Asociace infračervených dat - Infrared Data Association

Logo IrDA
Infračervené přes USB

Infrared Data Association ( IrDA ) je zájmové sdružení průmysl řízený, která byla založena v roce 1993 o cca 50 firem. IrDA poskytuje specifikace pro kompletní sadu protokolů pro bezdrátovou infračervenou komunikaci a název „IrDA“ také odkazuje na tuto sadu protokolů. Hlavním důvodem pro použití protokolů IrDA byl bezdrátový přenos dat na „posledním metru“ s využitím principů point-and-shoot. Proto byl implementován do přenosných zařízení, jako jsou mobilní telefony, notebooky, fotoaparáty, tiskárny a zdravotnická zařízení. Hlavními charakteristikami tohoto druhu bezdrátové optické komunikace jsou fyzicky bezpečný přenos dat, viditelnost (LOS) a velmi nízká bitová chybovost (BER), díky kterým je velmi efektivní.

Specifikace

Zásobník protokolu IrDA

IrPHY

Fyzickou vrstvou specifikací IrDA je povinná IrPHY ( Infrared Physical Layer Specification ). Obsahuje definice optických spojů, modulaci, kódování, kontrolu cyklické redundance (CRC) a framer. Různé přenosové rychlosti používají různá schémata modulace/kódování:

  • SIR: 9,6–115,2 kbit/s, asynchronní, RZI , podobné UART, 3/16 pulsu. Kvůli úspoře energie je šířka pulzu často minimalizována na 3/16 šířky impulsu 115,2 kBBAUD.
  • MIR: 0,576–1,152 Mbit/s, RZI , 1/4 puls, bitová náplň HDLC
  • FIR: 4 Mbit/s, 4 PPM
  • VFIR: 16 Mbit/s, NRZ , HHH (1,13)
  • UFIR: 96 Mbit/s, NRZI , 8b/10b
  • GigaIR: 512 Mbit/s-1 Gbit/s, NRZI , 2-ASK , 4-ASK , 8b/10b

Další vlastnosti jsou:

  • Rozsah:
    • standard: 2 m;
    • od nízkého výkonu k nízkému výkonu: 0,2 m;
    • standardní až nízký výkon: 0,3 m.
    • 10 GigaIR také definuje nové modely použití, které podporují vyšší vzdálenosti odkazů až několik metrů.
  • Úhel: minimální kužel ± 15 °
  • Rychlost: 2,4 kbit/s až 1 Gbit/s
  • Modulace: základní pásmo , žádný nosič
  • Infračervené okno (část těla zařízení průhledná pro infračervený paprsek světla)
  • Vlnová délka: 850–900 nm

Velikost rámečku závisí převážně na přenosové rychlosti a pohybuje se mezi 64  B a 64 kB. Větší bloky dat lze navíc přenášet posíláním více snímků za sebou. To lze upravit pomocí parametru nazvaného „velikost okna“ (1–127). Nakonec lze najednou odeslat datové bloky až do velikosti 8 MB. V kombinaci s nízkou bitovou chybovostí obecně <10 - 9 by tato komunikace mohla být velmi účinná ve srovnání s jinými bezdrátovými řešeními.

Transceivery IrDA komunikují s infračervenými impulsy (vzorky) v kuželu, který se rozprostírá alespoň o 15 stupňů napůl úhel mimo střed. Fyzické specifikace IrDA vyžadují dolní a horní hranici ozáření tak, aby byl signál viditelný až na jeden metr, ale přijímač nebyl zahlcen jasem, když se zařízení přiblíží. V praxi jsou na trhu některá zařízení, která nedosahují jednoho metru, zatímco jiná zařízení mohou dosahovat až několika metrů. Existují také zařízení, která netolerují extrémní blízkost. Typickým sladkým místem pro komunikaci IrDA je 5 až 60 cm (2,0 až 23,6 palce) od transceiveru, ve středu kužele. Datová komunikace IrDA pracuje v poloduplexním režimu, protože při vysílání je přijímač zařízení oslepen světlem vlastního vysílače, a proto plně duplexní komunikace není možná. Tato dvě zařízení, která komunikují, simulují plně duplexní komunikaci rychlým otočením propojení. Primární zařízení řídí načasování odkazu, ale obě strany jsou vázány určitými tvrdými omezeními a jsou vyzvány, aby odkaz otočily co nejrychleji.

IrLAP

Povinný IrLAP ( Infrared Link Access Protocol ) je druhou vrstvou specifikací IrDA. Leží na vrcholu vrstvy IrPHY a pod vrstvou IrLMP. Představuje datové vrstvy z modelu OSI .

Nejdůležitější specifikace jsou:

  • Řízení přístupu
  • Objev potenciálních komunikačních partnerů
  • Vytvoření spolehlivého obousměrného připojení
  • Distribuce rolí primárního/sekundárního zařízení
  • Vyjednávání parametrů QoS

Ve vrstvě IrLAP jsou komunikující zařízení rozdělena na „primární zařízení“ a jedno nebo více „sekundárních zařízení“. Primární zařízení ovládá sekundární zařízení. Je to povoleno pouze v případě, že primární zařízení požaduje odeslání sekundárního zařízení.

IrLMP

Povinný IrLMP ( Infrared Link Management Protocol ) je třetí vrstvou specifikací IrDA. Lze jej rozdělit na dvě části. Nejprve LM-MUX (Link Management Multiplexer), který leží na vrchu vrstvy IrLAP. Mezi jeho nejdůležitější úspěchy patří:

  • Poskytuje více logických kanálů
  • Umožňuje změnu primárních/sekundárních zařízení

Za druhé, LM-IAS (Link Management Information Access Service), který poskytuje seznam, kde mohou poskytovatelé služeb registrovat své služby, aby k nim mohly přistupovat jiná zařízení dotazováním na LM-IAS.

Drobný TP

Volitelný Tiny TP ( Tiny Transport Protocol ) leží v horní části vrstvy IrLMP. Poskytuje:

  • Transport velkých zpráv pomocí SAR (segmentace a opětovné sestavení)
  • Řízení toku poskytováním kreditů každému logickému kanálu

IrCOMM

Volitelný IrCOMM ( Infrared Communications Protocol ) umožňuje infračervenému zařízení fungovat buď jako sériový nebo paralelní port . Leží na vrcholu vrstvy IrLMP.

OBEX

Volitelný OBEX ( Object Exchange ) zajišťuje výměnu libovolných datových objektů (např. VCard , vCalendar nebo dokonce aplikací) mezi infračervenými zařízeními. Leží na vrcholu protokolu Tiny TP, takže Tiny TP je povinný, aby OBEX fungoval.

IrLAN

Volitelný IrLAN ( Infrared Local Area Network ) poskytuje možnost připojení infračerveného zařízení k místní síti. Existují tři možné metody:

Protože IrLAN leží na vrcholu protokolu Tiny TP, musí protokol Tiny TP implementovat, aby fungoval IrLAN.

IrSimple

IrSimple dosahuje nejméně 4 až 10krát vyšších rychlostí přenosu dat zlepšením účinnosti infračerveného protokolu IrDA. 500 kB normální obrázek z mobilního telefonu lze přenést do 1 sekundy.

IrSimpleShot

Jedním z hlavních cílů IrSimpleShot ( IrSS ) je umožnit milionům telefonů s fotoaparátem podporujícím IrDA bezdrátový přenos obrázků do tiskáren, kiosků pro tiskárny a plochých televizorů.

Infračervené finanční zprávy

Infrared Financial Messaging ( IrFM ) je standard bezdrátových plateb vyvinutý společností Infrared Data Association. Bylo to považováno za logické kvůli vynikajícímu soukromí IrDA, které neprochází zdmi.

Měřiče výkonu

K poloautomatickému odečtu měřičů výkonu se používá mnoho moderních (2021) implementací. Tato velkoobjemová aplikace udržuje vysílače IrDA ve výrobě. Chybí specializovaná elektronika a mnoho implementací měřičů výkonu využívá bit Sang phy, který běží na 9600 BAUD pomocí pulsu minimální šířky (tj. 3/16 pulsu 115,2KBAUD), aby ušetřil energii. K ovládání LED se ve správnou chvíli zapne a vypne pin ovládaný počítačem. Cross-talk z LED na přijímací PIN diodu je extrémní, takže protokol je poloduplexní . Pro příjem je bit externího přerušení spuštěn počátečním bitem, poté je dotazován půlbitový čas po následujících bitech. K uvolnění CPU mezi impulsy se často používá přerušení časovače. Vyšší úrovně protokolů měřičů výkonu upouštějí od standardů IrDA, místo toho obvykle používají DLMS/COSEM . Díky IrDA transceiverům (balíček kombinující IR LED a PIN diodu) je i tento hrubý IrDA SIR extrémně odolný vůči vnějšímu optickému šumu z žárovek, slunečního světla atd.

Recepce

IrDA byla populární na PDA, přenosných počítačích a některých stolních počítačích od konce devadesátých let do začátku roku 2000. Byl však vytlačen jinými bezdrátovými technologiemi, jako je Wi-Fi a Bluetooth , které jsou oblíbené, protože nepotřebují přímý výhled, a proto mohou podporovat hardware, jako jsou myši a klávesnice. Stále se používá v některých prostředích, kde rušení činí bezdrátové technologie na bázi rádia nepoužitelnými.

Byl proveden pokus o oživení IrDA kolem roku 2005 pomocí protokolů IrSimple poskytnutím subsekundových přenosů obrázků mezi mobilními telefony, tiskárnami a zobrazovacími zařízeními. Hardware IrDA byl stále levnější a nesdílel stejné bezpečnostní problémy, jaké se vyskytovaly u bezdrátových technologií, jako je Bluetooth. Například některé DSLR Pentax (Kx, Kr) obsahují IrSimple pro přenos obrazu a hraní her.

Viz také

Reference

Další čtení

  • Zásady a protokoly IrDA ; Knutson a Brown; MCL Press; 214 stran; 2004; ISBN  978-0975389201 .

externí odkazy

Oficiální

jiný