A medida que los ordenadores personales (PC) siguen reduciendo su tamaño y se vuelven más ágiles, las ranuras de entrada/salida (E/S) prácticamente han desaparecido, lo que supone un reto para aplicaciones como los puntos de venta (TPV) que requieren la conexión de múltiples dispositivos periféricos.
El bus de E/S, o bus de periféricos, es la vía que une los dispositivos periféricos a un PC. La Arquitectura Estándar de la Industria (ISA), la Interconexión de Componentes Periféricos (PCI) y el Bus Serie Universal (USB) son los tres buses que se utilizan habitualmente en las aplicaciones actuales de PC, clientes ligeros o servidores. Al comparar ISA, PCI y USB, el factor diferenciador clave es la facilidad de instalación.
Tradicionalmente, añadir puertos adicionales para conectar dispositivos de interfaz en serie como impresoras de recibos, escáneres de códigos de barras, monitores, pantallas de poste y lectores de banda magnética suponía instalar tarjetas ISA o PCI adicionales. Esto implica un cierto grado de conocimientos técnicos, porque añadir una tarjeta requiere abrir el chasis del ordenador, instalar la tarjeta, reconfigurar el sistema y reiniciar el PC.
A diferencia de las soluciones de tarjetas internas, la tecnología USB, básicamente una conexión serie de alta velocidad y doble dirección que enlaza dispositivos periféricos, es sencilla de instalar y rentable. El USB se conoce comúnmente como "Plug-and-Play", porque al conectarse, un ordenador puede reconocer automáticamente los dispositivos sin necesidad de software o hardware adicional, lo que reduce los costes. Además, los dispositivos USB son "intercambiables en caliente", es decir, pueden conectarse y desconectarse sin necesidad de reiniciar el ordenador. Muchos productos informáticos de uso cotidiano son compatibles con USB, como escáneres, ratones, cámaras digitales y muchos otros dispositivos periféricos.
El USB se convierte en un estándar industrial
Desde 1998, la mayoría de los nuevos PC son "sin legado", lo que significa que se entregan con al menos un puerto USB, pero sin tarjetas de bus ISA internas. Algunos PCs sin legado tienen una o dos ranuras de bus PCI, pero otros sólo tienen puertos USB. Con la proliferación de los PC sin legado, muchas aplicaciones de TPV han abandonado la expansión de E/S interna en favor de la conectividad USB externa. Para los usuarios que desean seguir utilizando sus dispositivos periféricos en serie, como los mencionados anteriormente, los convertidores de USB a serie ofrecen una forma sencilla de obtener instantáneamente varios puertos serie a partir de una única conexión USB, sin necesidad de instalar una tarjeta PCI o ISA. Los concentradores USB, que pueden "encadenarse" o interconectarse para añadir hasta 127 puertos USB a un PC, se utilizan habitualmente en aplicaciones que optan por migrar a dispositivos periféricos conectados por USB.
Romper la barrera de la distancia
Es posible que se pregunte por qué alguien no elegiría USB para la expansión de E/S, dada su fácil instalación Plug-and-Play, su conectividad de dispositivos intercambiables en caliente y su menor coste total de propiedad. Aunque estas son las principales ventajas para los usuarios domésticos y empresariales, un rasgo que puede suponer un reto, sobre todo para las aplicaciones de punto de venta, es la limitación de distancia del USB. En la actualidad, la especificación USB exige que los dispositivos periféricos USB estén a menos de cinco metros del PC anfitrión. Aunque esta distancia no suele suponer un reto para el usuario doméstico medio que quiere conectar una cámara o una impresora USB, algunas aplicaciones de punto de venta requieren distancias mayores entre los dispositivos periféricos y el PC anfitrión.
Por ejemplo, un restaurante puede desear ubicar una estación de entrada de pedidos en la parte delantera del restaurante. Esta estación consiste en un PC o cliente ligero conectado a una red de área local (LAN), con un monitor, un escáner de tarjetas de crédito, una impresora de recibos, una caja registradora u otros dispositivos de punto de venta conectados. Cuando se introduce un pedido en el sistema, un monitor alfanumérico situado en la cocina muestra cada partida, para que el personal de cocina sepa lo que debe preparar. Dado que el monitor recibe los datos de la estación de entrada de pedidos, debe estar conectado al propio PC de entrada de pedidos o a un PC independiente en la LAN. A menos que la cocina esté a menos de cinco metros de la estación de entrada de pedidos, el primer escenario no es una opción debido a la limitación de cableado de cinco metros asociada a la especificación de distancia USB. Además, colocar un PC caro en una cocina no siempre es una opción deseable, ya que las condiciones ambientales son difíciles de controlar.
Uno podría llegar a la conclusión de que la única opción que tiene este restaurante es arriesgarse y poner un PC en la cocina. Sin embargo, Digi International™ vio estas limitaciones y, como resultado, desarrolló recientemente una nueva solución llamada AnywhereUSB®, que aborda no solo el desafío de este restaurante, sino también el del cableado USB de aplicaciones de punto de venta similares.
Relaciones a distancia que funcionan
AnywhereUSB resuelve el límite de distancia de cinco metros conectándose directamente a una red de Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet (TCP/IP). El producto cuenta con cinco puertos USB, y la caja no requiere un PC anfitrión conectado localmente. En su lugar, sus controladores de software se cargan en un PC remoto, haciendo que los puertos USB parezcan estar conectados localmente con la misma experiencia de usuario "Plug and Play" que la expansión USB tradicional.
En el ejemplo del restaurante, AnywhereUSB se conectaría directamente a una conexión de red en la cocina, el monitor se conectaría a uno de los puertos USB de la caja AnywhereUSB y, como resultado, el PC del puesto de entrada de pedidos "pensaría" que está conectado directamente al monitor. Digi se refiere a esta tecnología como "USB Over IP™", lo que significa que los datos USB viajan entre el dispositivo periférico conectado localmente y el PC principal conectado remotamente a través de una red TCP/IP estándar. El traslado del PC principal a una ubicación remota ofrecerá aún más ventajas a las estaciones de usuarios múltiples.
Otra forma de ver el valor de la tecnología USB sobre IP sería considerar una aplicación que requiera múltiples PC, como las que se encuentran en los grandes almacenes. Por ejemplo, unos grandes almacenes podrían tener estaciones de punto de venta a escala en toda la tienda, cada una con un AnywhereUSB que conectara un escáner de códigos de barras, una impresora de recibos, un lector de tarjetas de crédito, una impresora de recibos de tarjetas de crédito y una pantalla de poste. Si se necesita una combinación de dispositivos serie y USB, también se puede conectar un convertidor de USB a serie a la caja AnywhereUSB. Las transacciones de cada estación se procesarían a través de un PC de back office, eliminando la necesidad de un PC o cliente ligero en cada estación.
Asegurar los activos desde todos los ángulos
El traslado del PC a una ubicación remota puede suponer dos ventajas adicionales. En primer lugar, la seguridad aumenta instantáneamente, no sólo porque la información sensible tendría menos puntos de contacto, sino también porque el propio PC sería menos accesible, lo que reduciría las posibilidades de manipulación o robo. Además, la reubicación permite la redundancia del sistema, uno de los mayores valores de USB sobre IP. En pocas palabras, si el PC de la oficina trasera se cae, otro PC de la red puede tomar el relevo mientras un profesional de TI repara el problema. Para un minorista, la pérdida de tiempo de funcionamiento del sistema podría suponer una importante pérdida de ventas.
Desafíos con USB
Para entender dónde entra en juego la tecnología de red USB sobre Ethernet/IP, conviene repasar los retos a los que se enfrentan muchos en el sector, a medida que despliegan un mayor número de dispositivos basados en USB.
Necesidades de ancho de banda y potencia
El protocolo USB, aunque originalmente se concibió con una amplia aplicabilidad y la intención de soportar un despliegue a muy gran escala, ha evolucionado para centrarse mucho más en proporcionar una conectividad rica a un número menor de dispositivos. A medida que los dispositivos se vuelven más complejos, solicitan acceso a un mayor ancho de banda. Un mayor ancho de banda puede requerir el uso de cables más cortos y el control de más vías de comunicación USB simultáneas (denominadas "puntos finales") para funciones independientes, lo que limita el número de dispositivos que pueden colocarse en un árbol de dispositivos USB. Los chipsets disponibles están optimizados para estos fines.
Los dispositivos requieren un mayor acceso a la energía para recargar las baterías de a bordo, lo que exige mejores soluciones energéticas, sobre todo cuando se ofrece conectividad a cualquier escala.
Tradicionalmente, añadir puertos adicionales para conectar dispositivos de interfaz como impresoras de recibos, lectores de códigos de barras, monitores, pantallas de postes y lectores de bandas magnéticas significaba instalar ordenadores adicionales cerca de los equipos. Con los dispositivos basados en USB, estos ordenadores han tenido que situarse a pocos metros de los equipos:
- Los dispositivos USB 2.0 deben colocarse a una distancia máxima de 5 metros del ordenador host.
- No se recomienda colocar los dispositivos USB 3.0 a más de 3 metros de distancia
Facilitar la conexión en red de los dispositivos
La tecnología USB es una alternativa rentable y sin complicaciones a la expansión del bus PCI o ISA para la conectividad de dispositivos periféricos. La implementación de USB sobre IP en un punto de venta u otra aplicación comercial puede convertir una red en un bus de E/S con una expansión prácticamente ilimitada. En lugar de colocar varios PC en un lugar, cada uno con buses PCI o ISA adicionales, un PC sirve de anfitrión para varios dispositivos AnywhereUSB. Los múltiples PCs anfitriones pueden acceder a los recursos de la red, y pueden cubrirse en caso de fallo del sistema. La instalación "plug and play" y el fácil diagnóstico del usuario hacen de la conectividad USB una fuente viable de expansión de E/S tanto en aplicaciones de usuario final como de empresa.