USB-C komplett: Features, Pinbelegung, Power Delivery & Alternate Modes

USB Type-C – der universelle Standard

USB ist der kabelgebundene Konnektivitätsstandard. Letztes großes Update: USB-C (USB Type-C) – 24-Pin-Stecker, flippbar (beidseitig einsteckbar). Fähig: 10 Gbit/s Daten (USB 3.1 Gen 2) & 100 W Power Delivery (20 V / 5 A).

Drei Kernfeatures

1. Flippbarer Stecker – keine „falsche Seite“ mehr
2. Abwärtskompatibilität & Alternate Modes: USB 2.0/3.0/3.1 + Drittprotokolle (DisplayPort, HDMI, Thunderbolt 3/4)
3. Intelligentes Power Management: Gerät verhandelt optimale Spannung/Strom via USB-PD

Pinbelegung des USB-C Steckers (24 Pins)

Receptacle (Buchse) & Plug (Stecker) spiegeln sich symmetrisch – Basis für Flippability.

Wichtige Pin-Gruppen

• USB 2.0 Differential Pair (D+/D−): 2× D+, 2× D− (parallel geschaltet) – nur 1 USB-2.0-Kanal, dient Flippability
• Power & Ground (VBUS / GND): 4× VBUS, 4× GND. Default 5 V, bis 20 V / 5 A → max. 100 W. Laden von Laptops, Monitoren, Docks.
• SuperSpeed RX/TX (USB 3.1/3.2/4): 2× RX, 2× TX Differential Pairs. Multiplexer routet Signal je nach Steckrichtung. USB 3.x nicht im Minimum-Feature-Set – via Alternate Mode.
• CC1 / CC2 (Configuration Channel): Kabel-Erkennung, Orientierung (Flip), Current Advertisement (3 A / 5 A), USB-PD-Kommunikation, Alternate-Mode-Negotiation
• VCONN: 5 V / 1 W für aktive Kabel (Re-Driver-Chips zur Signalverstärkung). Wird auf CC-Pin des *nicht* genutzten CC gelegt (nach Orientierungserkennung).
• SBU1 / SBU2 (Sideband Use): Niedrigfrequente Signale in Alternate Modes (z. B. DisplayPort AUX, Debug)

USB Power Delivery (USB-PD)

Verhandlung über CC-Leitung:

1. Sink (Verbraucher) fordert Spannung/Strom an
2. Source (Netzteil) stabilisiert VBUS, sendet „Power Supply Ready“
3. Sink bestätigt, Source liefert
4. Dynamische Anpassung während Betrieb möglich

Auch in Alternate Modes (z. B. DisplayPort über USB-C) läuft PD über CC.

Alternate Modes (Alt Modes)

Drittprotokolle über USB-C physische Leitungen:

• DisplayPort Alt Mode: Video/Audio bis 8K / HDR (weit verbreitet)
• HDMI Alt Mode: Direkte HDMI-Signale
• Thunderbolt 3/4: 40 Gbit/s, PCIe + DisplayPort + USB + Power – der „Alles-in-einem“-Standard (Intel/Apple)
• VirtualLink (veraltet): VR-Headsets (ein Kabel)

Alt Modes erfordern USB 2.0 (D+/D−) + USB-PD auf CC.

Fazit

USB-C ist der universelle Anschluss moderner Geräte: Daten, Video, Laden in einem Kabel. Löst USB-A, -B, Micro-B, HDMI, Netzteile ab. Zukunft: USB4 (basiert auf Thunderbolt 3) → 40/80 Gbit/s, noch mehr Integration.