Přenos dat prostřednictvím infračerveného paprsku patří mezi jednu z nejstarších forem moderní bezdrátové datové komunikace. Lze ji již považovat za archaickou a překonanou nebo má stále své opodstatnění?
Éru přenosu informací prostřednictvím infračerveného rozhraní pravděpodobně nastartovala jedna z prvních aplikací v oblasti spotřební elektroniky, dálkové ovládání televizních přijímačů. Postupem času začal tento typ bezdrátového přenosu pronikat i do dalších oblastí a dnes tvoří pravděpodobně jednu z nejrozšířenějších forem bezdrátové komunikace.
V současné době existují dva základní standardy přenosu signálu infračerveným světlem. První z nich je tzv. „IrDa Control“ – ten bývá zpravidla využíván k bezdrátovému propojení jednotlivých periferií, např. klávesnice, myši či joysticku s počítačem, nebo v oblasti spotřební elektroniky ve formě dálkových ovladačů. Druhý standard, označovaný „IrDa Data“ definuje obousměrnou komunikaci bezdrátového přenosu dat mezi různými zařízeními.
Bez domluvy to nejde
Aby spolu jednotlivá zařízení různých výrobců mohla komunikovat, musí být použité rozhraní vzájemně kompatibilní, což platí i v případě infračerveného přenosu dat. Proto vznikl na půdě mezinárodní asociace IrDA (Infrared Data Association) standard, který členské společnosti dodržují a tím pro své produkty zajišťují vzájemnou srozumitelnost přenášených dat. V současné době tvoří členskou základnu asociace více než 150 společností.
Jak funguje IrDA
Rozhraní IrDA se dorozumívá pomocí infračervených LED diod, pracujících na vlnové délce 875 nm, přičemž povolená výrobní tolerance je +/- 15 nm. Infračervená oblast světla se nachází v neviditelné části světelného záření, těsně pod kmitočtovou oblastí viditelného červeného světla.
Formát dat vysílaných prostřednictvím infračerveného rozhraní je stejný jako u standardního sériového rozhraní. V obou případech jej totiž tvoří asynchronní bitové slovo, které začíná startovacím bitem, přičemž jednotlivé bity představují impulzy, tedy rozsvícení či nerozsvícení vysílací diody.
Časově pak může být jeden impulz vyjádřen jako 3/16 doby impulzu nebo jako impulz s pevnou délkou 1,63 ms. Přijímač tvoří fotodiody typu PIN - v těch jsou dopadem infračerveného světla uvolňovány elektrony, čímž vzniká elektrický impulz. Tyto elektrické impulzy jsou pak upravovány různými filtry tak, aby vyhovovaly standardům pro daný druh komunikace.
Standard IrDA umožňuje podle specifikace sériové spojení v prostorovém úhlu 30° a ve vzdálenosti do jednoho metru by přenosová rychlost měla dosahovat až 4 Mbit/s. Podle příslušného standardu by každé zařízení IrDA mělo rovněž umět pracovat základní přenosovou rychlostí 9,6 kbit/s (přenosové rychlosti jsou dány normou).
Nejrozšířenější a v praxi běžně používané normy jsou dvě, IrDA 1.0 a 1.1, přičemž základní norma IrDA 1.0 používá přenosové rychlosti do 115,2 kbit/s. Norma IrDA 1.1 navíc definuje rychlosti 576 kbit/s a 1,152 Mbit/s. Pro tyto rychlosti je využito pulzního kódování o délce čtvrtiny doby impulzu. Při těchto rychlostech je již nutné signál vysílat synchronně.
Pro zajímavost lze dodat, že existuje i verze infračerveného rozhraní označovaná jako verze 1.4 nebo zkratkou VFIR, která umožňuje maximální rychlost až 16 Mb/s. Bývá však využíváno jen ve zcela výjimečných případech. Připravuje se ale i projekt UFIR s rychlostí nad 100 Mb/s.
Použití IrDA v praxi
Infračervené rozhraní je dnes již běžnou součástí komunikační výbavy mobilních telefonů a infraportem jsou vybaveny prakticky všechny notebooky a kapesní počítače.
Disponují jím i některé tiskárny, fotoaparáty a videokamery. Standardně je elektronika infračerveného rozhraní součástí i většiny nových základních desek pro osobní počítače, avšak optickou část je nutno v případě potřeby doplnit. Vlastní optické rozhraní se pak umísťuje do volné zásuvky disketové mechaniky. Existují však i externí infračervené adaptéry, které lze k počítači připojit stejně jednoduše jako např. čtečku paměťových karet nebo webkameru.
Omezující faktory
Komunikace prostřednictvím infračerveného rozhraní má ale také své mouchy. Kromě relativně nízké rychlosti přenosu dat, krátkého dosahu (max. cca 5 metrů) a faktu, že jednotlivá zařízení na sebe musí doslova fyzicky „vidět“, je tu i náchylnost podléhat vlivům okolního prostředí.
Na přijímací část totiž negativně působí různé zdroje optického i elektromagnetického rušení, které může v krajním případě pocházet i od vlastních elektronických obvodů přenosového systému. Mimo vlastní vysílač je možné za zdroj rušení považovat prakticky všechny ostatní optické zářiče v pásmu citlivosti přijímače. V praxi se jedná hlavně o přímé sluneční záření a žárovkové či zářivkové osvětlení. Elektromagnetické rušení pak může způsobit, že infračervená přenosová zařízení mobilních telefonů či kapesních počítačů nebudou v takovémto prostředí funkční.
Má IrDA budoucnost?
Pravděpodobně největším konkurentem infračerveného rozhraní je technologie Bluetooth, která je, stejně jako IrDA, relativně levná a snadno použitelná. V současnosti obě tyto technologie existují vedle sebe a doplňují se navzájem.
Prakticky každý mobilní telefon vyšší a v některých případech i vyšší střední třídy využívá obě komunikační rozhraní a stále častěji se tato kombinace začíná objevovat i u kapesních počítačů a notebooků. Vzhledem ke stávajícímu rozšíření a širokému spektru možných aplikací lze předpokládat, že přes některé své záporné vlastnosti má infračervené rozhraní před sebou stále ještě budoucnost, i když je skutečností, že bude postupně vytlačováno právě stále více se rozšiřující technologií Bluetooth.
