Interfaces y sus usos.

Vamos a comenzar con la definición de "Interfaces". En informática se utiliza para nombrar a la conexión física y funcional entre dos sistemas o dispositivos de cualquier tipo dando una comunicación entre distintos niveles. Existen diferentes tipos de interfaces entre los que se encuentran: 

RCA: Estos cables han sido muy populares en el mercado de audio y video casero. Sus siglas se originan en la Radio Corporation of America, compañía que los diseñó en la década de los 40 para facilitar la conexión de los antiguos tocadiscos hacia amplificadores. El conector RCA macho posee un pivote central, rodeado de un anillo, en tanto que el hembra consiste en un hoyo al centro, también rodeado de un anillo de metal. 

El conector RCA ha encontrado más aplicaciones que solamente el audio y el video analógicos llegando a ser útil, por ejemplo, para la conexión de flujos de audio digital –en formato S/PDIF– entre reproductores de DVD y sistemas de teatro en casa, así como en la entrega de video por colores componentes. Incluso algunas de las primeras computadoras personales, como las Apple y Commodore, a inicios de la década de los 80, tenían interfaz RCA para emplear los televisores caseros como monitores.

Se puede inferir por la asignación de funciones y señales de la tabla anterior, se requiere de un cable para cada tipo de señal, lo que convierte a la parte posterior de todo sistema de teatro en casa con consola de videojuegos, pantalla, reproductor de DVD y decodificador de televisión satelital o cable, en una verdadera telaraña, si solo se emplean interfaces RCA.

Video Compuesto: Usa un cable con un conector RCA de color amarillo habitualmente (Para diferenciarlo de otros RCA). El mismo cable lleva la señal de video completa (Incluyendo Luminancia y Cormancia). Amarillo: se encarga de llevar el video, el mismo cable transmite luminancia (brillo) y cromancia (color). 

Negro o Blanco: Transmite el audio para el canal izquierdo. 

Rojo: transmite el audio para el canal derecho. 

RCA es un tipo de conector que utiliza canales de audio separados estéreo (izquierdo y derecho) diferenciados en dos cables, uno con un conector de color rojo, generalmente el derecho, y otro de color negro o blanco para el izquierdo. Se puede utilizar solamente uno de los canales lo que dará lugar a una señal "mono". Se utiliza para todo tipo de dispositivos, sobre todo si se necesita separar la señal en dos canales bien diferenciados, como en un sistema de audio envolvente, o una mini cadena que reproduce un canal por altavoz. 

VGA: Los conectores macho VGA (Video Graphics Array) disponen de 15 pequeños pivotes o “pines”, cada uno de ellos asociados con hilo conductor dentro de un cable, acomodados en tres filas, que embonan en un solo sentido con los correspondientes conectores hembra, de 15 receptáculos. También se les conoce como conectores HD-15. Sin embargo, algunas literaturas técnicas les identifican como DB-15, pero esa nomenclatura aplica para la primera versión del conector VGA que colocaba los “pines” en solo dos filas. 

Diseñado por IBM en 1987, sin duda, es una de las interfaces más conocidas por cualquier usuario de una computadora. Su popularidad tuvo como consecuencia que desde hace algunos años las nuevas pantallas de alta definición, tanto de plasma como de LCD, incluyen un puerto o conector VGA, lo que permite extender la visión del escritorio de la computadora a toda la dimensión de una pantalla de 32 o más pulgadas. El conector es idéntico incluso para los derivados VGA de mayor resolución, como es el caso de SVGA y XGA. 

Los conectores y cables VGA tienen como origen la tecnología RGB para la separación de colores, lo que permite una mejor calidad de la imagen comparada con la señal compuesta que puede transportar un solo cable RCA. Pero tienen dos puntos en contra si se les compara con RCA; lo primero es que no pueden ser tan largos, dado que la resistencia del material conductor al paso de la corriente eléctrica que se incrementa con la longitud del cable incurre en una atenuación o baja de calidad de la señal cuando el conductor VGA excede los 15 metros. En segundo término, mientras el cable RCA puede transportar varias señales, con un conductor y conector para cada una de ellas, el VGA fue diseñado exclusivamente para video. 

Con la experiencia de VGA, pero conscientes de las limitaciones para la inclusión de información digital en esos cables, varias empresas que constituyeron el Grupo de Trabajo en Visualización Digital (DDWG) desarrollaron la Interfaz Visual Digital (DVI) en 1999. Con un conector más grande que el VGA de 29 “pines”, el objetivo principal de este cable y conector es permitir el paso no solo de información visual digital, como lo dice su nombre, sino también de información visual analógica, como la del VGA, siendo el primer intento de crear un conector universal.

Los pivotes colocados en forma de cruz, como se aprecia en la imagen, son la parte analógica del conector, mientras que los restantes 24 “pines” transportan información digital hasta un máximo de 7.92 Gigabits por segundo, suficientes para el video de alta definición sin compresión. Por ello es que, con un simple adaptador, un cable VGA puede hacerse compatible con una tarjeta de video de salida DVI. 

DVI también está organizado en tres tipos de servicio:

• DVI-D solo para señal digital.
• DVI-A solo para señal analógica.
• DVI-I servicio integral: analógico y digital.

Algunos periféricos, como pantallas de LCD y reproductores de Blu-Ray o HD DVD, poseen interfaces DVI, pero conviene revisar qué servicio es el que se transporta. Por ejemplo: si el reproductor de Blu-Ray solo envía señal DVI-D entonces la pantalla en donde se requiere ver los videos deberá ser compatible con éstos, dado que lo que recibirá será un flujo de ceros y unos, no de señales analógicas. Junto con lo anterior, es importante conocer las limitaciones en la longitud del cable, ya que a mayor distancia es menor el ancho de banda o flujo de bits que puede existir entre los dispositivos. Si la resolución que se necesita es de 1920x1200 pixeles, el cable DVI no será superior a 1.5 metros, pero un monitor de 1280x1024 pixeles puede conectarse sin problema hasta 15 metros de distancia del reproductor. 

Ahora tenemos a la interfaz Fire Wire, cuyo nombre técnico es IEEE 1394. Lo que significa que es una interfaz estandar de entrada y salida de datos en serie, o dicho de otra manera, es un puerto en el que se puede conectar un cable y por medio de él se pueden intercambiar datos ente dispositivos electrónicos.

Como dato curioso, FireWire es el nombre que eligió Apple para este tipo de interfaz de conexión, aproximadamente en 1995, cuando introdujo los puertos FireWire en sus computadoras.

Los puertos IEEE 1394 existen en infinidad de productos de varios fabricantes: teléfonos móviles, cámaras digitales, impresoras, computadoras, etc. Pero cada fabricante ha nombrado a su puerto de diferente manera: así como Apple le llama FireWire; Sony lo ha nombrado i-Link, por ejemplo. Aunque en realidad es un estándar, por lo que este tipo de puertos siempre son IEEE 1394, no importando quién lo haya fabricado. 

HDMI: A finales del año 2002, hace su aparición un nuevo tipo de interfaz que permite el flujo de audio y video en un sólo cable.

La interfaz HDMI (High Definition Multimedia Interface) hace honor a su nombre. Consiste en un conector muy parecido al USB solo que con mayor cantidad de “pines” –19 en total–. Permite la conexión más simple entre aparatos como decodificadores, reproductores de discos de alta definición, computadoras y pantallas, todos ellos digitales, perfilándose desde inicios de 2008 como el reemplazo de VGA, DVI y RCA, ya que transporta señales de audio y video digital a un máximo de 10.2 Gigabits por segundo, o lo que es lo mismo, 340 millones de pixeles en el mismo período, suficientes para rebasar la barrera de la alta definición actual que se establece en 1080 líneas progresivas (1080p), alcanzando 1600p.

En términos de audio lo mismo puede transportar señales PCM que DVD-Audio, Super Audio CD, Dolby Alta Definición y DTS Alta Definición, compuestos estos últimos de al menos 7.1 canales.

Existen dos factores adicionales para la convergencia hacia HDMI. En primer lugar, que incluye un canal de comunicación denominado CEC (Consumer Electronic Control) que, básicamente, combina la tecnología de USB con los controles remotos. Si varios dispositivos están interconectados por HDMI, basta con apagar uno de ellos, por ejemplo, la pantalla, para que los demás aparatos ingresen en modo de reposo o se apaguen. Este canal también funciona como intercomunicación para la negociación del tipo y calidad de audio y video.

El otro factor a considerar es que al existir un flujo de datos entre periféricos es factible desarrollar aplicaciones más sofisticadas, como es el caso de controles de acceso a contenidos verdaderamente eficientes, así como protección contra copias o la visualización en aparatos no autorizados. Sin embargo, el usuario de HDMI debe contemplar la distancia entre los dispositivos que, generalmente, no debe ser superior a 12 metros usando cables HDMI certificados, incluyendo extensores y amplificadores. Lo más que hoy en día soporta la especificación 1.3 de HDMI es una distancia de 40 metros. 

SCART o Euro-Conector: Un conector SCART (del francés Asociación de fabricantes de aparatos de radio y televisión) es un cable de 21 clavijas de audio/video utilizado para conectar entre sí dispositivos de video (incluidos TV, reproductores de DVD y cintas de video, y consolas de juego). 

El conector SCART se utiliza para enviar señales de video y audio analógico (en estéreo) a través de un cable de múltiples hilos. 

El conector se diseña de forma que no sea posible una conexión errónea, y con todas las señales necesarias en un sólo cable. Al tener señales separadas de entrada y salida es posible conectar en cadena varios equipos con dos conectores sin degradarse la señal por conversiones. Al ser sus voltajes algo altos (1V) la señal tiene buena inmunidad al ruido. 

USB: El USB(Bus de serie universal), como su nombre lo sugiere, se basa en una arquitectura de tipo serial. Sin embargo, es una interfaz de entrada/salida mucho más rápida que los puertos seriales estándar. La arquitectura serial se utilizó para este tipo de puerto por dos razones principales: 

• La arquitectura serial le brinda al usuario una velocidad de reloj mucho más alta que la interfaz paralela debido a que este tipo de interfaz no admite frecuencias demasiado altas.
• Los cables seriales resultan mucho más económicos que los cables paralelos.

La mejor manera de determinar si un dispositivo es de USB de alta o baja velocidad es consultar la documentación del producto, siempre y cuando los conectores sean los mismos. La compatibilidad entre USB 1.0, 1.1 y 2.0 está garantizada; sin embargo, el uso de un dispositivo USB 2.0 en un puerto USB de baja velocidad (es decir 1.0 ó 1.1) limitará la velocidad a un máximo de 12 Mbit/s. Además, es probable que el sistema operativo muestre un mensaje que indique que la velocidad será restringida.

Existen dos tipos de conectores USB:

• 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.).

Funcionamiento del USB: Una característica de la arquitectura USB es que puede proporcionar fuente de alimentación a los dispositivos con los que se conecta, con un límite máximo de 15 V por dispositivo. Para poder hacerlo, utiliza un cable que consta de cuatro hilos (la conexión a tierra GND, la alimentación delBUS y dos hilos de datos llamados D- y D+). 

El estándar USB permite que los dispositivos se encadenen mediante el uso de una topología en bus o de estrella. Por lo tanto, los dispositivos pueden conectarse entre ellos tanto en forma de cadena como en forma ramificada. La ramificación se realiza mediante el uso de cajas llamadas "concentradores" que constan de una sola entrada y varias salidas. Algunos son activos (es decir, suministran energía) y otros pasivos (la energía es suministrada por el ordenador). 

El conector BNC (Bayonet Neill-Concelman) es un tipo de conector, de rápida conexión/desconexión, utilizado para cable coaxial. Inicialmente diseñado como una versión en miniatura del “conector tipo C”. El conector recibe su nombre por: el “cierre en bayoneta” que presenta para asegurar la conexión y el nombre de sus dos inventores: 

Paul Neill, de Bell Labs, inventor del “Conector N”; y, Carl Concelman, ingeniero de Amphenol, inventor del “Conector C”. Es decir, la sigla BNC tiene las iniciales de: 

• Bayoneta 
• Neill, Paul 
• Concelman, Carl

Los conectores BNC-T, los más populares, son conectores que se utilizaron mucho en las redes 10Base2 para conectar el bus de la red a las interfaces. Se hizo muy popular debido a su uso en las primeras redes Ethernet, durante los años 1980. Básicamente, consiste en un conector tipo macho instalado en cada extremo del cable. Este conector tiene un centro circular conectado al conductor del cable central y un tubo metálico conectado en el parte exterior del cable. Un anillo que rota en la parte exterior del conector asegura el cable mediante un mecanismo de bayoneta y permite la conexión a cualquier conector BNC tipo hembra. BNC es un tipo de conector usado con cables coaxiales como RG-58 y RG- 59 en aplicaciones de RF que precisaban de un conector rápido, apto para UHF y de impedancia constante a lo largo de un amplio espectro. Muy utilizado en equipos de radio de baja potencia, instrumentos de medición como osciloscopios, generadores.