Associação de dados infravermelhos - Infrared Data Association

Logotipo da IrDA
Infravermelho via USB

A Infrared Data Association ( IrDA ) é um grupo de interesse voltado para a indústria que foi fundado em 1993 por cerca de 50 empresas. O IrDA fornece especificações para um conjunto completo de protocolos para comunicações por infravermelho sem fio, e o nome "IrDA" também se refere a esse conjunto de protocolos. A principal razão para usar os protocolos IrDA foi a transferência de dados sem fio no "último metro" usando os princípios de apontar e disparar. Assim, ele foi implementado em dispositivos portáteis, como telefones celulares, laptops, câmeras, impressoras e dispositivos médicos. As principais características deste tipo de comunicação óptica sem fio são a transferência de dados fisicamente segura, linha de visão (LOS) e taxa de erro de bit muito baixa (BER) que o torna muito eficiente.

Especificações

Pilha de protocolo IrDA

IrPHY

O IrPHY ( especificação de camada física infravermelha) obrigatório é a camada física das especificações IrDA. Inclui definições de link óptico, modulação, codificação, verificação de redundância cíclica (CRC) e o framer. Taxas de dados diferentes usam esquemas de modulação / codificação diferentes:

  • SIR: 9,6-115,2 kbit / s, assíncrono, RZI , tipo UART, 3/16 pulso. Para economizar energia, a largura de pulso é frequentemente minimizada para 3/16 de uma largura de pulso de 115,2 KBAUD.
  • MIR: 0,576-1,152 Mbit / s, RZI , 1/4 pulso, enchimento de bits 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

Outras características são:

  • Faixa:
    • padrão: 2 m;
    • baixa potência para baixa potência: 0,2 m;
    • padrão para baixa potência: 0,3 m.
    • O 10 GigaIR também define novos modelos de uso que suportam distâncias de link maiores de até vários metros.
  • Ângulo: cone mínimo ± 15 °
  • Velocidade: 2,4 kbit / s a ​​1 Gbit / s
  • Modulação: banda base , sem portadora
  • Janela infravermelha (parte do corpo do dispositivo transparente ao feixe de luz infravermelha)
  • Comprimento de onda: 850–900 nm

O tamanho do quadro depende principalmente da taxa de dados e varia entre 64  B e 64 kB. Além disso, blocos maiores de dados podem ser transferidos enviando vários quadros consecutivamente. Isso pode ser ajustado com um parâmetro denominado "tamanho da janela" (1–127). Finalmente, blocos de dados de até 8 MB podem ser enviados de uma vez. Combinado com uma baixa taxa de erro de bit de geralmente <10 - 9 , essa comunicação pode ser muito eficiente em comparação com outras soluções sem fio.

Os transceptores IrDA se comunicam com pulsos infravermelhos (amostras) em um cone que se estende pelo menos 15 graus a meio ângulo fora do centro. As especificações físicas do IrDA exigem os limites inferior e superior de irradiância de forma que um sinal seja visível a até um metro de distância, mas um receptor não é sobrecarregado com o brilho quando um dispositivo se aproxima. Na prática, existem alguns dispositivos no mercado que não atingem um metro, enquanto outros dispositivos podem atingir até vários metros. Existem também dispositivos que não toleram proximidade extrema. O ponto ideal típico para comunicações IrDA é de 5 a 60 cm (2,0 a 23,6 pol.) De distância de um transceptor, no centro do cone. As comunicações de dados IrDA operam em modo half-duplex porque, durante a transmissão, o receptor de um dispositivo fica cego pela luz de seu próprio transmissor e, portanto, a comunicação full-duplex não é viável. Os dois dispositivos que se comunicam simulam a comunicação full-duplex girando rapidamente o link. O dispositivo principal controla o tempo do link, mas ambos os lados estão sujeitos a certas restrições rígidas e são encorajados a girar o link o mais rápido possível.

IrLAP

O IrLAP ( protocolo de acesso de link infravermelho) obrigatório é a segunda camada das especificações IrDA. Ele fica no topo da camada IrPHY e abaixo da camada IrLMP. Ele representa a camada de enlace de dados do modelo OSI .

As especificações mais importantes são:

  • Controle de acesso
  • Descoberta de potenciais parceiros de comunicação
  • Estabelecimento de uma conexão bidirecional confiável
  • Distribuição das funções do dispositivo primário / secundário
  • Negociação de parâmetros de QoS

Na camada IrLAP, os dispositivos de comunicação são divididos em um "dispositivo primário" e um ou mais "dispositivos secundários". O dispositivo principal controla os dispositivos secundários. Somente se o dispositivo primário solicitar um dispositivo secundário para enviar, é permitido fazê-lo.

IrLMP

O IrLMP ( protocolo de gerenciamento de link infravermelho) obrigatório é a terceira camada das especificações IrDA. Ele pode ser dividido em duas partes. Primeiro, o LM-MUX (Link Management Multiplexer), que fica no topo da camada IrLAP. Suas conquistas mais importantes são:

  • Fornece vários canais lógicos
  • Permite a mudança de dispositivos primários / secundários

Em segundo lugar, o LM-IAS (Link Management Information Access Service), que fornece uma lista, onde os provedores de serviço podem registrar seus serviços para que outros dispositivos possam acessar esses serviços, consultando o LM-IAS.

Tiny TP

O Tiny TP ( Tiny Transport Protocol ) opcional fica no topo da camada IrLMP. Ele fornece:

  • Transporte de mensagens grandes por SAR (segmentação e remontagem)
  • Controle de fluxo, dando créditos a cada canal lógico

IrCOMM

O IrCOMM ( protocolo de comunicação infravermelho ) opcional permite que o dispositivo infravermelho atue como uma porta serial ou paralela . Ele fica no topo da camada IrLMP.

OBEX

O OBEX opcional ( troca de objetos ) fornece a troca de objetos de dados arbitrários (por exemplo, vCard , vCalendar ou mesmo aplicativos) entre dispositivos infravermelhos. Ele se baseia no protocolo Tiny TP, portanto, o Tiny TP é obrigatório para que o OBEX funcione.

IrLAN

A IrLAN opcional ( Rede de área local infravermelha ) oferece a possibilidade de conectar um dispositivo infravermelho a uma rede local. Existem três métodos possíveis:

Como o IrLAN está no topo do protocolo Tiny TP, o protocolo Tiny TP deve ser implementado para que o IrLAN funcione.

IrSimple

O IrSimple atinge velocidades de transmissão de dados pelo menos 4 a 10 vezes mais rápidas, melhorando a eficiência do protocolo infravermelho IrDA. Uma imagem normal de 500 KB de um telefone celular pode ser transferida em 1 segundo.

IrSimpleShot

Um dos principais alvos do IrSimpleShot ( IrSS ) é permitir que milhões de telefones com câmera habilitados para IrDA transfiram imagens sem fio para impressoras, quiosques de impressoras e TVs de tela plana.

Mensagem Financeira Infravermelha

Infrared Financial Messaging ( IrFM ) é um padrão de pagamento sem fio desenvolvido pela Infrared Data Association. Foi considerado lógico devido à excelente privacidade do IrDA, que não atravessa paredes.

Medidores de energia

Muitas implementações modernas (2021) são usadas para leitura semiautomática de medidores de energia. Esta aplicação de alto volume está mantendo os transceptores IrDA em produção. Na falta de eletrônica especializada, muitas implementações de medidores de potência utilizam um SIR phy bit-banged, rodando a 9600 BAUD usando um pulso de largura mínima (ou seja, 3/16 de um pulso de 115,2 KBAUD) para economizar energia. Para acionar o LED, um pino controlado por computador é ligado e desligado no momento certo. O cross-talk do LED para o diodo de recepção do PIN é extremo, então o protocolo é half-duplex . Para receber, um bit de interrupção externa é iniciado pelo bit de início e, em seguida, pesquisado meio bit após os bits seguintes. Uma interrupção do temporizador é freqüentemente usada para liberar a CPU entre os pulsos. Os níveis de protocolo mais altos dos medidores de energia abandonam os padrões IrDA, normalmente usando DLMS / COSEM . Com transceptores IrDA (um pacote que combina um LED IR e um diodo PIN), mesmo este SIR IrDA bruto é extremamente resistente a ruído óptico externo de lâmpadas incandescentes, luz solar, etc.

Recepção

IrDA era popular em PDAs, laptops e alguns desktops desde o final dos anos 1990 até o início dos anos 2000. No entanto, ele foi substituído por outras tecnologias sem fio, como Wi-Fi e Bluetooth , favorecidas porque não precisam de uma linha direta de visão e, portanto, podem suportar hardware como mouses e teclados. Ele ainda é usado em alguns ambientes onde a interferência torna as tecnologias sem fio baseadas em rádio inutilizáveis.

Foi feita uma tentativa de reviver o IrDA por volta de 2005 com os protocolos IrSimple, fornecendo transferências de imagens em menos de um segundo entre telefones celulares, impressoras e dispositivos de exibição. O hardware IrDA ainda era menos caro e não compartilhava dos mesmos problemas de segurança encontrados com tecnologias sem fio, como Bluetooth. Por exemplo, algumas DSLRs Pentax (Kx, Kr) incorporaram IrSimple para transferência de imagem e jogos.

Veja também

Referências

Leitura adicional

  • Princípios e protocolos de IrDA ; Knutson e Brown; MCL Press; 214 páginas; 2004; ISBN  978-0975389201 .

links externos

Oficial

De outros