USB, ¿cable, memoria, o estandar?

USB

¡Dame tu USB!

¿Tienes un USB?

Cuantas veces hemos dicho u oído estas frases. Pero, ¿a que nos referimos cuando utilizamos el término USB en una frase corta? En estos contextos, solemos referirnos o a un cable conector o a una memoria externa del tipo pendrive.

Pero, ¿es correcto que usemos este termino en estos contextos?. Pedimos una cosa y la recibimos pero ¿nos estamos refiriendo verdaderamente a lo que queremos?.

En realidad no.

El Bus Universal en Serie (Universal Serial Bus) o simplemente USB es un estándar para comunicaciones que define un bus serie y una serie de protocolos entre dispositivos electrónicos.

Nació ante el problema que empezaba a ser grande de conectar periféricos de diferentes marcas a un mismo sistema. Cada uno tenia un tipo de conector. El rápido desarrollo a nivel hardware requería un sistema de conexión universal y potente.

En los años 90, comienzan a gestarse cooperaciones entre las grandes compañías del sector que liberan entre los años 1994 y 1996 los primeros estándares USB de comunicaciones. En 1995 se crea el Foro de Implementadores (USB Implementers Forum, USB-IF) para impulsar e independizar el proyecto. Como resultado en 1996 se lanza el USB 1.0 en Release Candidate o versión beta. El resultado no era mejor que los anteriores por su baja velocidad de bus (1.5Mbps), pero podía utilizarse para conectar teclados o ratones con bastante buen resultado. Con varias versiones minor y una mayor sin buenos resultados, no parecía que fuera a lograrse el objetivo. Todo cambia en 1998 cuando se libera una nueva versión revisada. La ultima esperanza.

 

 El USB 1.1. El comienzo.USB

Las características de este nuevo estándar son:

    • Consiste en un bus de comunicaciones de paquetes de datos y alimentación para conexión de periféricos. Permite la entrada y salida de datos con tasas de 12Mbps y la alimentación eléctrica hasta 100 mA. Incluye un protocolo novedoso denominado Plug and Play o enchufar y arrancar y las conexiones en caliente, lo que facilita la instalación de drivers y por lo tanto la conexión inmediata con el nuevo hardware.

 

    • El cable está formado por cuatro hilos de par trenzado con una impedancia media de 90 Ω.

 

    • Las señales emitidas varían de 0 a 0,3 V para los estados bajos o ceros y de 2,8 a 3,6 V para los altos o unos.

 

  • El estándar contempla tres tipos de conectores. Tipo A, B y mini. Cada uno de ellos con parejas macho hembra y conectores de cuatro pines siendo:
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Disposición de los pines en los tres tipos de cabezales (informaticamoderna)

-> Pin 1 = Vcc(+5V)

-> Pin 2 = Data-

-> Pin 3 = Data+

-> Pin 4 = GND

Este nuevo estándar ofrecía un sistema de conexión rápido y fácil de instalar. El mercado lo adoptó para los cables de conexión entre periféricos e incluso como clavijas de entrada directa para nuevos dispositivos como las memorias portátiles o simplemente gadgets tecnológicos con poca alimentación.

Las posibilidades de hardware externo eran enormes con este tipo de conector por lo que se hacia necesario una mejora.

 

 El USB 2.0 nace en el año 2000.USB

La principal mejora se produce en la velocidad de transferencia del bus llegando a los 480Mbps. 40 veces más rápido.

En los años posteriores, se lanzan varias actualizaciones del estándar para actualizarlo y adecuarlo a las necesidades del mercado como con el lanzamiento del cabezal microUSB para móviles. Los estándares 1.0, 1.1 y 2.x eran totalmente retrocompatibles siendo el único afectado la velocidad del bus que se acoplaba a la menor tasa.

Las actualizaciones realizadas en las versiones 2.x eran buenas, pero se empezaba a notar que el estándar no daba para asimilar todo el desarrollo tecnológico. Había que crecer. Dar más posibilidades. Los cuatro pines eran pocos.

 

 Nace el USB3.0. Un nuevo mundo de posibilidades.USB3

Como ya hemos dicho, los cuatro pines no daban más de si. Por eso el nuevo estándar 3.0 lanzado en 2008 consta de 9. Los 4 primeros mantienen sus funciones por retrocompatibilidad con los anteriores estándares y se añaden los siguientes:

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Disposición de los nuevos pines (informaticamoderna)

-> Pin 5 = Entrada SuperSpeed (StdA_SSRX-)

-> Pin 6 = Par difencial+ (StdA_SSRX-)

-> Pin 7 = GND para señales

-> Pin 8 = Par difencial- (StdA_SSTX+)

-> Pin 9 = Salida SuperSpeed (StdA_SSTX+)

 

El cable también pasa de 4 hilos a 8 para adaptarse a los nuevos pines.

Mediante un proceso paralelo al de los cuatro primeros pines, el estándar 3.0 es capaz de llegar a tasas de transferencia de datos de casi 5 Gbps y de alimentar hasta 5V y/o 900 mA. Toda una proeza que se duplica en el siguiente estándar.

 

 El USB3.1 llega en 2014.USB

10Gbps y hasta 100W de potencia en los pines de alimentación que permiten transferir vídeo y empezar a olvidarnos de los cables de alimentación. Además se perfecciona el conector USB tipo C o USB-C en una cabeza reversible con 24 pines compatibles con el estándar 3.1 y capaces de casi todo lo que a día de hoy se le puede pedir a una conexión.

Esquema de pines de un USB-C

Esquema de pines de un USB-C

Aunque los diferentes USB son retrocompatibles, el salto de 2.0 a 3.0 es tan grande que exigía muestras de identidad. Mientras que USB1.0 (Low Speed), USB1.1 (Full Speed) y USB2.0 (Hi-Speed) lucen cabezales negros en sus puertos, USB3.0 (Super Speed) y la primera generación de USB3.1 son de color azul y la segunda generación amarillos. Una conector de un estándar siempre se podrá conectar en un puerto de un estándar más moderno pero no al revés.

 

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Comparativa de cabezales entre los estándares 2.0 y 3.0

Los colores pueden cambiar según el fabricante, pero deben de estar especificados correctamente.

Por otro lado los cables de 8 hilos son más gruesos y los cabezales también se modifican ligeramente o mucho, dependiendo del tipo de clavija pero siempre manteniendo la compatibilidad con estándares anteriores.

 

 El USB3.2, el próximo.

Ya se ha presentado la patente para el próximo estándar, pero todavía se encuentra en fase de pruebas. Es posible que salga al mercado en 2019 compatible con los nuevos conectores USB-C y la principal novedad que presenta es una segunda línea de trabajo paralela que permitirá tasas de transmisión de 20Gbps.

Con estos datos ahora sabemos por que algunos puertos de entrada de nuestro PC son de diferentes colores, por que mi móvil no se conecta bien al portátil con todos los cables o por qué nuestros pendrive no se comportan igual en todos los puertos. Y sobre todo, que sería más correcto decir ¡Dame tu pendrive USB! o ¿Tienes un cable USB? Pero la cultura popular ya ha adoptado este término como palabra comodín para todo lo que se conecte a un aparato electrónico.

 

Algunas especificaciones:

 

Para leer más:

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