Diferencia entre revisiones de «Universal Serial Bus»

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[[Image:USB Male Plug Type A.jpg|thumb|right|Conector '''USB''' tipo A]]
{{Ficha de conector
El '''Universal Serial Bus''' (bus universal en serie) fue creado en [[1996]] por siete empresas: [[IBM]], [[Intel]], [[Northern Telecom]], [[Compaq]], [[Microsoft]], [[Digital Equipment Corporation]] y [[NEC]].
|name=              ''Universal Serial Bus'' (USB)
|type=              [[Bus (informática)|Bus]]
|image=USB Type-A plug coloured.svg
|logo=              Certified USB.svg
|caption=            Logo del certificado de USB.
|designer=          [[Ajay Bhatt]], [[Intel Corporation|Intel]]<ref>{{Cita web |url=http://articles.cnn.com/2010-02-04/tech/ajay.bhatt.usb.inventor_1_usb-plugs-rock?_s=PM:TECH |título=USB inventor is tech's unlikely 'rock star' - CNN |editorial=Articles.cnn.com |fecha=4 de febrero de 2010 |fechaacceso=12 de diciembre de 2011 |urlarchivo=https://web.archive.org/web/20120324114636/http://articles.cnn.com/2010-02-04/tech/ajay.bhatt.usb.inventor_1_usb-plugs-rock?_s=PM:TECH |fechaarchivo=24 de marzo de 2012 }}</ref>
|design_date=        enero de 1996
|manufacturer=      [[IBM]], [[Intel]], [[Nortel]], [[Compaq]] , [[Microsoft]] , [[Digital Equipment Corporation|DEC]] y [[NEC Corporation|NEC]]
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|superseded=        [[Puerto serie]], [[puerto paralelo]], [[puerto de juegos]], [[Apple Desktop Bus]], [[PS/2]]
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|external=          Sí
|hotplug=            Sí
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|width=              12&nbsp;[[mm]] (conector A),<ref name=a-plug-size>{{Cita web
|título= USB ‘A’ Plug Form Factor Revision 1.0
|url= http://www.usb.org/developers/docs/devclass_docs/CCWG_A_Plug_Form_Factor_Guideline_Revision_1.0_.pdf
|editorial= USB Implementers Forum
|página= 1
|formato= PDF
|fecha= 23 de marzo de 2005
|fechaacceso= 4 de junio de 2017
|cita= Body length is fully 12&nbsp;mm in width by 4.5&nbsp;mm in height with no deviations
|urlarchivo= https://web.archive.org/web/20170519022445/http://www.usb.org/developers/docs/devclass_docs/CCWG_A_Plug_Form_Factor_Guideline_Revision_1.0_.pdf
|fechaarchivo= 19 de mayo de 2017
}}</ref> 8,45&nbsp;[[mm]] (conector B)
|height=            4,5&nbsp;[[mm]] (conector A),<ref name=a-plug-size/> 7,78&nbsp;[[mm]] (conector B, antes de v3.0)
|electrical=        5 [[voltio]]s [[corriente continua|CC]]
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|maximum_voltage=    5 [[voltio]]s
|maximum_current=    500 a 900 [[Amperio#M.C3.BAltiplos del S.I.|mA]] (depende de la versión)
|audio_signal=      Solo [[USB-C]]
|video_signal=      Solo [[USB-C]]<ref name="fayerwayer_1">Fayerwayer [https://www.fayerwayer.com/2015/03/que-es-usb-c/ USB-C Qué es, qué puede hacer y por qué lo vamos a ver por todos lados]</ref>
|data_signal=        Paquete de datos, definido por las especificaciones
|data_bit_width=    1 [[bit]]
|data_bandwidth=    1,5/12/480/5,000/10,000&nbsp;[[Megabit|Mbit/s]] (depende de la versión)
|data_devices=      127
|data_style=        [[Comunicación serie|Serial]]
|cable=              8 hilos en par trenzado en USB 3.1; 8 en USB 3.0 y 4 en USB 1.x y 2.x.
|physical_connector=
|num_pins=          4 (1 alimentación, 2 datos, 1 masa / tierra)
|pinout_image=      [[Archivo:USB 2.0 connectors.svg|200px|Conectores USB tipo 2.0]][[Archivo:USB Type-C.svg|70px|USB Tipo C|center]]
|pinout_caption=    Conectores tipo A (izquierda) y B (derecha) vistos desde la parte posterior (cable) a la frontal (conector). Último conector de tipo C.
|pin1= V<sub>CC</sub> (+5&nbsp;V)
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}}


El estándar incluye la transmisión de energía eléctrica al dispositivo conectado. Algunos dispositivos requieren una potencia mínima, así que se pueden conectar varios sin necesitar fuentes de alimentación extra. La mayoría de los concentradores incluyen fuentes de alimentación que brindan energía a los dispositivos conectados a ellos, pero algunos dispositivos consumen tanta energía que necesitan su propia [[fuente de alimentación]]. Los concentradores con fuente de alimentación pueden proporcionarle corriente eléctrica a otros dispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexión (dentro de ciertos límites).
El '''Bus Universal en Serie''' (BUS) (en inglés: ''Universal Serial Bus''), más conocido por la sigla '''USB''', es un [[bus (informática)|bus]] de comunicaciones que sigue un estándar que define los cables, conectores y [[protocolo (informática)|protocolos]] usados en un bus para conectar, comunicar y proveer de alimentación eléctrica entre [[computadora]]s, [[Periférico (informática)|periféricos]] y dispositivos electrónicos.<ref>{{Cita web |url=http://simson.net/clips/1999/99.Globe.05-20.USB_deserves_more_support+.shtml |título=Boston Globe Online / Business / USB deserves more support |editorial=Simson.net |fecha=31 de diciembre de 1995 |fechaacceso=12 de diciembre de 2011}}</ref>


El diseño del USB tenía en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadas para poner en los puertos [[bus ISA]] o [[bus PCI|PCI]], y mejorar las capacidades [[plug-and-play]] permitiendo a esos dispositivos ser conectados o desconectados al sistema sin necesidad de reiniciar. Cuando se conecta un nuevo dispositivo, el servidor lo enumera y agrega el [[software]] necesario para que pueda funcionar.  
Su desarrollo partió de un grupo de empresas del sector que buscaban unificar la forma de conectar periféricos a sus equipos, por aquella época poco compatibles entre sí, entre las que estaban Intel, Microsoft, IBM, Compaq, DEC, NEC y Nortel. La primera especificación completa 1.0 se publicó en 1996, pero en 1998 con la especificación 1.1 comenzó a usarse de forma masiva.


El USB puede conectar periféricos como [[mouse]], [[teclado de ordenador|teclados]], [[escáner]]es, [[cámara digital|cámaras digitales]], [[impresora]]s, [[disco duro|discos duros]], tarjetas de sonido y componentes de red. Para dispositivos multimedia como escáneres y cámaras digitales, el USB se ha convertido en el método estándar de conexión. Para impresoras, el USB ha crecido tanto en popularidad que ha empezado a desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar más de una impresora a un ordenador personal.
El USB es utilizado como estándar de conexión de [[Periférico (informática)|periféricos]] como: [[teclado (informática)|teclados]], [[Ratón (informática)|ratones]], [[memoria USB|memorias USB]], [[palanca de mando|palancas de mando]], [[escáner]]es, [[cámara digital|cámaras digitales]], [[telefonía móvil|teléfonos móviles]], [[reproductor multimedia digital|reproductores multimedia]], [[impresora]]s, [[Impresora multifunción|impresoras multifunción]], sistemas de [[adquisición de datos]], [[módem]]s, [[tarjeta de red|tarjetas de red]], [[tarjeta de sonido|tarjetas de sonido]], [[tarjeta sintonizadora de televisión|tarjetas sintonizadoras de televisión]], grabadoras de DVD externas, [[disco duro|discos duros]] externos y [[disquetera]]s externas. Su éxito ha sido total, habiendo desplazado a conectores como el [[puerto serie]], [[puerto paralelo]], [[puerto de juegos]], [[Apple Desktop Bus]] o [[PS/2 (puerto)|PS/2]] a mercados-nicho o a la consideración de dispositivos obsoletos a eliminar de las computadoras, o bien usar adaptadores, aunque muchos de ellos pueden sustituirse por dispositivos USB que implementen esos conectores.
[[Image:USB2-PCI Card.jpg|thumb|right|Tarjeta PCI-USB 2.0]]
En el caso de los discos duros, el USB es poco probable que reemplace completamente a los buses como el [[ATA]] (IDE) y el [[SCSI]] porque el USB tiene un rendimiento un poco más lento que esos otros estándares. El nuevo estándar Serial ATA permite tasas de transferencia de hasta aproximadamente 150/300 MB por segundo. Sin embargo, el USB tiene una importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sin tener que abrir el sistema, lo cual es útil para dispositivos de almacenamiento desinstalables. Hoy en día, una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USB portátiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparación con los ATA (IDE).  


[[Image:USB to PS2 mouse adapter.jpg|thumb|right|Adaptador de mouse USB a PS/2]]
== Reseña ==
El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y mouse PS/2, pero virtualmente todas las [[placa base|placas base]] de PC traen uno o más puertos USB.  
El USB fue diseñado para economizar y normalizar la conexión de [[Periférico (informática)|periféricos]].


Fue desarrollado a mediados de los años 1990; y en 1996, el Foro de Implementadores de Universal Serial Bus ('''''[[USB Implementers Forum]]''''', '''''USB-IF''''')<ref>{{Cita web |url=http://www.usb.org/about |título=''About USB Implementers Forum, Inc.'' |fechaacceso=1 de agosto de 2014 |idioma=inglés }}
</ref> lanzó la impopular primera especificación «USB 1.0», hasta que en 1998 lanzó la especificación '''USB 1.1'''.<ref name="lanacion">{{Cita web |url=http://www.lanacion.com.ar/1604078-por-que-es-dificil-conectar-un-usb-y-otros-secretos-de-su-nacimiento |título=Por qué es difícil conectar un USB y otros secretos de su nacimiento |fechaacceso=25 de julio de 2013 }}</ref>


Desde 2004, aproximadamente 6000 millones de dispositivos se encuentran en el mercado global, y alrededor de 2000 millones se venden cada año.<ref>{{Cita web |url=http://www.pcworld.com/article/156494/superspeed_usb_30_more_details_emerge.html |título=SuperSpeed USB 3.0: More Details Emerge |fecha=6 de enero de 2009 }}</ref>


=== Características de Transimisión ===
== Uso ==
El campo de aplicación del USB se extiende en la actualidad a cualquier dispositivo electrónico o con componentes, desde los automóviles (las radios de automóvil modernas van convirtiéndose en reproductores multimedia con conector USB o [[iPod]]) a los reproductores de [[Disco Blu-ray]] o los modernos juguetes como [[Pleo]]. Se han implementado variaciones para su uso industrial e incluso militar. Pero donde más se nota su influencia es en los [[teléfonos inteligentes]] ([[Europa]] ha creado una norma por la que todos los móviles deberán venir con un cargador microUSB), [[Tableta (computadora)|tabletas]], [[PDA]] y [[videoconsola]]s, donde ha reemplazado a conectores propietarios casi por completo.


El cable USB soporta tres velocidades de transferencia de datos:
Algunos dispositivos requieren una potencia mínima, así que se pueden conectar varios sin necesitar fuentes de alimentación extra. Para ello existen concentradores (llamados ''USB hubs'') que incluyen fuentes de alimentación para aportar energía a los dispositivos conectados a ellos, pero algunos dispositivos consumen tanta energía que necesitan su propia [[fuente de alimentación]]. Los concentradores con fuente de alimentación pueden proporcionarle corriente eléctrica a otros dispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexión (dentro de ciertos límites).


*Baja Velocidad (1.0): [[Bitrate]] de 1.5Mbit/s (192KB/s). Utilizado en su mayor parte por Dispositivos de Interfaz Humana ([[HID]]) como los teclados, los ratones y los joysticks.
En el caso de los discos duros, a la fecha mayo de 2020 el USB se volvió un estándar como conexión nativa, siendo la conexión solo 3.0. Incluso existen cajas externas y ''cunas'' que implementan conectores [[eSATA]] y USB, incluso USB 3.0. Estas y las mixtas USB/[[FireWire]] han expulsado del mercado de discos externos a [[Small Computer System Interface|SCSI]] y las conexiones por puerto paralelo.
*Velocidad Completa (1.1): Bitrate de 12Mbit/s (1.5MB/s). Esta fue la más rápida antes de que se especificara la USB 2.0 y muchos dispositivos fabricados en la actualidad trabajan a esta velocidad. Estos dispositivos, dividen el ancho de banda de la conexión USB entre ellos basados en un algoritmo [[FIFO]].
*Alta Velocidad (2.0): Bitrate de 480Mbit/s (60MB/s).
*Súper Velocidad (3.0) Actualmente en fase experimental. Bitrate de 4.8Gbit/s (600MB/s).  Esta especificación será lanzada a mediados de 2008 por la compañia [[Intel]], de acuerdo a información recabada de Internet.  Las velocidades de los buses serán 10 veces más rápidas que la de USB 2.0 debido a la inclusión de un enlace de fibra óptica que trabaja con los conectores tradicionales de cobre. Se espera que los productos fabricados con esta tecnología lleguen al consumidor en 2009 o 2010.<ref>Shankland, Stephen. [http://www.news.com/8301-10784_3-9780794-7.html USB 3.0 brings optical connection in 2008.] CNET News.com. Retrieved on [[2007-09-19]].</ref><sup>,</sup><ref>Demerjian, Charlie. [http://www.theinquirer.net/?article=42440 Gelsinger demos USB 3.0, PICe 3.0 and other new toys.] The Inquirer. Retrieved on [[2007-09-19]].</ref>


=== Versiones previas ===
El estándar USB evolucionó a través de varias versiones antes de su lanzamiento oficial en 1996:
* ''USB 0.7'': lanzado en noviembre de 1994.
* ''USB 0.8'': lanzado en diciembre de 1994.
* ''USB 0.9'': lanzado en abril de 1995.
* ''USB 0.99'': lanzado en agosto de 1996.
* ''USB 1.0 Release Candidate'': lanzado en noviembre de 1996.


Las señales del USB son transmistidas en un cable de data par trenzado con impedancia de 90Ω ±15% llamados D+ y D- <ref>{{cite web|title=USB in a NutShell - Chapter 2 - Hardware|url=http://www.beyondlogic.org/usbnutshell/usb2.htm |publisher=Beyond Logic.org |accessdate=2007-08-25}}</ref>. Éstos, colectivamente utilizan señalización diferencial en half dúplex para combatir los efectos del ruido electromagnético en enlaces largos. D+ y D- usualmente operan en conjunto y no son conexiones simplex.  Los niveles de transmisión de la señal varían de 0 a 0.3V para bajos (ceros) y de 2.8 a 3.6V para altos (unos) en las versiones 1.0 y 1.1, y en ±400mV en Alta Velocidad (2.0).  En las primeras versiones, los alambres de los cables no están conectados a masa, pero en el modo de alta velocidad se tiene una terminación de 45 Ω a tierra o un diferencial de 90 Ω para acoplar la impedancia del cable.
== Velocidades de transmisión ==


Los dispositivos USB se clasifican en seis tipos según su velocidad de transferencia de datos:
* '''Baja velocidad (1.0)''': [[Tasa de transferencia]] de hasta 1,5&nbsp;Mbit/s (188&nbsp;[[kilobyte|kB]]/s). Utilizado en su mayor parte por dispositivos de interfaz humana (''[[HID|Human Interface Device]]'', en inglés) como los teclados, los ratones (mouse), las cámaras web, etc.
* '''Velocidad completa (1.1)''': Tasa de transferencia de hasta 12&nbsp;Mbit/s (1,5&nbsp;MB/s) según este estándar, pero se dice en fuentes independientes que habría que realizar nuevamente las mediciones. Esta fue la más rápida antes de la especificación USB 2.0. Estos dispositivos dividen el ancho de banda de la conexión USB entre ellos, basados en un algoritmo de impedancias [[LIFO]].
[[Archivo:Certified Hi-Speed USB.svg|200px|thumb|Logotipo del USB 2.0]]
* '''Alta velocidad (2.0)''': Tasa de transferencia de hasta 480&nbsp;Mbit/s (60&nbsp;MB/s), pero con una tasa real práctica máxima de 280&nbsp;Mbit/s (35&nbsp;MB/s). El cable USB 2.0 dispone de cuatro líneas, un par para datos, y otro par de alimentación.
[[Archivo:SuperSpeed USB.svg|thumb|Logotipo del USB 3.0]]
* '''Velocidad superalta (3.0)''': Tiene una tasa de transferencia de hasta 4,8&nbsp;Gbit/s (600&nbsp;MB/s). La velocidad del bus es diez veces más rápida que la del USB 2.0, debido a que han incluido 5 contactos adicionales, desechando el conector de fibra óptica propuesto inicialmente, y es compatible con los estándares anteriores. En octubre de 2009 la compañía taiwanesa [[ASUS]] lanzó la primera placa base que incluía puertos USB 3.0, tras ella muchas otras le han seguido y actualmente se ve cada vez más en placas base y portátiles nuevos, conviviendo junto con el USB 2.0.<ref>Shankland, Stephen. [http://www.news.com/8301-10784_3-9780794-7.html USB 3.0 brings optical connection in 2008.] CNET News.com. Retrieved on 2007-09-19.</ref><ref>Demerjian, Charlie. [http://www.theinquirer.net/?article=42440 Gelsinger demos USB 3.0, PICe 3.0 and other new toys.] ''The Inquirer''. Consultado el 2007-09-19.</ref>
* '''Velocidad superalta + (3.1)''': SuperSpeed+ duplica la velocidad de transferencia de datos máxima a 10 Gbit/s (1.25 GB/s).
* '''Velocidad superalta + (3.2)''': SuperSpeed+ duplica la velocidad de transferencia de datos máxima a 20 Gbit/s (2.5 GB/s).
Las señales del USB se transmiten en un cable de [[par trenzado]] con [[impedancia característica]] de 90&nbsp;Ω ± 15%, cuyos hilos se denominan D+ y D-.<ref>{{Cita web |título=USB in a NutShell - Chapter 2 - Hardware |url=http://www.beyondlogic.org/usbnutshell/usb2.htm |editorial=Beyond Logic.org |fechaacceso=25 de agosto de 2007}}</ref> Estos, cojuntamente, utilizan señal diferencial en [[dúplex (telecomunicaciones)|half dúplex]], es decir, que los 2 cables se utilizan tanto para transmitir como para recibir, pero no simultáneamente. El USB 3.0 utiliza un segundo par de hilos, también con señal diferencial, para realizar una comunicación en [[dúplex (telecomunicaciones)|full dúplex]], por lo que permite la comunicación bidireccional simultáneamente. La razón por la cual se realiza la comunicación en modo diferencial es simple, reduce el efecto del ruido electromagnético en enlaces largos. D+ y D- funcionan en conjunto y no son conexiones independientes. Los niveles de transmisión de la señal varían de 0 a 0,3&nbsp;V para bajos (ceros) y de 2,8 a 3,6&nbsp;V para altos (unos) en las versiones 1.0 y 1.1, y en ±400&nbsp;mV en alta velocidad (2.0). En las primeras versiones, los cables de datos (D+ y D-) no están conectados a tierra, pero en el modo de alta velocidad se tiene una terminación de 45&nbsp;Ω a tierra o un diferencial de 90&nbsp;Ω para acoplar la impedancia del cable. Este puerto solo admite la conexión de dispositivos de bajo consumo, es decir, que tengan un consumo máximo de 100&nbsp;mA por cada puerto; sin embargo, en caso de que estuviese conectado un dispositivo que permite 4 puertos por cada salida USB (extensiones de máximo 4 puertos), entonces la energía del USB se asignará en unidades de 100&nbsp;mA hasta un máximo de 500&nbsp;mA por puerto.
Con la primera fabricación de un PC con USB 3.0 en 2009, ahora tenemos 1 A (un amperio) por puerto, lo cual da 5&nbsp;W (cinco vatios) en lugar de 0,5&nbsp;A (500&nbsp;mA, 2,5&nbsp;W) como máximo.
=== Comparativa de velocidades ===
[[Archivo:USB_fans_1.jpg|thumbnail|Mini [[ventiladores]] USB]]
;Conexiones de dispositivos externos
* [[FireWire|Firewire]] 400: 400 Mb/s (50 MB/s)
* Firewire 800: 800 Mb/s (100 MB/s)
* Firewire s1600: 1.6 Gb/s (200 MB/s)
* Firewire s3200: 3.2 Gb/s (400 MB/s)
* USB 1.0: 1.6 Mb/s (200 KB/s)
* USB 1.1: 12 Mb/s (1.5 MB/s)
* USB 2.0: 480 Mb/s (60 MB/s) Tasa real práctica máxima de 280 Mb/s (35 MB/s)
* USB 3.2 Gen 1: 4.8 Gb/s (600 MB/s)
* USB 3.2 Gen 2: 10 Gb/s  (1.2 GB/s)
;Conexiones de dispositivos externos de alta velocidad
* [[Serial ATA#SATA externo (eSATA)|e-SATA]]: 2,4 Gb/s (300 MB/s)
* USB 3.0: 4,8 Gb/s (600 MB/s)<ref>{{Cita web |url=http://www.usb.org/developers/ssusb |título=Copia archivada |fechaacceso=24 de febrero de 2011 |urlarchivo=https://web.archive.org/web/20090514064527/http://www.usb.org/developers/ssusb/ |fechaarchivo=14 de mayo de 2009 }}</ref>
* [[Thunderbolt (bus)|Thunderbolt]]: 10 Gb/s (1.2 GB/s)<ref>[http://www.apple.com/es/thunderbolt/ Thunderbolt 3. El puerto más potente y versátil que existe]</ref>
* Thunderbolt 2: 20 Gb/s (2.5 GB/s)
* Thunderbolt 3: 40 Gb/s (5 GB/s)
* USB 3.2 Gen 2: 10 Gb/s (1.2 GB/s)
;Conexiones para tarjetas de expansión
;
* PCI Express 1.x (x1): 250 MB/s
* PCI Express 2.0 (x1): 500 MB/s
* PCI Express 3.0 (x1): 1 GB/s
* PCI Express 1.x (x8): 2 GB/s
* PCI Express 2.0 (x8): 4 GB/s
* PCI Express 3.0 (x8): 8 GB/s
* PCI Express 1.x (x16): 4 GB/s
* PCI Express 2.0 (x16): 8 GB/s
* PCI Express 3.0 (x16): 16 GB/s
;Conexiones de almacenamiento interno
* ATA: 100 MB/s (UltraDMA 5)
* PATA: 133 MB/s (UltraDMA 6)
* SATA I: 1.5 Gb/s (187.5 MB/s)
* SATA II: 3 Gb/s (375 MB/s)
* SATA III: 6 Gb/s (750 MB/s)
* SATA 3.2: 16 Gb/s (2 GB/s)
== USB 3.0 ==
{{AP|USB 3.0}}
'''Características de USB 3.0'''
A diferencia del USB 2.0, esta tecnología (USB 3.0 ''Super Speed''), es casi diez veces más rápida al pasar de los 480&nbsp;Mbit/s a los 5&nbsp;Gbit/s, unos 600&nbsp;MB/s. También cuenta con soporte para dispositivos [[Disco duro portátil|HD externos]], lo que aumenta su rendimiento. Otra de las características de este puerto es su  «regla de inteligencia»: los dispositivos que se enchufan y después de un rato quedan en desuso, pasan inmediatamente a un estado de bajo consumo.
'''Principales diferencias entre los puertos:'''<br />
A la vez, la intensidad de la corriente se incrementa de los 500 a los 900 miliamperios, que sirve para abastecer a un teléfono móvil o un reproductor audiovisual portátil en menos tiempo.<br />
Por otro lado, aumenta la velocidad en la transmisión de datos, ya que en lugar de funcionar con tres líneas, lo hace con cinco. De esta manera, dos líneas se utilizan para enviar, otras dos para recibir, y una quinta se encarga de suministrar la corriente. Así, el tráfico es bidireccional ([[Dúplex_(telecomunicaciones)#D.C3.BAplex_.28d.C3.BAplex_completo_o_full_duplex.29|Full-dúplex]]).
A finales de 2009, fabricantes como [[Asus]] o [[Gigabyte]] presentaron placas base con esta nueva revisión del bus. La versión 3.0 de este conector universal es 10 veces más rápida que la anterior. Aquellos que tengan un teclado o un ratón de la versión anterior no tendrán problemas de compatibilidad, ya que el sistema lo va a reconocer al instante, aunque no podrán beneficiarse de los nuevos adelantos de este puerto usb.
En la feria [[Consumer Electronics Show]] (CES), que se desarrolló en [[Las Vegas]], [[Estados Unidos]], se presentaron varios aparatos que vienen con el nuevo conector. Tanto [[Western Digital]] como [[Seagate]] anunciaron discos externos equipados con el USB 3.0, mientras que Asus, [[Fujitsu]] y [[Hewlett-Packard|HP]] anunciaron que tendrán modelos portátiles con este puerto.
'''Principales diferencias entre USB 2.0 y 3.0'''
La principal diferencia apreciable, es la velocidad de transferencia de datos, que es muy superior en el estándar USB 3.0.
El soporte de formatos HD es casi nulo en USB 2.0, pero es ampliamente soportado por USB 3.0.
Los dispositivos USB 3.0 se pueden conectar en conectores USB 2.0 y viceversa, si es de tipo A. Si es de tipo B o micro-B, los dispositivos USB 2.0 se pueden conectar en conectores USB 3.0, pero no al revés.
[[Archivo:USB 2.0 and 3.0 connectors.svg|400px|center|Conectores USB 3.0.]]
== USB 3.1 con conectores Tipo-C reversibles ==
{{AP|USB-C}}
[[Archivo:USB Type-C icon.svg|miniaturadeimagen|Estructura del conector USB-C]]
En agosto de 2014, la [[USB Implementers Forum|USB-IF]], organización formada por empresas como Intel, Microsoft, HP y Apple entre muchas otras y que decide sobre el estándar del USB, publicó la especificación del nuevo conector USB, también conocido como "Tipo C", que implementa un nuevo tipo de conector reversible tanto en extremos como en posición. Este tipo de conector, además de ofrecer comodidad por su diseño reversible, ofrece una velocidad de hasta 10&nbsp;Gbit/s de rendimiento mientras se pueden extraer 2A sobre 5V, y opcionalmente, también 5A sobre 12V (60W) o 20V (100W). Esta es la razón por la cual [[MacBook]], desde sus modelos del año 2016, puede ser alimentada simplemente a través de su conexión USB basándose también en la nueva especificación USB 3.1.
Este tipo de conector está pensado para ser el sucesor de todos los anteriores (Tipo A y B), que quedarán obsoletos cuando el nuevo se implemente en todo tipo de dispositivos móviles y de sobremesa.
La especificación USB 3.1 identifica dos tasas de transferencia diferentes: la especificación USB 3.1 Gen 1 a 4,8 Gbps y USB 3.1 Gen 2 a 10 Gbps. Esto ocasiona un cambio en la nomenclatura de las especificaciones, pudiendo utilizar como sinónimos los términos USB 3.0 y USB 3.1 Gen 1 (conocidos como SuperSpeed USB). La especificación USB 3.1 pasa a llamarse USB 3.1 Gen 2, conocida como SuperSpeed USB 10 Gbps o SuperSpeed+.
<ref>{{Cita web |url=http://www.usb.org/developers/ssusb/USB_3_1_Language_Product_and_Packaging_Guidelines_FINAL.pdf |título=USB 3.1 Specification
Language Usage Guidelines from USB-IF |fechaacceso=21 de diciembre de 2017 |urlarchivo=https://web.archive.org/web/20160312135950/http://www.usb.org/developers/ssusb/USB_3_1_Language_Product_and_Packaging_Guidelines_FINAL.pdf |fechaarchivo=12 de marzo de 2016 }}</ref>
El estándar USB 3.1 es retrocompatible con USB 3.0 y USB 2.0. Esto quiere decir que un dispositivo con USB 3.1 conectado a otro con USB 2.0 la velocidad de transferencia de datos será la del dispositivo con USB 2.0 hasta un máximo de 480&nbsp;Mbit/s. También, habrá que tener en cuenta la versión USB del cable que permita esa máxima transferencia de datos, se puede tener dos dispositivos con USB 3.1 pero si se utiliza un cable USB 2.0 la transferencia se limita a ese estándar.
La especificación USB Tipo-C trae un nuevo conector reversible para dispositivos USB 3.1. El conector Tipo-C será usado en ambos dispositivos sea anfitrión o huésped, reemplazando así múltiples conectores tipo-A y tipo-B y cables con un estándar a prueba de futuro (''future-proof'') similar al Lightning de Apple y al Thunderbolt. El conector de doble lado de 24 pines provee 4 pares power/ground, dos pares diferenciales para el bus de datos USB 2.0 (aunque solo un par es implementado en el cable tipo-C), cuatro pares para el bus de datos high-speed, dos pines de "uso de banda lateral" y dos pines de configuración para la detección de orientación del cable, canal dedicado de datos de configuración BMC (biphase mark code) y alimentación V<sub>CONN</sub> +5&nbsp;V para cables activos. Los cables/adaptadores Tipo-A y Tipo-B serán requeridos para dispositivos heredados con el fin de conectar a anfitriones Tipo-C, Sin embargo adaptadores/cables con un receptáculo de Tipo-C no están permitidos.
[[Archivo:USB-C type c.jpg|miniaturadeimagen|Cable USB Tipo C de una MacBook Air.]]
Los cables USB 3.1 de tipo-C con todas las características son cables activos electrónicamente marcados y contienen un chip con una función de identificación basado en el canal de configuración de datos y mensajes definidos por el proveedor (VDM) de la especificación "USB Power Delivery 2.0". Los dispositivos USB 3.1 de Tipo-C también soportan corrientes de alimentación de 1.5&nbsp;A y 3.0&nbsp;A través del bus de 5&nbsp;V de tensión, además de la línea de base 900&nbsp;mA; los dispositivos pueden o bien negociar un aumento de corriente USB a través de la línea de configuración, o pueden apoyar opcionalmente la especificación completa "Power Delivery" utilizando tanto la línea de configuración con código de BMC y la línea VBUS codificado-BFSK legado.
El modo alterno dedica algunos de los cables físicos en el cable Tipo-C para la transmisión directa de dispositivo-a-anfitrión de una gran cantidad de protocolos de datos alternos. Los cuatro carriles de alta velocidad, dos pines de banda lateral, y —para puerto, dispositivo desmontable y aplicaciones de cable permanentes solamente— dos clavijas USB 2.0 y un pin de configuración se pueden utilizar para la transmisión de modo alternativo. Los modos se configuran mediante VDM a través del canal de configuración. A diciembre de 2014, las implementaciones Modo Alt incluyen DisplayPort 1.3 y MHL 3.0; otros protocolos seriales como [[PCI Express]] y Base-T Ethernet son posibles.
En marzo de 2015, Apple lanza un nuevo modelo MacBook más fino que MacBook Air y que equipa un conector USB Type-C.<ref name="fayerwayer_1" /> Por otro lado, Google anuncia este tipo de conector para próximas tabletas y móviles Android.
== USB 3.2 ==
El 26 de julio de 2017 se dio a conocer este estándar, publicándose en septiembre de ese año. La principal novedad que aportaba era la posibilidad de aprovechar dos pistas de 5 o 10 Gbps para alcanzar velocidades de transferencia máximas de hasta 20 Gbps en los dispositivos con conectores USB-C (USB Tipo C). [http://www.europapress.es/portaltic/gadgets/noticia-nuevos-puertos-usb-32-alcanzaran-velocidades-transmision-20-gb-segundo-20170726115248.html]
== USB 4 ==
USB 4<ref>{{cita web|título=USB4™ Specification|url=https://www.usb.org/document-library/usb4tm-specification|fechaacceso=29 de abril de 2020}}</ref> se anunció oficialmente en marzo de 2019, y se publicó el 29 de agosto de ese mismo año por [[USB Implementers Forum]]. Su motivación principal era el aumento del ancho de banda (permitiendo hasta 40 Gbit/s), la convergencia del ecosistema USB-C y minimizar la confusión para el usuario final. La especificación es compatible/basada en [[Thunderbolt (bus)|Thunderbolt]] 3, así como compatible hacia atrás con USB 3.2 y USB 2.0.
En 2020 se anunció que este estándar sería compatible con [[DisplayPort]] 2.0 y que soportaría resoluciones superiores a 8K, como por ejemplo 16K (15.360 x 8.460) a 60Hz y 30 bpp 4:4:4 HDR con DSC. [https://www.europapress.es/portaltic/gadgets/noticia-usb-sera-compatible-displayport-20-soportara-resoluciones-superiores-8k-20200430165542.html]
== USB On-The-Go ==
{{VT|Tethering}}
[[USB On-The-Go]], frecuentemente abreviado como USB OTG, es una especificación que permite a los dispositivos USB como reproductores digitales de audio, teléfonos móviles o [[Tableta (computadora)|tabletas]] actuar como servidores, haciendo que sea posible conectar memorias y [[disco duro USB|discos duros USB]], ratones o teclados, entre otros componentes.
== Características físicas ==
{{Serie de imágenes
|título  = USB
|ancho  = 200
|fondo  = {{RGB|amarillo}}
|imagen2 =USBsig.JPG
|texto2  =Memoria USB.
|imagen3 =USB Male Plug Type A.jpg
|texto3  =Conector USB tipo A macho.
|imagen4 =USB connectors.jpg
|texto4  =Conectores USB (de izquierda a derecha): Tipo A macho, Tipo Mini-B macho, micro enchufe (alrededor de 5 mm de ancho para conexión a cámara digital).
|imagen5 = USB2.0 PCI Card Asus-2.jpg
|texto5  =Tarjeta PCI-USB 2.0.
|imagen6 =USB Twisted Pair.svg
|texto6  =Los cables de datos son un par trenzado para reducir el ruido y las interferencias.
|imagen7 =USB types 2.jpg
|texto7  =Tipos diferentes de conectores USB (de izquierda a derecha): UC-E6 USB compatible, Mini-B, Tipo B, Tipo A hembra y Tipo A macho.
|imagen8 =USB flash drive.jpg
|texto8  =Una [[memoria USB]] como esta implementará normalmente la clase de dispositivo de almacenamiento masivo USB.
}}
=== Compatibilidad y conectores ===
El estándar USB específica tolerancias mecánicas relativamente amplias para sus conectores, intentando maximizar la compatibilidad entre los conectores fabricados por la compañía, una meta a la que se ha logrado llegar. El estándar USB, a diferencia de otros estándares también define tamaños para el área alrededor del conector de un dispositivo, para evitar el bloqueo de un puerto adyacente por el dispositivo en cuestión.
Las especificaciones USB 1.0, 1.1 y 2.0 definen dos tipos de conectores para conectar dispositivos al servidor: A y B. Sin embargo, la capa mecánica ha cambiado en algunos conectores. Por ejemplo, el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en la parte superior del [[LCD]] de los [[ordenador portátil|ordenadores portátiles]] de [[IBM]]. Utiliza un conector mecánico diferente, mientras mantiene las señales y protocolos característicos del USB. Otros fabricantes de artículos pequeños han desarrollado también sus medios de conexión pequeños, y ha aparecido una gran variedad de ellos, algunos de baja calidad.
Una extensión del USB llamada "USB On The Go" (''sobre la marcha'') permite a un puerto actuar como servidor o como dispositivo; esto se determina por qué lado del cable está conectado al aparato. Incluso después de que el cable está conectado y las unidades se están comunicando, las 2 unidades pueden "cambiar de papel" bajo el control de un programa. Esta facilidad está específicamente diseñada para dispositivos como [[PDA]], donde el enlace USB podría conectarse a un PC como un dispositivo, y conectarse como servidor a un teclado o ratón. El "USB-On-The-Go" también ha diseñado 3 conectores pequeños, el mini-A y el mini-B, así que esto debería detener la proliferación de conectores miniaturizados de entrada.
=== Conectores tipo A y B ===
La especificación clásica del USB contempla varios tamaños y tipos de conectores compatibles con distintas especificaciones:
* el "estándar" de tamaño mayor, por ejemplo, en dispositivos de [[Memoria USB]].
* el tamaño "mini" (sobre todo para el extremo del conector B, como en muchas [[cámara digital|cámaras digitales]])
* el tamaño "micro", en sus variantes USB 1.1/2.0 y USB 3.0 (por ejemplo, en la mayoría de los [[teléfono inteligente|teléfonos inteligentes]])
* el esquema "versátil USB On-The-Go", en tamaños mini y micro.
A diferencia de otros cables de datos ([[Ethernet]], [[HDMI]], etc), cada extremo de un cable USB utiliza un tipo de conector diferente; una de tipo A o de tipo B. Este tipo de diseño fue elegido para evitar las sobrecargas eléctricas y no dañar el equipo, ya que solo la hembra de tipo A se presenta la carga eléctrica. <!-- Hay cables con conectores de tipo A en ambos extremos, pero deben usarse con cuidado. Por lo tanto, en general, cada uno de los diferentes "tamaños" requiere cuatro conectores diferentes; Cables USB tienen la de tipo A y conectores de tipo B, y las tomas correspondientes están en la computadora o dispositivo electrónico. En la práctica común, el conector de tipo A es por lo general el tamaño completo, y el lado de tipo B puede variar según sea necesario.
Contra de la intuición, el tamaño "micro" es la más duradera desde el punto de inserción diseñados por vida, como el resultado de un mecanismo (partes proporcionar fuerza de agarre) de enganche de ser trasladados a los tapones en el lado del cable. [ 5 ]
Conexiones USB también vienen en cuatro velocidades de transferencia de datos: baja velocidad, velocidad completa, de alta velocidad y SuperSpeed . Alta velocidad solo es compatible con puertos USB 2.0 de alta velocidad diseñados específicamente (es decir, los controladores de USB 2.0 sin la designación de alta velocidad no son compatibles con él), así como a través de USB 3.0 interfaces. SuperSpeed solo es compatible con USB 3.0 interfaces. -->
=== Distribución de pines de los tipos A y B ===
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|- bgcolor="#e0e0e0"
! '''Pin'''
! '''Nombre'''
! '''Color de cable'''
! '''Descripción'''
|-
|-
! Pin
! 1
! Nombre
! Color del Cable
! Descripción
|-
| 1
| VCC
| VCC
| Rojo
| Rojo
| +5V
| +5&nbsp;V
|-
|-
| 2
! 2
| D&minus;
| D−
| Blanco
| Blanco
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| Data -
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| 3
! 3
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| D+
| Verde
| Verde
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| Data +
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|-
| 4
! 4
| GND
| GND
| Negro
| Negro
Línea 55: Línea 297:
|}
|}


=== Compatibilidad y Conectores ===
=== Distribución de pines de los tipos «mini» y «micro» ===
{| class="wikitable"
|- bgcolor="#e0e0e0"
!Pin
!Nombre
!Color de cable
!Descripción
|-
!1
|VCC
|Rojo
| +5&nbsp;V
|-
!2
|D−
|Blanco
|Data −
|-
!3
|D+
|Verde
|Data +
|-
!4
|ID
|Ninguno
|Permite la distinción de Micro-A y Micro-B
* Tipo A: conectado a tierra
* Tipo B: no conectado
|-
!5
|GND
|Negro
|Tierra y retorno o negativo
|}


[[Image:USB types 2.jpg|thumb|right|Tipos diferentes de Conectores USB: Micro USB, Mini USB, Tipo B, Hembra tipo A, Tipo A]]
== Almacenamiento masivo USB ==
El estándar USB especifica tolerancias para impedancia y de especificaciones mecánicas relativamente bajas para sus conectores, intentando minimizar la incompatibilidad entre los conectores fabricados por distintas compañías. Una meta a la que se ha logrado llegar.  El estándar USB, a diferencia de otros estándares también define tamaños para el área alrededor del conector de un dispositivo, para evitar el bloqueo de un puerto adyacente por el dispositivo en cuestión.
{{AP|Clase de dispositivo de almacenamiento masivo USB|l1=USB mass storage device class}}


Las especificaciones USB 1.0, 1.1 y 2.0 definen dos tipos de conectores para conectar dispositivos al servidor: A y B. Sin embargo, la capa mecánica ha cambiado en algunos conectores. Por ejemplo, el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en la parte superior del [[LCD]] de los [[laptop|ordenadores portátiles]] de [[IBM]]. Utiliza un conector mecánico diferente mientras mantiene las señales y protocolos característicos del USB. Otros fabricantes de artículos pequeños han desarrollado también sus medios de conexión pequeños, y ha aparecido una gran variedad de ellos, algunos de baja calidad.  
USB implementa conexiones a dispositivos de almacenamiento usando un grupo de estándares llamado ''USB mass storage device class'' (abreviado en inglés "MSC" o "UMS"). Este se diseñó inicialmente para memorias ópticas y magnéticas, pero ahora sirve también para soportar una amplia variedad de dispositivos, particularmente [[memoria USB|memorias USB]].


Una extensión del USB llamada "[[USB-On-The-Go]]"(en el camino) permite a un puerto actuar como servidor o como dispositivo - esto se determina por qué lado del cable está conectado al aparato. Incluso después de que el cable está conectado y las unidades se están comunicando, las 2 unidades pueden "cambiar de papel" bajo el control de un programa. Esta facilidad está específicamente diseñada para dispositivos como [[PDA]], donde el enlace USB podría conectarse a un PC como un dispositivo, y conectarse como servidor a un teclado o mouse. El "USB-On-The-Go" también ha diseñado 2 conectores pequeños, el mini-A y el mini-B, así que esto debería detener la proliferación de conectores miniaturizados de entrada.
== Wireless USB ==
{{AP|USB inalámbrico}}
Wireless USB (normalmente abreviado W-USB o WUSB, en español USB inalámbrico) es un protocolo de comunicación inalámbrica por radio con gran ancho de banda que combina la sencillez de uso de USB con la versatilidad de las redes inalámbricas. Utiliza como base de radio la plataforma Ultra-WideBand desarrollada por WiMedia Alliance, que puede lograr tasas de transmisión de hasta 480&nbsp;Mbit/s (igual que USB 2.0) en rangos de tres metros y 110&nbsp;Mbit/s en rangos de diez metros y opera en los rangos de frecuencia de 3,1 a 10,6&nbsp;GHz. A la fecha 2018 se está en plena transición y aún no existen muchos dispositivos que incorporen este protocolo, tanto clientes como anfitriones. Mientras dure este proceso, mediante los adaptadores y/o cables adecuados se puede convertir un equipo WUSB en uno USB y viceversa.
 
== Lista de periféricos que es posible conectar a un puerto USB y USB OTG ==
El puerto USB es un estándar que permite la transferencia de información desde o hacia otro periférico.
Esta lista detalla los periféricos que es posible conectar a un puerto USB. Por orden alfabético.
 
{{lista de columnas|3|
* [[Bluetooth]] USB
* [[Cámara fotográfica|Cámaras de fotos]]
* [[Cámaras de video]]
* [[Disquetera]]s externas (3 1/2 pulgadas)
* [[Disco duro portátil|Discos duros externos]]
* [[Grabadoras de DVD]] externas
* [[Impresora]]s USB
* Lector de tarjetas de memoria
* [[Impresora multifunción|Multifunciones]]
* [[Ratón (informática)|Ratones]] USB
* [[Teclado (informática)|Teclados]] USB
* [[Telefonía móvil|Teléfonos móviles]]
* [[Teléfono inteligente|Teléfonos inteligentes]]
* Fluo Shoes
* [[Tarjeta sintonizadora de televisión|Sintonizadoras de TV]] USB
* [[Memoria USB|Pendrives]]
* [[Módem]]s USB para [[Banda Ancha Móvil]]
* [[Monitores]] USB
* [[PDA]]s
* [[Reproductor de audio digital]]
* [[Reproductor de MP4]]
* [[Volante de dirección|Volantes]] USB
* [[Ventilador]]es USB
* [[Palanca de mando]] USB
* [[Cámara web|Webcams]] USB
* [[Tocadisco]]s para la transferencia de música
* [[Tarjeta de video|Tarjetas de video]] USB
* [[Tarjeta de sonido|Tarjetas de sonido]] USB
* Tarjetas Wifi USB
* [[Tarjeta de red|Tarjetas de red]] USB
* Mini altavoces
* [[Hub USB|Hubs USB]] o concentradores de puertos USB
* Mini amplificadores USB
* Controladores MIDI}}
 
== Véase también ==
{{ Lista de columnas | 2 |
* [[Aplicación portátil]]
* [[IEEE 1394|IEEE 1394 (Firewire)]]
* [[Hub USB]]
* [[Enlace de alta definición móvil|Enlace de alta definición móvil (MHL)]]
* [[PC 99]]
* [[Clase de dispositivo de almacenamiento masivo USB|Clase de dispositivo de almacenamiento masivo USB (USB MSC)]]
* [[MTP|Media Transfer Protocol (MTP)]]
* [[Protocolo de transferencia de imágenes|Protocolo de transferencia de imágenes (PTP)]]
* [[Quick Charge|Carga rápida (Quick Charge)]]
}}


== Referencias ==
== Referencias ==
<references/>
{{Listaref|2}}


== Enlaces externos ==
== Enlaces externos ==
 
{{Wikilibros|Serial Programming:USB Technical Manual|idioma=en}}
*[http://www.usb.org/ USB, incluyendo documentación] (inglés)
{{commons|USB}}
*[http://www.linux-usb.org/ Linux USB Project] (inglés)
* [http://www.usb.org USB, incluyendo documentación] (en inglés)
*[http://pinouts.ws/usb-pinout.html USB, funciones de las patillas] (inglés)
* [http://www.zator.com/Hardwre/H2_5_3.htm Puertos E/S: Puertos USB].
 
* [http://www.linux-usb.org/ Linux USB Project] (en inglés)
* [https://www.elsate.com/viewtopic.php?t=923 Puertos y conectores de un PC]
* [https://medium.com/@leung.benson/usb-type-c-s-configuration-channel-31e08047677d USB Type-C™’s Configuration Channel] (en inglés)


{{wp}}
{{wp}}
 
[[Categoría:Buses seriales]]
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[[Categoría:Tecnologías y protocolos de nivel físico]]
[[Categoría:Tecnologías y protocolos de nivel físico]]
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[[Categoría:USB]]
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[[Categoría:Introducciones relacionadas a la ciencia de la computación de 1996]]


[[ar:ناقل متسلسل عام]]
[[ar:ناقل متسلسل عام]]

Revisión actual del 09:44 12 jun 2022

Universal Serial Bus (USB)
USB Type-A plug coloured.svg Certified USB.svg


Logo del certificado de USB.

Tipo Bus
Historia de producción
Diseñador Ajay Bhatt, Intel[1]
Diseñado en enero de 1996
Fabricante IBM, Intel, Nortel, Compaq , Microsoft , DEC y NEC
Especificaciones
Longitud 5 m (máximo)
Ancho 12 mm (conector A),[2] 8,45 mm (conector B)
Alto 4,5 mm (conector A),[2] 7,78 mm (conector B, antes de v3.0)
Conectable en caliente
Externo
Electrico 5 voltios CC
Voltaje máximo 5 voltios
Corriente máxima 500 a 900 mA (depende de la versión)
Señal de Audio Solo USB-C
Señal de Video Solo USB-C[3]
Señal de Datos Paquete de datos, definido por las especificaciones
Ancho 1 bit
Ancho de banda 1,5/12/480/5,000/10,000 Mbit/s (depende de la versión)
Max nº dispositivos 127
Protocolo Serial
Cable 8 hilos en par trenzado en USB 3.1; 8 en USB 3.0 y 4 en USB 1.x y 2.x.
Pines 4 (1 alimentación, 2 datos, 1 masa / tierra)
Patillaje
Conectores USB tipo 2.0
USB Tipo C

Conectores tipo A (izquierda) y B (derecha) vistos desde la parte posterior (cable) a la frontal (conector). Último conector de tipo C.
Pin 1 VCC (+5 V)
Pin 2 Data-
Pin 3 Data+
Pin 4 Masa / Tierra

El Bus Universal en Serie (BUS) (en inglés: Universal Serial Bus), más conocido por la sigla USB, es un bus de comunicaciones que sigue un estándar que define los cables, conectores y protocolos usados en un bus para conectar, comunicar y proveer de alimentación eléctrica entre computadoras, periféricos y dispositivos electrónicos.[4]

Su desarrollo partió de un grupo de empresas del sector que buscaban unificar la forma de conectar periféricos a sus equipos, por aquella época poco compatibles entre sí, entre las que estaban Intel, Microsoft, IBM, Compaq, DEC, NEC y Nortel. La primera especificación completa 1.0 se publicó en 1996, pero en 1998 con la especificación 1.1 comenzó a usarse de forma masiva.

El USB es utilizado como estándar de conexión de periféricos como: teclados, ratones, memorias USB, palancas de mando, escáneres, cámaras digitales, teléfonos móviles, reproductores multimedia, impresoras, impresoras multifunción, sistemas de adquisición de datos, módems, tarjetas de red, tarjetas de sonido, tarjetas sintonizadoras de televisión, grabadoras de DVD externas, discos duros externos y disqueteras externas. Su éxito ha sido total, habiendo desplazado a conectores como el puerto serie, puerto paralelo, puerto de juegos, Apple Desktop Bus o PS/2 a mercados-nicho o a la consideración de dispositivos obsoletos a eliminar de las computadoras, o bien usar adaptadores, aunque muchos de ellos pueden sustituirse por dispositivos USB que implementen esos conectores.

Reseña

El USB fue diseñado para economizar y normalizar la conexión de periféricos.

Fue desarrollado a mediados de los años 1990; y en 1996, el Foro de Implementadores de Universal Serial Bus (USB Implementers Forum, USB-IF)[5] lanzó la impopular primera especificación «USB 1.0», hasta que en 1998 lanzó la especificación USB 1.1.[6]

Desde 2004, aproximadamente 6000 millones de dispositivos se encuentran en el mercado global, y alrededor de 2000 millones se venden cada año.[7]

Uso

El campo de aplicación del USB se extiende en la actualidad a cualquier dispositivo electrónico o con componentes, desde los automóviles (las radios de automóvil modernas van convirtiéndose en reproductores multimedia con conector USB o iPod) a los reproductores de Disco Blu-ray o los modernos juguetes como Pleo. Se han implementado variaciones para su uso industrial e incluso militar. Pero donde más se nota su influencia es en los teléfonos inteligentes (Europa ha creado una norma por la que todos los móviles deberán venir con un cargador microUSB), tabletas, PDA y videoconsolas, donde ha reemplazado a conectores propietarios casi por completo.

Algunos dispositivos requieren una potencia mínima, así que se pueden conectar varios sin necesitar fuentes de alimentación extra. Para ello existen concentradores (llamados USB hubs) que incluyen fuentes de alimentación para aportar energía a los dispositivos conectados a ellos, pero algunos dispositivos consumen tanta energía que necesitan su propia fuente de alimentación. Los concentradores con fuente de alimentación pueden proporcionarle corriente eléctrica a otros dispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexión (dentro de ciertos límites).

En el caso de los discos duros, a la fecha mayo de 2020 el USB se volvió un estándar como conexión nativa, siendo la conexión solo 3.0. Incluso existen cajas externas y cunas que implementan conectores eSATA y USB, incluso USB 3.0. Estas y las mixtas USB/FireWire han expulsado del mercado de discos externos a SCSI y las conexiones por puerto paralelo.

Versiones previas

El estándar USB evolucionó a través de varias versiones antes de su lanzamiento oficial en 1996:

  • USB 0.7: lanzado en noviembre de 1994.
  • USB 0.8: lanzado en diciembre de 1994.
  • USB 0.9: lanzado en abril de 1995.
  • USB 0.99: lanzado en agosto de 1996.
  • USB 1.0 Release Candidate: lanzado en noviembre de 1996.

Velocidades de transmisión

Los dispositivos USB se clasifican en seis tipos según su velocidad de transferencia de datos:

  • Baja velocidad (1.0): Tasa de transferencia de hasta 1,5 Mbit/s (188 kB/s). Utilizado en su mayor parte por dispositivos de interfaz humana (Human Interface Device, en inglés) como los teclados, los ratones (mouse), las cámaras web, etc.
  • Velocidad completa (1.1): Tasa de transferencia de hasta 12 Mbit/s (1,5 MB/s) según este estándar, pero se dice en fuentes independientes que habría que realizar nuevamente las mediciones. Esta fue la más rápida antes de la especificación USB 2.0. Estos dispositivos dividen el ancho de banda de la conexión USB entre ellos, basados en un algoritmo de impedancias LIFO.
Logotipo del USB 2.0
  • Alta velocidad (2.0): Tasa de transferencia de hasta 480 Mbit/s (60 MB/s), pero con una tasa real práctica máxima de 280 Mbit/s (35 MB/s). El cable USB 2.0 dispone de cuatro líneas, un par para datos, y otro par de alimentación.
Logotipo del USB 3.0
  • Velocidad superalta (3.0): Tiene una tasa de transferencia de hasta 4,8 Gbit/s (600 MB/s). La velocidad del bus es diez veces más rápida que la del USB 2.0, debido a que han incluido 5 contactos adicionales, desechando el conector de fibra óptica propuesto inicialmente, y es compatible con los estándares anteriores. En octubre de 2009 la compañía taiwanesa ASUS lanzó la primera placa base que incluía puertos USB 3.0, tras ella muchas otras le han seguido y actualmente se ve cada vez más en placas base y portátiles nuevos, conviviendo junto con el USB 2.0.[8][9]
  • Velocidad superalta + (3.1): SuperSpeed+ duplica la velocidad de transferencia de datos máxima a 10 Gbit/s (1.25 GB/s).
  • Velocidad superalta + (3.2): SuperSpeed+ duplica la velocidad de transferencia de datos máxima a 20 Gbit/s (2.5 GB/s).

Las señales del USB se transmiten en un cable de par trenzado con impedancia característica de 90 Ω ± 15%, cuyos hilos se denominan D+ y D-.[10] Estos, cojuntamente, utilizan señal diferencial en half dúplex, es decir, que los 2 cables se utilizan tanto para transmitir como para recibir, pero no simultáneamente. El USB 3.0 utiliza un segundo par de hilos, también con señal diferencial, para realizar una comunicación en full dúplex, por lo que permite la comunicación bidireccional simultáneamente. La razón por la cual se realiza la comunicación en modo diferencial es simple, reduce el efecto del ruido electromagnético en enlaces largos. D+ y D- funcionan en conjunto y no son conexiones independientes. Los niveles de transmisión de la señal varían de 0 a 0,3 V para bajos (ceros) y de 2,8 a 3,6 V para altos (unos) en las versiones 1.0 y 1.1, y en ±400 mV en alta velocidad (2.0). En las primeras versiones, los cables de datos (D+ y D-) no están conectados a tierra, pero en el modo de alta velocidad se tiene una terminación de 45 Ω a tierra o un diferencial de 90 Ω para acoplar la impedancia del cable. Este puerto solo admite la conexión de dispositivos de bajo consumo, es decir, que tengan un consumo máximo de 100 mA por cada puerto; sin embargo, en caso de que estuviese conectado un dispositivo que permite 4 puertos por cada salida USB (extensiones de máximo 4 puertos), entonces la energía del USB se asignará en unidades de 100 mA hasta un máximo de 500 mA por puerto. Con la primera fabricación de un PC con USB 3.0 en 2009, ahora tenemos 1 A (un amperio) por puerto, lo cual da 5 W (cinco vatios) en lugar de 0,5 A (500 mA, 2,5 W) como máximo.

Comparativa de velocidades

Mini ventiladores USB
Conexiones de dispositivos externos
  • Firewire 400: 400 Mb/s (50 MB/s)
  • Firewire 800: 800 Mb/s (100 MB/s)
  • Firewire s1600: 1.6 Gb/s (200 MB/s)
  • Firewire s3200: 3.2 Gb/s (400 MB/s)
  • USB 1.0: 1.6 Mb/s (200 KB/s)
  • USB 1.1: 12 Mb/s (1.5 MB/s)
  • USB 2.0: 480 Mb/s (60 MB/s) Tasa real práctica máxima de 280 Mb/s (35 MB/s)
  • USB 3.2 Gen 1: 4.8 Gb/s (600 MB/s)
  • USB 3.2 Gen 2: 10 Gb/s (1.2 GB/s)
Conexiones de dispositivos externos de alta velocidad
  • e-SATA: 2,4 Gb/s (300 MB/s)
  • USB 3.0: 4,8 Gb/s (600 MB/s)[11]
  • Thunderbolt: 10 Gb/s (1.2 GB/s)[12]
  • Thunderbolt 2: 20 Gb/s (2.5 GB/s)
  • Thunderbolt 3: 40 Gb/s (5 GB/s)
  • USB 3.2 Gen 2: 10 Gb/s (1.2 GB/s)
Conexiones para tarjetas de expansión
  • PCI Express 1.x (x1): 250 MB/s
  • PCI Express 2.0 (x1): 500 MB/s
  • PCI Express 3.0 (x1): 1 GB/s
  • PCI Express 1.x (x8): 2 GB/s
  • PCI Express 2.0 (x8): 4 GB/s
  • PCI Express 3.0 (x8): 8 GB/s
  • PCI Express 1.x (x16): 4 GB/s
  • PCI Express 2.0 (x16): 8 GB/s
  • PCI Express 3.0 (x16): 16 GB/s
Conexiones de almacenamiento interno
  • ATA: 100 MB/s (UltraDMA 5)
  • PATA: 133 MB/s (UltraDMA 6)
  • SATA I: 1.5 Gb/s (187.5 MB/s)
  • SATA II: 3 Gb/s (375 MB/s)
  • SATA III: 6 Gb/s (750 MB/s)
  • SATA 3.2: 16 Gb/s (2 GB/s)

USB 3.0

Características de USB 3.0

A diferencia del USB 2.0, esta tecnología (USB 3.0 Super Speed), es casi diez veces más rápida al pasar de los 480 Mbit/s a los 5 Gbit/s, unos 600 MB/s. También cuenta con soporte para dispositivos HD externos, lo que aumenta su rendimiento. Otra de las características de este puerto es su «regla de inteligencia»: los dispositivos que se enchufan y después de un rato quedan en desuso, pasan inmediatamente a un estado de bajo consumo.

Principales diferencias entre los puertos:
A la vez, la intensidad de la corriente se incrementa de los 500 a los 900 miliamperios, que sirve para abastecer a un teléfono móvil o un reproductor audiovisual portátil en menos tiempo.
Por otro lado, aumenta la velocidad en la transmisión de datos, ya que en lugar de funcionar con tres líneas, lo hace con cinco. De esta manera, dos líneas se utilizan para enviar, otras dos para recibir, y una quinta se encarga de suministrar la corriente. Así, el tráfico es bidireccional (Full-dúplex).

A finales de 2009, fabricantes como Asus o Gigabyte presentaron placas base con esta nueva revisión del bus. La versión 3.0 de este conector universal es 10 veces más rápida que la anterior. Aquellos que tengan un teclado o un ratón de la versión anterior no tendrán problemas de compatibilidad, ya que el sistema lo va a reconocer al instante, aunque no podrán beneficiarse de los nuevos adelantos de este puerto usb.

En la feria Consumer Electronics Show (CES), que se desarrolló en Las Vegas, Estados Unidos, se presentaron varios aparatos que vienen con el nuevo conector. Tanto Western Digital como Seagate anunciaron discos externos equipados con el USB 3.0, mientras que Asus, Fujitsu y HP anunciaron que tendrán modelos portátiles con este puerto.

Principales diferencias entre USB 2.0 y 3.0 La principal diferencia apreciable, es la velocidad de transferencia de datos, que es muy superior en el estándar USB 3.0. El soporte de formatos HD es casi nulo en USB 2.0, pero es ampliamente soportado por USB 3.0. Los dispositivos USB 3.0 se pueden conectar en conectores USB 2.0 y viceversa, si es de tipo A. Si es de tipo B o micro-B, los dispositivos USB 2.0 se pueden conectar en conectores USB 3.0, pero no al revés.

Conectores USB 3.0.

USB 3.1 con conectores Tipo-C reversibles

Estructura del conector USB-C

En agosto de 2014, la USB-IF, organización formada por empresas como Intel, Microsoft, HP y Apple entre muchas otras y que decide sobre el estándar del USB, publicó la especificación del nuevo conector USB, también conocido como "Tipo C", que implementa un nuevo tipo de conector reversible tanto en extremos como en posición. Este tipo de conector, además de ofrecer comodidad por su diseño reversible, ofrece una velocidad de hasta 10 Gbit/s de rendimiento mientras se pueden extraer 2A sobre 5V, y opcionalmente, también 5A sobre 12V (60W) o 20V (100W). Esta es la razón por la cual MacBook, desde sus modelos del año 2016, puede ser alimentada simplemente a través de su conexión USB basándose también en la nueva especificación USB 3.1.

Este tipo de conector está pensado para ser el sucesor de todos los anteriores (Tipo A y B), que quedarán obsoletos cuando el nuevo se implemente en todo tipo de dispositivos móviles y de sobremesa.

La especificación USB 3.1 identifica dos tasas de transferencia diferentes: la especificación USB 3.1 Gen 1 a 4,8 Gbps y USB 3.1 Gen 2 a 10 Gbps. Esto ocasiona un cambio en la nomenclatura de las especificaciones, pudiendo utilizar como sinónimos los términos USB 3.0 y USB 3.1 Gen 1 (conocidos como SuperSpeed USB). La especificación USB 3.1 pasa a llamarse USB 3.1 Gen 2, conocida como SuperSpeed USB 10 Gbps o SuperSpeed+. [13]

El estándar USB 3.1 es retrocompatible con USB 3.0 y USB 2.0. Esto quiere decir que un dispositivo con USB 3.1 conectado a otro con USB 2.0 la velocidad de transferencia de datos será la del dispositivo con USB 2.0 hasta un máximo de 480 Mbit/s. También, habrá que tener en cuenta la versión USB del cable que permita esa máxima transferencia de datos, se puede tener dos dispositivos con USB 3.1 pero si se utiliza un cable USB 2.0 la transferencia se limita a ese estándar.

La especificación USB Tipo-C trae un nuevo conector reversible para dispositivos USB 3.1. El conector Tipo-C será usado en ambos dispositivos sea anfitrión o huésped, reemplazando así múltiples conectores tipo-A y tipo-B y cables con un estándar a prueba de futuro (future-proof) similar al Lightning de Apple y al Thunderbolt. El conector de doble lado de 24 pines provee 4 pares power/ground, dos pares diferenciales para el bus de datos USB 2.0 (aunque solo un par es implementado en el cable tipo-C), cuatro pares para el bus de datos high-speed, dos pines de "uso de banda lateral" y dos pines de configuración para la detección de orientación del cable, canal dedicado de datos de configuración BMC (biphase mark code) y alimentación VCONN +5 V para cables activos. Los cables/adaptadores Tipo-A y Tipo-B serán requeridos para dispositivos heredados con el fin de conectar a anfitriones Tipo-C, Sin embargo adaptadores/cables con un receptáculo de Tipo-C no están permitidos.

Cable USB Tipo C de una MacBook Air.

Los cables USB 3.1 de tipo-C con todas las características son cables activos electrónicamente marcados y contienen un chip con una función de identificación basado en el canal de configuración de datos y mensajes definidos por el proveedor (VDM) de la especificación "USB Power Delivery 2.0". Los dispositivos USB 3.1 de Tipo-C también soportan corrientes de alimentación de 1.5 A y 3.0 A través del bus de 5 V de tensión, además de la línea de base 900 mA; los dispositivos pueden o bien negociar un aumento de corriente USB a través de la línea de configuración, o pueden apoyar opcionalmente la especificación completa "Power Delivery" utilizando tanto la línea de configuración con código de BMC y la línea VBUS codificado-BFSK legado.

El modo alterno dedica algunos de los cables físicos en el cable Tipo-C para la transmisión directa de dispositivo-a-anfitrión de una gran cantidad de protocolos de datos alternos. Los cuatro carriles de alta velocidad, dos pines de banda lateral, y —para puerto, dispositivo desmontable y aplicaciones de cable permanentes solamente— dos clavijas USB 2.0 y un pin de configuración se pueden utilizar para la transmisión de modo alternativo. Los modos se configuran mediante VDM a través del canal de configuración. A diciembre de 2014, las implementaciones Modo Alt incluyen DisplayPort 1.3 y MHL 3.0; otros protocolos seriales como PCI Express y Base-T Ethernet son posibles.

En marzo de 2015, Apple lanza un nuevo modelo MacBook más fino que MacBook Air y que equipa un conector USB Type-C.[3] Por otro lado, Google anuncia este tipo de conector para próximas tabletas y móviles Android.

USB 3.2

El 26 de julio de 2017 se dio a conocer este estándar, publicándose en septiembre de ese año. La principal novedad que aportaba era la posibilidad de aprovechar dos pistas de 5 o 10 Gbps para alcanzar velocidades de transferencia máximas de hasta 20 Gbps en los dispositivos con conectores USB-C (USB Tipo C). [1]

USB 4

USB 4[14] se anunció oficialmente en marzo de 2019, y se publicó el 29 de agosto de ese mismo año por USB Implementers Forum. Su motivación principal era el aumento del ancho de banda (permitiendo hasta 40 Gbit/s), la convergencia del ecosistema USB-C y minimizar la confusión para el usuario final. La especificación es compatible/basada en Thunderbolt 3, así como compatible hacia atrás con USB 3.2 y USB 2.0.

En 2020 se anunció que este estándar sería compatible con DisplayPort 2.0 y que soportaría resoluciones superiores a 8K, como por ejemplo 16K (15.360 x 8.460) a 60Hz y 30 bpp 4:4:4 HDR con DSC. [2]

USB On-The-Go

USB On-The-Go, frecuentemente abreviado como USB OTG, es una especificación que permite a los dispositivos USB como reproductores digitales de audio, teléfonos móviles o tabletas actuar como servidores, haciendo que sea posible conectar memorias y discos duros USB, ratones o teclados, entre otros componentes.

Características físicas

USB
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Memoria USB.

Compatibilidad y conectores

El estándar USB específica tolerancias mecánicas relativamente amplias para sus conectores, intentando maximizar la compatibilidad entre los conectores fabricados por la compañía, una meta a la que se ha logrado llegar. El estándar USB, a diferencia de otros estándares también define tamaños para el área alrededor del conector de un dispositivo, para evitar el bloqueo de un puerto adyacente por el dispositivo en cuestión.

Las especificaciones USB 1.0, 1.1 y 2.0 definen dos tipos de conectores para conectar dispositivos al servidor: A y B. Sin embargo, la capa mecánica ha cambiado en algunos conectores. Por ejemplo, el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en la parte superior del LCD de los ordenadores portátiles de IBM. Utiliza un conector mecánico diferente, mientras mantiene las señales y protocolos característicos del USB. Otros fabricantes de artículos pequeños han desarrollado también sus medios de conexión pequeños, y ha aparecido una gran variedad de ellos, algunos de baja calidad.

Una extensión del USB llamada "USB On The Go" (sobre la marcha) permite a un puerto actuar como servidor o como dispositivo; esto se determina por qué lado del cable está conectado al aparato. Incluso después de que el cable está conectado y las unidades se están comunicando, las 2 unidades pueden "cambiar de papel" bajo el control de un programa. Esta facilidad está específicamente diseñada para dispositivos como PDA, donde el enlace USB podría conectarse a un PC como un dispositivo, y conectarse como servidor a un teclado o ratón. El "USB-On-The-Go" también ha diseñado 3 conectores pequeños, el mini-A y el mini-B, así que esto debería detener la proliferación de conectores miniaturizados de entrada.

Conectores tipo A y B

La especificación clásica del USB contempla varios tamaños y tipos de conectores compatibles con distintas especificaciones:

  • el "estándar" de tamaño mayor, por ejemplo, en dispositivos de Memoria USB.
  • el tamaño "mini" (sobre todo para el extremo del conector B, como en muchas cámaras digitales)
  • el tamaño "micro", en sus variantes USB 1.1/2.0 y USB 3.0 (por ejemplo, en la mayoría de los teléfonos inteligentes)
  • el esquema "versátil USB On-The-Go", en tamaños mini y micro.

A diferencia de otros cables de datos (Ethernet, HDMI, etc), cada extremo de un cable USB utiliza un tipo de conector diferente; una de tipo A o de tipo B. Este tipo de diseño fue elegido para evitar las sobrecargas eléctricas y no dañar el equipo, ya que solo la hembra de tipo A se presenta la carga eléctrica.

Distribución de pines de los tipos A y B

Pin Nombre Color de cable Descripción
1 VCC Rojo +5 V
2 D− Blanco Data -
3 D+ Verde Data +
4 GND Negro Tierra

Distribución de pines de los tipos «mini» y «micro»

Pin Nombre Color de cable Descripción
1 VCC Rojo +5 V
2 D− Blanco Data −
3 D+ Verde Data +
4 ID Ninguno Permite la distinción de Micro-A y Micro-B
  • Tipo A: conectado a tierra
  • Tipo B: no conectado
5 GND Negro Tierra y retorno o negativo

Almacenamiento masivo USB

USB implementa conexiones a dispositivos de almacenamiento usando un grupo de estándares llamado USB mass storage device class (abreviado en inglés "MSC" o "UMS"). Este se diseñó inicialmente para memorias ópticas y magnéticas, pero ahora sirve también para soportar una amplia variedad de dispositivos, particularmente memorias USB.

Wireless USB

Wireless USB (normalmente abreviado W-USB o WUSB, en español USB inalámbrico) es un protocolo de comunicación inalámbrica por radio con gran ancho de banda que combina la sencillez de uso de USB con la versatilidad de las redes inalámbricas. Utiliza como base de radio la plataforma Ultra-WideBand desarrollada por WiMedia Alliance, que puede lograr tasas de transmisión de hasta 480 Mbit/s (igual que USB 2.0) en rangos de tres metros y 110 Mbit/s en rangos de diez metros y opera en los rangos de frecuencia de 3,1 a 10,6 GHz. A la fecha 2018 se está en plena transición y aún no existen muchos dispositivos que incorporen este protocolo, tanto clientes como anfitriones. Mientras dure este proceso, mediante los adaptadores y/o cables adecuados se puede convertir un equipo WUSB en uno USB y viceversa.

Lista de periféricos que es posible conectar a un puerto USB y USB OTG

El puerto USB es un estándar que permite la transferencia de información desde o hacia otro periférico. Esta lista detalla los periféricos que es posible conectar a un puerto USB. Por orden alfabético.

Véase también

Referencias

  1. «USB inventor is tech's unlikely 'rock star' - CNN». Articles.cnn.com (4 de febrero de 2010). Archivado desde el original el 24 de marzo de 2012. Consultado el 12 de diciembre de 2011.
  2. 2,0 2,1 «USB ‘A’ Plug Form Factor Revision 1.0» (PDF) pág. 1. USB Implementers Forum (23 de marzo de 2005). Archivado desde el original el 19 de mayo de 2017. Consultado el 4 de junio de 2017. «Body length is fully 12 mm in width by 4.5 mm in height with no deviations».
  3. 3,0 3,1 Fayerwayer USB-C Qué es, qué puede hacer y por qué lo vamos a ver por todos lados
  4. «Boston Globe Online / Business / USB deserves more support». Simson.net (31 de diciembre de 1995). Consultado el 12 de diciembre de 2011.
  5. «About USB Implementers Forum, Inc.» (en inglés). Consultado el 1 de agosto de 2014.
  6. «Por qué es difícil conectar un USB y otros secretos de su nacimiento». Consultado el 25 de julio de 2013.
  7. «SuperSpeed USB 3.0: More Details Emerge» (6 de enero de 2009).
  8. Shankland, Stephen. USB 3.0 brings optical connection in 2008. CNET News.com. Retrieved on 2007-09-19.
  9. Demerjian, Charlie. Gelsinger demos USB 3.0, PICe 3.0 and other new toys. The Inquirer. Consultado el 2007-09-19.
  10. «USB in a NutShell - Chapter 2 - Hardware». Beyond Logic.org. Consultado el 25 de agosto de 2007.
  11. «Copia archivada». Archivado desde el original el 14 de mayo de 2009. Consultado el 24 de febrero de 2011.
  12. Thunderbolt 3. El puerto más potente y versátil que existe
  13. «[https://web.archive.org/web/20160312135950/http://www.usb.org/developers/ssusb/USB_3_1_Language_Product_and_Packaging_Guidelines_FINAL.pdf USB 3.1 Specification Language Usage Guidelines from USB-IF]». Archivado desde el original el 12 de marzo de 2016. Consultado el 21 de diciembre de 2017.
  14. «USB4™ Specification». Consultado el 29 de abril de 2020.

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Atribución

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