Alors que les ordinateurs personnels (PC) continuent de diminuer en taille et de s'affiner, les emplacements d'entrée/sortie (E/S) ont pratiquement disparu, ce qui pose un problème pour les applications telles que les points de vente (POS) qui nécessitent la connexion de plusieurs périphériques.
Le bus E/S, ou bus périphérique, est la voie qui relie les périphériques à un PC. L'ISA (Industry Standard Architecture), le PCI (Peripheral Component Interconnect) et l'USB (Universal Serial Bus) sont les trois bus couramment utilisés dans les applications PC, client léger ou serveur actuelles. En comparant les bus ISA, PCI et USB, le principal facteur de différenciation est la facilité d'installation.
Traditionnellement, l'ajout de ports supplémentaires pour connecter des périphériques d'interface série tels que des imprimantes de reçus, des scanners de codes à barres, des moniteurs, des afficheurs de poteaux et des lecteurs de bandes magnétiques nécessitait l'installation de cartes ISA ou PCI supplémentaires. Cela implique un certain degré de connaissances techniques, car l'ajout d'une carte nécessite d'ouvrir le châssis de l'ordinateur, d'installer la carte, de reconfigurer le système et de redémarrer le PC.
Contrairement aux solutions de cartes internes, la technologie USB, essentiellement une connexion série bidirectionnelle à haut débit qui relie les périphériques, est simple à installer et rentable. L'USB est communément appelée "Plug-and-Play", car dès la connexion, un ordinateur peut reconnaître automatiquement les périphériques sans aucun logiciel ou matériel supplémentaire, ce qui réduit les coûts. En outre, les périphériques USB sont "remplaçables à chaud", ce qui signifie qu'ils peuvent être branchés et débranchés sans redémarrer le PC. De nombreux produits informatiques courants sont compatibles USB, notamment les scanners, les souris, les appareils photo numériques et de nombreux autres périphériques.
L'USB devient une norme industrielle
Depuis 1998, la majorité des nouveaux PC sont "legacy-free", ce qui signifie qu'ils sont livrés avec au moins un port USB, mais sans carte de bus ISA interne. Certains PC " legacy-free " ont un ou deux emplacements de bus PCI, mais d'autres n'ont que des ports USB. Avec la prolifération de ces PC, de nombreuses applications de point de vente ont abandonné l'extension des E/S internes en faveur de la connectivité USB externe. Pour les utilisateurs qui souhaitent continuer à utiliser leurs périphériques série comme ceux mentionnés ci-dessus, les convertisseurs USB-série offrent un moyen facile d'obtenir instantanément plusieurs ports série à partir d'une seule connexion USB, sans installer de carte PCI ou ISA. Les concentrateurs USB, qui peuvent être reliés en guirlande ou interconnectés pour ajouter jusqu'à 127 ports USB à un PC, sont couramment utilisés dans les applications qui choisissent de migrer vers des périphériques connectés en USB.
Franchir la barrière de la distance
Vous vous demandez peut-être pourquoi quelqu'un ne choisirait pas l'USB pour l'extension des E/S, étant donné sa facilité d'installation Plug-and-Play, sa connectivité de périphériques remplaçables à chaud et son coût total de possession réduit. Bien qu'il s'agisse d'avantages majeurs pour les utilisateurs particuliers et professionnels, la limitation de distance de l'USB peut poser un problème, en particulier pour les applications de point de vente. Actuellement, la spécification USB exige que les périphériques USB se trouvent à moins de cinq mètres (16,4 pieds) du PC hôte. Si cette distance ne pose généralement pas de problème à l'utilisateur domestique moyen qui souhaite connecter un appareil photo ou une imprimante USB, certaines applications de point de vente exigent des distances plus importantes entre les périphériques et le PC hôte.
Par exemple, un restaurant peut souhaiter installer une station de saisie des commandes à l'avant du restaurant. Cette station se compose d'un PC ou d'un client léger connecté à un réseau local (LAN), avec un moniteur, un scanner de cartes de crédit, une imprimante de reçus, un tiroir-caisse ou d'autres dispositifs POS connectés. Lorsqu'une commande est saisie dans le système, un moniteur alphanumérique situé dans la cuisine affiche chaque article, afin que le personnel de cuisine sache ce qu'il doit préparer. Comme le moniteur reçoit ses données de la station de saisie des commandes, il doit être connecté soit au PC de saisie des commandes lui-même, soit à un PC séparé sur le réseau local. À moins que la cuisine ne se trouve à moins de cinq mètres de la station de saisie des commandes, le premier scénario n'est pas envisageable en raison de la limite de câblage de cinq mètres associée à la spécification de distance USB. De plus, placer un PC coûteux dans une cuisine n'est pas toujours une option souhaitable, car les conditions environnementales sont difficiles à contrôler.
On pourrait arriver à la conclusion que la seule option dont dispose ce restaurant est de prendre un risque et de mettre un PC dans la cuisine. Cependant, Digi International™ a vu ces limites et, par conséquent, a récemment développé une nouvelle solution appelée AnywhereUSB®, qui relève non seulement le défi de ce restaurant, mais aussi le défi du câblage USB des applications POS similaires.
Les relations à distance qui fonctionnent
AnywhereUSB résout la limite de distance de cinq mètres en se connectant directement à un réseau TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Le produit dispose de cinq ports USB, et le boîtier ne nécessite pas de PC hôte connecté localement. Au lieu de cela, ses pilotes logiciels sont chargés sur un PC distant, ce qui donne l'impression que les ports USB sont connectés localement, avec la même expérience utilisateur "Plug-and-Play" que l'extension USB traditionnelle.
Dans l'exemple du restaurant, AnywhereUSB se brancherait directement sur une connexion réseau dans la cuisine, le moniteur serait connecté à l'un des ports USB du boîtier AnywhereUSB et, par conséquent, le PC de la station de saisie des commandes "penserait" être directement connecté au moniteur. Digi appelle cette technologie "USB Over IP™", ce qui signifie que les données USB circulent entre le périphérique connecté localement et le PC hôte connecté à distance via un réseau TCP/IP standard. Le déplacement du PC principal vers un site distant offrira encore plus d'avantages aux multiples stations d'utilisateurs.
Une autre façon de considérer la valeur de la technologie USB sur IP serait d'envisager une application nécessitant plusieurs PC, comme ceux que l'on trouve dans les grands magasins. Par exemple, un grand magasin pourrait avoir des stations de point de vente à échelle réduite dans tout le magasin, chacune avec un AnywhereUSB connectant un scanner de codes-barres, une imprimante de reçus, un lecteur de cartes de crédit, une imprimante de reçus de cartes de crédit et un écran de poteau. Si un mélange de périphériques série et USB est nécessaire, un convertisseur USB-série peut également être attaché à la boîte AnywhereUSB. Les transactions de chaque station seront traitées par un PC de back-office, éliminant ainsi le besoin d'un PC ou d'un client léger à chaque station.
Sécuriser les biens sous tous les angles
Le déplacement du PC vers un site distant peut présenter deux autres avantages. Tout d'abord, la sécurité est instantanément renforcée, non seulement parce que les informations sensibles ont moins de points de contact, mais aussi parce que le PC lui-même est moins accessible, ce qui réduit les risques de falsification ou de vol. En outre, la relocalisation assure la redondance du système, l'une des plus grandes valeurs de l'USB sur IP. En termes simples, si le PC du back-office tombe en panne, un autre PC du réseau peut prendre le relais pendant qu'un professionnel de l'informatique répare le problème. Pour un détaillant, la perte de temps de fonctionnement du système peut entraîner une perte importante de ventes.
Les défis de l'USB
Pour comprendre où la technologie de réseau USB sur Ethernet/IP entre en jeu, il est utile de passer en revue les défis auxquels de nombreux acteurs de l'industrie sont confrontés lorsqu'ils déploient un plus grand nombre d'appareils basés sur USB.
Besoins en bande passante et en énergie
Le protocole USB, bien qu'envisagé à l'origine avec une large applicabilité et l'intention de soutenir un déploiement à très grande échelle, s'est développé pour se concentrer beaucoup plus sur la fourniture d'une connectivité riche pour un plus petit nombre de dispositifs. Au fur et à mesure que les appareils deviennent plus complexes, ils demandent l'accès à une plus grande largeur de bande. Une plus grande largeur de bande peut nécessiter l'utilisation de câbles plus courts et le contrôle d'un plus grand nombre de voies de communication USB simultanées (appelées "points d'extrémité") pour des fonctions distinctes - ce qui limite le nombre de dispositifs pouvant être placés dans une arborescence de dispositifs USB. Les chipsets disponibles sont optimisés à cet effet.
Les appareils ont besoin d'un meilleur accès à l'énergie pour recharger les batteries embarquées, ce qui nécessite de meilleures solutions d'alimentation, en particulier lorsqu'il s'agit d'offrir une connectivité à quelque échelle que ce soit.
Traditionnellement, l'ajout de ports supplémentaires pour connecter des dispositifs d'interface tels que des imprimantes de reçus, des lecteurs de codes-barres, des écrans, des affichages sur poteaux et des lecteurs de bandes magnétiques impliquait l'installation d'ordinateurs supplémentaires à proximité de l'équipement. Avec les dispositifs USB, ces ordinateurs ont dû être placés à quelques mètres de l'équipement :
- Les périphériques USB 2.0 doivent être placés à moins de 5 mètres de l'ordinateur hôte.
- Il n'est pas recommandé de placer les dispositifs USB 3.0 à plus de 3 mètres.
Faciliter la mise en réseau des appareils
La technologie USB est une alternative simple et rentable à l'extension des bus PCI ou ISA pour la connectivité des périphériques. La mise en œuvre de l'USB sur IP dans un point de vente ou une autre application commerciale peut transformer un réseau en un bus d'E/S avec une expansion pratiquement illimitée. Au lieu de placer plusieurs PC dans un lieu, chacun avec des bus PCI ou ISA supplémentaires, un PC sert d'hôte pour plusieurs périphériques AnywhereUSB. Plusieurs PC hôtes peuvent accéder aux ressources sur le réseau, et peuvent se couvrir en cas de panne du système. L'installation Plug-and-Play et les diagnostics faciles pour l'utilisateur font de la connectivité USB une source viable d'expansion d'E/S dans les applications d'utilisateur final et d'entreprise.