Flashback: USB-C, de enige kabel die ze allemaal beheerst

De strijd om de bedrade connector voor smartphones is voorbij en USB-C is de weg vooruit. Deze multifunctionele poort kan zo ongeveer alles: hij kan apparaten opladen, gegevens overdragen, audio- en video-uitvoer beheren en zelfs accessoires aansluiten.

Hoe zijn we hier gekomen? Welnu, de Europese Unie probeert al jaren elektronicafabrikanten ervan te overtuigen om een ​​gemeenschappelijke standaard te accepteren om de rommel (en verspilling) te voorkomen die propriëtaire connectoren veroorzaken. Aanvankelijk was microUSB de favoriete connector, maar met de komst van USB Type C, of ​​kortweg USB-C, stapte de industrie over op de nieuwe standaard.

En dankzij enkele EU-regelgeving die eind 2024 van kracht wordt, is USB-C verplicht voor vrijwel alle draagbare elektronische apparaten (met enkele uitzonderingen voor kleinere apparaten zoals smartwatches).

De meeste smartphonefabrikanten omarmden USB-C graag, net zoals ze eerder met microUSB hadden gedaan. De enige grote overvaller is Apple, dat nog steeds Lightning gebruikt op zijn iPhones, AirPods en EarPods – al het andere is overgeschakeld op USB-C, inclusief de afstandsbediening voor de nieuwe Apple TV.

We denken dat het assortiment van Apple een goed voorbeeld is van waarom USB-C zo goed is. Verlichting is in wezen een USB 2.0-poort. Dit betekent trage gegevensoverdracht bij het synchroniseren van bestanden tussen een iPhone en een computer of bij het verplaatsen van RAW-foto's van een geheugenkaart naar een iPad.

Wist je dat er eigenlijk een op Lightning gebaseerde kaartlezer is die op USB 3.0-snelheden werkt? Dus snellere overdrachten zijn mogelijk, maar blijkbaar is dat een moeilijke prestatie om te bereiken, en alleen de iPad Pro's ondersteunen dit. En zelfs dan heeft Apple nog nooit een videokaart uitgebracht die verder kan dan 1080p.

Bliksem is ook beperkt in de hoeveelheid energie die het kan dragen. De iPhone-oplader heeft een topvermogen van 30 W, terwijl de USB-C-oplader van Apple voor de nieuwe MacBooks 140 W kan leveren. Oké, dat is niet helemaal standaard, maar het is ook niet het maximale dat USB-C kan leveren.

Laten we proberen de zaken overzichtelijk te houden en de belangrijkste functies van USB-C één voor één te analyseren.

Data

USB is geboren als een datapoort. USB 1.0 en 1.1 zijn traag en worden nu nauwelijks onthouden, USB 2.0 is nog springlevend. USB-C heeft in totaal 24 pinnen, 12 aan elke kant (nou ja, 22 pinnen, maar laten we niet verzanden in de details). Precies in het midden bevindt zich een enkel D+/D-paar, de gegevensverbinding van de typische USB 2.0-kabel en is verplicht voor USB-C. Dit zorgt ervoor dat alle kabels op zijn minst enige connectiviteit hebben.

De pinout van een USB Type-C-kabel

USB 3 heeft extra paar kabels toegevoegd voor gegevensoverdracht: er zitten vier extra paar in een USB-C-stekker. Hoewel USB 2 beperkt is tot 480 Mbps, zorgt de extra bekabeling van een USB-C-kabel voor overdrachtssnelheden van 10, 20, 40 en zelfs 80 GBps.

Een korte opmerking: de USB-C-connector wordt natuurlijk gebruikt door USB, maar ook door Thunderbolt. Dit onderscheid zal verdwijnen aangezien USB 4 is gebaseerd op Thunderbolt 3 en de nieuwe versie 2 van USB 4 is gebaseerd op Thunderbolt 4.

Een andere interessante toepassing is het overbrengen van PCI-Express-signalen - dit is in feite een bekabelde versie van de PCIe-slots op het moederbord van een computer. Hierdoor konden externe GPU's met een enkele kabel op laptops worden aangesloten.

video-

Een ander populair gebruik van USB-C is video-uitvoer. DisplayPort wordt waarschijnlijk het meest gebruikt en USB-C heeft de grote oude DP-poort grotendeels vervangen. Wat nog belangrijker is, het is geen data OF video, het is data EN video EN stroom.

Hierdoor kan een enkel apparaat worden aangesloten op een hub die een standaard HDMI-poort, meerdere USB Type-A- en Type-C-poorten, misschien een kaartlezer, audio- en microfoonaansluitingen enz. toevoegt. Deze hubs zijn ingebouwd in sommige monitoren, zodat u om een ​​volledige desktopervaring te lanceren door een enkele kabel aan te sluiten.

Dit is natuurlijk best handig voor laptops, maar verschillende smartphonefabrikanten bieden desktopmodi aan: Samsung's DeX, Motorola's Ready For, zelfs Huawei heeft er een. Apple heeft er ook een, Stage Manager voor iPad Pro (die natuurlijk USB-C gebruikt).

Naast DisplayPort zijn er nog andere opties, er zijn ook MHL- en HDMI-adapters beschikbaar. Sommige hiervan zijn actieve adapters die van de ene standaard naar de andere converteren, maar er zijn ook eenvoudige passieve adapters.

Audio

We zullen het hier snel over audio hebben. De USB kan een externe DAC van stroom voorzien waarop je een koptelefoon kunt aansluiten. Net als bij video is er echter ook een passieve optie: Audio Adapter Accessory-modus.

USB-C heeft veel pinnen om mee te werken, en sommige hiervan kunnen opnieuw worden toegewezen aan de bedrading die nodig is voor een typische TRRS-aansluiting, zodat een eenvoudige passieve adapter een headset met een microfoon kan verbinden. Merk op dat dit een puur analoge modus is en dat de digitale circuits zijn losgekoppeld om ruis te voorkomen.

Power

De standaard USB-standaard heeft vrij lage stroomlimieten (500mAh voor USB 2.0), hoewel de meeste fabrikanten de standaard niet letterlijk volgen, dus 10W-adapters zijn vrij gebruikelijk.

Het is duidelijk dat fabrikanten willen dat hun producten opvallen, en snel opladen is een manier om dat te doen, vooral nu smartphonebatterijen een capaciteit hebben van 3 tot 6,000 mAh. Dit heeft geleid tot veel eigen oplossingen, zoals Quick Charge van Qualcomm en VOOC van Oppo.

De standaardmethode is echter USB Power Delivery (afgekort USB-PD). De eerste release schreef verschillende voltages en stroomniveaus voor die ondersteund konden worden: 2A bij 5V, plus 3A of 5A bij 12V of 20V. Dit gaf Power Delivery een behoorlijk breed bereik van 10W tot 100W.

Deze vaste spanningen vereisen echter conversie van gelijkstroom naar gelijkstroom in de telefoon om ze terug te brengen tot iets dat beter geschikt is voor de lithiumbatterij erin. USB-PD Revisie 2 introduceerde nog een paar voltages – 9V en 15V – maar dat was niet genoeg.

Met revisie 3 kunnen apparaten communiceren met hun opladers en een specifiek voltage aanvragen. Het kan variëren van zo laag als 3.3V tot zo hoog als 21V en kan nauwkeurig worden ingesteld in stappen van 20mV. Opladers die dit ondersteunen, zijn gemarkeerd als een "programmeerbare voeding". Op deze manier is de oplader degene die de extra warmte verwerkt, niet de telefoon (lithiumbatterijen houden er niet van als dingen warm worden).

De nieuwste Extended Power Range USB-PD-standaard voegt meer vaste voltages toe: 28V, 36V en 48V. Dit maakte het nieuwe maximum van 240W aan vermogen (48V bij 5A), wat zelfs voor robuuste laptops voldoende is (hoewel telefoons al dicht bij de limiet van 240W zitten). Er is ook een nieuwe instelbare voedingsspanningsoptie, waarmee het apparaat de spanning geleidelijk kan aanpassen tussen 15V en 48V in stappen van 100mV.

Houd er rekening mee dat om veiligheidsredenen dergelijke krachtige kabels een chip vereisen die een "e-marker" wordt genoemd. Deze chip geeft aan de oplader en telefoon (of laptop of wat dan ook) door dat de kabel het extra vermogen aankan.

Enige kritiek

Hoe graag we ook van USB-C houden, we kunnen niet doen alsof het perfect is. Onze enige grote klacht is dat hoewel het zoveel mogelijkheden heeft, niet alle apparaten en niet alle kabels alles ondersteunen. Veel van de functies die we hierboven noemden, zijn optioneel.

Het ergste is dat het heel moeilijk kan zijn om erachter te komen welke apparaten en welke kabels wat ondersteunen. De USB-IF probeert dingen op te lossen met nieuwe labels die duidelijk aangeven hoeveel data en stroom een ​​bepaalde kabel kan dragen.

Dit zou ook onze andere klacht moeten oplossen, het naamgevingsschema is een absoluut monster geworden. Wist je dat USB 3.0 niet meer bestaat? Het werd omgedoopt tot USB 3.1 Gen 1. Maar dat bestaat ook niet meer, nu is het USB 3.2 Gen 1.

Het werd nog ingewikkelder met titels als USB 3.2 Gen 2×2. Ugh. Gelukkig wordt dat allemaal vervangen door veel duidelijkere labels: USB 5Gbps, USB 10Gbps, USB 20Gbps en USB 40Gbps (en vermoedelijk binnenkort USB 80Gbps). Veel beter.

Wat stroom betreft, zijn er twee niveaus: USB 60W en USB 240W. Er zal geen 100W-label zijn, aangezien het verschil tussen 100W-kabels en 240W-kabels blijkbaar zo klein is dat wanneer de nieuwe labels in het spel komen, het geen zin meer heeft om 100W-kabels te verkopen.

Conclusie

USB-C was geweldig - we gebruiken het om onze telefoons, laptops, koptelefoons, scheerapparaten, zaklampen en vrijwel alles op te laden dat een batterij bevat en in een rugzak past.

Het heeft ons in staat gesteld comfortabele werkplekken op onze bureaus te creëren met monitoren, toetsenborden, muizen, enz. Allemaal tot leven gebracht door één enkele kabel aan te sluiten. En gezien het feit dat de nieuwste standaarden het mogelijk maken om vele malen meer gegevens en stroom te vervoeren dan de oorspronkelijke specificaties, is USB-C waarschijnlijk nog niet klaar met evolueren.

Komt er ooit een USB-D? Misschien, maar niet snel. Zal de wereld de draden laten vallen en draadloos gaan? Waarschijnlijk niet - het is geen efficiënte manier van uploaden. Het is ook niet geweldig voor data, 2.4 GHz wifi is al pijnlijk overbelast in appartementsgebouwen, en 5 GHz wordt ook behoorlijk druk, wat de Wi-Fi Alliance ertoe bracht over te stappen naar de 6 GHz-band.

In de nabije toekomst is USB-C de enige kabel om ze allemaal te regeren.