El puerto USB lleva entre nosotros desde finales de la década de los 90 y se ha convertido en el puerto estándar de los periféricos de PC, reemplazando a puertos históricos para periféricos en el PC. Con el paso del tiempo han ido apareciendo diferentes versiones del puerto USB con un ancho de banda cada vez mejor, lo que le ha permitido sobrevivir hasta el día de hoy.
El bus de serie universal es un protocolo para la comunicación de periféricos a un ordenador a través de un puerto o interfaz que sirve para comunicarlos. El puerto USB es lo que permite que nuestras cámaras digitales, impresoras, escáneres, teléfonos móviles, discos duros, etc. Su desarrollo empezó en 1994 por parte del USB Implementers Forum y técnicamente es una evolución del puerto SIO de los ordenadores de Atari. Como curiosidad, varios de los ingenieros que trabajaron en el USB habían trabajado en la creación del puerto SIO a finales de los 70 para los Atari de 8 bits.
Los orígenes y la primera generación del USB
Los primeros puertos USB empezaron a estar disponibles a finales de 1995, pero muy pocos periféricos los llegaron a utilizar. La versión 1.0 del estándar tenía un ancho de banda de 12 Megabits por segundo, lo cual era mucho más de lo que necesitaban ciertos periféricos comunes como el teclado y el ratón que funcionaban por aquel entonces en puertos del tipo PS/2 en el 99% de los ordenadores.
Esto llevó a la creación del estándar USB 1.1, el cual no era más rápido que el 1.0, pero disponían de un modo de bajo consumo que le permite operar a 1.5 Mbits por segundo. Incluso con el ancho de banda reducido era un salto importante respecto a los puertos para periféricos clásicos en el PC. Como el puerto paralelo, que transmitía solo a 800 Kbits por segundo y los puertos de serie que iban de los 115 a los 450 Kbits por segundo.
Pero lo que hizo que el USB se popularizara era la enorme cantidad de interfaces disponibles y las incompatibilidades que generaban en el controlador de E/S de los PCs. Por lo que el USB nació con el objetivo de solucionar ese problema. Con empresas como Intel, Microsoft, Compaq, LSI, Apple y Hewlett-Packard entre sus principales proponentes pronto se incluyó en la mayoría de ordenadores como puerto estándar.
El USB Hi-Speed, el mayor salto en ancho de banda
La versión 2.0 del estándar supuso un salto cualitativo respecto a la versión 1.0 del estándar. Manteniendo la compatibilidad hacia atrás con el USB 1.1. La segunda versión del estándar subía el ancho de banda de los 12 megabits por segundo a los 480 Megabits por segundo. Siendo el salto más espectacular jamás dado en la historia del estándar USB, ya que estamos hablando de un salto de 40 veces en lo que al ancho de banda se refiere.
El aumento en el ancho de banda sirvió para dar la bienvenida a dos nuevos tipos de periféricos que por limitaciones de velocidad del USB 1.1 sufrían un cuello de botella que afectaba a su rendimiento. El primero de ellos fueron los discos duros externos y el segundo las cámaras de vídeo. No en vano hasta ese momento era habitual utilizar para este tipo de periféricos interfaces Gigabit Ethernet o IEEE-1394, conocido coloquialmente como puerto FireWire.
La velocidad del USB 2.0 permite desplazar el puerto FireWire en los PCs, el cual no era utilizado excepto en los Macintosh de Apple donde venía de serie. En el PC en cambio no era habitual ver este puerto y poco a poco tanto los discos duros como las cámaras empezaron a adoptar el puerto USB 2.0 junto al FireWire, cuando hasta los Mac empezaron a utilizar la segunda versión del USB el IEEE-1394 desapareció.
Otra de las novedades que ofreció el estándar USB 2.0 fue la capacidad de alimentar a los periféricos desde el propio puerto USB. Gracias al hecho que el puerto pasó de entregar 100 mA de corriente de la primera generación del USB a los 500 mA del USB 2.0
USB Super Speed y la llegada del Tipo C
Una década después del lanzamiento del puerto USB se introdujo la versión 3.0 del estándar o más conocida como USB SuperSpeed. Con un aumento en su ancho de banda que fue de los 480 Mbits por segundo a los 4.8 Gbps y siendo totalmente compatible hacia atrás con la versión 2.0 del estándar. En cuanto a su capacidad para alimentar periféricos esta es mayor al haber pasado de los 500 mA a los 900 mA.
El nuevo estándar supuso cambios importantes en el pinaje de los diferentes tipos de puertos USB, lo que significó la creación de nuevas interfaces USB. Se puede decir que los puertos USB 3.0 están pensados para que puedas conectar un cable USB 2.0, pero no a la inversa, ya que las interfaces 2.0 y 1.0 no disponen de los pines necesarios para los periféricos compatibles con el USB 3.0. Con tal de facilitar las cosas para el usuario novel, los puertos USB 3.0 utilizan el color azul.
En el 2013 y cinco años más tarde de la introducción del USB 3.0 se lanzó su versión mejorada en forma del USB 3.1. Entre sus novedades está el hecho de duplicar el ancho de banda y pasar de los 900 mA a los 1.5 amperios a la hora de alimentar los periféricos. A partir del USB 3.1 se acabó creando una nueva variante del USB, el USB tipo C. El cual no amplió el ancho de banda, pero si su amperaje, pasando de los 1.5 amperios a los 3 amperios.
La tercera y última versión del USB SuperSpeed fue la 3.2, introducida en 2017 y duplicando de nuevo el ancho de banda a los 20 Gigabits por segundo y con la capacidad de alimentar los periféricos con 5 amperios. Gracias al aumento de la velocidad tanto en el USB 3.1 como en el USB 3.2 se hizo posible el uso del puerto USB para la transmisión de vídeo a través del protocolo DisplayPort, permitiendo unificar los cables de vídeo, alimentación y de datos en un solo cable USB del tipo C.
El futuro del USB pasa por la cuarta generación
La versión 4.0 del estándar abandonará por completo la clásica forma del tipo A para ser una mejora del tipo C y duplicar de nuevo el ancho de banda hasta los 40 Gbits por segundo, aparte de ser totalmente compatible no solo con los estándares USB 3.2 y 3.1 sino también con Thunderbolt 3. No en vano, el USB 4.0 es también el estándar Thunderbolt 4.
Otra de las mejoras está en el hecho que el nuevo estándar va a ser capaz de transmitir datos y vídeo al mismo tiempo sin sacrificar los canales de emisión y recepción del USB Tipo C basados en las versiones 3.1 y 3.2 del estándar. Lo que permitirá que el estándar USB 4.0 alcance la mayor velocidad de reloj posible combinando vídeo y datos.
Además su potencia de carga se mejorará respecto al USB 3.0, se espera que en unos años digamos adiós a los diferentes tipos de conectores de alimentación propietarios que utilizamos para cargar nuestros ordenadores portátiles.
Resumen de las generaciones y tipos del USB y su ancho de banda
Para terminar os dejamos una tabla resumen sobre los diferentes anchos de banda del puerto USB y que variantes del puerto soporta cada generación.
GeneraciónAncho de bandaVariantes
USB 1.1 12 Mbits/s (1.5 Mbits/s en bajo consumo)Tipo A
USB 2.0480 Mbits/s, USB 1.1Tipo A, Tipo B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG.
USB 3.05 Gbits/s, USB 2.0, USB 1.1Tipo A, Tipo B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG.
USB 3.110 Gbits/s, USB 3.1, USB 2.0, USB 1.1Tipo A, Tipo B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG. Tipo C
USB 3.120 Gbits/s, USB 3.1, USB 3.0 USB 2.0, USB 1.1Tipo A, Tipo B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG. Tipo C
USB 4.040 Gbits/s, USB 3.2. USB 3.1Tipo C
Y recordad, el hecho que un PC soporte una generación del USB no significa que lo hagan los periféricos, si estos son USB 1.1 si los conectas a un puerto USB 2.0 del PC no irán a la velocidad de un 2.0.
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