USB

Con las especificaciones de la versión 2.0 USB4 introducidas el otoño pasado, USB-C podría convertirse en el único conector que necesitamos.

La transición de formatos de señales de audio y vídeo analógicos a digitales durante las últimas dos décadas ha redefinido por completo la industria Pro AV. Nos ha permitido empaquetar más píxeles en la pantalla y distribuir audio envolvente a conjuntos de altavoces. Podemos mover datos a la velocidad del rayo, utilizar conmutadores de red y software para distribuir audio y vídeo, y transmitir contenido 4K con alto rango dinámico a través de redes rápidas hasta el hogar.

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Pero aún queda una tarea por cumplir: consolidar todos los diferentes tipos de conectores que se utilizan para vídeo, audio, control y alimentación. Dada la gran cantidad de conectores que nos vimos obligados a usar en la época analógica, hemos recorrido un largo camino hacia la consolidación: HDMI y DisplayPort pueden transportar audio integrado, y la última interfaz también proporciona energía de bajo voltaje. Los extensores de señal de par trenzado pueden transportar energía a través de Ethernet (PoE) junto con RS-232 (¡todavía disponible!) y señalización infrarroja (¡también todavía disponible!), pero eso agrega otro nivel de complejidad.

Hasta hace unos años, estas interfaces de vídeo y audio existían separadas de los datos de alta velocidad transportados a través de la interfaz de bus serie universal (USB). HDMI, DisplayPort y USB 2.0 se encontraban comúnmente juntos en extensores de señal (y en algunas matrices y conmutadores de presentación), pero permanecían en sus propios carriles. Es decir, hasta el desarrollo del conector USB Type-C, coincidiendo con el lanzamiento del estándar USB 3.0.

El conector tipo C es un animal totalmente diferente a las versiones anteriores de USB tipo A, mini y micro. Por un lado, el Tipo-C es un conector simétrico compacto de 24 pines, lo que significa que no importa de qué manera lo conectes. (Este es un atributo muy útil cuando intentas cargar tu teléfono después de una noche). También es un conector "inteligente", que configura sus pines para adaptarse a la aplicación. ¿Necesita mover archivos y cargar un dispositivo? Hecho sin problemas y sin complicaciones. ¿Necesita más carriles para mover datos? Lo entendiste.

Lo que realmente hace que el Type-C sea el pijama del gato es que también puede transportar señales de visualización y audio usando lo que se llama Modo Alternativo. Si su computadora portátil tiene puertos tipo C, no necesita un conector HDMI o DisplayPort separado; simplemente conecte un monitor usando un cable tipo C, tal como conectaría una unidad de estado sólido externa. (Aunque es totalmente compatible con DisplayPort, el modo alternativo solo funciona con HDMI versión 2.1, no con 2.0 o 1.3/1.4).

Ahora, el USB se ha vuelto aún más rápido. En octubre pasado, el Foro de Implementadores de USB (USB-IF) publicó su especificación USB4 Versión 2.0, que afirma una velocidad de datos máxima de 80 Gbps a través de cables y conectores tipo C. Se trata de un aumento significativo en el rendimiento de las pantallas UHD, los dispositivos de almacenamiento y los concentradores y bases USB. Las especificaciones USB Type-C y USB Power Delivery (USB PD) también se han actualizado para admitir este mayor nivel de rendimiento de datos.

A medida que más fabricantes se sumen a las interfaces tipo C y productos de gestión de señales, habrá un impulso para consolidar y simplificar la cantidad de conectores y cables que utilizamos con computadoras y pantallas.

En su comunicado de prensa, USB-IF promociona “…Operación de hasta 80 Gb/s, utilizando una nueva arquitectura de capa física basada en codificación de señal PAM3, sobre cables pasivos USB tipo C de 40 Gb/s existentes y 80 Gb recientemente definidos. /s cables activos USB tipo C”. (PAM significa Modulación de Amplitud de Pulso, un sistema de señalización que también se usa para extensores de señal HDBaseT). Tenga en cuenta que la velocidad de datos máxima de 80 Gbps se aplica solo cuando todos los carriles se usan para datos y no para otras aplicaciones.

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Otra característica del USB4 y del conector tipo C "inteligente" son las velocidades de transferencia de datos adaptables. Del comunicado de prensa: “Opcionalmente, para determinadas aplicaciones, como la conducción de pantallas basadas en USB4 de muy alto rendimiento, la interfaz de señal USB tipo C se puede configurar de forma asimétrica para ofrecer hasta 120 Gb/s en una dirección manteniendo 40 Gb/s. Está en la otra dirección”.

Ni siquiera podrías concebir hacer eso con versiones anteriores de HDMI, cualquier versión de DVI o conectores analógicos. USB4 también permitirá que el túnel de datos USB Enhanced SuperSpeed ​​supere los 20 Gbps (por carril) y es compatible con DisplayPort Revisión 2.1 y PCI Express Revisión 4.

¿Por qué es tan importante esa velocidad extra? Tenga en cuenta que un monitor UltraHD (3840 x 2160 píxeles) con una frecuencia de actualización de 120 Hz (para juegos) y color RGB de 10 bits requiere una velocidad de datos de visualización de aproximadamente 43 Gbps. Tanto HDMI como DisplayPort actualizaron sus especificaciones en los últimos años para superar los 50 Gbps y admitir altas velocidades de cuadros y una mayor profundidad de bits de color. Ahora tienen una interfaz de datos serial universal que se está poniendo al día.

Digo “universal” porque una migración al tipo C (algo que Apple ya está haciendo para cambiar su conector Lightning patentado) ofrece economías de escala a los fabricantes de productos electrónicos comerciales y de consumo. Si un conector puede hacer todo el trabajo pesado, ¿por qué no dejarlo y al mismo tiempo reducir el número de piezas que deben ocuparse en las placas de circuito? Algunas computadoras portátiles ya tienen múltiples conectores tipo C, uno de los cuales generalmente admite el modo alternativo y otros están optimizados para datos y energía.

Como cualquier otra señal, los bits USB se pueden compartir entre múltiples destinos a través de concentradores (equivalentes a amplificadores de distribución). También se pueden enviar a destinos específicos a través de conmutadores. Y ya estamos familiarizados con el funcionamiento de estos productos para mover señales HDMI y DisplayPort. Los fabricantes de productos de distribución y gestión de señales ahora están ampliando sus líneas para agregar concentradores y conmutadores USB.

También están llegando al mercado productos de conmutación híbridos que combinan entradas tipo C y HDMI, aunque la velocidad máxima de datos a través de los puertos tipo C es actualmente limitada. Un ejemplo que encontré en Lightware proporciona dos entradas Type-C y dos HDMI 2.0 con una velocidad de datos máxima de 18 Gbps (lo suficientemente buena para UltraHD/60 con color RGB de 8 bits) y dos salidas HDMI 2.0. Estos son pequeños pasos, sin duda, pero aún es temprano en el juego para explotar todas las características de la interfaz Type-C.

Como todos sabemos ahora, los cambios significativos en las características y la conectividad del hardware electrónico comercial están impulsados ​​por cambios en la electrónica de consumo. La migración de Apple a conectores USB tipo C probablemente llevará a que otras marcas de portátiles hagan lo mismo, aunque puede pasar algún tiempo antes de que se sientan cómodos eliminando interfaces HDMI separadas. (La migración de DisplayPort a Type-C se está produciendo a un ritmo mucho más rápido, ya que ese conector no se usa tan ampliamente como HDMI).

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¿Y qué pasa con la interfaz de datos Thunderbolt? Los puertos Thunderbolt 3 y Thunderbolt 4 tienen exactamente el mismo aspecto que los puertos USB-C y sus conectores son físicamente idénticos. Puede conectar un dispositivo USB-C a un puerto Thunderbolt 3 o 4 sin ningún problema. Actualmente, Thunderbolt tiene la ventaja en velocidades de transferencia de datos (40 Gbps) y continuará siéndolo por un tiempo, ya que la adopción de USB4, como cualquier nuevo formato de interfaz de señal, llevará tiempo. Y Thunderbolt también puede transportar señales de audio y visualización.

Aún así, la escritura está en la pared para las interfaces de señales discretas. A medida que más fabricantes se sumen a las interfaces tipo C y productos de gestión de señales, habrá un impulso para consolidar y simplificar la cantidad de conectores y cables que utilizamos con computadoras y pantallas. Y desde mi perspectiva, USB4 Type-C es el candidato con más probabilidades de resultar ganador.

En enero, Pure Fi presentó su cable óptico activo (AOC) Pure Fi USB Type-C. Uno de los primeros cables ópticos activos USB-C que ofrece velocidades de hasta 40 Gbps hasta 30 pies, el nuevo cable es ideal para aplicaciones que requieren conectividad de alta velocidad entre dispositivos que no se encuentran cerca uno del otro. Compatible con los últimos dispositivos USB4 y Thunderbolt 3 y 4, ofrece conectividad bidireccional en una amplia gama de dispositivos USB actuales y heredados.

Con un diámetro de cable de solo 0,2 pulgadas, el elegante factor de forma del Pure Fi USB-C AOC garantiza la conectividad sin verse obstaculizado por opciones de cableado más gruesas. Además, el cable de 30 pies permite a los usuarios colocar unidades externas y otros periféricos en un armario o en otra habitación, alejando la producción de ruido y calor del espacio de trabajo. Su capacidad para entregar hasta 60 W de potencia a través de USB-C también es ideal para aplicaciones de realidad virtual, ya que el cable ofrece una carga constante durante horas de uso ininterrumpido.

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Pete Putman, CTS, KT2B, es el presidente de ROAM Consulting.

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