Kann USB-C für Displays verwendet werden?

In unseren vorherigen Artikeln haben wir gängige Videoübertragungsprotokolle wie HDMI und DisplayPort behandelt. Da USB-C jedoch immer beliebter wird, sehen wir, dass USB-C auf einigen Monitoren für die Videoübertragung verwendet wird. Warum also USB-C zum Übertragen von Bildern verwenden? Sind HDMI und DisplayPort nicht gut genug? Was ist daran so gut und wie funktioniert es?

USB-C ist eigentlich nur die Form einer Schnittstelle

Zunächst müssen wir die USB-C-Schnittstelle verstehen. Die Schlussfolgerung lässt sich hier direkt über den Haufen werfen: USB-C ist nur der Name der Schnittstellenform, mehr nicht. USB-Ports gibt es in verschiedenen Formen, und hier sind einige gängige:

Unterschiedliche Formen haben unterschiedliche Designüberlegungen. Die Typ-C-Schnittstelle zum Beispiel, die zur Mainstream-Wahl geworden ist, kann in beide Richtungen eingesetzt werden und ist kleiner als die ältere Typ-A-Schnittstelle, sodass sie in dünneren und leichteren Geräten verwendet werden kann. Namen wie „Typ-A“ und „Typ-C“ werden nur verwendet, um zwischen verschiedenen Schnittstellenformen zu unterscheiden.

Aber nicht nur die Form des Steckers ist anders. Sie können auch mit verschiedenen Protokollen geladen werden, die es der Schnittstelle ermöglichen, eine Vielzahl von Funktionen auszuführen. Wenn Sie ein USB-C-Kabel kaufen, werden Sie normalerweise die Namen „USB 3.0“, „USB 2.0“ und „Thunderbolt“ sehen, die alle unterschiedliche Protokollnamen sind.

Das aktuelle Mainstream-USB-Protokoll ist USB 3. Das neueste, USB 4, muss sich noch durchsetzen, obwohl es 2019 veröffentlicht wurde. Die obige Abbildung zeigt die verschiedenen verfügbaren Ports für USB 2 und USB 3. In dieser Abbildung können wir es sehen, dass trotz der gängigen Typ-A-, Micro-B- und Typ-C-Schnittstellen viele Schnittstellen im Alltag selten zu sehen sind. Es ist auch erwähnenswert, dass USB 2 und USB 3 die gleiche Typ-A-Anschlussform haben, abgesehen von der Anzahl der Kontakte.

Beide deuten darauf hin, dass die Form des USB-Anschlusses und das dahinter stehende Protokoll schon immer getrennte Teile waren. Dasselbe gilt für Type-C, wo USB Type-C nur eine Schnittstelle ist, die entweder auf USB 3, USB 2, zukünftigem USB 4 oder sogar Hochleistungs-Thunderbolt 3 läuft.

Wenn Sie den Unterschied zwischen Schnittstellenformen und Protokollen verstehen, können Sie beim zukünftigen Kauf von Hardware nicht nur auf die Form der Schnittstelle, sondern auch auf die verschiedenen Protokolle hinter der Schnittstelle achten. Andernfalls könnten Sie leicht einen Fehlkauf tätigen.

Was sind die gängigen USB-Protokolle?

Seit das USB-IF (USB Implementers Forum) 1996 den USB 1.0-Standard herausgegeben hat, hat der USB-Standard die Entwicklung von USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 und USB 3.2 erfahren. Im Jahr 2019 veröffentlichte die USB-IF-Organisation den neuesten USB4-Standard und brachte eine neue Standardspezifikation für die USB-Schnittstelle ein.

Schauen wir uns die obige Tabelle an. Einige von Ihnen haben vielleicht eine Frage: Wo sind USB 3.0 und USB 3.1? An dieser Stelle müssen wir die fehlerhaften Namens- und Branding-Änderungen hinter USB-Standards erwähnen. Genau genommen wurde der USB-Standard dreimal umbenannt:

Erste Änderung: 2003

Im Jahr 2003 benannte die USB-IF-Organisation die USB-Spezifikationen und -Standards um und änderte USB 1.0 in USB 2.0 Low Speed, USB 1.1 in USB 2.0 Full Speed ​​und USB 2.0 in USB 2.0 High Speed.

Zweite Änderung: 2013

Kurz nach der Veröffentlichung von USB 3.1 benannte die USB-IF-Organisation USB 3.0 in USB 3.1 Gen1 und USB 3.1 in USB 3.1 Gen2 um. Diese Änderung hat den Verbrauchern jedoch Probleme bereitet, da viele Profiteure das Produkt, das USB 3.1 unterstützt, in der Produktverpackung gekennzeichnet haben, aber nicht darauf hingewiesen haben, ob es sich um Gen1 oder Gen2 handelt. Trotz der Beschriftung wissen viele Verbraucher immer noch nicht, dass USB 3.1 Gen 1 eigentlich für die alte USB 3.0-Version steht. Der Unterschied zwischen der Übertragungsleistung der beiden Generationen ist astronomisch, was dazu führt, dass Verbraucher unüberlegt in einen Abgrund stürzen.

Dritte Änderung: 2019

Die Namensänderung von 2013 war verwirrend genug, ohne dass dasselbe noch einmal passierte. Im Jahr 2019 benannte die USB-IF-Organisation USB 3.1 Gen1 (früher USB3.0) in USB 3.2 Gen1 und USB 3.1 Gen2 (früher USB 3.1) in USB 3.2 um Gen2 X1 und USB 3.2 wurde in USB 3.2 Gen2 X2 umbenannt.

Wir haben keine Ahnung, was die USB-IF Association denkt, aber diese mehreren Namensänderungen haben keine klare Unterscheidung getroffen, sondern die einzelnen Versionen des Protokolls verwirrender und schwieriger zu unterscheiden gemacht. Glücklicherweise gibt es keine solche Verwirrung bezüglich des neuesten USB4.

Lassen Sie uns nun die unterstützende Beziehung zwischen USB-Transportstandards und Schnittstellen mit einem Diagramm zusammenfassen.

Übertragung, Stromversorgung und Videosignalübertragung. Mit anderen Worten, vorausgesetzt, Sie haben einen USB4-kompatiblen Typ-C-Anschluss an Ihrem Laptop, ermöglicht Ihnen ein USB4-kompatibles USB-C-Kabel, Ihren USB-C-Monitor anzuschließen und gleichzeitig Ihren Laptop aufzuladen. In diesem Fall sind Typ-C-Schnittstellen der richtige Weg.

Die Hauptaufgabe des USB-Protokolls ist die Übertragung von Daten und die Stromversorgung. Der Hauptunterschied zwischen USB-Standards besteht darin, dass sie unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten haben. Obwohl USB-IF alte Protokollnamen immer wieder gern in neue umwandelt, was zur Verwirrung der USB-Namensgebung führt, ist aus der Tabelle ersichtlich, dass es bei gleicher Namensreihe noch immer kein Entrinnen vor dem Gesetz gibt, dass „die je größer die Zahl, desto besser die Leistung".

Alternativer Modus von USB-C

Das USB-Transportprotokoll kann auch als Anzeigetransport verwendet werden, obwohl dies auf Typ-C-Schnittstellen beschränkt ist. USB Type-C hat die meisten Pins und kann in einen Zustand namens Alt-Modus wechseln, durch den die Anzeigeübertragung funktionieren muss.

Die Probleme, auf die wir gestoßen sind, wie z. B. die Unfähigkeit, den Bildschirm zu beleuchten, waren hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass der „Alternate Mode“ für große Anbieter keine erforderliche Option, sondern eine Option war. Zusammenfassend muss nicht jedes USB-C-Gerät alle „alternativen Modi“ unterstützen, und nicht jeder USB-C-Anschluss an einem Laptop/Tablet/einer Dockingstation unterstützt die Videoausgabe. Daher ist es wichtig zu wissen, ob der USB-C-Anschluss an Ihrem Gerät mit dem „Alternate Mode“ kompatibel ist, wenn Sie ein neues Gerät kaufen.

Die USB-IF Association hat die folgenden alternativen Modi für Anzeigeübertragungen spezifiziert:

Empfohlene USB-C-Kabel

Geräte müssen über Kabel verbunden werden. Wenn die Kabel nicht dem Standard entsprechen, kann das Protokoll nicht verwendet werden, selbst wenn es sowohl von der empfangenden als auch von der sendenden Seite unterstützt wird. Wenn Sie gleichzeitig Stromversorgungs-, Daten- und Videosignalübertragungsfunktionen erreichen möchten, ist ein USB-C-Kabel mit hoher Spezifikation und Qualität unerlässlich.

Unserer Meinung nach müssen Kabel, die die vorstehenden Anforderungen erfüllen, die folgenden Anforderungen erfüllen: 

• Unterstützt 100 W Ladeleistung
• Unterstützt mindestens USB 3.0-Übertragungsgeschwindigkeiten (jetzt als USB 3.2 Gen 1 bezeichnet)
• Vollständige Unterstützung des alternativen Modus

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