5.5.5. Инфракрасный IrDa-порт
Инфракрасный порт предназначен для организации беспроводной связи в компьютерных системах и в системах связи в пределах прямой видимости на расстоянии до 1м. Предполагается, что на пути прохождения инфракрасных лучей отсутствуют задымления и различные непрозрачные преграды, а также мощные источники света. Схема инфракрасного канала показана на рис. 5.23.
Рис. 5.23. Схема организации инфракрасного канала IrDA
Канал передачи инфракрасными лучами образуется приёмопередатчиками, построенными на светодиодах с углом излучения 30º и PIN-диодах с углом приёма 15º. Приёмопередатчики управляются процессорами и присоединяются к ним через различные шины. Они могут быть как выносные, так и внутренние.
Внутренние приёмопередатчики низких скоростей строятся на обычных микросхемах портов UART и управляются микросхемами 16450/16550 через модуляторы-демодуляторы. Они могут быть построены также на последовательных COM-портах посредством их переконфигурации и т.д. На высоких скоростях применяются специализированные микросхемы и карт расширения. Внешние ИК-адаптеры выпускаются в виде отдельных блоков с интерфейсами COM или USB.
В настоящее время существуют следующие стандарты, определяющие работу порта IrDA:
IrDA 1.1 SIR (стандарт группы IDA) и HP-SIR (Hewlet-Paccard) – 9,6 – 115,2 кБит/с;
IrDA HDLC, он же IrDA MIR – 0,576 и 1,152 Мбит/с;
IrDA FIR – 4 Мбит/с;
ASK IR – 9,6 – 57,6 Кбит/с.
Работа порта регламентируется сетевыми протоколами физического уровня (IrDA SIR, ASK IR, IrDA HDLC, и IrDA FIR), протоколом доступа IrLAP, протоколом управления соединением IrLMP, протоколом транспортного уровня Tiny TP, протоколом-эмулятором проводных подключений IrCOMM, протоколом доступа к сетям IrLAN и протоколом объектного обмена.
5.5.6. Радиоинтерфейс BlueTooth
BlueTooth (ВТ) де факто является стандартом передачи информации радиоволнами на небольшие расстояния. На физическом уровне стандарт предусматривает существование у связанных радиоканалом устройств передатчиков и приёмников, работающих в диапазоне частот 2402 – 2480 МГц, в котором законодательно предусмотрено свободное использование частот1. Мощность передатчиков 1, 2,5 и 100 мВт с возможностью регулировки "вниз". Аппаратура ВТ может подключаться к шинам расширения, например PC Card, шине USB, COM-порту.
Передача данных ведётся в последовательном коде с частотной девиацией (отклонением частоты от несущей) положительной для логических единиц и отрицательной – для логических нулей. Использование одной несущей частоты ограничено 625 мкс. Эта длительность называется тайм-слотом. Тайм-слоты имеют нумерацию от 0 до 227. Длинные пакеты передаются в течение нескольких тайм-слотов. Во время передачи ведётся счёт слотов. По окончании передачи слота передатчик переходит на другую несущую частоту. Если пакет информации передавался в течение нескольких слотов, то по окончании передачи пакета частоты слотов, задействованных во время его передачи пропускаются.
Последовательность перехода с одной несущей частоты на другую определяется псевдослучайной последовательностью 79 (для Франции 23) чисел. Последовательность частот образует один канал связи BlueTooth. Множество устройств связанных таким каналом называется пикосетью. В пикосеть может входить одно ведущее устройство (мастер) и до 7 активных ведомых устройств. Одни и теже ведомые устройства могут входить в разные пикоскти, а мастер пикосети может являться ведомым устройством другой пикосети.
Между мастером и ведомым устройством уcтанавливаются синхронные (SCO) и асинхронные (ACL link) связи. Мастер может посылать широковещательные сообщения, адресованные всем ведомым устройствам. Посредством таких сообщений он может давать или общие команды или задавать адрес конкретного ведомого устройства. Ведомое устройство может передавать данные только в случае его вызова мастером.
Для связей SCO и SCL предусмотрено по 4 вида пакетов. Три из четырёх видов пакетов SCL защищаются контрольной суммой, пакеты SCO – нет. Для защиты от ошибок в ряде пакетов применяется избыточное кодирование с передачей одного бита трижды или с формированием из 10 битов одного 15 битного символа на основе кода Хемминга.
Стандарт определяет пять логических каналов:
LC – для низкоуровневого контроля;
LM – для обмена информацией между менеджерами соединений ведущего и ведомого устройств;
US – для синхронного потока данных;
UA/UI – для передачи пользовательских пакетов данных в целом и фрагментированном виде.
Безопасность каналов BlueTooth обеспечивается аутентификацией пользователей и шифрования данных
Над физическим уровнем работают следующие протоколы:
L2CAP – протокол адаптации и управления логической связью;
SDP обнаружение сервисов;
RFCOMM – эмуляция последовательного 9-проводного RS-232 порта для протокола L2CAP в целях замены традиционных кабельных соединений на радиоканалы;
TCS BIN – определение сигнализации вызова для связи устройств;
HCI – интерфейс хост-контроллера – набор команд для управления радиосвязью, получения информации о состоянии устройств и собственно передачи данных.
Для каждого из способов подключения аппаратуры ВТ существует свой протокол транспортного уровня HCI, чем обеспечивается независимость транспортного протокола от способа подключения.