Лекція 14. Беспровідні інтерфейси зв'язку.
Питання:
1. Інфрачервоний інтерфейс IrDA
2. Радіоінтерфейс Bluetooth
Беспровідні (wireless) інтерфейси дозволяють звільнити пристрої від зв'язуючих їх інтерфейсних кабелів, що особливо привабливо для малогабаритної периферії, за розміром і вагою сумірної з кабелями. В беспровідних інтерфейсах використовуються електромагнітні хвилі інфрачервоного (IrDA - Infrared Data Association) і радіочастотного (Blue Tooth) діапазонів. Окрім цих інтерфейсів периферійних пристроїв існують і беспровідні способи підключення до локальних мереж.
Інфрачервоний інтерфейс IrDa
1.1. Загальна характеристика IrDA
Застосування випромінювачів і приймачів інфрачервоного (ІЧ) діапазону дозволяє здійснювати беспровідний зв'язок між парою пристроїв, видалених на відстань декількох метрів. Інфрачервоний зв'язок — IR (InfraRed) Connection — безпечна для здоров'я, не створює перешкод в радіочастотному діапазоні і забезпечує конфіденційність передачі. ІЧ-промені не проходять через стіни, тому зона прийому обмежується невеликим, легко контрольованим простором. Інфрачервона технологія приваблива для зв'язку портативних комп'ютерів із стаціонарними комп'ютерами або великими станціями. Інфрачервоний інтерфейс мають деякі моделі принтерів, їм оснащують багато сучасних малогабаритних пристроїв: кишенькові комп'ютери (PDA), мобільні телефони, цифрові фотокамери і т.п.
Розрізняють інфрачервоні системи низької (до 115,2 Кбіт/с), середньої (1,152 Мбіт/с) і високої (4 Мбіт/с) швидкості. Низькошвидкісні системи служать для обміну короткими повідомленнями, високошвидкісні — для обміну файлами між комп'ютерами, підключення до комп'ютерної мережі, висводу на принтер, проекційний апарат і т.п. Очікуються більш високі швидкості обміну, які дозволять передавати «живе відео». В 1993 році створена асоціація розробників систем інфрачервоної передачі даних IrDA (Infrared Data Association), покликана забезпечити сумісність устаткування від різних виробників. В даний час діє стандарт IrDA 1.1, разом з яким існують і власні системи фірм Hewlett Packard — HP-SIR (Hewlett Packard Slow Infra Red) і Sharp — ASK IR (Amplitude Shifted Keyed IR). Ці інтерфейси забезпечують наступні швидкості передачі:
- IrDA SIR (Serial Infra Red), HP-SIR - 9,6-115,2 Кбіт/с;
- IrDA HDLC, відомий як IrDA MIR (Middle Infra Red) - 0,576 і 1,152 Мбіт/с;
- IrDA FIR (Fast Infra Red) - 4 Мбіт/с; m ASK IR - 9,6-57,6 Кбіт/с.
1.2. Принцип роботи
Випромінювачем для ІЧ-зв’язку є світлодіод, пік спектральної характеристики потужності, що має, 880 нм; світлодіод дає конус ефективного випромінювання з кутом біля 30°. Як приймач використовують PIN-діоди, ефективно приймаючі ІЧ-промені в конусі 15°. Специфікація IrDA визначає вимоги до потужності передавача і чутливості приймача, причому для приймача задається як мінімальна, так і максимальна потужність ІЧ-променів. Імпульси дуже малої потужності приймач не «побачить», а дуже велика потужність «засліплює» приймач — імпульси, що приймаються, зіллються в невиразний сигнал. Окрім корисного сигналу на приймач впливають перешкоди: засвічення сонячним освітленням або лампами розжарювання, даюча постійну складову оптичної потужності, і перешкоди від люмінесцентних ламп, даючі змінну (але низькочастотну) складову. Ці перешкоди доводиться фільтрувати. Специфікація IrDA забезпечує рівень бітових помилок (BER — Bit Error Ratio) не більше 10~9 при дальності до 1 м і денному світлі (освітленість — до 10 костуру). Оскільки передавач майже неминуче викликає засвічення свого ж приймача, вводячи його в насичення, доводиться вдаватися до напівдуплексного зв'язку з певними тимчасовими зазорами при зміні напряму обміну. Для передачі сигналів використовують двійкову модуляцію (є світло — немає світла) і різні схеми кодування.
Специфікація IrDA визначає багаторівневу систему протоколів, рис 1.14
Рис1.14. Багаторівнева система протоколів IrDA.