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El cable de altavoz , como cualquier otro componente eléctrico lineal, tiene tres parámetros que determinan su rendimiento: resistencia, capacitancia e inductancia. Si fuera posible un cable perfecto, no tendría resistencia, capacitancia ni inductancia. Cuanto más corto es un cable, más cerca está de ser perfecto, ya que la resistencia disminuye a medida que disminuye la longitud en todos los conductores (excepto los superconductores). La resistencia es la propiedad que tiene el mayor efecto en el rendimiento del cable de altavoz, mientras que las características capacitivas e inductivas del cable de altavoz son insignificantemente pequeñas en relación con el altavoz mismo. Los conductores más grandes (calibre de cable más pequeño) tienen menor resistencia. Siempre que la resistencia del cable del altavoz se mantenga en menos del 5% de la impedancia del altavoz, el conductor será adecuado para uso doméstico. Los cables de altavoz se seleccionan según la calidad de construcción, el precio, el propósito estético y la conveniencia. El cable trenzado es más flexible que el cable macizo y es adecuado para equipos móviles. Para un cable que estará expuesto en lugar de pasar dentro de las paredes, debajo de revestimientos de pisos o detrás de molduras (como en una casa), la apariencia puede ser un beneficio subjetivo, pero es irrelevante para las características eléctricas. Se dice que una mejor purificación de materiales oxidantes como el cobre da como resultado propiedades conductoras más consistentes a lo largo de todo el cable, pero esto no es un problema en términos de sus efectos sobre la calidad del sonido. Un mejor revestimiento puede ser más grueso o más resistente, menos reactivo químicamente con el conductor, menos propenso a enredarse y más fácil de pasar a través de un grupo de otros cables, o puede incorporar una serie de técnicas de blindaje para usos no domésticos. Incluso con cables de mala calidad, es posible que no se produzca una degradación audible del sonido. Muchas diferencias supuestamente audibles en los cables de los altavoces pueden atribuirse al sesgo del oyente o al efecto placebo. El sesgo del oyente se ve reforzado en gran medida por la práctica popular de los fabricantes de hacer afirmaciones sobre sus productos sin ninguna base científica o de ingeniería válida, o sin importancia en el mundo real. Muchos fabricantes que atienden a audiófilos (así como aquellos que abastecen a mercados minoristas menos costosos) también hacen afirmaciones inconmensurables, aunque poéticas, acerca de que sus cables suenan abiertos, dinámicos o suaves. Para justificar estas afirmaciones, muchos citan propiedades eléctricas como el efecto piel, la impedancia característica del cable o la resonancia, que generalmente son poco comprendidas por los consumidores. Ninguno de estos tiene ningún efecto mensurable en las frecuencias de audio, aunque cada uno es importante en las frecuencias de radio.

El cable de altavoz se utiliza para realizar la conexión eléctrica entre altavoces y amplificadores de audio. El cable de altavoz moderno consta de dos conductores eléctricos aislados individualmente con plástico. Los dos cables son eléctricamente idénticos, pero están marcados (por ejemplo, mediante una cresta en el aislamiento de un cable, el color de un cable, una rosca en un cable, etc.) para ayudar a identificar fácilmente la polaridad correcta. Algunos diseños históricos también presentaban otro par de cables para alimentación eléctrica de un electroimán en el altavoz. Al menos uno de estos diseños de altavoces todavía está en producción (en Francia), pero esencialmente todos los altavoces fabricados ahora utilizan imanes permanentes, que desplazaron a los altavoces de campo electromagnético hace más de medio siglo. El efecto del cable del altavoz sobre la señal que transporta ha sido un tema muy debatido en el mundo de los audiófilos y la alta fidelidad. La exactitud de muchas afirmaciones publicitarias sobre estos puntos también ha sido motivo de mucho debate.

La topología de la red define la forma en que las computadoras, impresoras y otros dispositivos están conectados, física y lógicamente. Una topología de red describe el diseño del cable y los dispositivos, así como las rutas utilizadas por las transmisiones de datos. La topología de red tiene dos tipos: Físico lógico Las topologías comúnmente utilizadas incluyen: Autobús Estrella Árbol (jerárquico) Lineal Anillo Malla parcialmente conectado completamente conectado (a veces conocido como completamente redundante ) Las topologías de red mencionadas anteriormente son sólo una representación general de los tipos de topologías utilizadas en las redes informáticas y se consideran topologías básicas.

Una red inalámbrica es básicamente lo mismo que una LAN o una WAN, pero no hay cables entre los hosts y los servidores. Los datos se transfieren a través de conjuntos de transceptores de radio. Este tipo de redes son beneficiosas cuando resulta demasiado costoso o inconveniente tender los cables necesarios. Para obtener más información, consulte LAN inalámbrica y Red de área amplia inalámbrica. Los protocolos de acceso a medios para LAN provienen del IEEE. Las WLAN IEEE 802.11 más comunes cubren, dependiendo de las antenas, desde cientos de metros hasta unos pocos kilómetros. Para áreas más grandes, los satélites de comunicaciones de varios tipos, la radio celular o el bucle local inalámbrico (IEEE 802.16) tienen ventajas y desventajas. Dependiendo del tipo de movilidad necesaria, los estándares relevantes pueden provenir del IETF o de la ITU.

Una red metropolitana es una red que es demasiado grande incluso para las LAN más grandes, pero que no está en la escala de una WAN. También integra dos o más redes LAN en un área geográfica específica (generalmente una ciudad) para aumentar la red y el flujo de comunicaciones. Las LAN en cuestión normalmente estarían conectadas a través de líneas "troncales". Para obtener más información sobre WAN, consulte Frame Relay, ATM y Sonet.

Una red de área amplia es una red en la que se despliega una amplia variedad de recursos en una gran área nacional o internacional. Un ejemplo de esto es una empresa multinacional que utiliza una WAN para interconectar sus oficinas en diferentes países. El mejor y más grande ejemplo de WAN es Internet, que es una red compuesta por muchas redes más pequeñas. Internet se considera la red más grande del mundo. La PSTN (Red Telefónica Pública Conmutada) también es una red extremadamente grande que está convergiendo para utilizar tecnologías de Internet, aunque no necesariamente a través de la Internet pública. Una red de área amplia implica comunicación mediante el uso de una amplia gama de tecnologías diferentes. Estas tecnologías incluyen WAN punto a punto, como el protocolo punto a punto (PPP) y el control de enlace de datos de alto nivel (HDLC), Frame Relay, ATM (modo de transferencia asíncrono) y Sonet (red óptica síncrona). La diferencia entre las tecnologías WAN se basa en las capacidades de conmutación que realizan y la velocidad a la que se envían y reciben bits de información (datos).

Una red de área local es una red que abarca un espacio relativamente pequeño y proporciona servicios a un número reducido de personas. Se puede utilizar un método de conexión en red de igual a igual o cliente-servidor. Una red peer-to-peer es donde cada cliente comparte sus recursos con otras estaciones de trabajo en la red. Ejemplos de redes peer-to-peer son: Redes de oficinas pequeñas donde el uso de recursos es mínimo y una red doméstica. Una red cliente-servidor es donde cada cliente está conectado al servidor y entre sí. Las redes cliente-servidor utilizan servidores de diferentes capacidades. Estos se pueden clasificar en dos tipos: 1. Servidores de servicio único 2. servidor de impresión, donde el servidor realiza una tarea como servidor de archivos; mientras que otros servidores no sólo pueden funcionar como servidores de archivos y servidores de impresión, sino que también realizan cálculos y los utilizan para proporcionar información a los clientes (servidor web/intranet). Las computadoras están conectadas mediante un cable Ethernet y se pueden unir directamente (una computadora a otra) o mediante un concentrador de red que permite múltiples conexiones.

La creación de redes es una parte compleja de la informática que constituye la mayor parte de la industria de TI. Sin redes, casi todas las comunicaciones en el mundo dejarían de realizarse. Es gracias a las redes que funcionan los teléfonos, los televisores, Internet, etc. Una forma de categorizar las redes informáticas es por su alcance geográfico, aunque muchas redes del mundo real interconectan redes de área local (LAN) a través de redes de área amplia (WAN) y redes inalámbricas [WWAN].

Antes de la llegada de las redes informáticas basadas en algún tipo de sistema de telecomunicaciones, la comunicación entre las máquinas de cálculo y las primeras computadoras la realizaban usuarios humanos transmitiendo instrucciones entre ellos. Muchos de los comportamientos sociales que se observan en la Internet actual estaban presentes de manera demostrable en las redes telegráficas del siglo XIX y posiblemente incluso en redes anteriores que utilizaban señales visuales. En septiembre de 1940, George Stibitz utilizó una máquina de teletipo para enviar instrucciones para un conjunto de problemas desde su Modelo K en Dartmouth College en New Hampshire a su Calculadora de números complejos en Nueva York y recibió los resultados por el mismo medio. Vincular sistemas de salida como teletipos a computadoras era un interés en la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA) cuando, en 1962, JCR Licklider fue contratado y desarrolló un grupo de trabajo al que llamó "Red Intergaláctica", un precursor de ARPANet. En 1964, investigadores de Dartmouth desarrollaron el Dartmouth Time Sharing System para usuarios distribuidos de grandes sistemas informáticos. El mismo año, en el MIT, un grupo de investigación apoyado por General Electric y Bell Labs utilizó una computadora (DEC's PDP-8) para enrutar y administrar conexiones telefónicas. A lo largo de la década de 1960, Leonard Kleinrock, Paul Baran y Donald Davies conceptualizaron y desarrollaron de forma independiente sistemas de red que utilizaban datagramas o paquetes que podían usarse en una red de conmutación de paquetes entre sistemas informáticos. 1965 Thomas Merrill y Lawrence G. Roberts crearon la primera red de área amplia (WAN). El primer conmutador PSTN ampliamente utilizado que utilizó un verdadero control por computadora fue el conmutador Western Electric 1ESS, introducido en 1965. En 1969, la Universidad de California en Los Ángeles, SRI (en Stanford), la Universidad de California en Santa Bárbara y la Universidad de Utah se conectaron como el comienzo de la red ARPANet utilizando circuitos de 50 kbit/s. En 1972 se implementaron servicios comerciales que utilizaban X.25, una arquitectura alternativa al conjunto TCP/IP. Las redes informáticas y las tecnologías necesarias para conectarse y comunicarse a través de ellas y entre ellas continúan impulsando las industrias de hardware, software y periféricos. Esta expansión se refleja en el crecimiento del número y tipos de usuarios de redes, desde el investigador hasta el usuario doméstico. Hoy en día, las redes informáticas son el núcleo de la comunicación moderna. Por ejemplo, todos los aspectos modernos de la Red Telefónica Pública Conmutada (RTPC) están controlados por computadora, y la telefonía funciona cada vez más a través del Protocolo de Internet, aunque no necesariamente a través de la Internet pública. El alcance de las comunicaciones ha aumentado significativamente en la última década y este auge de las comunicaciones no habría sido posible sin el avance progresivo de la red informática.

Los usuarios y administradores de red suelen tener diferentes puntos de vista de sus redes. A menudo, los usuarios comparten impresoras y algunos servidores forman un grupo de trabajo, lo que normalmente significa que están en la misma ubicación geográfica y en la misma LAN. Una comunidad de intereses tiene menos connotación que estar en un área local y debe considerarse como un conjunto de usuarios ubicados arbitrariamente que comparten un conjunto de servidores y posiblemente también se comunican a través de tecnologías peer-to-peer. Los administradores de redes ven las redes desde una perspectiva tanto física como lógica. La perspectiva física implica ubicaciones geográficas, cableado físico y elementos de red (por ejemplo, enrutadores, puentes y puertas de enlace de la capa de aplicación que interconectan los medios físicos. Las redes lógicas, denominadas, en la arquitectura TCP/IP, subredes, se asignan a uno o más medios físicos. Por ejemplo, una práctica común en un campus de edificios es hacer que un conjunto de cables LAN en cada edificio parezcan una subred común, utilizando tecnología de LAN virtual (VLAN). Tanto los usuarios como los administradores conocerán, en distintos grados, las características de confianza y alcance de una red. Nuevamente, utilizando la terminología arquitectónica TCP/IP, una intranet es una comunidad de intereses bajo administración privada, generalmente por una empresa, y sólo es accesible para usuarios autorizados (por ejemplo, empleados). Las intranets no tienen por qué estar conectadas a Internet, pero generalmente tienen una conexión limitada. Una extranet es una extensión de una intranet que permite comunicaciones seguras con usuarios fuera de la intranet (por ejemplo, socios comerciales, clientes). De manera informal, Internet es el conjunto de usuarios, empresas y proveedores de contenidos que están interconectados por proveedores de servicios de Internet (ISP). Desde un punto de vista de ingeniería, Internet es el conjunto de subredes y agregados de subredes que comparten el espacio de direcciones IP registradas e intercambian información sobre la accesibilidad de esas direcciones IP mediante el protocolo Border Gateway. Normalmente, los nombres legibles por humanos de los servidores se traducen a direcciones IP, de forma transparente para los usuarios, a través de la función de directorio del Sistema de nombres de dominio (DNS). A través de Internet, pueden existir comunicaciones de empresa a empresa (B2B), de empresa a consumidor (B2C) y de consumidor a consumidor (C2C). Especialmente cuando se intercambia dinero o información confidencial, es probable que las comunicaciones estén protegidas por algún tipo de mecanismo de seguridad de las comunicaciones. Las intranets y extranets se pueden superponer de forma segura a Internet, sin ningún acceso por parte de los usuarios generales de Internet, utilizando tecnología segura de red privada virtual (VPN). Cuando se utiliza para jugar, una computadora tendrá que ser el servidor mientras las demás juegan a través de ella.

Las redes informáticas son la disciplina de la ingeniería que se ocupa de la comunicación entre sistemas o dispositivos informáticos. Las redes, los enrutadores, los protocolos de enrutamiento y las redes a través de Internet pública tienen sus especificaciones definidas en documentos llamados RFC. Las redes informáticas a veces se consideran una subdisciplina de las telecomunicaciones, la informática, la tecnología de la información y/o la ingeniería informática. Las redes informáticas dependen en gran medida de la aplicación teórica y práctica de estas disciplinas científicas y de ingeniería. Una red informática es cualquier conjunto de ordenadores o dispositivos conectados entre sí con capacidad de intercambiar datos. Ejemplos de diferentes redes son: Red de área local (LAN), que suele ser una red pequeña limitada a un área geográfica pequeña. Red de área amplia (WAN) que suele ser una red más grande que cubre un área geográfica extensa. Las LAN y WAN inalámbricas (WLAN y WWAN) son el equivalente inalámbrico de LAN y WAN. Todas las redes están interconectadas para permitir la comunicación con una variedad de diferentes tipos de medios, incluidos cables de cobre de par trenzado, cables coaxiales, fibra óptica y diversas tecnologías inalámbricas. Los dispositivos pueden estar separados por unos pocos metros (p. ej. mediante Bluetooth) o distancias casi ilimitadas (p. ej. mediante las interconexiones de Internet).

La comunicación USB toma la forma de paquetes. Inicialmente, todos los paquetes se envían desde el host, a través del concentrador raíz y posiblemente más concentradores, a los dispositivos. Algunos de esos paquetes dirigen a un dispositivo para que envíe algunos paquetes en respuesta. Después del campo de sincronización descrito anteriormente, todos los paquetes están formados por bytes de 8 bits, transmitiéndose primero el bit menos significativo. El primer byte es un byte de identificador de paquete (PID). El PID es en realidad de 4 bits; el byte consta del PID de 4 bits seguido de su complemento bit a bit. Esta redundancia ayuda a detectar errores. (Tenga en cuenta también que un byte PID contiene como máximo cuatro bits 1 consecutivos y, por lo tanto, nunca necesitará relleno de bits, incluso cuando se combina con el último bit 1 en el byte de sincronización. Sin embargo, el byte PID de SALIDA termina con tres bits 1 consecutivos, por lo que si la siguiente dirección del dispositivo USB comienza con tres bits 1, será necesario relleno de bits). Los paquetes vienen en tres tipos básicos, cada uno con un formato y CRC (verificación de redundancia cíclica) diferente: Los paquetes de protocolo de enlace no constan más que de un byte PID y generalmente se envían en respuesta a paquetes de datos. Los tres tipos básicos son ACK, que indica que los datos se recibieron exitosamente, NAK, que indica que los datos no se pueden recibir en este momento y se deben volver a intentar, y STALL, que indica que el dispositivo tiene un error y nunca podrá transferir datos exitosamente hasta que se realice alguna acción correctiva (como la inicialización del dispositivo). USB 2.0 agregó dos paquetes de protocolo de enlace adicionales, NYET, que indica que una transacción dividida aún no se ha completado, y un protocolo de enlace ERR para indicar que falló una transacción dividida. El único paquete de protocolo de enlace que puede generar el host USB es ACK; si no está listo para recibir datos, no debe indicarle al dispositivo que envíe ninguno. Los paquetes de token constan de un byte PID seguido de 11 bits de dirección y un CRC de 5 bits. Los tokens solo los envía el host, nunca un dispositivo.-- Los tokens IN y OUT contienen un número de dispositivo de 7 bits y un número de función de 4 bits (para dispositivos multifunción) y ordenan al dispositivo que transmita paquetes DATAx o reciba los siguientes paquetes DATAx, respectivamente. Un token IN espera una respuesta de un dispositivo. La respuesta puede ser una respuesta NAK o STALL, o una trama DATAx. En el último caso, el host emite un protocolo de enlace ACK si corresponde. Un token OUT es seguido inmediatamente por una trama DATAx. El dispositivo responde con ACK, NAK o STALL, según corresponda. SETUP funciona de manera muy similar a un token OUT, pero se usa para la configuración inicial del dispositivo. Cada milisegundo (12000 tiempos de bits a máxima velocidad), el host USB transmite un token SOF (inicio de trama) especial, que contiene un número de trama incremental de 11 bits en lugar de una dirección de dispositivo. Esto se utiliza para sincronizar flujos de datos isócronos. Los dispositivos USB 2.0 de alta velocidad reciben 7 tokens SOF duplicados adicionales por cuadro, cada uno de los cuales presenta un "microcuadro" de 125 µs. USB 2.0 agregó un token PING, que pregunta al dispositivo si está listo para recibir un par de paquetes SALIDA/DATOS. El dispositivo responde con ACK, NAK o STALL, según corresponda. Esto evita la necesidad de enviar el paquete de DATOS si el dispositivo sabe que simplemente responderá con NAK. USB 2.0 también agregó un token SPLIT más grande con un número de concentrador de 7 bits, 12 bits de indicadores de control y un CRC de 5 bits. Esto se utiliza para realizar transacciones divididas. En lugar de bloquear el bus USB de alta velocidad que envía datos a un dispositivo USB más lento, el concentrador con capacidad de alta velocidad más cercano recibe un token SPLIT seguido de uno o dos paquetes USB a alta velocidad, realiza la transferencia de datos a velocidad máxima o baja y proporciona la respuesta a alta velocidad cuando lo solicita un segundo token SPLIT. Los detalles son complejos; consulte las especificaciones USB. paquetes de datos Hay dos paquetes de datos básicos, DATA0 y DATA1. Ambos constan de un campo DATAx PID, de 0 a 1023 bytes de carga útil de datos (hasta 1024 en alta velocidad, como máximo 8 en baja velocidad) y un CRC de 16 bits. Siempre deben ir precedidos por un token de dirección y generalmente van seguidos de un token de protocolo de enlace desde el receptor hasta el transmisor. Los dos tipos de paquetes proporcionan el número de secuencia de 1 bit requerido por ARQ Stop-and-wait. Si un host USB no recibe una respuesta (como un ACK) para los datos que ha transmitido, no sabe si los datos se recibieron o no, es posible que se hayan perdido en tránsito o que se hayan recibido pero se haya perdido la respuesta del protocolo de enlace. Para resolver este problema, el dispositivo realiza un seguimiento del tipo de paquete DATAx que aceptó por última vez. Si recibe otro paquete DATAx del mismo tipo, se reconoce pero se ignora como duplicado. En realidad, sólo se recibe un paquete DATAx del tipo opuesto. Cuando un dispositivo se reinicia con un paquete de CONFIGURACIÓN, espera un paquete de DATOS0 a continuación. USB 2.0 también agregó tipos de paquetes DATA2 y MDATA. Son utilizados únicamente por dispositivos de alta velocidad que realizan transferencias isócronas de gran ancho de banda que necesitan transferir más de 1024 bytes por "microtrama" de 125 µs (8192 kB/s). PRE "paquete" Los dispositivos de baja velocidad son compatibles con un valor PID especial, PRE. Esto marca el comienzo de un paquete de baja velocidad y lo utilizan concentradores que normalmente no envían paquetes de alta velocidad a dispositivos de baja velocidad. Dado que todos los bytes PID incluyen cuatro bits 0, dejan el bus en el estado K de velocidad máxima, que es lo mismo que el estado J de baja velocidad. Le sigue una breve pausa durante la cual los concentradores habilitan sus salidas de baja velocidad, que ya están inactivas en el estado J, luego sigue un paquete de baja velocidad, que comienza con una secuencia de sincronización y un byte PID, y termina con un breve período de SE0. Los dispositivos de velocidad completa distintos de los concentradores pueden simplemente ignorar el paquete PRE y su contenido de baja velocidad, hasta que el SE0 final indique que le sigue un nuevo paquete.

El modelo de especificación USB 1.0 se introdujo en 1996. USB fue creado por el grupo central de empresas formado por Intel, Compaq, Microsoft, Digital, IBM y Northern Telecom. Intel produjo el controlador de host UHCI y la pila de software abierto; Microsoft produjo una pila de software USB para Windows y fue coautor de la especificación del controlador de host OHCI con National Semiconductor y Compaq; Philips produjo los primeros USB-Audio; y TI produjo los chips de concentrador más utilizados. Originalmente, el USB estaba destinado a reemplazar la multitud de conectores en la parte posterior de las PC, así como a simplificar la configuración del software de los dispositivos de comunicación. El iMac G3 "Bondi blue" original de Apple, presentado el 6 de mayo de 1998, fue la primera computadora en ofrecer puertos USB sin ofrecer puertos "heredados". [2] USB 1.1 salió en septiembre de 1998 para ayudar a rectificar los problemas de adopción que ocurrieron con versiones anteriores de USB, principalmente aquellos relacionados con concentradores. La especificación USB 2.0 se publicó en abril de 2000 y fue estandarizada por USB-IF a finales de 2001. Hewlett-Packard, Intel, Lucent (ahora LSI Corporation desde su fusión con Agere Systems, una filial de Lucent), Microsoft, NEC y Philips lideraron conjuntamente la iniciativa para desarrollar una velocidad de transferencia de datos más alta, 480 Mbits/s, que la especificación 1.1 de 12 Mbits/s. La especificación USB 3.0 fue publicada el 17 de noviembre de 2008 por USB 3.0 Promoter Group. Tiene una velocidad de transferencia hasta 10 veces más rápida que la versión USB 2.0 y ha sido denominado SuperSpeed ​​USB. Los equipos que cumplan con cualquier versión del estándar también funcionarán con dispositivos diseñados con cualquier especificación anterior (lo que se conoce como compatibilidad con versiones anteriores).

USB implementa conexiones a dispositivos de almacenamiento utilizando un conjunto de estándares llamado clase de dispositivo de almacenamiento masivo USB (denominado MSC o UMS). Inicialmente estaba destinado a unidades magnéticas y ópticas tradicionales, pero se ha ampliado para admitir una amplia variedad de dispositivos, particularmente unidades flash. Esta generalidad se debe a que muchos sistemas pueden controlarse con el lenguaje familiar de manipulación de archivos dentro de directorios (el proceso de hacer que un dispositivo novedoso parezca un dispositivo familiar también se conoce como extensión). Aunque la mayoría de las computadoras más nuevas son capaces de arrancar desde dispositivos de almacenamiento masivo USB, el USB no está diseñado para ser un bus principal para el almacenamiento interno de una computadora: buses como ATA (IDE), Serial ATA (SATA) y SCSI cumplen esa función. Sin embargo, el USB tiene una ventaja importante: es posible instalar y quitar dispositivos sin abrir la carcasa de la computadora, lo que lo hace útil para unidades externas. Concebidos originalmente y todavía utilizados hoy en día para dispositivos de almacenamiento óptico (unidades de CD-RW, unidades de DVD, etc.), varios fabricantes ofrecen discos duros USB portátiles externos, o cajas vacías para unidades, que ofrecen un rendimiento comparable al de las unidades internas. Estas unidades externas suelen contener un dispositivo de traducción que conecta una unidad de tecnología convencional (IDE, ATA, SATA, ATAPI o incluso SCSI) a un puerto USB. Funcionalmente, la unidad aparece ante el usuario como una unidad interna. Otros estándares competidores que permiten la conectividad externa son eSATA y FireWire. Otro uso de los dispositivos de almacenamiento masivo USB es la ejecución portátil de aplicaciones de software sin necesidad de instalación en la computadora host, por ejemplo. Navegador web, VoIP, etc.

Un sistema USB tiene un diseño asimétrico y consta de un host, una multitud de puertos USB descendentes y múltiples dispositivos periféricos conectados en una topología de estrella escalonada. Se pueden incluir concentradores USB adicionales en los niveles, lo que permite la ramificación en una estructura de árbol con hasta cinco niveles de niveles. Un host USB puede tener múltiples controladores de host y cada controlador de host puede proporcionar uno o más puertos USB. Se pueden conectar hasta 127 dispositivos, incluidos los dispositivos concentradores, a un único controlador host. Los dispositivos USB están conectados en serie a través de concentradores. Siempre existe un concentrador conocido como concentrador raíz, que está integrado en el controlador del host. Los llamados "centros de uso compartido", que permiten que varias computadoras accedan a los mismos dispositivos periféricos, también existen y funcionan alternando el acceso entre PC, ya sea de forma automática o manual. Son populares en entornos de oficinas pequeñas. En términos de red, convergen en lugar de divergir. Un dispositivo USB físico puede constar de varios subdispositivos lógicos a los que se hace referencia como funciones del dispositivo. Un solo dispositivo puede proporcionar varias funciones, por ejemplo, una cámara web (función de dispositivo de video) con un micrófono incorporado (función de dispositivo de audio). La comunicación del dispositivo USB se basa en tuberías (canales lógicos). Las tuberías son conexiones desde el controlador de host a una entidad lógica en el dispositivo denominada punto final. El término punto final se utiliza ocasionalmente para referirse incorrectamente a la tubería. Un dispositivo USB puede tener hasta 32 tuberías activas, 16 hacia el controlador host y 16 fuera del controlador. Cada punto final puede transferir datos en una sola dirección, ya sea dentro o fuera del dispositivo, por lo que cada tubería es unidireccional. Los puntos finales se agrupan en interfaces y cada interfaz está asociada con una única función del dispositivo. Una excepción a esto es el punto final cero, que se utiliza para la configuración del dispositivo y que no está asociado con ninguna interfaz. Cuando un dispositivo USB se conecta por primera vez a un host USB, se inicia el proceso de enumeración del dispositivo USB. La enumeración comienza enviando una señal de reinicio al dispositivo USB. La velocidad del dispositivo USB se determina durante la señalización de reinicio. Después del reinicio, el host lee la información del dispositivo USB y luego al dispositivo se le asigna una dirección única de 7 bits. Si el dispositivo es compatible con el host, se cargan los controladores de dispositivo necesarios para comunicarse con el dispositivo y el dispositivo se configura en un estado configurado. Si se reinicia el host USB, el proceso de enumeración se repite para todos los dispositivos conectados. El controlador host dirige el flujo de tráfico a los dispositivos, por lo que ningún dispositivo USB puede transferir datos en el bus sin una solicitud explícita del controlador host. En USB 2.0, el controlador host sondea el bus en busca de tráfico, generalmente en forma circular. En SuperSpeed ​​USB, el dispositivo conectado puede solicitar servicio al host.

En tecnología de la información, Universal Serial Bus (USB) es un estándar de bus serie para conectar dispositivos a una computadora host. USB fue diseñado para permitir que muchos periféricos se conecten utilizando un único conector de interfaz estandarizado y para mejorar las capacidades Plug and play al permitir el intercambio en caliente, es decir, permitir que los dispositivos se conecten y desconecten sin reiniciar la computadora o apagar el dispositivo. Otras características convenientes incluyen proporcionar energía a dispositivos de bajo consumo sin la necesidad de una fuente de alimentación externa y permitir el uso de muchos dispositivos sin necesidad de instalar controladores de dispositivo individuales específicos del fabricante. USB está destinado a reemplazar muchas variedades heredadas de puertos serie y paralelo. El USB puede conectar periféricos de computadora como ratones, teclados, PDA, gamepads y joysticks, escáneres, cámaras digitales, impresoras, reproductores multimedia personales, unidades flash y discos duros externos. Para muchos de esos dispositivos, USB se ha convertido en el método de conexión estándar. El USB se diseñó originalmente para computadoras personales, pero se ha vuelto común en otros dispositivos como PDA y consolas de videojuegos, y como cable de alimentación puente entre un dispositivo y un adaptador de CA conectado a un enchufe de pared para cargarlo. En 2008[actualización], había alrededor de 2 mil millones de dispositivos USB en el mundo.[cita requerida] El diseño de USB está estandarizado por el USB Implementers Forum (USB-IF), un organismo de estándares de la industria que incorpora empresas líderes de las industrias informática y electrónica. Entre los miembros notables se incluyen Agere (ahora fusionada con LSI Corporation), Apple Inc., Hewlett-Packard, Intel, NEC y Microsoft.

Los ratones y teclados suelen estar equipados con conectores USB, pero debido a que la mayoría de las placas base de PC todavía conservan conectores PS/2 para el teclado y el ratón a partir de 2007, a menudo se suministran con un pequeño adaptador de USB a PS/2, lo que permite su uso con una interfaz USB o PS/2. No hay lógica dentro de estos adaptadores: aprovechan el hecho de que dichas interfaces HID están equipadas con controladores que son capaces de dar servicio tanto al protocolo USB como al PS/2, y detectan automáticamente en qué tipo de puerto están conectados. Los joysticks, teclados, tabletas y otros dispositivos de interfaz humana también están migrando progresivamente desde MIDI, puerto de juegos de PC y conectores PS/2 a USB. Las computadoras Apple Macintosh han estado usando USB exclusivamente para todos los ratones y teclados externos con cable desde enero de 1999. El iMac original aumentó considerablemente la conciencia pública sobre el USB en agosto de 1998, ya que descartó los puertos heredados para usar solo USB. Las PC tenían puertos USB antes de la introducción del iMac, pero se incluían con un complemento completo de puertos tradicionales, lo que ralentizó la adopción del USB. La influencia del iMac se puede ver en la cantidad de periféricos USB con carcasas de plástico translúcido y de colores a juego que estaban disponibles a finales de los 90 y principios de los 2000.

La velocidad máxima de 12 Mbit/s (1,5 MB/s) es la velocidad de datos USB básica definida por USB 1.0. Todos los concentradores USB admiten Full Speed. USB 1.0 también define una velocidad de baja velocidad de 1,5 Mbit/s (187,5 kB/s). Es muy similar al funcionamiento a máxima velocidad excepto que cada bit tarda 8 veces más en transmitirse. Su objetivo principal es ahorrar costos en dispositivos de interfaz humana (HID) de bajo ancho de banda, como teclados, ratones y joysticks. En 2001 se introdujo una velocidad de alta velocidad (USB 2.0) de 480 Mbit/s (60 MB/s). Todos los dispositivos de alta velocidad son capaces de volver a funcionar a máxima velocidad si es necesario. Velocidad de datos experimental: Una velocidad SuperSpeed ​​(USB 3.0) de 5,0 Gbit/s (625 MB/s). La especificación USB 3.0 fue lanzada por Intel y sus socios en agosto de 2008, según los primeros informes de CNET News. Es probable que los productos que utilicen la especificación 3.0 lleguen en 2009 o 2010. Las señales USB se transmiten a través de un cable de datos de par trenzado con 90Ω ±15% de impedancia, etiquetado como D+ y Dâˆ'. Estos utilizan colectivamente señalización diferencial semidúplex para combatir los efectos del ruido electromagnético en líneas más largas. Los niveles de señal transmitida son de 0,0 a 0,3 voltios para baja y de 2,8 a 3,6 voltios para alta en los modos de velocidad completa (FS) y baja velocidad (LS), y de -10 a 10 mV para baja y de 360 ​​a 440 mV para alta en el modo de alta velocidad (HS). En el modo FS, los hilos del cable no están terminados, pero el modo HS tiene una terminación de 45Ω a tierra o un diferencial de 90Ω para igualar la impedancia del cable de datos. Una conexión USB siempre se realiza entre un host o concentrador en el extremo del conector "A" y un puerto ascendente de un dispositivo o concentrador en el otro extremo. El host incluye resistencias desplegables de 15 kΩ en cada línea de datos. Cuando no hay ningún dispositivo conectado, esto baja ambas líneas de datos al llamado estado "cero de un solo extremo" (SE0 en la documentación de USB) e indica un reinicio o una conexión desconectada. Un dispositivo USB eleva una de las líneas de datos con una resistencia de 1,5 kΩ. Esto domina una de las resistencias desplegables del host y deja las líneas de datos en un estado inactivo llamado "J". La elección de la línea de datos indica la velocidad admitida de un dispositivo; los dispositivos de velocidad máxima elevan D+, mientras que los dispositivos de baja velocidad elevan Dâˆ'. Los datos USB se transmiten alternando las líneas de datos entre el estado J y el estado K opuesto. USB codifica datos utilizando la convención NRZI; un bit 0 se transmite alternando las líneas de datos de J a K o viceversa, mientras que un bit 1 se transmite dejando las líneas de datos como están. Para garantizar una densidad mínima de transiciones de señal, USB utiliza relleno de bits; Se inserta un bit 0 adicional en el flujo de datos después de la aparición de seis bits 1 consecutivos. Siete bits 1 consecutivos siempre son un error. Una trama USB comienza con una secuencia de sincronización de 8 bits 00000001. Es decir, después del estado inactivo inicial J, las líneas de datos alternan KJKJKJKK. El último bit (estado K repetido) marca el final del patrón de sincronización y el comienzo de la trama USB propiamente dicha. El final de una trama USB, llamado EOP (fin de paquete), se indica mediante el transmisor que activa tiempos de 2 bits de SE0 (D+ y D- ambos por debajo de Vil max) y un tiempo de 1 bit del estado J. Después de esto, el transmisor deja de controlar las líneas D+/Dâˆ' y las resistencias antes mencionadas lo mantienen en el estado J (inactivo). Un receptor puede tardar más en decodificar el estado SE0 y verá el tiempo del primer bit como una repetición del último bit de datos. Dado que las tramas USB siempre tienen una longitud múltiplo de 8 bits, este "bit de goteo" adicional se puede detectar e ignorar. Un bus USB se reinicia mediante una señal SE0 prolongada (de 10 a 20 milisegundos). Los dispositivos USB 2.0 utilizan un protocolo especial durante el reinicio, llamado "chirping", para negociar el modo de alta velocidad con el host/hub. Un dispositivo con capacidad HS se conecta primero como un dispositivo FS (D+ elevado), pero al recibir un RESET USB (tanto D+ como D- controlados a BAJO por el host durante 10 a 20 mS), eleva la línea D-. Si el host/hub también es compatible con HS, emite un chirrido (devuelve estados J y K alternos en las líneas D- y D+) para informarle al dispositivo que el hub funcionará a alta velocidad. La tolerancia del reloj es 480,00 Mbit/s ±500 ppm, 12.000 Mbit/s ±2500 ppm, 1,50 Mbit/s ±15000 ppm. Aunque los dispositivos de alta velocidad se denominan comúnmente "USB 2.0" y se anuncian como "hasta 480 Mbit/s", no todos los dispositivos USB 2.0 son de alta velocidad. USB-IF certifica dispositivos y proporciona licencias para usar logotipos de marketing especiales para "Velocidad básica" (baja y completa) o Alta velocidad después de pasar una prueba de cumplimiento y pagar una tarifa de licencia. Todos los dispositivos se prueban según las últimas especificaciones, por lo que los dispositivos de baja velocidad que cumplen recientemente también son dispositivos 2.0. El rendimiento real alcanzado actualmente (2006)[actualización] con dispositivos reales es aproximadamente dos tercios de la velocidad máxima teórica de transferencia de datos masivos de 53,248 MB/s. Los dispositivos USB de alta velocidad típicos funcionan a velocidades más bajas, a menudo alrededor de 3 MB/s en total, a veces hasta 10-20 MB/s.

El cable existe tanto en forma de conductor trenzado como sólido. La forma trenzada es más flexible y soporta más flexión sin romperse y es adecuada para conexiones confiables con conectores perforadores de aislamiento, pero hace conexiones poco confiables en conectores de desplazamiento de aislamiento. La forma sólida es menos costosa y realiza conexiones confiables en conectores de desplazamiento de aislamiento, pero realiza conexiones poco confiables en conectores de perforación de aislamiento. Teniendo esto en cuenta, el cableado del edificio (por ejemplo, el cableado dentro de la pared que conecta un enchufe de pared a un panel de conexión central) es de núcleo sólido, mientras que los cables de conexión (por ejemplo, el cable móvil que se conecta a la toma de pared en un extremo y a una computadora en el otro) son trenzados. El aislamiento exterior suele ser PVC o LSOH. Los tipos de cables, tipos de conectores y topologías de cableado están definidos por TIA/EIA-568-B. Casi siempre, los conectores modulares 8P8C, a menudo denominados incorrectamente "RJ-45", se utilizan para conectar cables de categoría 5. La categoría específica de cable en uso se puede identificar mediante la impresión en el lateral del cable. El cable termina en el esquema T568A o en el esquema T568B. No importa cuál se utilice, ya que ambos son directos (pin 1 a 1, pin 2 a 2, etc.); sin embargo, los tipos de cables mixtos no deben conectarse en serie ya que la impedancia por par difiere ligeramente y podría causar degradación de la señal. El artículo Ethernet sobre par trenzado describe cómo se utiliza el cable para Ethernet, incluidos los cables especiales "cruzados".

El cable Cat 5 e es una versión mejorada de Cat 5 que agrega especificaciones para diafonía en el extremo remoto. Se definió formalmente en 2001 como el estándar TIA/EIA-568-B, que ya no reconoce la especificación Cat 5 original. Aunque 1000BASE-T fue diseñado para usarse con cable Cat 5, las especificaciones más estrictas asociadas con el cable y los conectores Cat 5e lo convierten en una excelente opción para usar con 1000BASE-T. A pesar de las especificaciones de rendimiento más estrictas, el cable Cat 5e no permite distancias de cable más largas para redes Ethernet: los cables todavía están limitados a un máximo de 100 m (328 pies) de longitud (la práctica normal es limitar los cables fijos ("horizontales") a 90 m para permitir hasta 5 m de cable de conexión en cada extremo, esto equivale a un total del máximo de 100 m mencionado anteriormente). Las características de rendimiento y los métodos de prueba del cable Cat 5e se definen en TIA/EIA-568-B.2-2001.