Hub USB

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Varios hubs USB, dispuestos uno encima del otro.

Un hub USB es un dispositivo que permite concentrar varios puertos USB (Universal Serial Bus: bus universal en serie), permitiendo la conexión con una máquina mediante un solo bus. Podría definirse como un distribuidor o concentrador de puertos USB.

Clasificación

Por versión de USB

La versión USB de un hub condiciona el tipo de dispositivos que se le pueden conectar:

• USB 1.0 o USB 1.1: admite dispositivos "Low Speed" (baja velocidad, hasta 1,5 Mb/s) y "Full Speed" (alta velocidad, hasta 12 Mb/s).
• USB 2.0: Además de los anteriores, admite dispositivos "High Speed" (muy alta velocidad, hasta 480 Mb/s).

Para poder usar dispositivos "High Speed", tanto el hub como el puerto del ordenador al que se conecta el mismo deben ser USB 2.0.

Por tipo de fuente de alimentación

• Sin fuente de alimentación o "Bus-powered": toma la energía del bus USB. Estos concentradores pueden tener cuatro puertos como máximo y sólo admiten la conexión de dispositivos de bajo consumo, es decir, que tengan un consumo máximo de 100 mA cada uno, hasta un total de 500 mA (400 mA para los 4 dispositivos más 100 mA para alimentación del propio HUB)
• Con fuente de alimentación o "Self-powered": tienen su propio alimentador externo, el límite teórico para el número de puertos de este tipo de concentradores es de 127, pero es difícil encontrar uno con más de 8 puertos saludables (mayor eficiencia)

Por número de puertos

Un hub alimentado por bus puede tener hasta cuatro puertos, mientras que un hub autoalimentado puede tener, teóricamente, hasta 255 puertos (sin embargo, el máximo número de dispositivos conectables simultáneamente en un bus USB es de 127). La mayoría de los hubs tienen cuatro o siete puertos.

Un hub USB es un dispositivo que permite que muchos dispositivos USB sean conectados a un solo puerto USB en el ordenador huésped o en otro hub aguas arriba.

Los hub USB se integran a menudo en el equipo en teclados o, más raramente, en monitores o impresoras. Los hub USB vienen en una variedad amplia de formas: similares a un hub de red, diseños pequeños previstos para ser conectado directamente en el puerto USB de la computadora, etc.

Energía

Un hub de bus-powered (bus-alimentado o alimentado por bus) toma toda su energía de la interfaz USB del ordenador. No necesita una conexión de energía separada. Sin embargo, muchos dispositivos requieren más energía de lo que este método puede proporcionar, y no funcionarán en este tipo de hub.

En cambio un Hub self-powered (autoalimentado) toma su energía de una fuente de alimentación externa y puede por lo tanto proporcionar plena alimentación a cada puerto. Muchos Hub pueden funcionar con alimentación por bus o por una fuente externa.

La energía del USB se asigna en unidades de 100 mA hasta un máximo de 500 mA por puerto. Por lo tanto un Hub de alimentado por bus puede suministrar hasta a cuatro puertos y no puede ofrecer más de cuatro unidades de 100 mA de energía en total a los dispositivos conectados (puesto que una unidad es necesaria para el Hub en sí mismo). Si un dispositivo alimentado por el puerto requiere más unidades de energía, se bloquea y el sistema operativo generalmente informa de esto al usuario.

Sin embargo, hay muchos Hub no autoalimentados en el mercado que se anuncian como autoalimentados a pesar de ser realmente de alimentación por bus. Igualmente hay un montón de dispositivos que utilizan más de 100 mA sin anunciar este hecho (y de hecho a veces sin identificarse como dispositivos de USB en absoluto). Estos Hub y dispositivos permiten más flexibilidad en el uso de la energía (particularmente muchos dispositivos utilizan menos de 100 mA y muchos puertos USB pueden proveer más de 500 mA antes de entrar en cierre por sobrecarga) pero pueden darse peores problemas de alimentación.

Velocidad

Para permitir que los dispositivos de alta velocidad funcionen en su modo más rápido, todos los hub entre los dispositivos y la computadora deben ser de alta velocidad. Los dispositivos de alta velocidad deben caer de nuevo a full-speed cuando están enchufados a un hub full-speed (o conectado con un puerto full-speed más viejo de la computadora). Mientras los hub de alta velocidad apoyan todas las velocidades del dispositivo, el tráfico lento y full-speed se combina y se segrega de la circulación rápida a través de un traductor de la transacción. Cada traductor de la transacción segrega un tráfico más bajo de la velocidad en su propio campo, esencialmente creando un bus full-speed virtual. Algunos diseños utilizan un solo traductor de la transacción, mientras que otros diseños tienen traductores múltiples. Tener traductores múltiples es solamente una ventaja significativa al conectar dispositivos full-speed de alto ancho de banda múltiple.

Es una consideración importante que en lenguaje común (y a menudo en la comercialización de productos) USB 2.0 se utiliza como sinónimo de alta velocidad. Sin embargo, debido a que la especificación del USB 2.0, que introdujo la alta velocidad, incorpora y reemplaza las características de full-speed de la especificación USB 1.1 y de baja velocidad (especificación USB 1.0), los dispositivos con dichos puertos cumplen también la especificación USB 2.0. Así, no todos los hub USB 2.0 funcionan con alta velocidad.

Disposición física

Los puertos USB dispuestos en la caja del ordenador habitualmente están muy cerca, de modo que al conectar un dispositivo en un puerto, éste puede bloquear el puerto adyacente. Esta puede ser una razón para querer utilizar un hub USB externo. Sin embargo, muchos hub también tienen los puertos muy cerca unos de otros, volviendo al problema de la imposibilidad de utilizar todos los puertos. Los hub llamados estrella, con cada puerto señalando en una dirección distinta, evitan este problema.

Limitaciones de la longitud

Los cables USB están limitados a 5 m de longitud. Un hub se puede utilizar como un repetidor activo de USB para extender la longitud del cable otros 5 m.

Sistemas de implementación del chip

• Semiconductor del ciprés (TTs múltiple)
• Lógica de Genesys
• GL850
• GL850A - 2.0, single TT, 8-bit RISC, circa 2005
• GL852 - 2.0, multi TT, 8-bit RISC, circa 2006

Notas y referencias

1. Tecnología del USB: El hub Multi-TT va Head-to-Head con el URL del hardware Reino Unido y de Irlanda del Solo-TT Tom alcanzado por último el 24 de agosto de 2006

Características que ofrece

• Proporciona Plug and Play (‘enchufe y ejecute’: se reconoce el dispositivo con sólo conectarlo, sin necesidad de instalación especial) para los dispositivos externos.
• Se pueden conectar sin la necesidad de reiniciar el ordenador (conexión en caliente).
• Amplia variedad de dispositivos disponibles.

Conexiones

• Tipo A: Situado en la parte posterior y frontal del ordenador. Son de tipo hembra con forma rectangular. A este puerto se conecta un conector macho también de tipo A.
• Tipo B: Son más cuadrados y de tipo hembra a los que se conecta un conector macho tipo B.