USB-C adapterkabels gebruiken voor opladen en data

USB-C belooft gebruiksgemak en via zo’n connector moet je snel kunnen opladen. Het ondersteunt bovendien het aansluiten van monitoren en hoofdtelefoons. Maar overal kom je nog stekkers en poorten van het type A en B tegen. De bijpassende adapter­kabels voor USB-C werken helaas niet altijd zoals je zou verwachten.

Je nieuwe smartphone heeft waarschijnlijk al zo’n handige USB-C-aansluiting. Eindelijk hoef je de stekker niet meer steeds om te draaien als je de oplader wilt inpluggen. De symmetrisch gevormde stekker past net als Apples Lightning-stekker op twee manieren in de connector en is nauwelijks groter dan microUSB.

De meeste opladers, ook die van USB-C-smartphones, leveren genoeg stroom voor het snel opladen van mobiele apparaten, maar alleen via USB-A. Fabrikanten leveren daarom een bijpassende adapterkabel mee, waarmee je je smartphone kunt opladen en gegevens met je mobiele apparaat kunt uitwisselen.

De USB-C-aansluiting biedt door middel van de zogenaamde Alt-modi nog extra mogelijkheden, zoals het doorgeven van beeld­signalen (DP-Alt, HDMI-Alt), of extra interfaces zoals Thunderbolt 3 (TB-Alt) en PCI Express (PCIe-Alt). Die kun je echter niet benutten met een USB-C-naar-USB-A-adapter omdat de USB-A-aansluiting de benodigde extra contacten niet heeft.

Als de bijgeleverde adapterkabel van je mobiele apparaat kwijt of defect raakt, of je bijvoorbeeld een extra kabel nodig hebt voor op je werk, kun je daar online naar op zoek gaan. Zo heeft Amazon bijvoorbeeld een groot aanbod aan USB-A-naar-USB-C-kabels van talloze (Chinese) aanbieders, die adverteren met doorvoersnelheden van 5 tot zelfs 10 Gbit/s en laadstromen tot 3 ­ampère. Er worden ook specificaties genoemd zoals geschikt voor minimaal 10.000 keer inpluggen of een 56kΩ-weerstand. Voor 10 tot 20 euro krijg je volgens de aanbieder kabels van hoge kwaliteit, vaak zelfs een set met meerdere kabels in lengtes tussen 0,3 en 2 meter.

Kun je nou probleemloos iets bestellen als je een kabel zoekt voor snel opladen en gegevens uitwisselen? En waar is die onheilspellende 56kΩ-weerstand goed voor? We hebben als test diverse kabels besteld en gemeten hoe goed ze werken bij het opladen en hoe snel de dataoverdracht gaat.

Een blik op de USB-specificaties leert dat 3 ampère bij 5 volt plus een pull-upweerstand van 56 kΩ de basiseisen zijn voor een USB-A-naar-USB-C-adapterkabel die aan de standaard wil voldoen. Dat geldt ook voor het 10.000 keer inpluggen. Maar dat is alleen van toepassing op de USB-C-stekker, de eisen aan de USB-A-stekker gaan niet verder dan 1500 keer inpluggen.

De pull-upweerstand verbindt de CC1-pin (Control Channel 1) van de USB-C-stekker met de voedingslijn Vbus. De interface ziet daaraan hoe de USB-C-stekker ingeplugd is omdat de CC-pinnen bij USB-A en USB-B ontbreken. De grootte van de weerstand geeft aan dat de maximale stroom wordt bepaald door de via USB-A aangesloten stroombron. Dat kan een oplader zijn, maar ook een pc. In het verleden zagen we ook kabels met 10kΩ-weerstanden die een maximale laadstroom van 3 ampère aangaven. Die veroorzaakten overbelasting bij sommige apparaten die als stroombron werden aangesloten. Vooral oudere moederborden liepen daarmee een risico. Als je vervangende of extra kabels koopt, moet je dus wel letten op de opgegeven waarde voor de weerstand.

De kleuren in de usb-poorten verraden vaak (maar niet altijd) waar de poort voor dient. Zwart geeft meestal USB 2.0 aan, blauwe poorten bieden met USB 3.1 Gen 1 tot 5 Gbit/s en lichtblauwe poorten halen 10 Gbit/s bruto (USB 3.1 Gen 2).

We willen nog even een misverstand uit de weg ruimen: een USB-C-aansluiting garandeert geen hoge datasnelheden. Voor welke USB-standaard (USB 3.1 of slechts USB 2.0) de kabel geschikt is, wordt bepaald door de bedrading en de USB-A-stekker aan het andere uiteinde. Sommige adapterkabels laden een smartphone wel snel op, maar sturen data slechts door met HighSpeed-snelheid (bruto 480 Mbit/s) conform USB 2.0. Meer halen veel smartphones met een USB-C-aansluiting trouwens sowieso niet. Alleen als je de kabel gebruikt om een snel opslagmedium aan te sluiten, bijvoorbeeld een externe ssd op een notebook, moet je gaan voor USB 3.1 (meestal met een blauwe USB-A-stekker) en letten op vermeldingen als SuperSpeed of 5 Gbit/s.

Bij de geteste kabels in onze steekproef werd slechts bij een 0,9 meter lange kabel van Amazon basics gesproken over SuperSpeedPlus-verbindingen en 10 Gbit/s. Verder testten we een set van vijf usb-kabels van Aukey (0,3 en 2 meter, plus 3 × 1 m) en drie adapterkabels van TUPower in lengtes van 0,3, 1 en 1,8 meter. Die beloofden allemaal 5 Gbit/s (SuperSpeed oftewel USB 3.1 Gen 1).

Een 10Gbit/s-verbinding vind je alleen bij moderne notebooks of pc’s met een USB-3.1-Gen-2-poort. Die ontbreekt zelfs bij nieuwe moederborden vaak nog. Als hij er wel op zit, is hij vaak te herkennen aan de lichtblauwe kleur van het isolatiemateriaal. Bij poorten voor USB 3.1 Gen 1 (voorheen USB 3.0) is dat materiaal meestal blauw, bij USB 2.0 is het zwart of wit. Soms zijn er ook gele of rode usb-poorten, die meer stroom leveren voor het opladen van randapparaten of mobieltjes. Er is echter geen richtlijn die de kleuren voorschrijft. Bij notebooks zijn vaak ook de USB-3.1-poorten zwart. In geval van twijfel raadpleeg je de handleiding.

Om een 10Gbit/s-verbinding te benutten, heb je een zeer snelle ssd nodig. We hebben onze kabels getest met een SanDisk Extreme 900, die twee ssd’s bevat in een RAID 0-samenstelling. Via de blauwe USB-3.1-Gen-1-poort van onze test-pc (MSI Z370 SLI Plus) haalden we met alle kabels wel een stabiele 5Gbit/s-verbinding en snel­heden (bij sequentieel lezen) van gemiddeld 460 MB/s. Via de Gen-2-poort haalden alle kabels een 10Gbit/s-verbinding, ook de kabels die slechts voor 5Gbit/s geschikt zouden zijn.

Beide USB 3.1-varianten gebruiken voor snelle datadoorvoer de uit twee afzonderlijke aderparen bestaande High-Speed-datalijn van de USB 3.0-interface. In tegenstelling tot USB 3.1 Gen 1 (SuperSpeed) werkt Gen 2 (SuperSpeedPlus) met een beter geoptimaliseerde overdrachtsmethode (128b132b-code) met een hogere symboolsnelheid en minder overhead. De alleen bij een USB-C-interface aanwezige tweede High-Speed-datalijn wordt gebruikt voor de Alt-modi van USB C. Hij dient ook voor de in 2017 vastgelegde USB 3.2-standaard die 20 Gbit/s moet bieden. In de adapterkabels zijn de USB-C-pinnen voor de tweede datalijn niet verbonden, omdat ze ontbreken bij het USB-A-uiteinde.

De SuperSpeedPlus-verbinding bleek bij korte kabels (0,3 tot 1 m) stabiel, bij langere kabels ondervonden we bij de dataoverdracht terugkerende problemen. Er verschenen meldingen dat de ssd was losgekoppeld en weer aangesloten, alsof de stekker er even uit was getrokken. Als de verbinding stabiel was, haalden we bij sequentieel lezen snelheden van gemiddeld 1040 MB/s.

Je moet wel de neiging onderdrukken om lange usb-kabels te gebruiken, ook al zitten de snelste usb-poorten meestal aan de achterkant van een pc op het moederbord. Sommige moederborden bieden wel onboard-aansluitingen voor een USB-C-poort aan de voorzijde van de behuizing, maar die werken vaak met een USB-3.1-Gen-1-verbinding en zijn niet geschikt voor beeldsignalen.

Als je even een groot bestand naar een externe ssd wilt kopiëren, is USB 3.1 Gen 1 (SuperSpeed) vaak voldoende. Het kopiëren van een 1,8 GB grote Ubuntu-image duurt dan via een USB-3.1-Gen-2-­verbinding bijna vijf seconden, via een USB-3.1-Gen-1-verbinding acht seconden. Vergeleken met USB 2.0 HighSpeed (50 seconden) zijn ze beide supersnel. USB 3.1 Gen 2 (10 Gbit/s) loont alleen als je veel grote bestanden kopieert of een uitgebreide back-up maakt. En zelfs dan nog alleen als je externe opslagmedium snel genoeg is. Harde schijven en usb-sticks halen niet eens het maximale uit USB 3.1 Gen 1 (5 Gbit/s). Voor een snelle Gen-2-verbinding moet je een goed afgeschermde kabel gebruiken van hooguit een meter lang. Hoe korter, des te beter.

De USB-C-verloopkabels moeten bij het opladen tot 3 ampère aankunnen bij 5 volt, oftewel 15 watt. Dat zijn de vereisten van de USB-C-standaard. Zoveel vermogen vragen de meeste mobiele apparaten en rand­apparaten echter niet. Moderne smartphones gebruiken voor het snelladen doorgaans methodes als Qualcomms Quick Charge of een eigen oplaadtechnologie, zoals bij Samsung. Daarbij komen het apparaat en de lader een hoger voltage overeen, waardoor meer vermogen wordt geleverd, ondanks een lagere stroomsterkte.

Voor de USB-C-interface bestaat daar met Power Delivery een eigen standaard voor. Al naargelang het betreffende oplaadprofiel kan de spanning dan naar 9, 12 of 20 volt en de stroomsterkte naar 5 ampère worden verhoogd. Daarmee is dus maximaal 100 watt haalbaar. Power Delivery werkt echter alleen met echte ­USB-C-kabels, niet met verloopkabels. Voor de hogere profielen zijn bovendien speciale kabels nodig met actieve componenten, die aan de aangesloten apparaten via het Control Channel meedelen hoeveel stroom ze aankunnen.
Ook bij het populaire Quick Charge onderhandelen de apparaten over de gebruikte waarden, met name over het voltage. Een smartphone met Quick Charge 3 kon met de kabels uit onze steekproef probleemloos snelladen.

Om een stroomsterkte tot 3 ampère aan te kunnen, hebben de USB-C-adapter­kabels niet alleen afgeschermde datalijnen, maar zijn de draden voor de voeding en massa ook dikker. Daardoor wordt de kabel relatief stijf en onbuigzaam, wat misschien niet als pluspunt wordt ervaren. Maar het is een betere indicatie voor een goede kwaliteit dan een fraai ogende kabelhuls.

We hebben als test de kabels belast met een nominale stroom van 3 ampère bij 5 volt en het spanningsverlies in de kabel gemeten. Ook daarbij bleek weer: hoe korter, des te beter. Bij een 0,3 meter lange kabel was het verlies slechts 0,5 volt, maar bij een 1,8 en 2 meter lange kabel was het al 0,8 volt. Het hoogste spanningsverlies constateerden we bij de (bijzonder buigzame) 1m-kabel van Anker: een kritieke waarde van 0,9 volt. Signaaltechnisch is er rekening gehouden met spanningsverlies in de bekabeling: volgens de USB-standaard moeten ingangen overweg kunnen met een niveau van 4 volt.

Bij korte oplaadkabels (links) wordt vooral de USB-A-stekker warm. Daar treedt het meeste spanningsverlies op. Bij langere kabels (rechts) wordt ook de kabel zelf warm (bij een stroomsterkte van 3A).

Toen we de kabels belastten met 3 ampère en met een warmtecamera bekeken, werden de kritieke punten zichtbaar. Bij de 0,3 meter lange kabel werd vooral de USB-A-stekker warm. De voor hogere spanningen ontworpen USB-C-stekker bleef verhoudingsgewijs koel. Bij langere kabels ging al naargelang de kwaliteit van de bedrading ook in de kabel een deel van de laadstroom verloren als warmte. Dat was vooral bij de Anker-kabel goed te zien.

Zoals deze test laat zien, hoeft een goede usb-kabel niet duur te zijn. Bij Amazon en andere webshops heb je voor circa 10 euro al een goede usb-adapterkabel – als je bij de aanschaf even op een paar dingen let. Vermijd lange kabels: zowel voor een snelle dataoverdracht als voor opladen moeten ze eigenlijk niet langer zijn dan een meter. Bij de specificaties moet de 56kΩ-weerstand genoemd worden. Een fraaie mantel is geen garantie voor kwaliteit. Als klanten bij recensies klagen over de stijfheid van de kabel, moet je dat zien als een pluspunt. Vooral de USB-A-stekker moet van goede kwaliteit zijn, die is bij het opladen met hogere stroomsterktes het knelpunt.

(Rudolf Opitz, c’t magazine)