IrDa

V roce 1993 vznikla organizace Infrared Data Asociation (IrDA), která vytváří a podporuje standardy pro infračervenou komunikaci. Do této organizace jsou zapojeny jako výkonní členové např. i firmy Motorola, Microsoft nebo VISA international. IrDA postupně definuje standardy pro fyzické přenosy i přenosové protokoly vhodné právě pro infračervené zařízení.

IrDA standard vznikl z potřeby mobilně propojit různá zařízení mezi sebou.
Hlavní využití IrDA je pro spojeni notebooků či ruzných personalních komunikátorů. IrDA rozhranim jsou ale vybavovany například i videokamery.

Druhy IrDa standardů

• starší přístroje s rychlostí od 9600 b/s do 115 kb/s
  (standard Serial Infrared (SIR))
• novější s rychlostí až 4Mb/s
  (standard Fast Infrared (FIR))
• standardy pro simulaci sériového portu COM nebo standardy vhodné např. pro výměnu grafických dat mezi digitální kamerou a počítačem
• standard Very Fast Infrared (VFIR), počítá s rychlostí až 16Mb/s
• standard pod názvem HPSIR (dřívější označení pro SIR, nebo ASKIR firmy Sharp)
  - existoval ještě před vznikem organizace IrDA, ale s IrDA standardy je nekompatibilní
• technologie IrGate využívající odrazu infračervených paprsků od stěn a stropu
  - tím částečně odpadá podmínka přímé viditelnosti

Datový přenos

Přenos bitu probíhá podobně jako na sériovém portu. Bit je přenesen jako infračervený puls (bliknutí), který trvá určitou definovanou dobu.
Novější standardy přenášené bity kódují pomocí několika pulzů, toto kódování dovoluje přenášet informace značně větší rychlostí.

Záruka zpětné kompatibility

Na začátku proběhne detekce nejnižší rychlostí 9600 b/s a zjistí se, jaký typ přístroje je v dosahu Infra portu a jakou rychlostí a jakým protokolem je možné se s ním domlouvat.

Komunikace

IrDA zařízení komunikují pomocí infračervených diod (emitují světlo s vlnovou délkou 875 nm, +- tolerance výroby 30nm). Vzdálenost mezi zařízeními by neměla překročit 1 m a infračervený vysílač a přijímač by neměly být od sebe odkloněni více jak o úhel 30°. Zařízení musí být vůči sobě v přímé viditelnosti.

Přijímačem jsou PIN fotodiody, které pracují v generačním režimu. To znamená, že při dopadu světla na přijímač světlo "vyrazí" elektrony, které se odvadí do elektrického filtru, který propustí jen ty frekvence, které jsou povoleny pro daný typ IrDA modulace.
Energie dopadnutého záření je přímo úměrná náboji, který optická část přijímače vygeneruje.

Dosah a používané rychlosti

IrDa zařízení podle normy IrDa 1.0 a 1.1 pracují do vzdálenosti 1m při bitové chybovosti BER (bit error ratio - poměr chybně přenesených bitů ku spravně přeneseným) 10^-9 a maximální úrovni okolního osvětlení 10klux (denní svit slunce).
Hodnoty jsou definovány pro nesouosost vysílače a přijímače 15 stupňů.
Pro jednotlivé prvky se hodnoty měří do 30 stupňů.
Existují směrové vysílače (IR LEDky) pro větší vzdálenosti, které nedodržují předepsaný úhel 30 stupnů od osy, pro který má vysílač útlum 3 dB.

IrDa v 1.0

• rychlosti 2400 - 115200 kbps
• používá se pulsní modulace 3/16 délky původní doby trvání bitu
• formát rámce: asynchronně vysílané slovo, uvozené startbitem
  (stejné jako na standardním seriovém portu)

IrDa v 1.1

• rychlosti 0.576 a 1.152 Mbps
• pulsní kódovaní 1/4 délky doby trvání původního bitu
• paket vysílán synchronně, je uvozen startovní sekvencí

Paket se skládá

• ze dvou startovních slov
• následuje cílová adresa
• data ukončená CRC-16
• stop slovo
  
  
• start a stop slovo se nemůže objevit nikde jinde v toku dat
• start a stop slovo trvá 1.5násobek doby trvání bitu
  (6*delší bliknutí než obvykle)
• IrDa zařízení mají přiřazena čísla v rámci IrDa protokolu
  (zaručena jednoznačná identifikace)

STA:	Startovní slovo (01111110)
ADDR:	8 bitová cílová adresa
DATA:	8 kontrolních bitů, 2045 informačních bytů
FCS:	16 bit CRC
STO:	Stop slovo (01111110)

4PPM (Pulse Position Modilation)

• používá se pro rychlost 4Mb/s
• 2 bity informace zakódují do pulsu v jednom ze čtyř možných časových pozic
  (nositelem informace je zde tedy pozice pulsu v čase namísto existence pulsu jako u předchozích modulací)
• vysílač bliká v rytmu 2MHz
• používá se kontrolní kód CRC-32

Například:
Bity 00 se vyšlou jako sekvence 1000 (blik-nic-nic-nic), bity 01 jako 0100 , bity 11 jako 0001.

Výhoda 4PPM

• je potřeba 2krát méně bliknutí LED diody, než v předcházejicích modulacích
  (data přenášena 2krát rychleji)
• na přijímač dopadá konstantní počet opt. pulsů za danou dobu
• vysílač při bitové rychlosti 4Mb/s bliká v rytmu 2MHz
• pakety maji použit kontrolní kód CRC-32