El estándar IEEE 1394-1995
Tras haber repasado los motivos de la aparición del IEEE 1394 y los principales beneficios que reportará su utilización, llega el turno de hacer un análisis y descripción de los aspectos técnicos que conlleva la adopción de este nuevo estándar de conexión.
En su sentido más estricto, el estándar IEEE 1394-1995 o bus HPSB (High Performance Serial Bus) describe el funcionamiento y aspectos técnicos de un nuevo tipo de bus serie Plug and Play de alta velocidad, el cual puede ser implementado sobre la misma placa base de cualquier sistema informático o mediante una tarjeta adaptadora que realice esta misma función, tal y como pasa actualmente con los puertos USB.
A su vez, está basado en el estándar ISO/IEC 13213: 1994 (ANSI/IEEE 1212), que describe una arquitectura de comunicación entre buses en sistemas informáticos a través de Registros de Comando y Estado (CSR). Además del original, existe el estándar suplementario IEEE P1394a, y actualmente están en desarrollo otros estándares, tales como el IEEE 1394b e IEEE 1394.1, en los que se están definiendo nuevas extensiones que potencien y mejoren las prestaciones y características de la versión original.
A diferencia de otros buses, donde la comunicación depende de un control centralizado, el IEEE 1394 soporta un modelo punto a punto (peer-to-peer), bajo el cual cualquier dispositivo puede establecer y mantener una comunicación directamente con cualquier otro, siempre que utilicen los mismos protocolos.
Además, los dispositivos IEC 13213 incorporan una memoria ROM de configuración en la que se almacenan los parámetros y características sobre sus posibilidades, funcionalidades, protocolos que soportan, y unos cuantos detalles más sobre sus especificaciones, de forma que pueden comunicar esta información a otros dispositivos conectados en el bus. Obviamente, las especificaciones sobre los distintos protocolos y los correspondientes formatos de datos almacenados en la ROM de configuración son definidas en una serie de estándares. A este respecto, actualmente existen diversos estándares definidos o en vías desarrollo para discos, impresoras, dispositivos AV digitales de muy diferentes tipos, y para protocolo IP.
De este modo, las facilidades que aporta el soporte Plug and Play y la funcionalidad de la memoria ROM de configuración permiten la coexistencia de distintos protocolos, donde la única limitación existente viene de la mano del ancho de banda disponible. Por ejemplo, mientras un ordenador está transfiriendo un documento a la impresora, se puede perfectamente estar viendo en la televisión digital de alta definición (HDTV) una película que acabamos de grabar con nuestra cámara de vídeo digital y, al mismo tiempo, almacenar su contenido en un dispositivo de almacenamiento masivo, ya sea en un disco duro o en un DVD-RAM. Y todo ello, sobre el mismo cable 1394.
Asimismo, los dispositivos IEEE 1394 pueden ser conectados o desconectados del propio bus, aún funcionando el mismo a pleno rendimiento, sin que se produzca el más mínimo fallo en el sistema, ya que, al alterarse el bus, los cambios de topología son reconocidos automáticamente por los diferentes mecanismos y elementos de control. Esta característica elimina la necesidad de asignar direcciones o cualquier otra intervención del usuario que complique en exceso su utilización.
Topología IEEE 1394
Como ya hemos comentado, una de las características de este estándar es el soporte de enlaces punto a punto. No obstante, sus posibilidades van mucho más allá, de tal modo que el IEEE 1394 ha sido diseñado para permitir múltiples conexiones, permitiendo topologías en árbol y en serie (cadena). En concreto, cada segmento del bus puede tener un máximo de 63 dispositivos, cada uno de los cuales puede estar separado por 4,5 m.
Independientemente de la distancia permitida entre dos dispositivos consecutivos, el IEEE 1394 establece también que la distancia máxima entre dos dispositivos dentro de un mismo bus no puede ser superior a 16 cables, 72 metros para ser más exactos. Por lo cual, cuando se prevea una masiva y abundante utilización de dispositivos y periféricos IEEE 1394 habrá que tener presente esta limitación a la hora de establecer las oportunas conexiones y de utilizar un cable de una determinada longitud.
El cableado
En cuanto a los cables y conectores, inicialmente se definió la conexión de 6 hilos, pero posteriormente (IEEE-1394a) se ha definido una conexión adicional de 4 hilos que puede utilizar dispositivos que no se alimentan desde el propio bus. En concreto, la composición de los cables para cada caso son los siguientes:
- Cable apantallado de 4 conductores. Existen 2 pares trenzados y apantallados para el transporte de la señal de datos.
- Cable apantallado de 6 conductores. Hay 2 pares trenzados y apantallados para la transmisión de la señal, y otro par más para la alimentación de corriente y masa. Los dispositivos con aislamiento galvánico pueden alimentarse a través de estos hilos del bus.
En cualquier caso, la especificación del cable de corriente es tal que es capaz de soportar voltajes que fluctúan entre los 8 V. de corriente continua hasta los 40 V., con una intensidad de hasta 1,5 amperios. Dichos voltajes se utilizan para proporcionar cierto grado de estabilidad en el caso de mal funcionamiento, fallo de tensión en alguno de los dispositivos, o para proporcionar tensión a los dispositivos del bus. Esta facilidad de transporte de datos y suministro de energía ofrece grandes ventajas a los usuarios.
Por otra parte, los conectores están diseñados de manera que los contactos eléctricos permanezcan en el interior del conector para evitar los golpes o la suciedad de las manos del usuario o del ambiente. Si se observan con detenimiento, tienen un gran parecido a los conectores de ciertas consolas de videojuegos, que ofrecen conectores sencillos de utilizar, de gran resistencia y durabilidad.
Protocolo
Muy someramente, el protocolo en el que se apoya el IEEE 1394 implica tres de las capas del conocido modelo OSI (Open System Interface) de la ISO (Institute of Standard Organization): la capa física, la de enlace y la de transporte, más un proceso que se encarga de la gestión del bus y que conecta entre sí todas las capas.
Para empezar, la capa física conecta físicamente el conector IEEE 1394 y las otras capas a la aplicación en cuestión.
Asimismo, la capa física se encarga de proporcionar la conexión mecánica entre el dispositivo y el cable IEEE 1394. Además de las tareas de transmisión y recepción de datos, la capa física realiza una función de arbitraje sobre el propio bus, de manera que todos los dispositivos pueden tener acceso al bus sin que ninguno de ellos se apropie de su utilización en exclusividad.
En un nivel superior, la capa de enlace proporciona el servicio de reparto de paquetes, en función del tipo de información que se quiera transmitir y la prioridad que tenga asignada.
Subiendo otro peldaño, la capa de transporte es la encargada de ejecutar los comandos de lectura, escritura asíncronos y de bloqueo. Y como elemento integrador, la gestión del bus serie proporciona un conjunto de sentencias de control.
Se establecen 3 opciones de velocidad, a 98.304, 196.608 y 393.216 Mbps respectivamente. Estas velocidades se redondean, respectivamente, a 100, 200 y 400 Mbps, y el estándar los denomina
En su sentido más estricto, el estándar IEEE 1394-1995 o bus HPSB (High Performance Serial Bus) describe el funcionamiento y aspectos técnicos de un nuevo tipo de bus serie Plug and Play de alta velocidad, el cual puede ser implementado sobre la misma placa base de cualquier sistema informático o mediante una tarjeta adaptadora que realice esta misma función, tal y como pasa actualmente con los puertos USB.
A su vez, está basado en el estándar ISO/IEC 13213: 1994 (ANSI/IEEE 1212), que describe una arquitectura de comunicación entre buses en sistemas informáticos a través de Registros de Comando y Estado (CSR). Además del original, existe el estándar suplementario IEEE P1394a, y actualmente están en desarrollo otros estándares, tales como el IEEE 1394b e IEEE 1394.1, en los que se están definiendo nuevas extensiones que potencien y mejoren las prestaciones y características de la versión original.
A diferencia de otros buses, donde la comunicación depende de un control centralizado, el IEEE 1394 soporta un modelo punto a punto (peer-to-peer), bajo el cual cualquier dispositivo puede establecer y mantener una comunicación directamente con cualquier otro, siempre que utilicen los mismos protocolos.
Además, los dispositivos IEC 13213 incorporan una memoria ROM de configuración en la que se almacenan los parámetros y características sobre sus posibilidades, funcionalidades, protocolos que soportan, y unos cuantos detalles más sobre sus especificaciones, de forma que pueden comunicar esta información a otros dispositivos conectados en el bus. Obviamente, las especificaciones sobre los distintos protocolos y los correspondientes formatos de datos almacenados en la ROM de configuración son definidas en una serie de estándares. A este respecto, actualmente existen diversos estándares definidos o en vías desarrollo para discos, impresoras, dispositivos AV digitales de muy diferentes tipos, y para protocolo IP.
De este modo, las facilidades que aporta el soporte Plug and Play y la funcionalidad de la memoria ROM de configuración permiten la coexistencia de distintos protocolos, donde la única limitación existente viene de la mano del ancho de banda disponible. Por ejemplo, mientras un ordenador está transfiriendo un documento a la impresora, se puede perfectamente estar viendo en la televisión digital de alta definición (HDTV) una película que acabamos de grabar con nuestra cámara de vídeo digital y, al mismo tiempo, almacenar su contenido en un dispositivo de almacenamiento masivo, ya sea en un disco duro o en un DVD-RAM. Y todo ello, sobre el mismo cable 1394.
Asimismo, los dispositivos IEEE 1394 pueden ser conectados o desconectados del propio bus, aún funcionando el mismo a pleno rendimiento, sin que se produzca el más mínimo fallo en el sistema, ya que, al alterarse el bus, los cambios de topología son reconocidos automáticamente por los diferentes mecanismos y elementos de control. Esta característica elimina la necesidad de asignar direcciones o cualquier otra intervención del usuario que complique en exceso su utilización.
Topología IEEE 1394
Como ya hemos comentado, una de las características de este estándar es el soporte de enlaces punto a punto. No obstante, sus posibilidades van mucho más allá, de tal modo que el IEEE 1394 ha sido diseñado para permitir múltiples conexiones, permitiendo topologías en árbol y en serie (cadena). En concreto, cada segmento del bus puede tener un máximo de 63 dispositivos, cada uno de los cuales puede estar separado por 4,5 m.
Independientemente de la distancia permitida entre dos dispositivos consecutivos, el IEEE 1394 establece también que la distancia máxima entre dos dispositivos dentro de un mismo bus no puede ser superior a 16 cables, 72 metros para ser más exactos. Por lo cual, cuando se prevea una masiva y abundante utilización de dispositivos y periféricos IEEE 1394 habrá que tener presente esta limitación a la hora de establecer las oportunas conexiones y de utilizar un cable de una determinada longitud.
El cableado
En cuanto a los cables y conectores, inicialmente se definió la conexión de 6 hilos, pero posteriormente (IEEE-1394a) se ha definido una conexión adicional de 4 hilos que puede utilizar dispositivos que no se alimentan desde el propio bus. En concreto, la composición de los cables para cada caso son los siguientes:
- Cable apantallado de 4 conductores. Existen 2 pares trenzados y apantallados para el transporte de la señal de datos.
- Cable apantallado de 6 conductores. Hay 2 pares trenzados y apantallados para la transmisión de la señal, y otro par más para la alimentación de corriente y masa. Los dispositivos con aislamiento galvánico pueden alimentarse a través de estos hilos del bus.
En cualquier caso, la especificación del cable de corriente es tal que es capaz de soportar voltajes que fluctúan entre los 8 V. de corriente continua hasta los 40 V., con una intensidad de hasta 1,5 amperios. Dichos voltajes se utilizan para proporcionar cierto grado de estabilidad en el caso de mal funcionamiento, fallo de tensión en alguno de los dispositivos, o para proporcionar tensión a los dispositivos del bus. Esta facilidad de transporte de datos y suministro de energía ofrece grandes ventajas a los usuarios.
Por otra parte, los conectores están diseñados de manera que los contactos eléctricos permanezcan en el interior del conector para evitar los golpes o la suciedad de las manos del usuario o del ambiente. Si se observan con detenimiento, tienen un gran parecido a los conectores de ciertas consolas de videojuegos, que ofrecen conectores sencillos de utilizar, de gran resistencia y durabilidad.
Protocolo
Muy someramente, el protocolo en el que se apoya el IEEE 1394 implica tres de las capas del conocido modelo OSI (Open System Interface) de la ISO (Institute of Standard Organization): la capa física, la de enlace y la de transporte, más un proceso que se encarga de la gestión del bus y que conecta entre sí todas las capas.
Para empezar, la capa física conecta físicamente el conector IEEE 1394 y las otras capas a la aplicación en cuestión.
Asimismo, la capa física se encarga de proporcionar la conexión mecánica entre el dispositivo y el cable IEEE 1394. Además de las tareas de transmisión y recepción de datos, la capa física realiza una función de arbitraje sobre el propio bus, de manera que todos los dispositivos pueden tener acceso al bus sin que ninguno de ellos se apropie de su utilización en exclusividad.
En un nivel superior, la capa de enlace proporciona el servicio de reparto de paquetes, en función del tipo de información que se quiera transmitir y la prioridad que tenga asignada.
Subiendo otro peldaño, la capa de transporte es la encargada de ejecutar los comandos de lectura, escritura asíncronos y de bloqueo. Y como elemento integrador, la gestión del bus serie proporciona un conjunto de sentencias de control.
Se establecen 3 opciones de velocidad, a 98.304, 196.608 y 393.216 Mbps respectivamente. Estas velocidades se redondean, respectivamente, a 100, 200 y 400 Mbps, y el estándar los denomina
