История инфракрасного луча

Инфракрасная связь в том виде, в каком мы видим ее сейчас в телефонах, ЦФК, КПК и прочих гаджетах, берет свое начало в 1949 году, когда компания Hewlett-Packard выпустила, не поверите, калькулятор с инфракрасным портом, посредством которого можно было выводить на печать данные, полученные в результате расчетов. Функция, калькулятору мало необходимая (как мне кажется), показалась многим производителям весьма многообещающей, и они начали встраивать ИК-порты в производимые ими электронные устройства. Но был один досадный нюанс: никаких спецификаций на инфракрасную связь в то время не было и в помине, поэтому использующей новинку электронике не всегда было легко найти друг с дружкой общий язык, используя ИК-связь. Поэтому в 1993 году образовалась международная некоммерческая организация под названием Infrared Data Association (IrDA), целью которой стало создание единых стандартов на передачу данных посредством световых волн, излучаемых в инфракрасном диапазоне, которых должны были придерживаться все производители, желающие безотказного соединения своих электронных устройств с другими устройствами по ИК-порту. С тех пор организацией была разработана целая серия стандартов инфракрасной связи.

Производители не заставили себя долго ждать, и уже спустя год после объявления IrDA-Standart (одного из стандартов на ИК-связь) многие из них стали встраивать устройства инфракрасной связи в свою электронику, а корпорация Microsoft объявила, что поддержка передачи данных по открытому оптическому каналу (то есть по ИК-порту) будет встроена в операционную систему Windows 95.

Согласно спецификации стандарта IEEE 802.11, инфракрасный сигнал может быть направленным и ненаправленный. Но перед тем, как двинуться дальше, поймем, как осуществляется процесс передачи данных посредством световых волн в инфракрасном диапазоне.

Начнем с того, что в соединении учавствуют два устройства, одно из которых является передающим, а другое, соответственно, принимающим. Цепочка передачи начинается с шины данных, в которую и попадает предназначенная для отправки по ИК-каналу информация. Из шины данных она переходит в микросхему управления, где подвергается модуляции, то есть преобразуется из электрических сигналов в световые импульсы. Данные в компьютере, как известно нам из школьного курса информатики, хранятся по правилам двоичной системы счисления, то есть представлены в виде нулей и единичек. Эта самая микросхема как раз и занимается преобразованием "0" и "1" в инфракрасные вспышки. Следующее звено цепочки - инфракрасный приемно-передающий модуль. Он включает в себя светодиод, являющийся передающим, и фотодиод, принимающий. Общаясь с модулятором-демодулятором, ноль преобразуется во вспышку, то есть фотодиод загорается, а единица - в отсутствие, то есть не происходит ничего. Приемно-передающий модуль принимающего устройства отслеживает все эти световые сигналы, передает полученное микросхеме управления, которая преобразует сигналы в тот же формат, в котором те прибывали в аналогичной микросхеме устройства-передатчика. Модулятор-демодулятор приемника, осуществив необходимые преобразования, передает информацию в двоичном виде шине данных.

Но вернемся к типам инфракрасных сигналов. Как я уже сказал, они могут быть направленными и ненаправленными. О направленных. ИК-сигнал проходит в каком-то определенном направлении в виде конуса. Пучок расходиться под углом в 30 градусов. То есть приемно-передающий модуль передатчика более или менее точно должен быть направлен в сторону приемника (ну или наоборот, приемник должен быть направлен в сторону передатчика). С ненаправленным сигналом все несколько проще. Не нужно четко "целиться" ИК-модулем одного устройства в ИК-модуль другого. Все дело в том, что в этом случае в приемно-передающем модуле использован более мощный свето- и более чувствительный фото- диоды. Направлять в этом случае сигнал не требуется по той причине, что он отражается от всех поверхностей, присутствующих в помещении. Ненаправленная инфракрасная связь удобнее по понятным причинам, но и дороже в организации в силу, как я уже сказал, необходимости использования более мощного оборудования.

Первым стандартом, созданным Infrared Data Association, стал Serial Infrared Standart (SIR), данные по которому можно было передавать со скоростью до 115,2 кб/с. Позднее, в 1994 году, был разработан IrDA-Standart, являющийся самым популярным и по сей день и включающий в себя три протокла: Serial Infrared Link (SIL), или Последовательная Инфракрасная Линия Связи, Link Access Protocol (LAP), Протокол Доступа и Link Management Protocol (LMP), что в переводе с английского означает Протокол Управления. Также существует стандарт Tiny TP (необязательный транспортный протокол).

Стандартный ИК-интерфейс способен передавать информацию со скоростью 115,2 кб/с. Существует расширение до 1,15 мб/с, предложенное компанией IBM, а также в 4 мб/с, разработанное уже упомянутой IBM, Hewlett-Packard и Sharp. Расширение канала достигается за счет некоторых усовершенствований в цепочке "Шина данных ↔ Микросхема управления ↔ Инфракрасный приемно-передающий модуль". Расширения обратно совместимы со стандартными протоколами, то есть могут работать с устройствами, не способными обеспечивать передачу данных со скоростью 115,2 кб/с, и даже умеющими обмениваться информацией лишь со скоростью 9600 б/с.