紅外無線數(shù)據(jù)通信探析
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【摘要】近年來隨著無線通信不斷發(fā)展，紅外無線技術(shù)也得到了較大的進步，該技術(shù)具有低功耗、抗電磁干擾能力強、安全性高等優(yōu)點，在我國應用非常廣泛的無線通訊技術(shù)備受青睞。隨著編碼調(diào)制技術(shù)快速的發(fā)展，近距離無線通信得到了社會各界的廣泛重視，也逐漸增高了紅外通信技術(shù)的應用頻率，使其成為移動設備、辦公設備、手持設備進行通信的重要方法。本文通過分析紅外通信技術(shù)基本原理以及優(yōu)缺點，探討了一些重要的紅外協(xié)議，并且對其在室內(nèi)無線傳輸領域的應用進行了介紹，希望我國無線通信技術(shù)發(fā)展的越來越好。
【關鍵詞】紅外無線通信；紅外協(xié)議；室內(nèi)無線傳輸
一、引言
我國通信技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，也促使紅外無線通信技術(shù)得到了快速健康的發(fā)展，并在多個領域中得到廣泛應用。在光譜中波長自0.76至400微米的一段稱為紅外線，它涉及的區(qū)域比較寬，因此無線管理協(xié)會不會對其約束，而且紅外線的安全性也得到較大提升，它不會穿越不透明物體，所有在國際會議與各大企業(yè)中以紅外載波作為基礎的無線通信技術(shù)，均有應用，其安全性明顯高于其他常用的無線通信技術(shù)。
二、紅外無線通信技術(shù)
1、紅外通信基本原理。紅外通信：利用近紅外線來傳輸信號的通信方式，主要是用來取代點對點的線纜連接，和藍牙、WiFi（802.11）等一樣，是一種無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。在紅外通信的過程中，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?；鶐ФM制信號被發(fā)送端調(diào)制為一系列的光脈沖串信號，然后我們將紅外信號通過紅外發(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，送給解調(diào)電路進行解調(diào)前還需要經(jīng)過放大、濾波等處理，還原為可識別的二進制信號后輸出。
2、紅外通信的優(yōu)缺點。1）優(yōu)點：低功耗，小于40多毫瓦；經(jīng)濟實用、方便連接、簡單易用；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，點對點直線數(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)；無頻道資源占用性；無有害輻射，綠色產(chǎn)品特性：科學實驗證明，紅外線是一種對人體有益的光譜，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、窄的信號角度、同步時設備的位置固定、通信鏈路上不能有任何障礙物、只能是點到點的通信這些特點提供了一定的安全性。2）缺點：受限于視距傳輸和最大1m的傳輸距離，短距離通信。由于紅外線的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以只適合于短距離無線通訊的場合（比如室內(nèi)傳輸），其點對點的傳輸連接，無法靈活地組成網(wǎng)絡；進行“點對點”的直線數(shù)據(jù)傳輸；要求通信設備的位置固定；由于采用調(diào)幅進行傳輸，抗環(huán)境干擾能力差；在傳輸數(shù)據(jù)時，當輸出的功率一定時，用于信號傳輸?shù)墓β市?，接收到的?shù)據(jù)信號的信噪比小，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)送的信號可能會被本身接收。
三、紅外協(xié)議棧
IrDA1.1標準是紅外協(xié)議的一個標準，即FastInfraRed。FIR的最高傳輸速率達到四兆每秒，同時采取了最新的基帶數(shù)據(jù)處理技術(shù)，F(xiàn)IR是目前紅外無線通信中運用得最廣泛的標準，應用這種標準的產(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線通信領域有了更多的用武之地。IrDA標準都包括兩個基本的協(xié)議：紅外連接訪問協(xié)議IrLAP和紅外連接管理協(xié)議IrLMP；一個基本的規(guī)范紅外物理層連接規(guī)范IrPHY。紅外無線通信硬件設計的標準和要求由IrPHY規(guī)范制訂；IrLAP和IrLMP為兩個網(wǎng)絡層，主要對軟件連接進行管理，測試和維護。在這兩種協(xié)議的基礎上，針對一些特定的紅外通信應用領域，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)議在無線通信領域也將得到普遍的應用。
四、基于紅外技術(shù)在室內(nèi)無線傳輸領域應用
當今社會隨著紅外無線通信的快速發(fā)展，已經(jīng)備受人們青睞。隨著紅外技術(shù)的普遍性應用，已經(jīng)成為一種被業(yè)內(nèi)認可的無線控制的通信標準。雖然IR端口的數(shù)據(jù)傳輸率很快，但其傳輸距離不長，由于這個劣勢大大限制了其應用范圍和滿足市場的需求。為了解決現(xiàn)有IR端口存在的這些問題，Infra-Com公司開發(fā)出了基于漫散射紅外無線通信技術(shù)。這種技術(shù)為了解決傳統(tǒng)IR解決方案的對視距和方向性的要求，增強了紅外線配到物體表面彈回的能力。DIR技術(shù)通過增大了紅外無線產(chǎn)品的作用距離，從而拓寬了其應用范圍。
五、結(jié)論
21世紀隨著紅外無線數(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)得到更廣泛地應用。
參考文獻
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作者：王國波 單位：廣東南方電信規(guī)劃咨詢設計院有限公司
