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USB über IP

Die USB-Technologie ist eine problemlose und kostengünstige Alternative zu PCI- oder ISA-Bus-Erweiterungen für den Anschluss von Peripheriegeräten.

Da Personal Computer (PCs) immer kleiner und stromlinienförmiger werden, sind die Ein-/Ausgangssteckplätze (E/A) praktisch verschwunden, was eine Herausforderung für Anwendungen wie Point-of-Sale (POS) darstellt, die den Anschluss mehrerer Peripheriegeräte erfordern.

Der I/O-Bus oder Peripheriebus ist der Weg, der Peripheriegeräte mit einem PC verbindet. Industry Standard Architecture (ISA), Peripheral Component Interconnect (PCI) und Universal Serial Bus (USB) sind die drei Busse, die in heutigen PC-, Thin-Client- oder Server-Anwendungen am häufigsten verwendet werden. Beim Vergleich von ISA, PCI und USB ist das Hauptunterscheidungsmerkmal die einfache Installation.

Traditionell bedeutete das Hinzufügen zusätzlicher Ports zum Anschluss von seriellen Schnittstellengeräten wie Belegdruckern, Barcode-Scannern, Monitoren, Pol-Displays und Magnetstreifenlesern die Installation zusätzlicher ISA- oder PCI-Karten. Dies erfordert ein gewisses Maß an technischem Verständnis, da das Hinzufügen einer Karte das Öffnen des Computergehäuses, den Einbau der Karte, die Neukonfiguration des Systems und einen Neustart des PCs erfordert.

Im Gegensatz zu internen Kartenlösungen ist die USB-Technologie, im Grunde eine bidirektionale, serielle Hochgeschwindigkeitsverbindung, die Peripheriegeräte miteinander verbindet, einfach zu installieren und kostengünstig. USB wird gemeinhin als "Plug-and-Play" bezeichnet, da ein Computer beim Anschließen die Geräte automatisch und ohne zusätzliche Software oder Hardware erkennen kann, was die Kosten reduziert. Darüber hinaus sind USB-Geräte "hot-swap-fähig", d. h. sie können ohne Neustart des PCs angeschlossen und entfernt werden. Viele alltägliche Computerprodukte sind USB-fähig, darunter Scanner, Mäuse, Digitalkameras und viele andere Peripheriegeräte.

USB wird zum Industriestandard

Seit 1998 ist die Mehrheit der neuen PCs "legacy-free", d. h. sie werden mit mindestens einem USB-Anschluss, aber ohne interne ISA-Bus-Karten ausgeliefert. Einige "Legacy-free"-PCs haben einen oder zwei PCI-Bus-Steckplätze, aber andere haben nur USB-Anschlüsse. Mit der Verbreitung von Legacy-freien PCs haben viele POS-Anwendungen die interne I/O-Erweiterung zugunsten einer externen USB-Verbindung aufgegeben. Für Anwender, die ihre seriellen Peripheriegeräte wie die oben genannten weiterhin nutzen möchten, bieten USB-zu-seriell-Konverter eine einfache Möglichkeit, sofort mehrere serielle Ports über einen einzigen USB-Anschluss zu erhalten, ohne eine PCI- oder ISA-Karte installieren zu müssen. USB-Hubs, die "daisy chained" oder zusammengeschaltet werden können, um bis zu 127 USB-Ports zu einem PC hinzuzufügen, werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die auf USB-angeschlossene Peripheriegeräte umsteigen wollen.

Die Entfernungsschranke durchbrechen

Sie fragen sich vielleicht, warum sich jemand nicht für USB zur E/A-Erweiterung entscheidet, wenn man die einfache Plug-and-Play-Installation, die Hot-Swap-fähigen Geräteverbindungen und die niedrigeren Gesamtbetriebskosten bedenkt. Während dies sowohl für Privat- als auch für Geschäftsanwender große Vorteile sind, ist eine Eigenschaft, die besonders für POS-Anwendungen eine Herausforderung darstellen kann, die Entfernungsbegrenzung von USB. Derzeit schreibt die USB-Spezifikation vor, dass USB-Peripheriegeräte nicht weiter als fünf Meter vom Host-PC entfernt sein dürfen. Während diese Entfernung für den durchschnittlichen Heimanwender, der eine USB-Kamera oder einen Drucker anschließen möchte, in der Regel keine Herausforderung darstellt, erfordern einige POS-Anwendungen größere Abstände zwischen Peripheriegeräten und dem Host-PC.

Ein Restaurant möchte beispielsweise eine Bestelleingabestation im vorderen Bereich des Lokals aufstellen. Diese Station besteht aus einem PC oder Thin Client, der an ein Local Area Network (LAN) angeschlossen ist und an den ein Monitor, ein Kreditkartenscanner, ein Belegdrucker, eine Kassenschublade oder andere POS-Geräte angeschlossen sind. Wenn eine Bestellung in das System eingegeben wird, zeigt ein alphanumerischer Monitor in der Küche jede einzelne Position an, so dass das Küchenpersonal weiß, was es zubereiten muss. Da der Monitor seine Daten von der Auftragseingabestation erhält, muss der Monitor entweder an den Auftragseingabe-PC selbst oder an einen separaten PC im LAN angeschlossen werden. Sofern sich die Küche nicht in einem Umkreis von fünf Metern um die Auftragseingabestation befindet, ist das erste Szenario aufgrund der mit der USB-Abstandsspezifikation verbundenen Fünf-Meter-Verkabelungsbeschränkung keine Option. Außerdem ist die Platzierung eines teuren PCs in einer Küche nicht immer eine wünschenswerte Option, da die Umgebungsbedingungen schwer zu kontrollieren sind.

Man könnte zu dem Schluss kommen, dass die einzige Option, die dieses Restaurant hat, darin besteht, ein Risiko einzugehen und einen PC in die Küche zu stellen. Digi International™ hat diese Einschränkungen jedoch erkannt und daraufhin vor kurzem eine neue Lösung namens AnywhereUSB® entwickelt, die nicht nur die Herausforderung dieses Restaurants, sondern auch die Herausforderung der USB-Verkabelung ähnlicher POS-Anwendungen angeht.

Langfristige Beziehungen, die funktionieren

AnywhereUSB löst die Fünf-Meter-Distanzgrenze, indem es sich direkt mit einem TCP/IP-Netzwerk (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) verbindet. Das Produkt verfügt über fünf USB-Ports, und die Box benötigt keinen lokal angeschlossenen Host-PC. Stattdessen werden die Softwaretreiber auf einem entfernten PC geladen, so dass die USB-Ports als lokal angeschlossen erscheinen, mit der gleichen "Plug-and-Play"-Benutzererfahrung wie bei herkömmlichen USB-Erweiterungen.

Im Beispiel des Restaurants würde AnywhereUSB direkt in eine Netzwerkverbindung in der Küche eingesteckt werden, der Monitor würde an einen der USB-Ports der AnywhereUSB-Box angeschlossen werden, und als Ergebnis würde der PC an der Bestelleingabestation "denken", er sei direkt mit dem Monitor verbunden. Digi bezeichnet diese Technologie als "USB Over IP™", was bedeutet, dass die USB-Daten zwischen dem lokal angeschlossenen Peripheriegerät und dem entfernt angeschlossenen Host-PC über ein Standard-TCP/IP-Netzwerk übertragen werden. Die Verlagerung des Haupt-PCs an einen entfernten Standort bietet noch größere Vorteile für mehrere Benutzerstationen.

Eine weitere Möglichkeit, den Wert der USB-over-IP-Technologie zu betrachten, wäre die Betrachtung einer Anwendung, die mehrere PCs benötigt, wie sie beispielsweise in Kaufhäusern zu finden sind. Ein Kaufhaus könnte zum Beispiel verkleinerte POS-Stationen im ganzen Geschäft haben, an denen jeweils ein AnywhereUSB einen Barcode-Scanner, einen Belegdrucker, ein Kreditkartenlesegerät, einen Kreditkartenbelegdrucker und ein Mastendisplay anschließt. Wenn eine Mischung aus seriellen und USB-Geräten benötigt wird, kann auch ein USB-zu-seriell-Konverter an die AnywhereUSB-Box angeschlossen werden. Die Transaktionen jeder Station würden über einen Backoffice-PC abgewickelt werden, so dass an jeder Station kein PC oder Thin Client benötigt wird.

Sicherung von Assets aus allen Blickwinkeln

Die Verlagerung des PCs an einen entfernten Standort bringt zwei weitere Vorteile mit sich. Erstens wird die Sicherheit sofort erhöht, nicht nur, weil die sensiblen Informationen weniger Berührungspunkte hätten, sondern auch, weil der PC selbst weniger zugänglich wäre, was die Wahrscheinlichkeit von Manipulationen oder Diebstahl verringert. Außerdem sorgt die Verlagerung für Systemredundanz, einer der größten Werte von USB Over IP. Einfach ausgedrückt: Wenn der Backoffice-PC ausfällt, kann ein anderer PC im Netzwerk die Arbeit übernehmen, während ein IT-Experte das Problem behebt. Für einen Einzelhändler könnte der Verlust der Systembetriebszeit zu einem erheblichen Umsatzverlust führen.

Gerätevernetzung leicht gemacht

Die USB-Technologie ist eine problemlose und kostengünstige Alternative zur PCI- oder ISA-Bus-Erweiterung für den Anschluss von Peripheriegeräten. Die Implementierung von USB Over IP in eine POS- oder andere Geschäftsanwendung kann ein Netzwerk in einen I/O-Bus mit praktisch unbegrenzter Erweiterung verwandeln. Anstatt mehrere PCs an einem Standort zu platzieren, jeder mit zusätzlichen PCI- oder ISA-Bussen, dient ein PC als Host für mehrere AnywhereUSB-Geräte. Mehrere Host-PCs können auf Ressourcen im Netzwerk zugreifen und im Falle eines Systemausfalls einspringen. Die Plug-and-Play-Installation und die einfache Benutzerdiagnose machen die USB-Konnektivität zu einer praktikablen Quelle für die I/O-Erweiterung sowohl für Endanwender als auch für Geschäftsanwendungen.

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