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¿Qué es un concentrador USB? ¿Cómo funciona un concentrador USB?

¿Qué es un concentrador USB? ¿Cómo funciona un concentrador USB?

Los concentradores USB se han convertido en un lugar común y se utilizan en muchas áreas para expandir la conectividad para un solo puerto USB. En particular, los concentradores USB se utilizan con computadoras portátiles donde a menudo se proporciona un grado limitado de conectividad y existe la necesidad de expandir el nivel de conectividad.

En particular, un concentrador USB expande un solo puerto en varios, lo que permite que más puertos USB se conecten al host. Además de solo proporcionar conectividad USB, muchos concentradores USB proporcionan conexiones para HDMI, Ethernet, VGA, SD y otras tarjetas de memoria, etc. De esta manera, el concentrador USB permite que la computadora se conecte a una gran cantidad de otras interfaces, así como a USB. permitiendo lograr una gran variedad de conectividad.

Hoy en día, los concentradores USB son un elemento esencial para muchos usuarios de computadoras portátiles, ya que algunas solo brindan conectividad USB-C, pero necesitan conectarse a pantallas a través de HDMI, banda ancha a través de Ethernet, auriculares a través de una toma de corriente, discos duros a través de USB o Firewire, etc. Los concentradores USB modernos pueden proporcionar toda esta conectividad y más.

La mayoría de los nuevos concentradores USB tienen capacidad para USB 3 y pronto habrá concentradores con capacidad para USB 4. Afortunadamente, como hay una gran cantidad de equipos USB heredados, los concentradores son compatibles con versiones anteriores, lo que permite que los últimos equipos y concentradores funcionen con elementos más antiguos.

Concentradores USB: conceptos básicos

Si no está familiarizado con los concentradores USB, entonces es bastante legítimo preguntar: qué es exactamente un concentrador USB, para comprender qué es un concentrador USB, su función y cómo se puede utilizar.

Definición de concentrador USB:

Un concentrador USB es un dispositivo que expande un único puerto USB de bus serie universal en varios para que haya más puertos disponibles para conectar dispositivos a un sistema host. Para muchos de los últimos concentradores USB, se expandirá a conexiones USB adicionales, así como a otras formas de conexión, como Ethernet, HDMI, tarjeta SD, etc.

Dado que muchas computadoras portátiles tienen conexiones limitadas para ahorrar espacio, el uso de concentradores USB es cada vez más necesario.

Los concentradores USB también se pueden usar con otros dispositivos, incluidas tabletas y similares.

En efecto, el concentrador USB tiene una conexión con el dispositivo host, p. Ej. la computadora y varias otras conexiones para otros dispositivos periféricos. El concentrador detectará la presencia de la conexión, informará al host y permitirá que los datos relevantes se dirijan hacia y desde el dispositivo periférico.

Al mirar los datos de conexión en la computadora, el concentrador USB no aparecerá como un dispositivo, pero los periféricos conectados como la memoria USB sí, y otras conexiones como las de micrófonos externos, parlantes, etc. se pueden controlar y seleccionar según corresponda.

Para lograr esto, el concentrador USB contendrá algunos circuitos electrónicos sofisticados para permitirle realizar las funciones requeridas; en algunos casos, esto puede significar que el concentrador consume cantidades razonables de energía y se calienta bastante al tacto. Esto es bastante normal.

Algunos concentradores USB pueden admitir funciones de carga y suministro de energía si son autónomos y están certificados. En vista de la complejidad y sofisticación adicionales de algunos de los concentradores de gama alta, pueden comenzar a denominarse estaciones de acoplamiento simples.

Funcionamiento del concentrador USB

Por definición, un concentrador USB tiene lo que se denomina un 'puerto ascendente', es decir, el del host, y varios 'puertos descendentes', que están conectados a otros concentradores o dispositivos / conexiones periféricos.

Durante el funcionamiento de la mayoría de los sistemas, los concentradores son transparentes y no aparecen en ningún mapa visible del sistema. Los datos que se reciben del puerto ascendente, es decir, del host, se difunden a todos los dispositivos que están conectados a los puertos descendentes, pero los datos de un puerto descendente se enrutan solo al puerto ascendente y al host.

Con la introducción de USB 3, se ha introducido una capacidad de enrutamiento punto a punto mediante la cual una cadena de enrutamiento enviada en el encabezado del paquete de datos permite al host dirigir los datos a un solo puerto de destino. Esto disminuye el nivel de datos en la 'red' USB y también sirve para reducir el consumo de energía.

Una ventaja adicional de usar un concentrador USB es que puede proporcionar un aumento de longitud dentro del sistema. Los cables USB están limitados a 3 metros para dispositivos USB 1.1 de baja velocidad, etc. Se puede usar un concentrador como un repetidor USB activo para extender la longitud del cable hasta 5 metros a la vez.

Concentradores USB y alimentación

Los concentradores USB pueden tener alimentación o no. El estándar USB permite que los dispositivos obtengan energía de su conexión USB. Esto significa que se requiere energía y se debe suministrar desde algún lugar.

Los dispositivos que consumen mucha energía, como impresoras, escáneres, etc.tienen sus propias fuentes de alimentación internas y no necesitan consumir energía de la conexión USNB, pero los dispositivos de baja potencia como ratones, teclados, tarjetas de memoria Flash y similares obtienen su energía del autobús.

Además, los concentradores USB necesitan energía ellos mismos, pero también pasan la energía del host a los puertos adicionales de bajada en el propio concentrador. Sin embargo, existen limitaciones de energía ya que el host no puede proporcionar energía ilimitada y, por lo tanto, cada puerto de bajada individual debe tener limitaciones de energía. Esto debe recordarse al conectar una gran cantidad de dispositivos periféricos a un concentrador USB.

La energía que puede ser suministrada por un puerto USB 1 o USB 2 es de 500 mA como máximo por puerto y 900 mA para un puerto USB 3 en un conector tipo A (los puertos USB C pueden suministrar más). Esto significa que un concentrador alimentado por bus compatible, es decir, un concentrador que toma su energía del puerto host, no puede tener más de cuatro puertos descendentes y no puede ofrecer más de cuatro unidades de 100 mA de corriente en total a los dispositivos descendentes. Debe recordarse que el concentrador necesita energía para sí mismo y, en consecuencia, se le asigna una unidad, es decir, 100 mA.

Si se requiere energía adicional, entonces el concentrador puede tener su propia fuente de alimentación externa. Estos concentradores activos o autoalimentados pueden proporcionar los 500 mA completos a cada puerto, y pueden tener más de cuatro puertos.

Tenga en cuenta que hay muchos concentradores USB no compatibles en el mercado que pueden no cumplir con las limitaciones de energía. Usarlos y consumir demasiada corriente puede dificultar la resolución de problemas de energía, por lo que los usuarios deben ser conscientes.

Puntos a tener en cuenta al utilizar un concentrador USB

Los concentradores USB normalmente son plug and play y funcionan muy fácilmente desde el primer momento. Se han desarrollado hasta un punto en el que normalmente hay poco que hacer para configurarlos y utilizarlos.

Sin embargo, al usarlos, hay algunos consejos útiles que debe tener en cuenta para garantizar que se logre el mejor rendimiento.

  • Utilice el concentrador de versión USB más alto donde la velocidad es importante: A menudo, es posible que se requieran conexiones de alta velocidad a través del concentrador USB. Por ejemplo, en algunos casos se puede realizar una conexión Ethernet a Internet a través del concentrador o una unidad de disco de gran capacidad; estas conexiones deben realizarse a través del concentrador USB más rápido disponible. Utilice USB 3 en lugar de USB 2 para estos. Puede haber una instancia en la que esté disponible un concentrador USB 2 y un concentrador USB 3, o puede haber una opción de puertos USB 2 y USB 3 en un concentrador. Utilice siempre los puertos más rápidos donde se necesite alta velocidad y utilice los puertos más lentos para las conexiones de mouse o teclado, etc.

  • Los periféricos de mayor potencia pueden requerir una ranura USB dedicada: En algunos casos, los periféricos necesitan un nivel de potencia razonable. Puede haber casos en los que el periférico no funcione a través del concentrador USB, pero necesite una conexión directa o el uso de un concentrador USB con alimentación. Cuando los dispositivos USB, como las unidades de CD / DVD o las unidades de disco, no funcionan a través del concentrador, compruebe si funcionan mediante una conexión directa.

  • Algunos hubs pueden calentarse: Con el nivel de funcionalidad contenido en algunos de los concentradores USB más complicados, se requieren grandes cantidades de procesamiento. Esto significa que los concentradores consumirán energía y se calentarán bastante. Tenga en cuenta que algunos concentradores USB pueden calentarse bastante y, por tanto, deben estar lo suficientemente ventilados para evitar que se calienten demasiado.

  • Conéctese al puerto USB de alta velocidad en la computadora: Algunas computadoras tienen puertos Tipo A, que pueden ser USB 2 o USB 3. Es mejor asegurarse de que el concentrador USB esté conectado a un puerto de alta velocidad para obtener el mejor rendimiento. Si el concentrador está conectado a un puerto USB 2, esto limitará el rendimiento al del USB 2. Conéctelo a un puerto USB 3 y esto permitirá el rendimiento del USB 3.

  • Los puertos USB se pueden encadenar: Como a menudo hay puertos limitados en muchos dispositivos, y también algunos concentradores USB tienen puertos limitados, se pueden encadenar, es decir, conectar un concentrador a otro. Sin embargo, tenga en cuenta las limitaciones de energía porque es posible sobrecargar rápidamente cualquier disponibilidad de energía.

Al ser consciente de algunos de estos puntos, es posible asegurarse de que el rendimiento se maximiza y de que las características se hacen obvias antes de su uso.

Los concentradores USB se utilizan cada vez más, ya que elementos como computadoras portátiles y otros dispositivos informáticos móviles necesitan una mayor conectividad, mientras que la cantidad de conectores en los dispositivos se reduce para mantenerlos delgados y ordenados. Las capacidades de estos concentradores están aumentando, lo que les permite interactuar con muchos estándares además del USB, lo que los convierte en pequeños dispositivos informáticos complementarios. Algunos incluso se convierten en pequeños dispositivos de acoplamiento. La adopción de USB C y USB 3 o USB 4 ha permitido alcanzar las velocidades de datos necesarias para la informática moderna.

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