¿Qué es la comunicación en serie?

La comunicación en serie es un método de transmisión de datos que envía información un bit a la vez de un dispositivo a otro. A lo largo de los años se han desarrollado muchos estándares en serie diferentes para anchos de banda de dispositivos de baja y alta velocidad. Por lo general, los datos se pueden intercambiar a distancias mucho mayores utilizando comunicaciones en serie en lugar de paralelas. La comunicación en serie se usa generalmente para conectar impresoras, terminales y cámaras a las computadoras. También se utiliza para interactuar con discos duros externos, discos de video digital (DVD) y dispositivos de memoria flash.

Dado que solo se envía un bit de datos a la vez en comunicación serie, se necesitan menos cables en comparación con una interfaz paralela. Una conexión muy mínima solo puede incluir un cable para datos y otro para una referencia a tierra. En la práctica, muchos enlaces seriales también incluyen varias señales de comunicación así como una línea de datos en cada dirección. El bus serie universal (USB), comúnmente utilizado para conectar computadoras y periféricos, usa solo cuatro o cinco señales, dos de las cuales son para alimentación. Las conexiones seriales estándar recomendadas (RS) 232 pueden usar hasta 20 señales, dependiendo de la implementación.

Menos señales generalmente permiten que un enlace de comunicación en serie se sincronice más rápido y funcione de manera más confiable a largas distancias. La comunicación paralela puede introducir sesgo o interferencia entre los bits de datos a medida que viajan juntos por un enlace largo. Las conexiones en serie RS 232 de 1,000 pies (300 metros) o más pueden operarse a más de 115,200 bits por segundo. En contraste, los enlaces USB 2.0 a menudo se usan para conectar dispositivos de almacenamiento de gran ancho de banda a los sistemas informáticos. Generalmente pueden intercambiar datos a una velocidad de hasta 480 megabits por segundo, pero los cables están limitados a 16 pies (5 metros) entre los concentradores.

Cuando los datos se transmiten a través de un enlace en serie, el receptor debe tener una manera de saber cuándo termina cada byte y comienza el siguiente. En la comunicación serial asíncrona, el emisor inserta un bit de "inicio" antes de que se envíen los bits de cada byte. El bit de inicio también sincroniza un reloj interno para ayudar a descomponer el resto de la trama recibida en bits individuales. Este es el método de sincronización RS 232 más utilizado. En la comunicación serial sincrónica, se usa una señal de reloj separada para indicar cuándo se completa cada bit y byte.

Antes de que comience un intercambio de datos RS 232, los dispositivos en ambos lados deben configurarse para usar la misma cantidad de datos y bits de parada, así como el mismo tipo de paridad. Ocho bits de datos, un bit de parada y sin paridad es una configuración frecuente, comúnmente expresada como 8N1. Si se utiliza la paridad de marca o espacio, el emisor establece el bit de paridad correspondientemente en uno o cero. Si se usa paridad par o impar, el bit de paridad se establece en un valor que hará que el número total de un bit sea par o impar. El receptor verifica el valor del bit de paridad recibido, si hay uno, e indica un error si no coincide con el valor esperado.

Además de la verificación de paridad, se pueden emplear uno o más protocolos de comunicación en serie de software para proteger contra errores de transmisión de datos. Por ejemplo, el protocolo XMODEM o ZMODEM se usa a menudo para transferencias de archivos entre computadoras a través de un enlace serial RS 232. Estos protocolos se diseñaron originalmente para usarse con un módem telefónico de acceso telefónico en cada extremo del enlace, pero también funcionan sin ellos. Cada protocolo incluye la validación de una suma de verificación de verificación de redundancia cíclica (CRC) calculada para los datos que se envían. Si hay módems, también realizan comprobaciones CRC similares en el hardware durante toda la transmisión.