Conectores y buses

En este tema veremos aspectos relacionados con los conectores externos con los que trabaja el ordenador. Al terminar esta unidad deberemos saber:

  • Conocer los tipos de conectores y los buses que utiliza un ordenador
  • Conocer las características y funcionalidad de cada uno de los conectores e interfaces de un ordenador.
  • Saber escoger qué conector y buses son los adecuadas para una determinada situación
1. Conectores del panel lateral de la placa

La placa base del ordenador suele incluir un conjunto de conectores a través de los cuales se pueden agregar diferentes tipos de dispositivos al ordenador. Un conector es un hardware utilizado para unir cables o para conectar un cable a un dispositivo, por ejemplo para conectar un cable de ratón al ordenador. La mayoría de los conectores pertenece a uno de los dos tipos existentes: macho o hembra. El conector macho se caracteriza por tener una o más clavijas expuestas. El conector hembra disponen de uno o más receptáculos diseñados para alojar las clavijas del conector macho.

El panel lateral de la placa base suele ser diferente de unas placas a otras, dependiendo de las especificaciones y componentes que incluya. El aspecto de este panel lateral es el siguiente:

2. Puerto serie y paralelo

En la informática, un puerto es una forma genérica de denominar a una interfaz a través de la cual los diferentes tipos de datos se pueden enviar y recibir. La interfaz determina la conexión entre dispositivos, que permite conectar distintos tipos de dispositivos como monitores, impresoras, escáneres, discos duros externos, cámaras digitales, memorias pendrive, etc. Estas conexiones tienen denominaciones particulares como, por ejemplo, los puertos "serie" y "paralelo" de un ordenador.


El puerto serie utilizado por los ordenadores actuales suele ser de 9 patillas y el dispositivo que lo controla se denomina UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter). Los puertos series de un ordenador se suelen denominar como COM1 y COM2. En este tipo de puertos la comunicación se transmite bit a bit, es decir, enviando un solo bit a la vez consiguiendo velocidades de hasta 115.200bits por segundo.

transmisión en un puerto serial

El puerto serie por excelencia es el RS-232 que utiliza cableado simple desde 3 hilos hasta 25 y que conecta ordenadores o microcontroladores a todo tipo de periféricos, desde terminales a impresoras y módems.

Uno de los defectos de los puertos serie iniciales era su lentitud en comparación con los puertos paralelos, sin embargo, con el paso del tiempo, han ido apareciendo multitud de puertos serie con una alta velocidad que los hace muy interesantes ya que tienen la ventaja de un menor cableado y son más baratos. Por ello, el puerto RS-232 e incluso multitud de puertos paralelos están siendo reemplazados por nuevos puertos serie como el USB o el Serial ATA.

El puerto paralelo se utiliza generalmente para manejar impresoras y es capaz de transmitir hasta 8 bits al mismo tiempo. Se identifica fácilmente por su conector de 25 pines colocados en dos filas.

La transmisión de datos paralela consiste en enviar datos en forma simultánea por varios canales (hilos). Los puertos paralelos en los PC pueden utilizarse para enviar 8 bits simultáneamente por 8 hilos tal como muestra la siguiente figura.

transmisión por un puerto paralelo

Los primeros puertos paralelos bidireccionales permitían una velocidad de 2,4 Mb/s. Sin embargo, los puertos paralelos mejorados han logrado alcanzar velocidades mayores:

  • El EPP (puerto paralelo mejorado) alcanza velocidades de 8 a 16 Mbps
  • El ECP (puerto de capacidad mejorada), desarrollado por Hewlett Packard y Microsoft. Posee las mismas características del EPP con el agregado de un dispositivo Plug and Play que permite que el equipo reconozca los periféricos conectados.

Los puertos paralelos, al igual que los seriales, se encuentran integrados a la placa madre. Los conectores DB25 permiten la conexión con un elemento exterior (por ejemplo, una impresora).

Conector DB25

3. Puerto PS/2

El conector PS/2 (formato mini DIN 6) se utiliza principalmente para conectar teclados y ratones a los equipos.

Conector PS/2

La comunicación en ambos casos es serial (bidireccional en el caso del teclado), y controlada por microcontroladores situados en la placa madre. No han sido diseñados para ser intercambiados en caliente, y el hecho de que al hacerlo no suela ocurrir nada es más debido a que los microcontroladores modernos son mucho más resistentes a cortocircuitos en sus líneas de entrada/salida.

A su vez, las interfaces de teclado y ratón PS/2, aunque eléctricamente similares, se diferencian en que en la interfaz de teclado se requiere en ambos lados un colector abierto para permitir la comunicación bidireccional.

En la actualidad, han sido reemplazados por los dispositivos USB Plug & Play en su mayoría, haciendolos dificiles de encontrar, ya que ofrecen mayor velocidad de conexión, la posibilidad de conectar y desconectar en caliente (con lo que con un sólo teclado y/o ratón puede usarse en varios equipos, lo que elimina las colecciones de teclados o la necesidad de recurrir a un conmutador en salas con varios equipos), además de ofrecer múltiples posibilidades de conexión de más de un periférico de forma compatible.

4. Puerto USB

El Universal Serial Bus (bus universal en serie) o Conductor Universal en Serie (CUS), abreviado comúnmente USB, es un puerto serie que sirve para conectar periféricos a un ordenador.

Entre sus características más importantes está la de que permite a los dispositivos trabajar a velocidades mayores, en promedio a unos 12 Mbps, esto es más o menos de 3 a 5 veces más rápido que un dispositivo de puerto paralelo y de 20 a 40 veces más rápido que un dispositivo de puerto serial. Otras de sus características son: plug and play, permitir desconectar dispositivos sin apagar el equipo, suministrar alimentación y el uso de dispositivos de distintos fabricantes sin necesidad de instalar drivers adicionales en el equipo.

Trabaja como interfaz para transmisión de datos y distribución de energía,es decir, además de transmitir datos entre el dispositivo y el ordenador, permite enviar la energía necesaria para que un periférico funcione (se encienda).

Este pueto ha reemlazado a los puertos serie y paralelo, ya que permite conectar diferentes tipos de dispositivos como ratones, teclados, cámaras digitales, impresoras, etc.

Actualmente existen diferentes tipos de conectores USB, los más comunes son:

  • Los conectores conocidos como tipo A, cuya forma es rectangular y se utilizan, generalmente, para dispositivos que no requieren demasiado ancho de banda (como el teclado, el ratón, las cámaras Web, etc.);
  • Los conectores conocidos como tipo B poseen una forma cuadrada y se utilizan principalmente para dispositivos de alta velocidad (discos duros externos, etc.).

Conectores USB tipo A y B

  1. Fuente de alimentación de +5 V (VBUS) máximo 100 mA
  2. Datos (D-)
  3. Datos (D+)
  4. Conexión a tierra (GND)

Existen otros tipos de conectores como son los Mini-B, Micro-A y Micro-B.

4.1 USB 3.0

Actualmente la versión implementada del USB es la 2.0; sin embargo, ya se está empezando a utilizar la versión 3.0. Esta nueva versión tiene la principal característica de multiplicar por 10 de la velocidad de transferencia, que pasa de los 480 Mbps de USB 2.0 a los 4,8 Gbps (600 MB/s).

Otra de las características de este puerto es su "regla de inteligencia": los dispositivos que se enchufan y luego de un rato quedan en desuso, pasan inmediatamente a un estado de bajo consumo. A la vez, la intensidad de la corriente se incrementa de los 500 a los 900 miliamperios, que sirve para abastecer a un teléfono móvil o un reproductor audiovisual portátil en menos tiempo.

Por otro lado, aumenta la velocidad en la transmisión de datos, ya que en lugar de funcionar con tres líneas, lo hace con cinco. De esta manera, dos líneas se utilizan para enviar, otras dos para recibir, y una quinta se encarga de suministrar la corriente. Así, el tráfico es bidireccional (en ambos sentidos).

A finales de 2009, fabricantes como Asus o Gigabyte presentaron placas base con esta nueva revisión del bus. Aquellos que tengan un teclado o un ratón de la versión anterior no tendrán problemas de compatibilidad, ya que el sistema lo va a reconocer al instante, aunque no podrán beneficiarse de los nuevos adelantos de este puerto usb serial bus.

5. Puerto Firewire

El bus IEEE 1394 (nombre del estándar al cual hace referencia) fue desarrollado a fines de 1995 con el objetivo de brindar un sistema de intercomunicación que permita circular datos a alta velocidad y en tiempo real como comunicación serie.

Se trata de un puerto existente en algunos equipos que permite conectarse a distintos periféricos (en particular cámaras digitales) con un ancho de banda alto. Existen tarjetas de expansión (generalmente en formato PCI o PC Card / PCMCIA) que le permiten equipar un ordenador con conectores FireWire. Los conectores y cables FireWire pueden localizarse fácilmente gracias a su forma y al siguiente logotipo:

Logotipo de FireWire

Su velocidad hace que sea la interfaz más utilizada para audio y vídeo digital. Así, se usa mucho en cámaras de vídeo, discos duros, impresoras, reproductores de vídeo digital, sistemas domésticos para el ocio, sintetizadores de música y escáneres.

Existen varias versiones del puerto firewire, las cuales se muestran en la siguiente figura:

El más utilizado actualmente es el firewire s800.

6. Interfaces de video y audio

6.1  Puerto VGA

El puerto VGA es el puerto estandarizado para conexión del monitor a la PC. Su conector es un HD 15, de 15 pines organizados en 3 hileras horizontales. Este tipo de conector se encuentra en la mayoría de las tarjetas gráficas y se utiliza para enviar 3 señales analógicas al monitor, que corresponden a los componentes de la imagen rojo, azul y verde:

Conector SUB-D15

El conector de la tarjeta gráfica VGA es generalmente azul:

Conector VGA

6.2 Puerto DVI

La interfazDVI (Interfaz de video digital), que se encuentra en algunas tarjetas gráficas, se utiliza para enviar digitalmente señales de video a pantallas con una interfaz adecuada. Evitan los procesos de conversión digital-analógica que reducen potencialmente la calidad y resultan innecesarios.

Estos puertos (DVI) permiten mejorar la calidad de salida para monitores LCD y las tarjetas de video de alta resolución. Hoy vienen en la mayoría de las tarjetas gráficas y en las salidas de Súper video y VGA. Por ejemplo, el DVI-D se usa entre la fuente de video y el monitor LCD. Y el DVI-A (analógico) permite transportar la señal a dispositivos analógicos como monitores tradicionales (tubo de rayo catódico, TRC o CRT) e incluso para HDTV (TV de alta definición).

http://www.planetronic.es/images/DV71.jpg

Sin embargo, la interfaz DVI (Entrada de video digital) ha quedada obsoleta con el lanzamiento de la interfaz HDMI.

6.3 Puerto HDMI

High-Definition Multimedia Interface o HDMI, (interfaz multimedia de alta definición), es una norma de audio y vídeo digital cifrado sin compresión. HDMI provee una interfaz entre cualquier fuente de audio y vídeo digital como podría ser un sintonizador TDT, un reproductor de Blu-ray, un ordenador, etc.

HDMI permite el uso de vídeo computarizado, mejorado o de alta definición, así como audio digital multicanal en un único cable.

El conector estándar de HDMI tipo A tiene 19 pines. Se ha definido también una versión de mayor resolución -tipo B-, pero su uso aún no se ha generalizado. El tipo B tiene 29 pines, permitiendo llevar un canal de vídeo expandido para pantallas de alta resolución.

El HDMI tipo A es compatible hacia atrás con un enlace simple DVI, usado por los monitores de ordenador y tarjetas gráficas modernas. Esto quiere decir que una fuente DVI puede conectarse a un monitor HDMI, o viceversa, por medio de un adaptador o cable adecuado, pero el audio y las características de control remoto HDMI no estarán disponibles.

Las características principales de esta interfaz son:

  • Es una nueva generación de conector, ya que no es dedicado a únicamente el video, sino que combina la transmisión de audio y otros tipos de datos.

  • El puerto HDMI se encarga de enviar las señales cifradas desde la computadora hacia la pantalla, ello quiere decir que de este modo es difícil copiar la señal hacia otro dispositivo con el que se quieran crear copias ilegales.

  • Utilizan un formato de datos "PanelLink", denominado TMDS ("Transition Minimized Differential Signaling") ó señalización con transición diferencial minimizada, la cuál no utiliza ningún tipo de compresión.

  • Se encuentra integrado en las tarjetas aceleradoras de gráficos modernas.

6.4 Conectores RCA

El conector RCA es un tipo de conector eléctrico común en el mercado audiovisual. El nombre "RCA" deriva de la Radio Corporation of America, que introdujo el diseño en los 1940. El conector RCA se utiliza para la transmisión de audio y video.

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Un problema del sistema RCA es que cada señal necesita su propio cable. Para evitar líos, se usan otros tipos de conectores combinados, como el euroconector (SCART), presente en la mayoría de televisiones modernas. Además, también se encuentran adaptadores RCA-SCART.

A continuación se muestra el código de colores que utiliza esta interfaz.

Aplicación Tipo de Señal Color del conector
Video compuesto analógico Video Amarillo
Audio analógico Canal Izquierdo/Mono
Canal Derecho
Blanco
Rojo
Video analógico por componentes RGB Señal de video al color Rojo
Señal de video y sincronismo al color Verde
Señal de video al color Azul
Rojo
Verde
Azul

6.5 Conector S-video

El estándar S-Video (que significa "Sony Video"), a menudo denominado Y/C, es un modo de transmisión de video con componentes separados que utiliza cables diferentes para transmitir información con respecto a la luminancia (luminosidad) y crominancia (color).

Una conexión S-Video permite ofrecer una calidad de video óptima al enviar en forma simultánea las 576 filas de la imagen, sin entrelazar (todas a la vez).

La señal S-Video se transmite generalmente con un cable que comprende un conector mini DIN de 4 clavijas (dos clavijas diferentes para cada componente de video)

http://www.compucanjes.com/prod_images/0000014589_1.jpghttp://www.coloredhome.com/video/s-video_TV.JPG

Existen dos tipos:

  • S-Video IN: tiene siete pines y se utiliza para hacer llegar la señal de video.
  • S-Video OUT: tiene cuatro pines y se utiliza para la salida de la señal de video. Es el más común en ordenadores, sobre todo en portátiles.

6.6 Conector Jack

El conector Jack es un conector de audio utilizado en numerosos dispositivos para la transmisión de sonido en formato analógico.

Hay conectores Jack de varios diámetros: 2,5 mm; 3,5 mm y 6,35 mm . Los más usados son los de 3,5 mm que se utilizan en dispositivos portátiles, como los mp3, para la salida de los auriculares. El de 2,5 mm, también llamado minijack, es menos utilizado, pero se utiliza también en dispositivos pequeños. El de 6,35 mm se utiliza sobre todo en audio profesional e instrumentos musicales eléctricos.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/Photo-audiojacks.jpg/644px-Photo-audiojacks.jpg

Las tarjetas de sonido de los ordenadores comunes utilizan este tipo de conectores, siempre de tipo hembra, al que hay que conectar los altavoces u otros dispositivos por medio de un conector macho Jack de 3,5 mm de diámetro. En el caso de los ordenadores, como tienen varios conectores de este tipo, se utiliza un código de colores para distinguirlos:

  • Verde: salida de línea estéreo para conectar altavoces o cascos
  • Azul: entrada de línea estéreo, para capturar sonido de cualquier fuente, excepto micrófonos
  • Rosa/Rojo: entrada de audio, para conectar un micrófono

Los ordenadores dotados de sistema de sonido envolvente 5.1 usan además estas conexiones:

  • Gris: salida de línea para conectar los altavoces laterales
  • Negro: salida de línea para conectar los altavoces traseros
  • Naranja: salida de línea para conectar el altavoz central o el subwoofer (subgrave)

Este tipo de conector se utiliza para enviar y recibir señales de audio analógicas de un canal (mono) o dos canales (stereo). En tarjetas de sonido más potentes que permitan entrada de audio y salida envolvente podremos encontrar un conector denominado Toslink cuya señal es de tipo digital y su medio de transmisión es una señal óptica (luz).

http://www.allsat.com.mx/imagenes/cables/toslink.jpg

7. Interfaces de comunicaciones

Los puertos de comunicación son herramientas que permiten manejar e intercambiar datos entre un computador y dispositivos externos, o entre dos computadores. Entre los diferentes puertos de comunicación tenemos:

7.1 Puerto RJ-11

El puerto RJ-11 es utilizado para la conexión a los módem, por lo que es característico en las conexiones realizadas para enlazar redes de telefonía. El conector RJ-11 es similar a un conector RJ-45 pero más pequeño.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2c/Photo-RJ11-MF.jpg

7.2 Puerto RJ-45

El puerto RJ-45, también conocido como puerto Ethernet, es el utilizado para conectar varios equipos entre sí, o bien un equipo a una red. Este puerto suele incluir dos leds (luces), una fija que indica el enlace con otro peurto y otra que parpadea para señalar que existe tráfico.

Utiliza el conector también denominado RJ-45 usado para conectar redes de cableado estructurado. A la hora de conectar dos dispositivos hay que tener en cuenta los tipos de cables existentes.

El cable directo de red sirve para conectar dispositivos desiguales, como un computador con un hub o switch. En este caso ambos extremos del cable deben tener la misma distribución. No existe diferencia alguna en la conectividad entre la distribución 568B y la distribución 568A siempre y cuando en ambos extremos se use la misma, en caso contrario hablamos de un cable cruzado.

El esquema más utilizado en la práctica es tener en ambos extremos la distribución 568B.

Cable directo 568A
RJ-45 TIA-568A Left.png RJ-45 TIA-568A Right.png

Cable directo 568B
RJ-45 TIA-568B Left.png RJ-45 TIA-568B Right.png

7.3 Comunicaciones inalámbricas

La comunicación inalámbrica o sin cables es aquella en la que extremos de la comunicación (emisor/receptor) no se encuentran unidos por un medio de propagación físico, sino que se utiliza la modulación de ondas electromagnéticas a través del espacio. En este sentido, los dispositivos físicos sólo están presentes en los emisores y receptores de la señal, entre los cuales encontramos: antenas, computadoras portátiles, PDA, teléfonos móviles, etc.

7.3.1 Puerto Wifi

Cuando hablamos de WIFI nos referimos a una de las tecnologías de comunicación inálambrica mediante ondas más utilizada hoy en día. WIFI, también llamada WLAN (wireless lan, red inalámbrica) o estándar IEEE 802.11. WIFI no es una abreviatura de Wireless Fidelity, simplemente es un nombre comercial. 

http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR0FXy21vG__wUU784pfelbN0-sbd8imdBoYG2-txV0H9Y-0JBh

Al puerto WIFI va conectada una antena que sirve de receptora, la cual utiliza un conector coaxial.

En la actualidad podemos encontrarnos con dos tipos de comunicación WIFI:

  • 802.11b, que emite a 11 Mb/seg, y
  • 802.11g, más rapida, a 54 MB/seg.

De hecho, son su velocidad y alcance (unos 100-150 metros en hardaware asequible) lo convierten en una fórmula perfecta para el acceso a internet sin cables. Pese a todo esto, en la actualidad se está imponiendo el estándar 802.11n que tiene mayores prestaciones.

Para tener una red inalámbrica en casa sólo necesitaremos un punto de acceso, que se conectaría al módem, y un dispositivo WIFI que se conectaría en nuestro aparato.

7.3.2 Puerto Bluetooth

Bluetooth es una tecnología inalámbrica que opera en banda de 2.4 GHz (donde no se necesita licencia). Se trata de una tecnología pensada para la creación redes de ámbito personal (de cobertura reducida, normalmente de unos 10 metros). 

Existen tarjetas WIFI que incluyen puerto Bluetooth; sin embargo, este puerto no tiene un conector específico. En los ordenadores suele acoplarse mediante la conexión del puerto COM o USB. En los portátiles suele venir integrado o bien, a través de una tarjeta PCMCIA.

El problema que tienen las comunicaciones a través del puerto Bluetooth son:

  • Velocidad de transmision muy lenta para transferencia de archivos pesados (1 MB/seg.).
  • Cuando es usado inadecuadamente, podemos recibir mensajes y archivos indeseados (bluejacking).
  • Limitado radio de accion entre los perifericos (30 pies entre ellos). Luego de esa distancia no hay garantias de transmision adecuada de datos.
  • Limitacion entre la cantidad de perifericos que podemos usar. Los adaptadores bluetooth solo permiten hasta 7 equipos.
  • Gasta mucha energia de la bateria, cuando esta en el modo visible.

7.3.3 Puerto Infrarrojos

Este puerto, al igual que Wifi y bluetooth, se utiliza para enviar datos de un equipo a otro; sin embargo, actualmente está en desuso debido a sus limitaciones y a las ventajas que ofrece Wifi y Bluetooth.

Actividades

  1. Identifica los conectores que se encuentran en el panel lateral de la placa que utiliza tu ordenador.
  2. En informática, ¿qué es lo que se conoce como puerto?
  3. Indica las diferencias existentes entre puerto serie y puerto paralelo.
  4. Indica las ventajas e inconvenientes del puerto serie.
  5. Enumera los periféricos que conozcas que utilicen el puerto serie del ordenador. ¿De qué color suele ser el puerto serie?
  6. Enumera los periféricos que conozcas que utilicen el puerto paralelo del ordenador.
  7. El puerto PS/2, ¿es un puerto serie o paralelo? ¿Para qué se utiliza?
  8. ¿Para qué se utiliza el puerto USB? ¿Cuáles son sus características principales?
  9. Indica las diferencias principales existentes entre la versión USB 2.0 y USB 3.0.
  10. Realiza un dibujo con los diferentes tipos de conectores USB existentes actualmente.
  11. ¿Para qué se utiliza el puerto Firewire? Indica algunos de los periféricos que utilizan este puerto.
  12. Enumera cuáles son las interfaces hoy día para la conexión de dispositivos de video.
  13. Enumera cuáles son las interfaces hoy día para la conexión de dispositivos de audio.
  14. ¿Hay alguna interfaz que envíe video y sonido a la vez?
  15. Realiza un cronograma de los diferentes interfaces de video. Para ello necesitarás buscar información de cada uno de esas interfaces y averiguar cuándo fueron lanzadas al mercado. ¿Alguna de ellas está obsoleta (se ha dejado de usar)?
  16. Los conectores Jack incorporan unas líneas negras en el conector, busca en internet su significado.
  17. Busca en internet la señal que circula a través de cada uno de los conectores RCA.
  18. El conector RJ-45 se utiliza para conectar un ordenador a una red pero, ¿qué dispositivos son necesarios para conectar un ordenador a internet?
  19. ¿Cuál de los siguientes puertos no es inalámbrico? Wiki, Bluetooth, Firewire e Infrarrojos.
  20. Verdadero o Falso: (Actividad de acabado)
  • Las transmisiones serie sólo pueden transmitir un bit a la vez.
  • Las transmisiones paralelo sólo pueden transmitir un bit a la vez.
  • El puerto serie y el paralelo son compatibles entre sí.
  • El puerto PS/2 está obsoleto y ya no se utiliza para nada.
  • El bus USB es un bus paralelo.
  • El conector RCA se utiliza para enviar y recibir datos entre dos o más ordenadores.
  • El conector S-video también puede transmitir señales de video.
  • El conector mini-jack de color verde se utiliza para conectar altavoces o auriculares al equipo.
  • El conector RJ-45 y RJ-11 tienen los mismos cables.
  • El puerto infrarrojos (IrdA) es capaz de transmitir información a mayor velocidad que el puerto USB.
21. Realiza un esquema conceptual del tema que te sirva para realizar el resumen del tema

Práctica

En esta práctica vamos a aprender a crear un cable de red para conectar un ordenador a internet a través de un router o un switch. Para ello seguiremos los pasos que se encuentran en esta página:

http://www.vicente-navarro.com/blog/2007/06/06/como-hacer-cables-de-red/

Ten en cuenta que existen dos estándares, según queramos conectar dos ordenadores entre sí, o bien, un ordenador a un dispositivo de interconexión (router, switch, hub...).

Para ello necesitarás 1 crimpadora, cable de red, 2 conectores RJ-45 y una tijera.

Fuente:

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Ċ
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Jacinto Viera Molina,
31/1/2011 14:10
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