]
<br clear="all" />
==='''USB-B''' – meist bei Druckern===
[[Datei:Usbb stecker.jpg|rahmenlos|links|upright=1|alternativtext=USB B Stecker|USB B Stecker]]
<br clear="all" />
==='''Micro-USB''' – ältere Smartphones===
[[Datei:Microusb stecker.jpg|rahmenlos|links|upright=1|alternativtext=MicroUSB Stecker|MicroUSB Stecker]]
<br clear="all" />
==='''USB-C''' – beidseitig steckbar, Standard für moderne Geräte===
[[Datei:Usbc stecker.jpg|rahmenlos|links|upright=1|alternativtext=USB C Stecker|USB C Stecker]]
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== Historie ==
{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:center;"
! Jahr !! Version !! Maximale Datenrate !! Bemerkung
|-
| 1996 || USB 1.0 || 12 Mbit/s || erste Version
|-
| 2000 || USB 2.0 || 480 Mbit/s || großer Durchbruch
|-
| 2008 || USB 3.0 || 5 Gbit/s || deutlich höhere Geschwindigkeit
|-
| 2013 || USB 3.1 || 10 Gbit/s || effizientere Codierung
|-
| 2017 || USB 3.2 || bis 20 Gbit/s || mehrere Lanes
|-
| 2019 || USB4 Gen 3x2|| 40 Gbit/s || Thunderbolt-Technik integriert
|-
| 2022 || USB4v2 Gen 4x2|| 80 Gbit/s || Thunderbolt-Technik integriert
|}
 
== USB-Versionen und Geschwindigkeiten ==
{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:center;"
{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:center;"
! Version !! Geschwindigkeit !! Bezeichnung
! Bezeichnung !! Geschwindigkeit !! Videoübertragung
|-
| USB 2.0 || 480 Mbit/s || nein
|-
|-
| USB 2.0 || 480 Mbit/s || High Speed
| USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 || 5 Gbit/s || optional (über USB-C mit DisplayPort Alt Mode)
|-
|-
| USB 3.0 / 3.1 Gen 1 || 5 Gbit/s || SuperSpeed
| USB 3.1 Gen 2 || 10 Gbit/s || optional (über USB-C mit DisplayPort Alt Mode)
|-
|-
| USB 3.1 Gen 2 || 10 Gbit/s || SuperSpeed+
| USB 3.2 Gen 2x2 || 20 Gbit/s || optional (über USB-C mit DisplayPort Alt Mode)
|-
| USB4 || 20–40 Gbit/s<br />(USB4 v2.0 bis 80 Gbit/s) || ja (integriert, DisplayPort/Thunderbolt)
|}
 
== USB4 und Thunderbolt – Unterschied ==
 
'''USB4''' und '''[[Thunderbolt]]''' nutzen beide den '''USB-C-Stecker''' und ermöglichen die Übertragung von Daten, Video und Strom. 
Der wesentliche Unterschied liegt in den '''verpflichtenden Funktionen'''.
 
USB4 bietet hohe Geschwindigkeiten und Videoübertragung, diese sind jedoch '''optional''' und abhängig von Gerät und Kabel.
 
Thunderbolt ist strenger definiert:
* garantierte hohe Datenrate
* verpflichtende Videoübertragung
* verpflichtende PCIe-Unterstützung
* zertifizierte Kabel
 
'''Merksatz:'''
USB4 kann vieles – Thunderbolt muss alles können.
 
== Stromversorgung über USB ==
USB stellt neben Daten auch '''elektrische Energie''' bereit.
 
=== Klassische USB-Stromstärken ===
{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:center;"
! Standard !! Spannung !! Strom !! Leistung
|-
|-
| USB 3.2 || 5–20 Gbit/s || je nach Lane-Konfiguration
| USB 2.0 || 5 V || 0,5 A || 2,5 W
|-
|-
| USB4 || 20–40 Gbit/s || Thunderbolt-ähnliche Leistung
| USB 3.x || 5 V || 0,9 A || 4,5 W
|}
|}


== Steckerformen ==
=== USB Power Delivery: ===
* '''USB-A''' – klassischer rechteckiger Stecker 
'''USB Power Delivery (USB-PD)''' ist eine Erweiterung des USB-Standards zur '''flexiblen und leistungsstarken Stromversorgung''' von Geräten. Im Gegensatz zu klassischem USB erlaubt USB-PD höhere Spannungen und Leistungen, die zwischen den Geräten automatisch ausgehandelt werden.
* '''USB-B''' – für Drucker/Scanner 
 
* '''USB-C''' – moderner, kleiner, beidseitig steckbar, unterstützt Strom, Daten und Video
Dadurch können über '''USB-C''' nicht nur Smartphones, sondern auch '''Laptops, Monitore und Dockingstationen''' mit Strom versorgt werden.
 
'''USB-PD''' ist '''nicht an eine bestimmte USB-Datenversion''' (z. B. USB 2.0, 3.x, USB4) gebunden, 
sondern an den '''USB-C-Stecker'''.
 
USB Power Delivery unterscheidet zwei Leistungsbereiche:
 
==== SPR – Standard Power Range ====
Die '''Standard Power Range (SPR)''' ist der klassische USB-PD-Leistungsbereich.
 
* Spannungen: '''5 V, 9 V, 15 V, 20 V'''
* Maximale Leistung: '''bis zu 100 W''' (20 V, 5 A)
* Unterstützt ab '''USB-PD 2.0 / 3.0'''
* bidirektional (Geräte können Strom liefern oder empfangen)
 
'''Typische Geräte:'''
Smartphones, Tablets, Notebooks, Monitore
 
==== EPR – Extended Power Range ====
Die '''Extended Power Range (EPR)''' erweitert USB-PD für leistungsstarke Geräte.
 
* Spannungen: '''28 V, 36 V, 48 V'''
* Maximale Leistung: '''bis zu 240 W''' (48 V, 5 A)
* Unterstützt ab '''USB-PD 3.1'''
* erfordert '''EPR-fähige USB-C-Kabel'''
 
'''Typische Geräte:'''
leistungsstarke Laptops, Workstations, Monitore
 
'''Merksatz:'''
SPR reicht bis 100 W – EPR erweitert USB-PD auf bis zu 240 W.
 
 
== Videoübertragung über USB ==
 
Moderne USB-Verbindungen können neben Daten und Strom auch '''Videosignale''' übertragen. 
Dies ist vor allem über den '''USB-C-Stecker''' möglich.
 
Die Videoübertragung erfolgt dabei nicht über USB selbst, sondern über sogenannte '''Alternate Modes'''.
 
==== DisplayPort Alternate Mode ====
Der '''DisplayPort Alt Mode''' nutzt die Leitungen von USB-C, um ein DisplayPort-Signal zu übertragen.
 
* Übertragung von Video (und Audio)
* Unterstützung für hohe Auflösungen (z. B. 4K, 5K)
* häufig bei Laptops, Dockingstationen und Monitoren
 
=== HDMI Alternate Mode ===
* ermöglicht HDMI-Video über USB-C
* wird seltener eingesetzt als DisplayPort Alt Mode
 
=== USB4 und Thunderbolt ===
Bei '''USB4''' und '''[[Thunderbolt]]''' ist die Videoübertragung direkt integriert.
 
* gleichzeitige Übertragung von Daten, Video und Strom
* Unterstützung mehrerer Monitore
* hohe Bandbreite bis 40 Gbit/s
 
'''Wichtig:'''
Nicht jeder USB-C-Anschluss unterstützt Videoübertragung – 
dies hängt vom Gerät, Controller und Kabel ab.
 
'''Merksatz:'''
Video über USB funktioniert meist über USB-C und DisplayPort Alt Mode.
 
== USB-C (Sonderrolle) ==
USB-C ist '''nur die Steckerform''', nicht automatisch die Geschwindigkeit.
 
USB-C kann:
* USB 2.0 oder USB4 sein
* USB Power Delivery unterstützen
* Video über DisplayPort-Alt-Mode übertragen


== Anwendungen ==
== Anwendungen ==
* [[Eingabegeräte]] ([[Maus]], [[Tastatur]])
* [[Eingabegeräte]] ([[Maus]], [[Tastatur]])
* USB-Sticks, externe [[SSD]]/[[HDD]]
* USB-Sticks, externe [[SSD]] / [[HDD]]
* Smartphones, Ladegeräte 
* Smartphones, Tablets, Laptops
* Audio-Interfaces, Webcams 
* Dockingstationen
* [[Monitor|Monitore]] (via USB-C)
* [[Monitor|Monitore]] über USB-C


== Kurzmerksatz ==
== Kurzmerksatz ==
'''USB ist der universelle Anschlussstandard für Daten, Strom und Geräte,heute dominiert USB-C.'''
'''USB ist ein universeller Standard für Daten und Strom – moderne Geräte nutzen überwiegend USB-C mit USB-Power-Delivery.'''

Aktuelle Version vom 23. Januar 2026, 18:34 Uhr

USB (Universal Serial Bus) ist ein universeller Anschlussstandard zur Verbindung von Peripheriegeräten mit Computern und anderen Endgeräten. USB ermöglicht Datenübertragung, Stromversorgung und – bei neueren Versionen – auch Video- und Audioübertragung über ein einziges Kabel.

Ziele von USB

USB wurde entwickelt, um:

  • viele verschiedene Anschlüsse zu ersetzen (seriell, parallel, PS/2)
  • Geräte einfach anschließen zu können (Plug-and-Play)
  • gleichzeitig Daten und Strom bereitzustellen

Steckerformen

USB-A – klassischer rechteckiger Stecker

USB A Stecker
USB A Stecker


USB-B – meist bei Druckern

USB B Stecker
USB B Stecker


Micro-USB – ältere Smartphones

MicroUSB Stecker
MicroUSB Stecker


USB-C – beidseitig steckbar, Standard für moderne Geräte

USB C Stecker
USB C Stecker


Historie

Jahr Version Maximale Datenrate Bemerkung
1996 USB 1.0 12 Mbit/s erste Version
2000 USB 2.0 480 Mbit/s großer Durchbruch
2008 USB 3.0 5 Gbit/s deutlich höhere Geschwindigkeit
2013 USB 3.1 10 Gbit/s effizientere Codierung
2017 USB 3.2 bis 20 Gbit/s mehrere Lanes
2019 USB4 Gen 3x2 40 Gbit/s Thunderbolt-Technik integriert
2022 USB4v2 Gen 4x2 80 Gbit/s Thunderbolt-Technik integriert

USB-Versionen und Geschwindigkeiten

Bezeichnung Geschwindigkeit Videoübertragung
USB 2.0 480 Mbit/s nein
USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 5 Gbit/s optional (über USB-C mit DisplayPort Alt Mode)
USB 3.1 Gen 2 10 Gbit/s optional (über USB-C mit DisplayPort Alt Mode)
USB 3.2 Gen 2x2 20 Gbit/s optional (über USB-C mit DisplayPort Alt Mode)
USB4 20–40 Gbit/s
(USB4 v2.0 bis 80 Gbit/s)		 ja (integriert, DisplayPort/Thunderbolt)

USB4 und Thunderbolt – Unterschied

USB4 und Thunderbolt nutzen beide den USB-C-Stecker und ermöglichen die Übertragung von Daten, Video und Strom. Der wesentliche Unterschied liegt in den verpflichtenden Funktionen.

USB4 bietet hohe Geschwindigkeiten und Videoübertragung, diese sind jedoch optional und abhängig von Gerät und Kabel.

Thunderbolt ist strenger definiert:

  • garantierte hohe Datenrate
  • verpflichtende Videoübertragung
  • verpflichtende PCIe-Unterstützung
  • zertifizierte Kabel

Merksatz: 

USB4 kann vieles – Thunderbolt muss alles können.

Stromversorgung über USB

USB stellt neben Daten auch elektrische Energie bereit.

Klassische USB-Stromstärken

Standard Spannung Strom Leistung
USB 2.0 5 V 0,5 A 2,5 W
USB 3.x 5 V 0,9 A 4,5 W

USB Power Delivery:

USB Power Delivery (USB-PD) ist eine Erweiterung des USB-Standards zur flexiblen und leistungsstarken Stromversorgung von Geräten. Im Gegensatz zu klassischem USB erlaubt USB-PD höhere Spannungen und Leistungen, die zwischen den Geräten automatisch ausgehandelt werden.

Dadurch können über USB-C nicht nur Smartphones, sondern auch Laptops, Monitore und Dockingstationen mit Strom versorgt werden.

USB-PD ist nicht an eine bestimmte USB-Datenversion (z. B. USB 2.0, 3.x, USB4) gebunden, sondern an den USB-C-Stecker.

USB Power Delivery unterscheidet zwei Leistungsbereiche:

SPR – Standard Power Range

Die Standard Power Range (SPR) ist der klassische USB-PD-Leistungsbereich.

  • Spannungen: 5 V, 9 V, 15 V, 20 V
  • Maximale Leistung: bis zu 100 W (20 V, 5 A)
  • Unterstützt ab USB-PD 2.0 / 3.0
  • bidirektional (Geräte können Strom liefern oder empfangen)

Typische Geräte: Smartphones, Tablets, Notebooks, Monitore

EPR – Extended Power Range

Die Extended Power Range (EPR) erweitert USB-PD für leistungsstarke Geräte.

  • Spannungen: 28 V, 36 V, 48 V
  • Maximale Leistung: bis zu 240 W (48 V, 5 A)
  • Unterstützt ab USB-PD 3.1
  • erfordert EPR-fähige USB-C-Kabel

Typische Geräte: leistungsstarke Laptops, Workstations, Monitore

Merksatz: 

SPR reicht bis 100 W – EPR erweitert USB-PD auf bis zu 240 W.


Videoübertragung über USB

Moderne USB-Verbindungen können neben Daten und Strom auch Videosignale übertragen. Dies ist vor allem über den USB-C-Stecker möglich.

Die Videoübertragung erfolgt dabei nicht über USB selbst, sondern über sogenannte Alternate Modes.

DisplayPort Alternate Mode

Der DisplayPort Alt Mode nutzt die Leitungen von USB-C, um ein DisplayPort-Signal zu übertragen.

  • Übertragung von Video (und Audio)
  • Unterstützung für hohe Auflösungen (z. B. 4K, 5K)
  • häufig bei Laptops, Dockingstationen und Monitoren

HDMI Alternate Mode

  • ermöglicht HDMI-Video über USB-C
  • wird seltener eingesetzt als DisplayPort Alt Mode

USB4 und Thunderbolt

Bei USB4 und Thunderbolt ist die Videoübertragung direkt integriert.

  • gleichzeitige Übertragung von Daten, Video und Strom
  • Unterstützung mehrerer Monitore
  • hohe Bandbreite bis 40 Gbit/s

Wichtig: Nicht jeder USB-C-Anschluss unterstützt Videoübertragung – dies hängt vom Gerät, Controller und Kabel ab.

Merksatz: 

Video über USB funktioniert meist über USB-C und DisplayPort Alt Mode.

USB-C (Sonderrolle)

USB-C ist nur die Steckerform, nicht automatisch die Geschwindigkeit.

USB-C kann:

  • USB 2.0 oder USB4 sein
  • USB Power Delivery unterstützen
  • Video über DisplayPort-Alt-Mode übertragen

Anwendungen

Kurzmerksatz

USB ist ein universeller Standard für Daten und Strom – moderne Geräte nutzen überwiegend USB-C mit USB-Power-Delivery.

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