Беспроводные интерфейсы IrDA, Bluetooth, WiUSB, WiFi, WiMax.
Infrared Data Association — IrDA, ИК-порт, Инфракрасный порт — группа стандартов, описывающая протоколы физического и логического уровня передачи данных с использованием инфракрасного диапазона световых волн в качестве среды передачи.
Является разновидностью оптической линии связи ближнего радиуса действия.
Была особо популярна в конце 1990-х начале 2000-х годов. В данное время практически вытеснена более современными способами связи, такими как WiFi и Bluetooth. Основные причины отказа от IrDA были:
- Усложнение сборки корпусов устройств, в которых монтировалось ИК-прозрачное окно.
- Ограниченная дальность действия и требования прямой видимости пары приемник-передатчик.
- Относительно низкая скорость передачи данных первых реализаций стандарта. В последующих ревизиях стандарта этот недостаток исправили: скоростные возможности немного превышают, например, возможности самой распространенной, на сегодняшний момент, версии протокола Bluetooth (спецификация 4.0). Однако широкого распространения скоростные варианты IrDA получить уже не успели.
IrDA спецификации включают в себя:
- Спецификацию физического уровня IrPHY (с разновидностями SIR, MIR, FIR, VFIR, UFIR)
- Протокольные спецификации IrLAP, IrLMP, IrCOMM, Tiny TP, IrOBEX, IrLAN, IrSimple и IrFM (находится в разработке)
Аппаратная реализация, как правило, представляет собой пару из излучателя, в виде инфракрасного светодиода, и приемника, в виде фотодиода расположенных на каждой из сторон линии связи. Наличие и передатчика и приемника на каждой из сторон является необходимым для использования протоколов гарантированной доставки данных.
В ряде случаев, например при использовании в пультах дистанционного управления бытовой техникой, одна из сторон может быть оснащена только передатчиком а другая только приемником.
Иногда устройства оснащают несколькими приемниками, что позволяет одновременно поддерживать связь с несколькими устройствами. Использование при этом одного передатчика возможно благодаря тому, что протоколы логического уровня требуют лишь незначительного обратного трафика для обеспечения гарантированной доставки данных.
Наличие нескольких передатчиков встречается гораздо реже.
Большинство оптических сенсоров, используемых в фото и видео камерах, имеет диапазон чувствительности гораздо шире видимой части спектра. Благодаря этому работающий инфракрасный передатчик можно увидеть на экране или фотоснимке в виде яркого пятна.
В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с ИК-портами.
Дистанционный пульт управления передает команды на телевизор или видеомагнитофон с помощью IrDA. До недавнего времени ИК-портами оснащалась большая часть мобильных телефонов, ноутбуков и карманных компьютеров. ИК-портами оснащаются некоторые принтеры и цифровые фотоаппараты. Большинство настольных ПК, напротив, не имеет инфракрасного порта в стандартной системной конфигурации, и для них необходим ИК-адаптер, который подключается к компьютеру через USB, СОМ-порт или в специальный разъем на материнской плате.
Через ИК-порт, с помощью протокола высокого уровня — IrOBEX можно, например, передать цифровую визитную карточку, мелодию, картинку или файл на другой мобильник или компьютер, на котором также имеется ИК-порт. Этот же протокол позволяет организовывать синхронизацию данных .
Протокол IrCOMM позволяет использовать мобильный телефон как беспроводной модем.
Протокол IrLAN позволяет подключить и связать устройства в локальную сеть, наподобие Ethernet.
Ввиду того, что пульты дистанционного управления используют этот же протокол, КПК, со встроенным ИК-портом, можно использовать как пульт для управления. Для этого, как правило, необходимо установить соответствующее ПО.
Bluetooth или блютус ( /bluːtuːθ/ , переводится как синий зуб, назван в честь Харальда I Синезубого ) — производственная спецификация беспроводных персональных сетей (англ. Wireless personal area network, WPAN ). Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как персональные компьютеры (настольные, карманные, ноутбуки), мобильные телефоны, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, бесплатной, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи.
Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 100 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.
Принцип действия основан на использовании радиоволн. Радиосвязь Bluetooth осуществляется в ISM-диапазоне (англ. Industry, Science and Medicine ), который используется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях (свободный от лицензирования диапазон 2,4-2,4835 ГГц) . В Bluetooth применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты (англ. Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS ). Метод FHSS прост в реализации, обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование недорого.
Согласно алгоритму FHSS, в Bluetooth несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду (всего выделяется 79 рабочих частот шириной в 1 МГц, а в Японии, Франции и Испании полоса у́же — 23 частотных канала). Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику, которые каждые 625 мкс (один временной слот) синхронно перестраиваются с одной несущей частоты на другую. Таким образом, если рядом работают несколько пар приёмник-передатчик, то они не мешают друг другу. Этот алгоритм является также составной частью системы защиты конфиденциальности передаваемой информации: переход происходит по псевдослучайному алгоритму и определяется отдельно для каждого соединения. При передаче цифровых данных и аудиосигнала (64 кбит/с в обоих направлениях) используются различные схемы кодирования: аудиосигнал не повторяется (как правило), а цифровые данные в случае утери пакета информации будут переданы повторно.
| Wireless Frequency | 902 MHz to 928 MHz |
| Wireless Protocol | DTS |
| Interface Type | RS-232, RS-422, RS-485 |
| Data Rate | 152.34 kbps |
| Output Power | 16 mW |
Wi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity, которое можно дословно перевести как «высокая точность беспроводной передачи данных») в настоящее время развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам.
Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b, IEEE 802.11a и IEEE 802.11g. В 2003 году Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то, что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет от Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.
Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с .
WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access ) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN (WiMAX следует считать жаргонным названием, так как это не технология, а название форума, на котором Wireless MAN и был согласован).
Название «WiMAX» было создано WiMAX Forum — организацией, которая была основана в июне 2001 года с целью продвижения и развития технологии WiMAX. Форум описывает WiMAX как «основанную на стандарте технологию, предоставляющую высокоскоростной беспроводной доступ к сети, альтернативный выделенным линиям и DSL». Максимальная скорость — до 1 Гбит/сек на ячейку.
Wi-Fi и WiMAX
Сопоставления WiMAX и Wi-Fi далеко не редкость — термины созвучны, название стандартов, на которых основаны эти технологии, похожи (стандарты разработаны IEEE, оба начинаются с «802.»), а также обе технологии используют беспроводное соединение и используются для подключения к Интернету (каналу обмена данными). Но, несмотря на это, эти технологии направлены на решение совершенно различных задач.
| Технология | Стандарт | Использование | Пропускная способность | Радиус действия | Частоты |
|---|---|---|---|---|---|
| Wi-Fi | 802.11a | WLAN | до 54 Мбит/с | до 300 метров | 5,0 ГГц |
| Wi-Fi | 802.11b | WLAN | до 11 Мбит/с | до 300 метров | 2,4 ГГц |
| Wi-Fi | 802.11g | WLAN | до 54 Мбит/с | до 300 метров | 2,4 ГГц |
| Wi-Fi | 802.11n | WLAN | до 450 Мбит/с (в перспективе до 600 Мбит/с) | до 300 метров | 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц |
| WiMax | 802.16d | WMAN | до 75 Мбит/с | 25-80 км | 1,5-11 ГГц |
| WiMax | 802.16e | Mobile WMAN |
Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.
Беспроводные технологии: Bluetooth, Wi-Fi и WiMax
Bluetooth — международный стандарт беспроводных коммуникаций
малого радиуса действия.
Основное назначение Bluetooth — обеспечение экономичной радиосвязи между
различными типами электронных устройств, причём немалое значение
придается компактности электронных компонентов, что даёт возможность
применять Bluetooth в малогабаритных приборах.
4.
Основное назначение Bluetooth — обеспечение экономичной (с
точки зрения потребляемого тока) и дешевой радиосвязи между
различными типами электронных устройств, причем немалое
значение придается компактности электронных компонентов,
что дает возможность применять Bluetooth в малогабаритных
устройствах размером с наручные часы.
5.
Wi-Fi — это стандарт беспроводного подключения LAN для коммуникации
разных устройств, относящийся к набору стандартов IEEE 802.11. Wi-Fi
использует радиоволны (так же, как Bluetooth и сотовые сети) для
коммуникации устройств в малом масштабе, например: в домах, торговых
центрах, на площадях и т. д. Wi-Fi — это самый недорогой и быстрый способ
передачи данных на короткие расстояния, включая просмотр веб-страниц,
онлайн-игры, видеостриминг и VoIP-вызовы. В 2019 году количество
поставленных Wi-Fi устройств превысило 310 млн.
6.
Пользовательский опыт: высокая скорость, низкая задержка, использование
в разных условиях на разных типах устройств.
Wi-Fi это:
Самая используемая технология беспроводной коммуникации.
Основное средство доступа к мировому интернет-трафику.
Сфера экономики объёмом почти 2 трлн долларов США.
Рост: в 2019 году общее количество поставленных устройств достигло 4
млрд, а используемых устройств — 13 млрд.
7.
Стандарт WiMAX (аббревиатура от Worldwide
Interoperability for Microwave Access) — это
технология широкополосной беспроводной
связи (протокол IEEE 802.16), которая в
отличие от других технологий радиодоступа,
обеспечивает высокоскоростные соединения
на больших расстояниях даже при отсутствии
прямой видимости объекта, на отраженном
сигнале.
8.
Технология WiMAX позволяет работать в любых условиях, в том числе в
условиях плотной городской застройки, обеспечивая высокое качество
связи и скорость передачи данных. WiMAX можно использовать для
создания широкополосных соединений «последней мили», развертывания
точек беспроводного доступа, организации сети между филиалами
компаний и решения других задач, которые ранее были ограничены
традиционными технологиями.
9.
WiMAX технология позволяет обеспечить доступ в интернет со скоростями и
зоной покрытия, существенно большими, чем у современных сетей WiFi. WiFi – это технология беспроводной связи для небольших расстояний: в
офисном здании, кафе и т.п. Расстояние от хот-спота Wi-Fi до компьютера не
превышает десятков метров. Технология WiMax – это сеть широкополосного
беспроводного доступа, которая создается на территории целого города, а
расстояние от приемника до базовой станции измеряется километрами. В
свою очередь, локальные сети Wi-Fi становятся логичным продолжением
сетей WiMAX.
10.
В настоящее время уже практически нереально представить себе компьютер без
встроенного приемопередатчика Wi-Fi, ведь данная технология позволяет
быстро развернуть компьютерную сеть в любых условиях. Технология Wi-Fi
стала неотъемлемым атрибутом бизнес-центров, вокзалов, гостиниц,
ресторанов, где каждый желающий может свободно получить доступ в
глобальную сеть. Очевидно, что данная технология будет и дальше активно
развиваться, при этом, качество связи, дальность и скорость передачи данных
будет неуклонно возрастать. Ведь уже сейчас существуют технологии, которые
позволяют передавать данные по Wi-Fi на расстояние около 100 км.