Инфракрасная передача данных от точки к точке имеет все предпосылки на успех благодаря комитету по стандартам, активно взявшемуся за дело, скорости передачи в 4 Мбит/c и совместимости между конкурирующими продуктами. Используя инфракрасные каналы, пользователи смогут быстро и без проблем обмениваться данными между различными компьютерными устройствами, включая сетевые принтеры, факсы, персональные цифровые секретари, карманные, портативные и настольные компьютеры. А в недалеком будущем пользователь оснащенного инфракрасным глазом портативного устройства сможет напрямую соеди- ниться с локальной сетью через рабочую станцию с инфракрасным портом.

Инфракрасная технология приобрела популярность во многом благодаря своей дешевизне. За какие-то 3-5 долларов производитель может включить все необходимое оборудование для полностью функционального инфракрасного порта. "Инфракрасная связь - беспроводная технология для бедных, - говорит Самуэл Мей, старший аналитик по беспроводным и мобильным коммуникациям в Yankee Group (Бостон). - Этот канал неширок, но достаточно эффективен благодаря низкой цене реализации".

С подобной оценкой соглашаются и другие аналитики. "Инфракрасная связь дешевая до безобразия, - восклицает Пол Галлахан, директор сетевых стратегий в Forrester Research (Кембридж, шт. Массачусетс). - При выборе технологии пользователи прежде всего интересуются, насколько она распространена и раз- работана, само собою, волнует их также и цена. Инфракрасная технология соответствует, по крайней мере, двум из трех перечисленных параметров, а это немало".

Поставщики ПО активно разрабатывают средства поддержки. Так Microsoft включила средства поддержки инфракрасной связи в Windows . По словам Роджерса Вида, менеджера группы в отделе персональных систем Microsoft, компания предлагает пользователям драйвер для загрузки по линии связи. Драйвер для Windows 95 предустанаваливается на устройства с инфракрасными портами, такими как принтеры и портативные компьютеры.

Инфракрасная технология, долгое время используемая для дистанционного управления бытовыми приборами, похоже, становится характерной чертой компьютерного оборудования корпораций.

Интерес к ИК-технологии усилился в прошлом, когда Ассоциация по инфракрасной технологии передачи данных (IrDA) разработала стандарт на скорость передачи 4 Мбит/с. Корпорация Microsoft включила средства программной поддержки каналов связи с использованием ИК-лучей в свою операционную систему Windows 95, а многие производители ПК-блокнотов добавили соответствующие аппаратные средства в собственные изделия.

Два изготовителя запускают в производство ИК-адаптеры, которые выполняют беспроводное подключение к корпоративным ЛС. Компания Extended Systems (Бойс, шт. Айдахо) сообщила, что уже начала выпуск адаптера JetEye Net Plus, а в апреле к нему добавится адаптер JetEye Net. Отделение ЛС фирмы Hewlett-Packard (Роузвилл, шт. Калифорния) также представит свой адаптер NetBeam IR LAN Access Point в апреле. Все эти адаптеры, предназначенные для настольных систем, обеспечивают связь в пределах прямой видимости на расстоянии до 3 футов (примерно 0,9 м).

Адаптер JetEye Net Plus компании Extended Systems функционирует под операционными системами Windows 95 и OS/2 и позволяет подключаться к ЛС Token Ring и Ethernet; адаптер NetBeam Access Point фирмы HP обслуживает переносные ПК, работающие под Windows 95, и поддерживает сети Ethernet.

Тем временем компания Puma Technology (Сан-Хосе, шт. Калифорния) планирует представить для розничной продажи улучшенную редакцию программного обеспечения Tranxit Pro, поддерживающую ИК-каналы связи. Ранее это ПО поставлялось встроенным в ПК-блокноты. Этот программный пакет стоимостью 99,95 дол. даст возможность использовать ИК-каналы связи для обмена файлами между переносными и настольными ПК и печати документов.

Компания Hewlett-Packard, один из крупнейших производителей трансиверов для инфракрасных портов, приступила к поставкам нового поколения устройств, соответствующих спецификации IrDA физического уровня версии 1.2. Модели HSDL-3610 и HSDL-3600 с быстродействием 115.2 Кбит/с (SIR) и 4 Мбит/с (FIR), соответственно, отличаются уменьшенными габаритами и энергопотреблением, что крайне актуально для новых портативных продуктов, таких как карманные ПК, ноутбуки и мини-ноутбуки, сотовые модемы, цифровые камеры, фотопринтеры и т.п. Их высота составляет всего 4 мм. Это трансиверы второго поколения, поддерживающие адаптивную регулировку мощности излучения в зависимости от расстояния между портами. Благодаря этому при работе на минимальном расстоянии потребляемая мощность снижается примерно в десять раз. При соединении на номинальном расстоянии 1,0 м, предусмотренном спецификацией, пиковая величина потребляемого тока составляет 200 мА для SIR-модели и 400 мА для FIR-модели, а ток в режиме ожидания - всего 50 нА (при напряжении питания 2,7 В). Максимальная дальность соединения достигает 1,5 м. Оба трансивера соответствуют требованиям норматива безопасности для зрения IEC825-Class 1. Помимо IrDA, они совместимы также с несколькими фирменными спецификациями для инфракрасных портов с быстродействием от 2,4 до 4 Мбит/с и телевизионных пультов дистанционного управления.

История ИК связи

Многие пользователи компьютеров скорее всего весьма скептически настроены по отношению к инфракрасной связи вследствие своего первого знакомства десятилетней давности с IBM PCjr. Тогда IBM приняла смелое по тем временам решение - отказаться от традиционного шнура и соединить клавиатуру PCjr с системой с помощью инфракрасного приемопередатчика. Надежда была на то, что это обеспечит пользователям мобильность. Однако эксперимент не удался - инфракрасный приемопередатчик оказался не способен обеспечить узконаправленный пучок для непрерывной передачи данных даже на скромном удалении от компьютера.

Пользователям приходилось тратить больше времени на точное направление инфракрасного глаза на клавиатуре, чем на собственно набор с клавиатуры. IBM быстро переориентировалась, решив, что, по крайней мере в данном случае, инфракрасная связь мало пригодна.

Другим препятствием для успеха инфракрасной связи как способа передачи данных между ПК было отсутствие стандартов и, как следствие, совместимости между инфракрасными устройствами. В 1990 году Hewlett-Packard (Пало-Альто, шт. Калифорния) разработала собствен- ную инфракрасную схему для своих переносных и карманных устройств. Эти устройства могли обмениваться данными с другими устройствами производства HP и вспомогательным оборудованием от других поставщиков, но не с компьютерами других марок, даже если те были оснащены инфракрасными портами.

Несмотря на далеко не восторженные отзывы, HP продолжала разрабатывать инфракрасные технологии, надеясь, что и для них придет время. В 1993 году HP выпустила OminBook с инфракрасным портом и оснастила ими дюжину моделей настольных компьютеров Vectra. Другие компании, такие как Extended Systems (Бойз, шт. Айдахо), разработали внешние устройства для оснащения инфракрасным глазом принтеров, ПК и т.п.

Многие производители портативных компьютеров уже оснащают свои изделия инфракрасными излучателями по стандарту IrDA. Среди них можно отметить серию ThinkPad 755C компании IBM, NiNote Ultra компании Digital, миниатюрные компьютеры OmniBook 600 и 400 компании Hewlett-Packard, Liberty компании Gateway 2000 и TravelMate компании Texas.

Наиболее ревностным сторонником инфракрасной технологии является HP, но и другие начинают уделять ей все больше внимания. "Инфракрасный порт стал наиболее распространенным портом ввода/вывода в 1998 году", - говорил Брайан Смайли, менеджер по продуктам компании Apple. Newton Message- Pad компании Apple имеет инфракрасный порт, однако передача данных от ПК к портативному устройству использует простую аналоговую инфракрасную систему с амплитудной манипуляцией (amplitude-shift keying, ASK) вместо протоколов IrDA.

ASK была разработана Sharp, так что Sharp Wizard также использует эту схему передачи. Для обеспечения совместимости Wizard и Newton с IrDA компания Sharp разработала так называемую цифровую реализацию амплитудной манипуляции (DASK) для приемопередатчиков IrDA и ASK.

Массовое внедрение инфракрасных продуктов "в народные массы" вселяет в ревностных сторонников беспроводных технологий надежду на то, что пользователи захотят сделать и всю сеть беспроводной. "Эти первые беспроводные изделия дают пользователям возможность передавать данные "тонкой струйкой" от машины к машине. Это, конечно, хорошо, потому что "дешево и сердито", но пользователи скоро пожелают передавать данные на большее расстояние, - говорит Шнелл из Photonics и подводит итог. - IrDA пробудит у пользователей аппетит к настоящим беспроводным технологиям".

Сфера применения ИК делится на две четко разграниченные области: короткие линии связи с периферийными устройствами и соединения внутри ЛВС (или даже между ЛВС). В обоих случаях требуетс располагать устройства на линии прямой видимости, но каждый вариант имеет свои преимущества. В целом ИK-соединения отличаются высокой степенью защищенности информации и создают мало помех.

Стандарт IrDA

Подавляющее большинство устройств, использующих инфракрасную связь, осуществляют соединения по стандартам IrDA (Infrared Data Association ).

Фундаментом для роста популярности инфракрасных товаров является сам стандарт IrDA. Hewlett-Packard внесла основной вклад в разработку спецификаций IrDA, в основу которых лег запатентованный компанией последовательный интерфейс для инфракрасной связи (Serial Infrared Communications Interface, SIR).

Cтандарт IrDA имеет несколько базовых уровней: инфракрасный канал физического уровня (IrDA Serial Infrared Physical Layer Link, IrDA SIR), протокол доступа по инфракрасному каналу (IrDA Infrared Link Access Protocol, IrLAP), протокол управления инфракрасным каналом IrDA (Infrared Link Management Protocol, IrLMP), а также необязательные транспортные протоколы IrDA (Transport Protocols IrTP и Tiny TP).

Стек протоколов IrDA имеет три базовых слоя: физический слой IrDA SIR, IrLAP и IrLMP. Данные могут передаваться IrLMP напрямую от приложений через прикладной программный интерфейс API или через дополнительный транспортный протокол стека (IrTP).

На физическом уровне базовый инфракрасный интерфейс использует характеристики универсального асинхронного приемника/передатчика (UART) в COM-порту. Такой порт имеется практически на всех компьютерах. UART имеет несколько темпов передачи данных в диапазоне от 2400 бит/c до 115 Кбит/c.

Оборудование IrDA-SIR состоит из нескольких компонентов для приема и передачи: кодировщика/декодировщика для кодировки инфракрасного сигнала при передаче и декодировки при приеме, инфракрасного преобразователя в составе драйвера вывода и инфракрасного излучателя для передачи, а также приемника/детектора. Кодировщик/декодировщик имеет интерфейс с UART.

При передаче приемопередатчики IrDA передают сигнал в поток ввода/вывода последовательного порта. Данные поступают передатчику IrDA через последовательный интерфейс c UART. И вместо того, чтобы посылать сигнал по медной проволоке, как это имеет место при передаче по проводам, он извергает фотоны в воздух в направлении инфракрасного приемника.

Устройства IrDA превращают данные в свет: биты преобразуются в инфракрасный сигнал, при этом вспышка соответствует "0", а отсутствие сигнала - "1". ЦПУ на принимающем конце даже не подозревает о том, что данные передаются в виде света. Оно видит что и всегда, так как кодирование осуществляется передатчиками IrDA на передающем конце и детектором на принимающем конце инфракрасного канала.

Вся инфракрасная передача происходит в инфракрасном диапазоне от 850 нанометров до 880 нанометров. Соответствующие спецификации продукта имеют минимальную эффективную дальность передачи в 1 метр при наименьшей мощности передатчика. Использование нескольких светодиодов позволяет осуществлять прием в более широком конусе и увеличить расстояние между приемником и передатчиком. Так как спецификации IrDA базируются на схеме передачи от точки к точке, то угол зрения не должен превышать 30 градусов.

С одной стороны, направленность инфракрасного пучка делает невозможным случайную передачу данных близрасположенным устройствам. А с другой стороны, поскольку пучок представляет из себя конус, пользователю незачем точно направлять карманное или портативное устройство на цель, чтобы установить соединение.

Повсеместному распространению инфракрасных излучателей в сетях способствуют такие компании, как Extended Systems, которая производит элементы расширения по стандарту IrDA. Внешние инфракрасные порты, которые часто называют "dongle", могут быть добавлены к настольному компьютеру или принтеру посредством соединения с последовательным или параллельным, соответственно, портом устройства. Модуль для принтера JetEye ESI от Extended Systems стоит 179 долларов, а версия для ПК 135 долларов. Устройство для настольных компьютеров AIRport компании (Мильпитас, шт. Калифорния) сравнимо с ним по возможностям, а стоит даже меньше 100 долларов.