紅外無(wú)線數(shù)據(jù)通信探析

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【摘要】近年來(lái)隨著無(wú)線通信不斷發(fā)展，紅外無(wú)線技術(shù)也得到了較大的進(jìn)步，該技術(shù)具有低功耗、抗電磁干擾能力強(qiáng)、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)應(yīng)用非常廣泛的無(wú)線通訊技術(shù)備受青睞。隨著編碼調(diào)制技術(shù)快速的發(fā)展，近距離無(wú)線通信得到了社會(huì)各界的廣泛重視，也逐漸增高了紅外通信技術(shù)的應(yīng)用頻率，使其成為移動(dòng)設(shè)備、辦公設(shè)備、手持設(shè)備進(jìn)行通信的重要方法。本文通過(guò)分析紅外通信技術(shù)基本原理以及優(yōu)缺點(diǎn)，探討了一些重要的紅外協(xié)議，并且對(duì)其在室內(nèi)無(wú)線傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，希望我國(guó)無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的越來(lái)越好。

【關(guān)鍵詞】紅外無(wú)線通信；紅外協(xié)議；室內(nèi)無(wú)線傳輸

一、引言

我國(guó)通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，也促使紅外無(wú)線通信技術(shù)得到了快速健康的發(fā)展，并在多個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。在光譜中波長(zhǎng)自0.76至400微米的一段稱為紅外線，它涉及的區(qū)域比較寬，因此無(wú)線管理協(xié)會(huì)不會(huì)對(duì)其約束，而且紅外線的安全性也得到較大提升，它不會(huì)穿越不透明物體，所有在國(guó)際會(huì)議與各大企業(yè)中以紅外載波作為基礎(chǔ)的無(wú)線通信技術(shù)，均有應(yīng)用，其安全性明顯高于其他常用的無(wú)線通信技術(shù)。

二、紅外無(wú)線通信技術(shù)

1、紅外通信基本原理。紅外通信：利用近紅外線來(lái)傳輸信號(hào)的通信方式，主要是用來(lái)取代點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線纜連接，和藍(lán)牙、WiFi（802.11）等一樣，是一種無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。在紅外通信的過(guò)程中，我們是利用近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，也即是作為通信信道。基帶二進(jìn)制信號(hào)被發(fā)送端調(diào)制為一系列的光脈沖串信號(hào)，然后我們將紅外信號(hào)通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射出去。然后接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)前還需要經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理，還原為可識(shí)別的二進(jìn)制信號(hào)后輸出。

2、紅外通信的優(yōu)缺點(diǎn)。1）優(yōu)點(diǎn)：低功耗，小于40多毫瓦；經(jīng)濟(jì)實(shí)用、方便連接、簡(jiǎn)單易用；安全性高，具有不透光材料的阻隔性，可分隔性；小角度保持在30度錐角以內(nèi)，短距離適合室內(nèi)傳輸，保密性強(qiáng)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸；紅外的傳輸速率較高，4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)；無(wú)頻道資源占用性；無(wú)有害輻射，綠色產(chǎn)品特性：科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，紅外線是一種對(duì)人體有益的光譜，所以紅外線產(chǎn)品是一種真正的綠色產(chǎn)品；具有一定的安全性。短距離通信、窄的信號(hào)角度、同步時(shí)設(shè)備的位置固定、通信鏈路上不能有任何障礙物、只能是點(diǎn)到點(diǎn)的通信這些特點(diǎn)提供了一定的安全性。2）缺點(diǎn)：受限于視距傳輸和最大1m的傳輸距離，短距離通信。由于紅外線的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無(wú)線通訊的場(chǎng)合（比如室內(nèi)傳輸），其點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸連接，無(wú)法靈活地組成網(wǎng)絡(luò)；進(jìn)行“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的直線數(shù)據(jù)傳輸；要求通信設(shè)備的位置固定；由于采用調(diào)幅進(jìn)行傳輸，抗環(huán)境干擾能力差；在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)輸出的功率一定時(shí)，用于信號(hào)傳輸?shù)墓β市?，接收到的?shù)據(jù)信號(hào)的信噪比小，容易誤判數(shù)據(jù)，造成傳輸?shù)恼`碼；紅外通信采用異步雙工的通訊方式，即通信某一方的發(fā)送和接口是交替進(jìn)行的，這是由于考慮到紅外光反射，在全雙工方式下發(fā)送的信號(hào)可能會(huì)被本身接收。

三、紅外協(xié)議棧

IrDA1.1標(biāo)準(zhǔn)是紅外協(xié)議的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即FastInfraRed。FIR的最高傳輸速率達(dá)到四兆每秒，同時(shí)采取了最新的基帶數(shù)據(jù)處理技術(shù)，F(xiàn)IR是目前紅外無(wú)線通信中運(yùn)用得最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用這種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品也備受人們的青睞。VFIR技術(shù)是一種通訊速率更高的技術(shù)，是FIR傳輸速率的四倍。不斷提高的傳輸速率使紅外線在短距無(wú)線通信領(lǐng)域有了更多的用武之地。IrDA標(biāo)準(zhǔn)都包括兩個(gè)基本的協(xié)議：紅外連接訪問(wèn)協(xié)議IrLAP和紅外連接管理協(xié)議IrLMP；一個(gè)基本的規(guī)范紅外物理層連接規(guī)范IrPHY。紅外無(wú)線通信硬件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求由IrPHY規(guī)范制訂；IrLAP和IrLMP為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)層，主要對(duì)軟件連接進(jìn)行管理，測(cè)試和維護(hù)。在這兩種協(xié)議的基礎(chǔ)上，針對(duì)一些特定的紅外通信應(yīng)用領(lǐng)域，IrDA還了一些更高層次的紅外協(xié)議，如IrLANIrOBEX、IrTran-P和IrBus等等，這些協(xié)議在無(wú)線通信領(lǐng)域也將得到普遍的應(yīng)用。

四、基于紅外技術(shù)在室內(nèi)無(wú)線傳輸領(lǐng)域應(yīng)用

當(dāng)今社會(huì)隨著紅外無(wú)線通信的快速發(fā)展，已經(jīng)備受人們青睞。隨著紅外技術(shù)的普遍性應(yīng)用，已經(jīng)成為一種被業(yè)內(nèi)認(rèn)可的無(wú)線控制的通信標(biāo)準(zhǔn)。雖然IR端口的數(shù)據(jù)傳輸率很快，但其傳輸距離不長(zhǎng)，由于這個(gè)劣勢(shì)大大限制了其應(yīng)用范圍和滿足市場(chǎng)的需求。為了解決現(xiàn)有IR端口存在的這些問(wèn)題，Infra-Com公司開發(fā)出了基于漫散射紅外無(wú)線通信技術(shù)。這種技術(shù)為了解決傳統(tǒng)IR解決方案的對(duì)視距和方向性的要求，增強(qiáng)了紅外線配到物體表面彈回的能力。DIR技術(shù)通過(guò)增大了紅外無(wú)線產(chǎn)品的作用距離，從而拓寬了其應(yīng)用范圍。

五、結(jié)論

21世紀(jì)隨著紅外無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，這種技術(shù)在我們的生活中及更多的行業(yè)得到更廣泛地應(yīng)用。

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作者：王國(guó)波 單位：廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司