Инфракрасный канал

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Инфракрасный канал — канал передачи данных, не требующий для своего функционирования проводных соединений. В компьютерной технике обычно используется для связи компьютеров с периферийными устройствами (интерфейс IrDA).

Особенности[править | править код]

В отличие от радиоканала, инфракрасный канал нечувствителен к электромагнитным помехам, и это позволяет использовать его в производственных условиях. К недостаткам инфракрасного канала относятся высокая стоимость приемников и передатчиков[источник не указан 1985 дней], где требуется преобразование электрического сигнала в инфракрасный и обратно, а также низкие скорости передачи (обычно не превышает 5-10 Мбит/с, но при использовании инфракрасных лазеров возможны существенно более высокие скорости). В условиях прямой видимости инфракрасный канал может обеспечить связь на расстояниях в несколько километров, но наиболее удобен он для связи компьютеров, находящихся в одном помещении, где отражения от стен комнаты дает устойчивую и надежную связь. Наиболее естественный тип топологии здесь — «шина» (то есть переданный сигнал одновременно получают все абоненты). Ясно, что имея такое количество недостатков, инфракрасный канал не смог получить широкого распространения в 1960-х годах.

Разработаны модули передающие информацию в инфракрасном диапазоне со скоростью 1 Гбит/с, экспериментально же достигнута скорость передачи данных до 42,8 Гбит/с (при частоте волны 200 ТГц, длине волны 1500 нм) на расстоянии 2,5 м[1][2].

Сети использующие инфракрасные каналы передачи могут быть 4 типов[3]:

  • прямой видимости;
  • на рассеянном излучении;
  • на отражённом излучении;
  • широкополосные.

С широким внедрением в практику полупроводниковых приборов, в том числе инфракрасных светодиодов и лазеров[4], системы основанные на передаче сигналов посредством инфракрасного излучения получают всё большую популярность, чему способствует ряд преимуществ перед использованием радиочастот и кабельных линий: малое энергопотребление, отсутствие электромагнитных помех (влияющих как на саму работу инфракрасных систем, так и создаваемых ими), нет необходимости выделения и резервирования частотного диапазона, скрытность и высокая защищённость передаваемой информации от перехвата (особенно при использовании узкого лазерного луча между передатчиком и приёмником), не требуется прокладывание кабельных линии, особенно в труднодоступных местностях, быстрое развёртывание, практический неограниченная скорость распространения сигнала (скорость света)[5][6][7]. При этом есть и недостатки, в частности это зависимость от среды передачи (атмосферные осадки, облака, туманы и другие аэрозоли, непрозрачные для инфракрасных лучей естественные и искусственные препятствия на пути распространения луча между приёмником и передатчиком (к примеру пролетающие птицы)).

В условиях земной атмосферы инфракрасные каналы связи в зависимости от назначения и мощности позволяют передавать информацию на расстояния от нескольких метров и менее (например, пульты дистанционного управления бытовых электроприборов, игрушек, ИК-порты телефонов) до десятков километров (например, в телекоммуникационных сетях)[8][9].

Сфера применения[править | править код]

Тем не менее, этот тип связи получил широкое распространение в современных фотовспышках и синхронизаторах. Он используется для дистанционного запуска дополнительных вспышек и обмена данными между TTL-экспонометром фотоаппарата и микропроцессорами, управляющими мощностью импульсного освещения. Управление внешними вспышками по инфракрасному каналу является стандартной функцией современных систем EOS flash system компании Canon, Speedlight компании Nikon и других[10].

Применяется инфракрасный канал для скрытной связи и передачи данных между кораблями на флоте, начиная от направленной передачи сигналов азбукой Морзе при помощи сигнальных прожекторов и заканчивая автоматизированными комплексами инфракрасной вычислительной сети между группой кораблей и/или береговыми объектами[11][12][13].

Авиационная связь[править | править код]

В первой половине 1960-х гг. инфракрасные системы голосовой связи пилотов военных летательных аппаратов проходили испытания в ВВС США. Для связи между собой летательные аппараты имели оптико-электронные станции связи с приёмниками-передатчиками сигнала в ИК-диапазоне и аппаратуру кодирования/декодирования человеческого голоса в инфракрасный сигнал. Область сканируемого пространства представляла собой острый конус, направленный своей вершиной на приём, а основанием на передачу. Преимуществом перед имеющимися авиационными системами радиосвязи была их помехоустойчивость и неуязвимость к искусственным активным помехам, они не могли быть 1) подавлены имеющимися средствами постановки активных помех противника, 2) перехвачены средствами радиоэлектронной разведки противника, 3) обнаружены имеющимися средствами обнаружения противника. Кроме того, в отличие от радиосвязи, инфракрасная является связью дуплексного (телефонного) типа и работает на приём и передачу одновременно (то есть, от пилотов-абонентов не требуется после каждой фразы запрашивать «Приём!» и подтверждать «Принял!»). Недостатками системы являлась её 1) уязвимость к естественным помехам и фоновой обстановке, зависимость от погодно-климатических факторов, поскольку она была неэффективна в условиях сплошной или неравномерной облачности и требовала от обоих пилотов-абонентов, чтобы ни один из них не находился по отношению к другому с подсолнечной стороны (иначе канал связи забивался солнечным излучением), 2) ограниченность тактических ситуаций воздушной обстановки, при которых она могла применяться, практически всё сводилось к полёту в режиме сопровождения (воздушный эскорт), поскольку она не могла применяться самолётами, летящими на встречно-пересекающихся курсах, её использование при необходимости полёта параллельным курсом на малых и сверхмалых высотах было затруднительным и её невозможно было применять в условиях воздушного боя, зенитного боя или угрозы ракетного обстрела с земли и в других ситуациях, требующих интенсивного маневрирования. ИК-станции связи были полностью автоматическими, работали в режиме «поиск и «приём-передача» (последний в тестовом и штатном режимах), осуществляя поиск и установление канала связи автоматически[14].

Достоинства и недостатки[править | править код]

Достоинства
Недостатки

Схожие технологии[править | править код]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Новый инфракрасный модуль будет быстрее чем Wi-Fi и Bluetooth / Статья от 10.10.2012 г. на сайте wordscience.org.
  2. Инфракрасная сеть, как альтернатива Wi-Fi / Статья от 22.03.2017 г. на «NAG.ru». Е. Ударцева.
  3. Раздел 5.3.2.1: Инфракрасные линии передачи данных / Зрюмова А. Г., Зрюмов Е. А., Пронин С. П.. Информатика : учебное пособие / Барнаул: АлтГТУ. — 2011. – 177 с. ISBN 978-5-7568-0843-8. (C. 136)
  4. Светоизлучающие диоды в линиях связи / Статья на club155.ru.
  5. Инфракрасные системы связи / Статья от 16.08.2000 г. в № 8 издания «Сети. Network World». П. Иванов.
  6. Осваиваем ИК-диапазон / Статья от 30.11.1999 г. в № 45 (219) издания «itWeek». П. Чачин.
  7. БОКС: на ринге альтернативные каналы связи / Статья в № 8 за 2001 г. журнала «КомпьютерПресс». Н. Прокофьев.
  8. Смирнов С. В. Средства и системы технического обеспечения обработки, хранения и передачи информации: учебное пособие / Москва : МГИУ. — 2011. — 356 с. ISBN 978-5-2760-1965-9. (С. 283-284).
  9. Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи / Статья от 15.09.1996 г. в № 9 издания «Сети. Network World». Чепусов Е. Н., Шаронин С. Г.
  10. How wireless E-TTL works (англ.) (недоступная ссылка). Flash Photography with Canon EOS Cameras. PhotoNotes (12 December 2010). Дата обращения 27 декабря 2015. Архивировано 5 января 2016 года.
  11. Серебряный Н. С., Жданов Б. Б. Справочник сигнальщика / Средства световой связи // М.: Воениздат. — 1983. — 272 с.
  12. Катанович А. А. Оптоэлектронная техника в корабельных светосигнальных системах связи / Научная статья в № 1 за 2002 г. журнала «Судостроение». ISSN: 0039-4580.
  13. Катанович А. А. Перспективы создания автоматизированного корабельного комплекса светосигнальной связи / Научная статья в № 5 за 2015 г. журнала «Судостроение». ISSN: 0039-4580.
  14. Infrared Air-To-Air Communication // Military Review. — July 1963. — Vol. 43 — No. 7 — P. 98.
  15. Принцип передачи данных по Li-Fi сетям // Наука и жизнь.

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]