IrDA

IrDA (acronimo in lingua inglese per Infrared Data Association) è una organizzazione non profit di produttori elettronici, costituita nel 1994, che definisce le specifiche fisiche dei protocolli di comunicazione che fanno uso della radiazione infrarossa per la trasmissione wireless, a breve distanza, dei dati.

Le specifiche IrDA sono costituite da una pila di protocolli: IrPHY, IrLAP, IrLMP, IrCOMM, Tiny TP, IrOBEX, IrLAN, IrSimple e IrFM. Ogni protocollo - necessario per il funzionamento o opzionale - definisce e gestisce uno o più aspetti dello standard di comunicazione. Le specifiche sono strutturate a livelli (layer) sovrapposti, ognuno occupato da un protocollo diverso, e ogni livello comunica solo con i due adiacenti.

IrDA permette la creazione di reti di tipo PAN ed è uno standard diffuso globalmente. Era largamente adottato su computer portatili, palmari, cellulari. Il bluetooth, che è uno standard di trasmissione radio, ha tuttavia soppiantato la trasmissione a infrarossi su alcuni dispositivi.

Interfaccia IrDA su un telefono cellulare Siemens CXT70.

I dispositivi a infrarossi, per funzionare correttamente, devono essere posizionati in condizioni di visibilità reciproca (la cosiddetta LoS, Line of Sight, linea di vista) ad una distanza di 1 o 2 metri. Questi limiti dipendono dal fatto che la radiazione infrarossa prodotta da questi dispositivi non è in grado di attraversare muri o altre barriere solide significative (anche il vetro di una finestra può pregiudicare la qualità della trasmissione). La velocità di trasmissione più comune è di circa 4 Mbit/s, ma alcuni dispositivi raggiungono i 16 Mbit/s.

Protocolli

Struttura a layer dei protocolli IrDA

IrPHY

Il protocollo IrPHY (Infrared Physical Layer Specification) è obbligatorio e costituisce il livello più basso delle specifiche IrDA.

Le sue caratteristiche salienti sono:

Distanza di trasmissione: 1 m (standard), 0,3 m (in condizioni di basso consumo), 0,2 m (tra due dispositivi in condizioni di basso consumo)
Angolo di trasmissione: cono minimo di +-15°
Velocità: da 2.4 kbit/s a 16 Mbit/s
Modulazione: banda di base, nessuna portante
Finestra a infrarossi

Il dispositivo IrDA comunica con degli impulsi infrarossi trasmessi in un volume conico con un'apertura minima di 15°. Le specifiche sulla distanza di trasmissione sono generiche: l'irradiazione minima deve permettere la trasmissione ad almeno un metro di distanza e quella massima non deve essere tale da "accecare" il ricevitore se il dispositivo di trasmissione viene posto troppo vicino. Come conseguenza esistono in commercio dispositivi che faticano a raggiungere un metro di distanza e altri che coprono diversi metri, così come apparecchi che non tollerano una distanza troppo ravvicinata.

La distanza di trasmissione ideale è compresa tra 5 e 60 cm con il ricevente al centro del cono. La comunicazione avviene sempre in modalità half-duplex in quanto l'apparecchio ricevente è accecato, durante la trasmissione, dalla luce emessa dal proprio trasmettitore. I due apparecchi possono, tuttavia, simulare una comunicazione full-duplex alternando rapidamente la trasmissione dei dati.

Modalità di trasmissione

La modalità di trasmissione sono quattro:

SIR (Serial Infrared) ha una velocità di trasmissione equivalente a quella di una porta seriale: 9600 bit/s, 19.2 kbit/s, 38.4 kbit/s, 57.6 kbit/s e 115.2 kbit/s. Per garantire la massima compatibilità, il rilevamento dei dispositivi e la negoziazione del trasferimento dati avviene alla velocità minima possibile (9600 bit/s)
MIR (Medium Infrared) non è un termine ufficiale, ma è utilizzato per velocità comprese tra 0.576 Mbit/s e 1.152 Mbit/s.
FIR (Fast Infrared) è un termine obsoleto delle specifiche IrDA, ma è utilizzato comunemente per indicare una velocità di trasmissione di 4 Mbit/s.
VFIR (Very Fast Infrared) è la modalità attualmente più veloce (anche se meno diffusa) e supporta un transfer-rate di 16 Mbit/s. I dispositivi VFIR disponibili come il TFDU8108 della statunitense Vishay possono utilizzare anche le modalità di trasmissione precedenti.

I vari termini si sono diffusi, a dispetto della non ufficialità, in quanto le modalità di codifica sono differenti tra loro.

La modalità UFIR (Ultra Fast Infrared) è ancora in fase di definizione e supporterà velocità fino a 100 Mbit/s.

IrLAP

Il protocollo obbligatorio IrLAP (Infrared Link Access Protocol) è il secondo livello delle specifiche IrDA e si posiziona tra i livelli IrPHY e IrLMP. Rappresenta il livello datalink del modello ISO/OSI. Le sue specifiche più importanti sono:

autenticazione
rilevamento di altri dispositivi di comunicazione IrDA
stabilimento di una connessione bidirezionale
negoziazione del ruolo dei dispositivi (primario o secondario). I dispositivi a infrarossi di una rete sono suddivisi tra un dispositivo primario, che controlla e abilita o meno gli altri dispositivi al trasferimento, e uno o più dispositivi secondari dipendenti da quello primario.

IrLMP

Il protocollo IrLMP (Infrared Link Management Protocol) costituisce il terzo livello. È un protocollo obbligatorio ed è distinto in due parti. LM-MUX (Link Management Multiplexer), situato sopra il livello IrLAP, provvede alla creazione di canali logici multipli per la trasmissione del flusso di dati, e permette lo scambio tra dispositivo primario e dispositivi secondari. La seconda parte del protocollo, LM-IAS (Link Management Information Access Service) fornisce un registro di servizi integrabile e accessibile tramite query.

Tiny TP

Tiny TP (Tiny Transport Protocol) è un protocollo opzionale che si posiziona sopra al livello IrLMP e provvede al:

Trasferimento dei dati tramite SAR (Segmentation and Reassembly, segmentazione e riassemblaggio): i file trasmessi vengono suddivisi in pacchetti di ridotte dimensioni (per migliorare la velocità di trasmissione e ridurre la perdita di dati) che il ricevitore assembla tra loro ricostruendo il file originario.
Controllo di flusso dei dati assegnando le priorità ad ogni canale logico.

IrCOMM

IrCOMM (Infrared Communications Protocol) è un protocollo opzionale che permette ad un dispositivo infrarossi di agire come una porta seriale o parallela. È posizionato sopra al livello IrLMP.

IrOBEX

IrOBEX (Infrared Object Exchange) è un protocollo opzionale che permette lo scambio di oggetti dati (p.e. vCard, vCalendar o altri formati) tra dispositivi. Si posiziona sopra al protocollo Tiny TP, che è quindi necessario abilitare per il funzionamento di IrOBEX.

IrLAN

IrLAN (Infrared Local Area Network) è un protocollo opzionale che permette di connettere un dispositivo a raggi infrarossi con una rete locale in tre modi:

Si posiziona sopra il protocollo Tiny TP che è quindi necessario abilitare per il funzionamento di IrLAN.

IrSimple

IrSimple migliora l'efficienza del protocollo di trasmissione aumentandone la velocità da 4 a 10 volte pur mantenendo la retrocompatibilità con i protocolli IrDA precedenti.

IrSimpleShot

IrSimpleShot (IrSS) fornisce una connessione wireless tra videofonini e stampanti fotografiche, locali o integrate su chioschi.

IrFM

IrFM (Infrared financial messaging) è un protocollo opzionale per effettuare transazioni finanziarie tramite un dispositivo a infrarossi. Il dispositivo a infrarossi (un palmare o un telefono cellulare) trasmette i dati per la verifica di una carta di credito o altri sistemi di pagamento analoghi ad un terminale POS senza che sia necessario l'utilizzo di badge o la digitazione di codici.

Bibliografia

Charles D. Knutson, Jeffrey M. Brown, IrDA Principles and Protocols, 2004, ISBN 0-9753892-0-3

Voci correlate

Radiazione infrarossa

Altri progetti

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Collegamenti esterni

(EN) Sito web dell'Infrared Data Association, su irda.org.

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