Interfaz USB en los equipos microinformáticos

Rafa Morales 20 Mayo 2019
6min
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Interfaz USB

El USB (Universal Serial Bus - Bus de Serie Universal) es un tipo de interfaz que soporta dispositivos periféricos de baja velocidad, como teclados o ratones, y dispositivos de un ancho de banda mayor, como las cámaras digitales, impresoras, adaptadores de red, sintonizadores de TV, discos extraíbles, etc.

Las características que ofrece un puerto USB son las siguientes:

  • Plug and Play.

  • Hot-plug.

 

Estándares

Dentro de USB encontramos las siguientes especificaciones o estándares:

Estándar o Especificación Año Alias Dirección de transmisión Ancho de banda (en bruto) Características

USB 1.0

1996 FullSpeed USB

Half duplex

12 Mb/s

Para periféricos como teclados y ratones.

USB 1.1

1998 FullSpeed USB

Half duplex

12 Mb/s

Para periféricos como teclados y ratones.

USB 2.0

2000 HighSpeed USB

Half duplex

480 Mb/s

Ampliamente difundido.

USB 3.0

USB 3.1 Gen 1

USB 3.2 Gen 1

2008 SuperSpeed USB

Full duplex

5 Gb/s

Cambio de conectores.

USB 3.1

USB 3.1 Gen 2

USB 3.2 Gen 2

2013 SuperSpeed USB 10Gbps

Full duplex

10 Gb/s

Introduce el conector reversible USB Tipo C y soporte para USB Power Delivery (PD) (hasta 100 W).

USB 3.2

USB 3.2 Gen 2x2

2017 SuperSpeed USB 20Gbps

Full duplex (2 líneas)

20 Gb/s

Utiliza dos canales simultáneos de 10 Gb/s. Requiere cables certificados 2x2.

USB4

USB4 Gen 2x2

2019 USB4 20Gbps Full duplex

20 Gb/s

Basado en Thunderbolt 3. Permite compartir ancho de banda entre datos y vídeo.

USB4

USB4 Gen 3x2

2019 USB4 40Gbps Full duplex 40 Gb/s  

USB4 2.0

USB4 Gen 4

2023 USB4 80Gbps Full duplex 80 Gb/s Compatible con Thunderbolt 3 y 4. Mejora la eficiencia de codificación y soporte de vídeo 8K/10K.

 

El estándar USB se ha diseñado para ser retrocompatible:

  • En un puerto USB 2 se pueden conectar dispositivos USB 3 o USB 4, aunque funcionarán a un menor ancho de banda.
  • En un puerto USB 3 se pueden conectar dispositivos USB 2 sin problema.
  • En un puerto USB 4 se pueden conectar dispositivos Thunderbolt 3 con una alta compatibilidad.
  • En un puerto USB 4 se pueden conectar dispositivos Thunderbolt 4 pero no estarán disponibles todas las funcionalidades avanzadas del mismo, ya que este protocolo es más restrictivo que lo diseñado en USB 4.
  • En un puerto USB 4 se pueden conectar dispositivos Thunderbolt 5 pero estarán limitados en su ancho de banda y funciones avanzadas.
  • Los cables deben ser adecuados a la versión, no todos los cables USB soportan las mismas velocidades o potencia.

 

El protocolo USB Power Delivery (PD) gestiona el suministro de energía a través del cable y el conector USB Tipo C. Permite negociar dinámicamente la tensión y la corriente entre el host y el dispositivo.

 

En el año 2022 actualizaron sus logos como los vemos a continuación.

USB logos potencia

 

Conexiones

Tipos de conectores o puertos USB más utilizados:

  • Conector Tipo A (hasta 2.0): Suele ser el conector clásico para los dispositivos USB. En el ordenador lo podemos encontrar en la parte posterior y en la parte frontal. Tienen forma plana. En la misma cara se encuentran cuatro contactos en los que los dos exteriores son para la energía (+5V y GND) y los dos interiores para datos. Proporciona 500 mA.

USB A Macho 2.0

  • Conector Tipo B (hasta 2.0): Suelen aparecer más frecuentemente en impresoras y discos duros externos. Tienen forma cuadrada. En la parte estrecha se encuentra un contacto para energía (+5V) y otro para datos; y en la parte opuesta más ancha se encuentra un contacto para datos y otro para energía (GND). Proporciona 500 mA.

USB B Macho 2.0

  • Conector Mini B (hasta 2.0): Para dispositivos más pequeños, móviles, cámaras digitales, etc. En la misma cara se encuentran cinco contactos en los que los dos exteriores son para la energía (+5V y GND), dos interiores para datos y uno más sin uso. Proporciona 500 mA.

Conector USB Mini B 2.0

  • Conector Micro B (hasta 2.0): Para dispositivos más pequeños, móviles, cámaras digitales, etc. En la misma cara se encuentran cinco contactos en los que los dos exteriores son para la energía (+5V y GND), dos interiores para datos y uno más sin uso. Proporciona 500 mA.

Conector USB Micro B 2.0

  • Conectores Tipo A (en USB 3.0). A los cuatro contactos que ya existen de las versiones anteriores se les añade otros cinco contactos (9 en total), dos para el envío de datos, dos para la recepción de los datos y el último para energía. De esta manera sigue siendo compatible con las versiones inferiores. Proporciona 900 mA. Se identifica por el color azul que suele utilizar.

Conector USB Tipo A 3.0

  • Conectores Tipo B (en USB 3.0). A los cuatro contactos que ya existen de las versiones anteriores se les añade otros cinco contactos (9 en total), dos para el envío de datos, dos para la recepción de los datos y el último para energía. De esta manera sigue siendo compatible con las versiones inferiores. Proporciona 900 mA. Se identifica por el color azul que suele utilizar.

Conector USB B 3.0

  • Conectores Micro B (en USB 3.0). A los cinco contactos que ya existen de las versiones anteriores se les añade otros cinco contactos (10 en total).

Conector USB micro b 3.0

  • Conector Tipo C (2.0 y desde USB 3.1): Conector reversible que debe ser utilizado en ambos dispositivos. Posee 24 contactos. Puede llegar a proporcionar hasta 3A. Hay que prestar mucha atención si se utilizan adaptadores, y sobre todo no utilizar cables de baja calidad. Aunque estaba presente ya en USB 2.0, no tuvo mucha presencia en esa versión.

Conector USB Tipo C

 

USB On-The-Go

USB On-The-Go, también 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, facilitando que se puedan conectar a ellos memorias y discos duros USB, ratones o teclados.

Hasta la versión USB 2.0 se necesita un adaptador que convierta del conector Tipo A al conector Mini B o Micro B.

En la versión USB 3.0 con el conector Tipo C no son necesario adaptadores, y los dispositivos negocian su funcionamiento.

 

Bibliografía