29.Инфракрасный интерфейс IrDa.
В 1993 HP собрала совещание с целью обсуждения будущего передачи данных с помощью инфракрасного излучения. До этого существовало множество не совместимых систем. Целью совещания было создание единого промышленного стандарта передачи данных с помощью инфракрасного излучения. Ассоциацией инфракрасной передачи данных вскоре была создана 1я версия стандарта IrDA. Современная версия 1.1.
Инфракрасное излучение позволяет соединяться с периферийным оборудованием без кабеля на коротком расстоянии порядка 1м в режиме точка-точка. Стандарт специально не разрабатывался для локальной сети, поскольку сетевые интерфейсы достаточно сложны и требуют большой мощности, а в цепи IrDA входит низкое энергопотребление. Интерфейс использует узкий диапазон инфракрасного излучения от 850-900нм. Пик на 880нм.
|
Малая мощность излучения позволяет создать не дорогую аппаратуру и не требует сертификации федеральной комиссии по связи FCC. Предающий светодиод создает конус излучения с углом 30градусов.
|
|
Связь в интерфейсе полудуплексная. Сделано это для того, что передатчик неизбежно засвечивает свой приемник. Одновременная связь возможна только с 1м устройством. |
Кроме полезного излучения на фотодиод воздействуют помехи. Прежде всего, это засветка солнечным излучением и лампами накаливания, они дают постоянную составляющую. Люминесцентные лампы вносят низкочастотную переменную составляющую, которую необходимо фильтровать. Устройства инфракрасного излучения содержат кодек и устройство преобразования сигнала в оптическую форму. Эти устройства обмениваются данными по электронному интерфейсу. Данные передаются 10ти битными сигналами, содержащими 4 старт стоп и 8 инфракрасных посылок. Стандарт поддерживает множество протоколов определяющих различные стороны и варианты обмена. Различают системы с низкой, средней и высокой скоростью. Низкоскоростные <11520bps. Среднескоростные <4Мбит/c. Высокоскоростные >4Мбит/c. Порт низкой скорости основан на архитектуре COM-порта. Логический 0 передается излучением а, логическая 1 отсутствием импульса. Старт-стопный способ обмена гарантирует малое энергопотребление.
Другой вариант низкочастотной связи кодирует 0е биты посылкой импульсов с частотой 500КГц. При установки связи начальная скорость обмена 9,6кбит/c при установки связи на этой скорости делается попытка повысить скорость.
Среднечастотный обмен ведется в синхронном режиме. Обмен ведется кадрами, которые обращены в синхро-последовательность. Протокол управления предполагает, что новое устройство автоматически сообщает о своем присутствии. Обменом руководит устройство 1е вышедшее на связь. Остальные являются подчиненными. Устройство IrDA может быть внешним и внутренним. Внутреннее устройство обычно подключается через порт COM2. Это надо отметить в настройках BIOS. Внешнее устройство подключается через порт miniDIN или через COM порт.
30.Радио интерфейс Bluetooth.
Основное назначение интерфейса – обеспечение экономичной и дешевой радио связи между различными типами электронных устройств. Благодаря малогабаритности он использует в мобильных системах. Интерфейс позволяет передавать как голосовые сообщения, так и данные. Голосовые сообщения 64Кбит/c. Для передачи данных могут использоваться ассиметричный канал 721Кбит/c. В одну и другую сторону 57,6Кбит/c, или симметрический канал 432Кбит/c в каждую сторону. Интерфейс работает на частоте 2,4ГГц. Рабочая мощность устройств позволяет осуществлять связь на расстоянии 10м, другой вариант на 100. 1й вариант с малым энергопотреблением. В большинстве стран диапазон 2,4ГГц свободен от лицензирования, но во Франции, Японии и Испании это не так, и приходится использовать другой диапазон.
Интерфейс разбивает данные на пакеты и передает их, переключая частоту 1600 раз в секунду по псевдослучайному закону. При этом он использует несколько подканалов. Понять друг другу могут только те устройства, которые настроены на один и тот же шаблон переключений частот. Для остальных устройств такой сигнал будет просто шумом. Сигнообразию переключения частоты позволяет подстроится от помех создаваемых другими устройствами работающими в том же диапазоне.
Основными структурным элементом в сети является пико сеть (Pico net). Это совокупность от 2х до 8 устройств работающих с одним диапазоном. Одно из устройств называется мастер, оно руководит работой остальных устройств, а остальные устройства ведомые. Кроме того в зоне охвата могут находится так называемые припаркованные устройства. Данные устройства знают шаблон, но не могут обмениваться данными пока ведущее устройство не разрешит. Каждое ведомое устройство имеет свой временный №, номера от 1-7. Когда ведомое устройство паркуется оно отдает свой номер другим устройствам. При следующей активации оно может получить другой номер. Стандарт предусматривает объединение независимых пико сетей в сеть более высокого ранга – в разбросанную сеть . В такую сеть может входить до 10 пико сетей. Для возможности образования разбросанной сети каждая пара пико сетей должна иметь как минимум 1 совместное устройство. Такое устройство работает в нескольких пико сетях, используя временное разделение между присутствующими в разных сетях. Такие сети никак не синхронизированы. В 1й разбросанной сети может быть до 71 устройства.
Между ведущим и ведомым могут устанавливаться связи 2х типов: 1)Синхронная. 2)Асинхронная. Синхронные связи используются для передачи изохронного трафика. Такие связи типа точка-точка предварительно устанавливает ведущее устройство. Связи получаются симметричные, двусторонние и ведущее устройство может устанавливать до 3х таких связей с 1м или несколькими устройствами. Асинхронные связи реализуют коммутацию пакетов по схеме точка-множество точек. Между ведущим и ведомыми устройствами. Ведущее устройство передает пакет и требует ответа, ведомое устройство может вести передачу только, получив обращенный к нему запрос от ведущего устройства.
Предусматривается повторная передача пакетов в случае ошибок. С каждым ведомым устройством в пико сети ведущее устройство может установить только одну асинхронную связь. Ведущее устройство имеет возможность передавать широко вещательные пакеты. Для обеспечения безопасности в интерфейсе применяется аутентификация и шифровании данных па уровне связи. Шифрование производится с ключом от 8-128бит. Такое шифрование может дополняться на более высоком уровне.
Протокол обнаружения сервисов позволяет устройству обнаружить так называемого интересного собеседника. Установив с ним соединение, устройство может воспользоваться необходимым ему сервисом. Автоматический обмен ведется лишь на уровне аппаратного обеспечения, т.е. для определения факта возможности соединения. На уровне приложения пользователь сам решает, вести или запретить установку связи.
Стандарт разрабатывался с расчетом на малую мощность, поэтому его воздействие на организм человека сведено к минимуму. Основным направление использования интерфейса должно стать создание так называемых персональных сетей включающих разноплановые устройства.