Schnelle Datenübertragung Was ist Thunderbolt?

Autor / Redakteur: Egoloizos / Dr. Jürgen Ehneß

Thunderbolt ist ein Konzept zur schnellen Datenübertragung. Es handelt sich um eine von Intel und Apple entwickelte Technologie in Form einer optischen Kabelverbindung. Das Protokoll unterstützt mehrere Schnittstellen.

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
(Bild: © aga7ta - Fotolia)

Thunderbolt ist unter dem Projektnamen „Light Peak“ von Intel und Apple entwickelt worden und dient der Highspeed-Übertragung verschiedener Daten. Zu den Anwendungsbereichen gehören so verschiedene Geräte wie Digitalkameras, Docking-Stationen, Displays und Computer. Zugrunde liegen die Technologien PCI Express und der Verbindungsstandard DisplayPort.

Das primäre Entwicklungsziel der Technologie war die Gewährleistung einer möglichst schnellen Datenübertragung. Die damaligen USB-Generation 2.0 ermöglicht eine Übertragungsgeschwindigkeit von 480 Megabit pro Sekunde, während Thunderbolt bereits in seiner ersten Entwicklungsstufe theoretisch 10 Gigabit pro Sekunde übertragen kann. In der zweiten Generation waren in der Theorie bereits 20 Gigabit pro Sekunde möglich.

Aufbau und Konzept

Konzeptuell besteht Thunderbolt aus zwei verschiedenen Controller-Chips. Zum einen aus dem Optical Module und zum anderen aus dem Light Peak Router. Das Optical Module ist wiederum aus zwei Lasern aufgebaut und verfügt über zwei optische Detektoren. Die Laser dienen der Umwandlung der Signale in Lichtimpulse, und die optischen Detektoren sind für die Receive-Leitungen.

Der Router gewährleistet die protokollgemäße Aufteilung zwischen den verschiedenen Signalen.

Es handelt sich um eine Multiprotokollverbindung über einen Lichtwellenleiter. Über diese Verbindung lassen sich gleichzeitig verschiedene Protokolle multiplex übertragen (mit ihrer jeweiligen Datenrate). Damit ist es grundsätzlich möglich, alle gängigen Schnittstellen der PC-Technik mit der Schnittstelle zu kombinieren, beispielsweise USB, DVI, FireWire oder PCI Express. Weiterhin können Nutzer über Software-Adaptionen auch auf Netzwerke mit Fibre Channel und Gigabit-Ethernet zugreifen.

Steckerkonzept und Versionen

In seiner ersten Generation hatte Thunderbolt als Prototyp einen USB-Stecker A, der mit zwei Lichtwellenleitern ausgestattet ist. Dieser kann insgesamt vier Lichtwellenleiter aufnehmen, wobei zwei für den Transmit- und zwei für den Receive-Bereich vorgesehen sind. Hierbei sind jeweils zweimal 10 Gigabit pro Sekunde möglich. In diesem Konzept ist ein Small-Form-Factor-Stecker vorgesehen. Der Formfaktor ist gleichermaßen geeignet für eine Einbau in mobile Endgeräte. Grundsätzlich wird die Thunderbolt-Schnittstelle im Daisy-Chaining betrieben. Die Datenübertragung erfolgt in Highspeed über ein einziges Kabel.

Die Version 3 ermöglicht eine Übertragungsgeschwindigkeit von 40 Gigabit pro Sekunde, was dem Doppelten der Geschwindigkeit der Version 2 entspricht. Diese Übertragungsrate ist möglich, indem die 10-Gigabit-Kanäle zusammengelegt werden.

Thunderbolt-3-Steckplätze sind mit USB C beziehungsweise USB 3.1 kompatibel. Entsprechende Stecker lassen sich direkt in einem Thunderbolt-Port betreiben. In der jüngsten Entwicklungsstufe 4 wird der Stecker der Version 3 übernommen. Auch die Übertragungsgeschwindigkeit von 40 Gigabit pro Sekunde bleibt gleich. Zudem integriert Version 4 die 20 Gigabit-Stufe von USB 3.2, die in Thunderbolt 3 bisher nicht vorgesehen war.

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