Wat wordt er beter (en wat niet) met USB 4? In gesprek met ACT

ACT is gespecialiseerd in de levering van netwerkproducten, accessoires en kabels voor IT en AV. Daarbij heeft het kwaliteit hoog in het vaandel staan: het werkt volgens de modernste standaarden en is onderdeel van een ISO 9001-gecertificeerde organisatie. Hierdoor zijn Stefan Smeets (brand director) en Mitchel Rietdijk (product manager) van ACT als geen ander op de hoogte van de ins en outs van nieuwe standaarden voor kabelverbindingen. Daarbij kan je denken aan HDMI en DisplayPort, maar zeker ook aan USB. We spraken over wat de nieuwste USB 4 standaard ons gaat brengen.

USB 4 versus USB 3.xx en USB-C versus USB-A: standaard vs stekker

Om maar meteen met een onderwerp dat vaak voor verwarring zorgt te beginnen: de verschillende USB-stekkers en -standaarden. Die verwarring begon met de gelijktijdige introductie van de USB 3.1-standaard (destijds tot 10 Gbit/s) en de USB-C-stekker. Hierdoor leeft bij veel mensen de gedachte dat de twee uitwisselbaar zijn.

Dat is zeker niet zo. Zo zijn er veel smartphones met USB-C-aansluiting, die een verbinding via de USB 2.0 (480 Mbit/s) standaard bieden. Omgekeerd zijn er tal van apparaten met USB-A stekker, die USB 3.1 of hogere snelheden bieden.

Met USB 4.0 wordt het iets eenvoudiger. Deze standaard maakt altijd gebruik van de USB-C stekker. Voordeel van USB-C is dat het niet meer uitmaakt hoe je de stekker inprikt. Bij de grote, platte USB-A stekkers is dat vaak een kwestie van omdraaien en uitproberen (zoals de grap luidt: de derde keer gaat het altijd goed). USB-C heeft geen boven- en onderkant - althans, het maakt niet uit.

Het betekent niet dat USB-A snel gaat verdwijnen, aldus Smeets en Rietdijk: "de connector zal nog een hele tijd courant blijven", zo stellen ze. Er zijn heel veel apparaten met een USB-A aansluiting, ook buiten de IT-wereld. Zoals televisies, AV-receivers, en heel veel opladers voor allerlei huishoudelijke en persoonlijke verzorgingsapparaten. Ook al hebben nieuwe auto's vaak een USB-C aansluiting, in veel oudere auto's zit nog USB-A.

Twee USB-standaarden naast elkaar

Daarmee gaan we een tijd tegemoet, waarin twee standaarden naast elkaar bestaan. USB 4 met USB-C enerzijds, en USB 3.x en USB-A anderzijds. Tussen die twee is een flink aantal verschillen, al zijn er ook overeenkomsten. Het belangrijkste: "USB blijft downwards compatible", melden Smeets en Rietdijk. Met andere woorden, je kan een USB 3.x apparaat aansluiten op een USB 4-poort, al heb je mogelijk een verloopje nodig van USB-A naar USB-C.

USB 3.x, wat is dat? Over USB 3.0, 3.1 Gen 1, SuperSpeed en meer

USB 3.x noemen we zo, omdat er meerdere varianten zijn. Een klein stukje geschiedenis. Na USB 1.1 (12 Mbit/s) en USB 2.0 (480 Mbit/s) verscheen in 2008 USB 3.0. Dat voerde de doorvoersnelheid op naar 5 Gbit/s. Die hogere snelheid maakte het geschikt om méér apparaten aan te sluiten. Niet alleen toetsenborden, muizen en externe harde schijven, maar ook externe monitoren (via DisplayLink) en externe ssd's. Die laatste bestonden in 2008 nog niet, maar zouden wel snel op de markt komen.

Vijf jaar later, in juli 2013, verscheen USB 3.1. Daarmee werd het voor veel mensen onduidelijk. USB 3.0 werd namelijk hernoemd naar USB 3.1 Gen 1. Die twee zijn dus hetzelfde. Daarnaast verscheen USB 3.1 Gen 2, dat extra contacten bevat en een twee keer zo hoge doorvoersnelheid heeft: 10 Gbit/s.

Omdat het USB-IF, de organisatie die de USB-standaard beheert, ook wel snapte dat dit niet heel helder was, kwam het tegelijk met een aantal namen die voor consumenten duidelijk moesten zijn. Je ziet ze in onderstaande tabel.

Goed bedacht, maar helaas: de fabrikanten van apparatuur met USB-aansluitingen maakten hier vrijwel geen gebruik van. Bovendien gebruikten ze USB 3.1 voor zowel de 5 als de 10 Gbit variant. Hierdoor moest (en moet) je als consument vaak zelf maar zien te achterhalen hoe snel een USB-poort is. 

Het hielp niet dat het USB-IF dit hele verhaal een paar jaar later nog eens herhaalde, met de introductie van USB 3.2 in 2017. Die verving de USB 3.1 naam en voegde nog een nieuwe snelheidsstandaard toe. We zetten ze maar meteen hieronder in een tabel.

Hierdoor moest iedereen wéér wennen aan een nieuwe aanduiding. En jawel, veel fabrikanten gebruikten (en gebruiken) opnieuw de aanduiding 'USB 3.2' zonder toevoeging. Daardoor weet je als consument niet of je een 5, 10 of 20 gigabit-verbinding krijgt.

Groot verschil tussen USB 3.1 en USB 3.2 is de toevoeging van een extra lane, een interne verbinding. Die zorgt voor extra bandbreedte (en dus hogere snelheid). Maar toch kan die voor compatibiliteitsproblemen zorgen, stellen Smeets en Rietdijk: "bij apparaten die gebruik maken van 2x10Gbps lanes, kan het zijn dat de aansturing in combinatie met een product met maar 1x10Gbps lanes niet goed gaat". Dan valt de verbinding namelijk terug naar een enkele lane, met een lagere snelheid tot gevolg; soms zelfs lager dan 10 Gbps. Dit is vooral merkbaar bij gecombineerde apparaten waarbij data en video over dezelfde kabel gaat.  

USB 4: de toekomst is niet echt duidelijker

Aan dit soort zaken zou USB 4, aangekondigd in 2019, een einde moeten maken. Deze standaard (die officieel USB4 heet, zonder spatie dus) stelt hogere eisen en biedt standaard meer functionaliteit. Naast doorvoer van data, ook het doorvoeren van een beeldsignaal én leveren van stroom aan een aangesloten apparaat.

Zoals gezegd is USB-C de enige toegestane stekkervorm voor USB 4, en dat heeft nog een voordeel. USB-C kabels kunnen namelijk een ingebouwde chip hebben (een E-marker) die informatie geeft over waarvoor de kabel geschikt is. Dan moet je denken aan de datasnelheid, de USB-standaard, certificering, en Thunderbolt-ondersteuning (meer daarover verderop). Alleen: die e-marker is niet verplicht. Aan de kabel kan je niet zien of hij erin zit.

Daarnaast komt USB 4 ook in meer smaken beschikbaar. In eerste instantie met snelheden van 20 en 40 gigabit, maar 80 gigabit is al aangekondigd. Net als 120 Gbit/s (asymmetrisch).

USB 4 snelheden

USB 4 biedt de mogelijkheid om doorgang te geven aan andere standaarden. Die techniek heet tunnelling. De USB4-kabel biedt als het ware een 'tunnel' voor andere protocollen. Bijvoorbeeld USB 3.x. Daarnaast heeft het ook een eigen data transfer mode oftewel manier om data te transporteren. Tijd voor weer een tabel:

Bovenstaand is de huidige stand van zaken. USB4 zal altijd downwards compatible zijn met 480 Mbit/s USB 2.0, en ook minimaal 10 Gbit/s bieden via USB 3.x tunneling en 20 Gbit/s via PCI-Express tunnelling. Hogere snelheden zijn optioneel. 

Dat wil zeggen dat niet vooraf te voorspellen is of een 'USB 20Gbps' aansluiting ook een USB 3.2 Gen 2x2 externe SSD op volledige snelheid zal laten werken. Daar bestaat een handvol van (zoals de Samsung Portable SSD T9 en de Kingston XS2000). Het zijn zeldzame voorbeelden van apparaten die de hoogste USB 3.x snelheid kunnen benutten.

ACT is lid van het USB-IF en laat al zijn kabels certificeren door de organisatie. Smeets van ACT vertelt dat het USB-IF de USB 3.2 Gen 2x2 standaard niet meer promoot: het certificeert geen producten meer hiervoor.  "USB-IF certificeert [voor 20 Gbps, red.] alleen nog maar USB4 20 Gbps 240W". 

Beeld via USB 4

USB4 heeft als groot verschil met USB 3.x dat het naast data ook een beeldsignaal kan transporteren. Ook dat gaat via de aangehaalde tunnelling-techniek. De gebruikte standaard is DisplayPort; HDMI wordt niet ondersteund. Smeets: "HDMI over USB is de opvolger van MHL. Hierbij zijn een display én kabel nodig met MHL-ondersteuning. MHL werd voornamelijk gebruikt in mobiele telefoons. Door middel van HDMI over USB technologie kan een smartphone of tablet met USB-C worden aangesloten op een HDMI beeldscherm zonder MHL-ondersteuning."

(TechFi: Inmiddels heeft de HDMI LA (de tegenhanger van het USB-IF voor de HDMI-standaard) laten weten dat er geen USB-C naar HDMI-kabels komen.  Smartphones met USB-C die de mogelijkheid van een extern scherm bieden (dat zijn er meer dan je zou denken), werken met DisplayPort Alt Mode, een techniek om een DisplayPort-signaal via USB-C door te geven.)

USB4 ondersteunt ook DisplayPort Alt Mode, maar kan óók het DisplayPort-signaal rechtstreeks transporteren. Dat is vooral een technisch onderscheid; via Alt Mode ondersteunt USB4 de DisplayPort 2.0-standaard, en direct als DisplayPort-signaal de DisplayPort 2.1-standaard. Als eindgebruiker kan je het ter kennisgeving aannemen. Wat voor eindgebruikers met een Apple wel belangrijk is: deze ondersteunt geen multi-stream transport via DisplayPort Alt modus. Meerdere beeldschermen via een enkele USB4-kabel aansluiten is daardoor niet mogelijk in combinatie met een Mac.

Momenteel zijn er nog geen DisplayPort 2.0 of 2.1-beeldschermen, dus of je nu met een docking station of een verloopkabel van USB-C naar DisplayPort werkt, het moet gewoon werken. Smeets: "Met DisplayPort 2.0 is lange tijd niets gebeurd, ook niet op het gebied van kabels. Er was simpelweg geen fabrikant die het kon leveren - en er was ook geen noodzaak voor."

Voeding via USB 4

Naast data en beeld kan een USB4-verbinding ook stroom transporteren. Dat kan met USB 3.x ook, maar de bovengrens ligt bij USB 4 wel hoger. Véél hoger. Waar het bij USB 3.x in de praktijk ophoudt bij 60 watt, kan USB 4 tot wel 240 watt leveren. 

Ook hier geldt wel dat de praktijk weerbarstiger is. Standaard USB4-kabels kunnen tot 60 watt transporteren, vertellen Smeets en Rietdijk. Voor hogere wattages is de genoemde e-marker vereist. Die zorgt ervoor dat de aangesloten apparatuur 'weet' waartoe de kabel in staat is.

Als consument kan je zoals gezegd niet zien of een kabel een e-marker heeft. Wat je wél kan zien, is een logo: 240-watt-kabels zijn daarvan voorzien, mits ze officieel gecertificeerd zijn door het USB-IF. Dat is wel een recente ontwikkeling. Smeets: "een jaar geleden was 100 watt nog de limiet". Wil je zeker weten dat een kabel van voldoende kwaliteit is, dan loont het dus de moeite een gecertificeerd exemplaar te kopen - ook al is dat wellicht wat duurder dan de allergoedkoopste optie.

ACT werkt met zowel de Power Delivery als QuickCharge standaarden voor stroomlevering via USB. USB-C is gestandaardiseerd op Power Delivery, wat steeds meer telefoons ook ondersteunen (zo is TurboPower van Motorola gewoon een marketing naam voor Power Delivery).

USB 4 en Thunderbolt

Dit artikel gaat over USB, dus daar hebben we op gefocust. Je kan er echter niet omheen: USB4 is gebaseerd op Thunderbolt 3, de door Intel en Apple ontwikkelde standaard. Alle kenmerken van USB4 (compatibiliteit met USB 3.x, DisplayPort, tunnelling, etc.) ontleent het aan Thunderbolt 3.

Dat biedt ook een mogelijkheid die we nog niet genoemd hadden: PCI-Express tunnelling. Hiermee is het mogelijk om bijvoorbeeld een externe grafische kaart op een laptop aan te sluiten. 

Het grote verschil tussen Thunderbolt en USB4, is dat bij de eerste alle mogelijke eigenschappen ook verplicht zijn. Een Thunderbolt-verbinding ondersteunt altijd de hoogste snelheid van 40 Gbit/s, en zo zijn er nog wat meer zaken die deze duurdere verbinding ook wat voorspelbaarder maken.

Voor de kabel, zo benadrukken Smeets en Rietdijk, is er feitelijk geen verschil. Een USB4-kabel is een Thunderbolt 3-kabel. Wel zijn er natuurlijk USB 20Gbps en USB 40Gbps kabels, waar Thunderbolt 3-kabels altijd 40Gbps bieden. Maar een USB4-kabel kan bijvoorbeeld altijd DisplayPort doorgeven.  Let op: een Thunderbolt 4-kabel is compatible met dezelfde functies als een USB4 kabel en een Thunderbolt 3 kabel. Andersom geldt dat niet. Een USB4-kabel heeft geen standaard ondersteuning voor Thunderbolt 4.

Waar moet je op letten bij USB4-kabels?

Zoals Smeets en Rietdijk van ACT aangeven, is een USB4-kabel inherent al behoorlijk capabel. Ze kunnen in elk geval met 60 watt stroom doorvoeren en ondersteunen DisplayPort. Daarnaast bieden ze minimaal 10 Gbit/s via USB 3.x en 20 Gbit/s via USB 4 Gen 2. 

Toch zijn er zaken om op te letten, zeker bij goedkopere kabels. "Er zullen kabels zijn die alleen laden, of alleen data transporteren", zo melden ze. De kwaliteit van de kabels kan je niet aan de buitenkant zien, maar verschillen zijn er wel: "zoals de aderdikte, en wat voor twist erin zit", bijvoorbeeld. 

Met een gecertificeerde USB-kabel zit je in elk geval goed. Reden voor ACT om deel te nemen aan het USB-IF en USB-C kabels van eigen merk te laten certificeren. Gezien de vele onzekerheden waar je je als consument óók bij USB 4 al mee te maken krijgt, lijkt dat ons een goed advies. Ook al weet je niet precies wat de USB-poort op je apparaat kan en doet, dan weet je in elk geval dat het niet aan je kabel zal liggen.