Беспроводной интерфейс это что

Беспроводные интерфейсы

В ноутбуках могут присутствовать IrDA‑порт, Bluetooth‑адаптер и Wi‑Fi‑интерфейс.

IrDA‑порт распространен, но не очень удобен в работе. При его использовании нужно размещать «глазки» инфракрасных портов, расположенных на обоих связываемых устройствах, в зоне прямой видимости и на небольшом удалении друг от друга (не более 10 см, что бы ни утверждали производители), а также обеспечивать практически полную их неподвижность в течение всего сеанса связи. Даже небольшое смещение портов, как правило, приводит к разрыву соединения. Поэтому практически невозможно использовать IrDA‑соединение, например, в транспорте. Кроме того, даже когда оба соединенных устройства неподвижны друг относительно друга, капризное инфракрасное соединение может разорваться без каких‑либо видимых причин.

Еще совсем недавно IrDA являлся наиболее распространенным беспроводным интерфейсом. Такой порт присутствовал в большинстве ноутбуков, во всех карманных компьютерах, допускающих автономное использование, принтерах и в большинстве мобильных телефонов. Последнее наиболее важно, так как сотовый телефон является самым распространенным средством выхода в Интернет с ноутбука. Скорость передачи данных через инфракрасный порт достигает до 115,2 Кбит/c.

Ноутбук может иметь два инфракрасных порта: один для установки связи с другими цифровыми устройствами, а другой – для пульта дистанционного управления (рис. 4.5). «Глазок» порта, предназначенного для пульта, обычно располагается на переднем торце ноутбука, но может иметь и внешнее исполнение (в таком случае его «пристегивают» к USB‑порту). Пульт (в просторечии – «ленивчик») актуален при использовании ноутбука в качестве проигрывателя аудио– и видеофайлов. Для других целей IrDA‑порт для пульта использовать невозможно: связи с цифровыми устройствами он не обеспечит.

Рис. 4.5. К ноутбуку можно подключить пульт дистанционного управления, упрощающий проведение презентаций

Bluetooth – устройство, передающее данные со скоростью до 722 Кбит/c, без сомнения, составляет серьезную конкуренцию IrDA.

Использование радиоканала для обеспечения беспроводного соединения не требует размещения связываемых устройств в зоне прямой видимости. Например, подключиться к телефону можно, не доставая аппарат из чехла, печатать – на принтере, стоящем в дальнем углу комнаты, и т. д. Причем соединение по радиоканалу более устойчивое, чем установленное через инфракрасный порт. Кроме того, Bluetooth с успехом применяется для создания персональных точек доступа. Все популярнее становятся модели, в которых модем – кабельный или ADSL – использует для связи с ноутбуком Bluetooth‑соединение. На первый взгляд, такое решение выглядит излишне изощренным, но при ближайшем рассмотрении оказывается весьма удобным. Согласитесь, глупо иметь ноутбук, мобильность которого даже в вашей квартире ограничена проводными соединениями.

Сегодня слово hotspot известно, наверное, всем. Так называют общедоступную зону с Wi‑Fi‑покрытием, то есть место, куда можно прийти со своим ноутбуком и подключиться к ресурсам локальной сети (обычно к Интернету, но возможны и другие варианты). Доступ может быть бесплатным, платным или предоставляемым на определенных условиях (например, посетителям ресторана, заказывающим еду и напитки). Сегодня на Западе такие точки существуют во всех крупных гостиницах, на вокзалах, в аэропортах и других местах сосредоточения мобильных пользователей: во многих кафе, ресторанах, интернет‑кафе, библиотеках, бизнес‑центрах (см. сайты www.jiwire.com, www.wifinder.com, www.totalhotspots.com и др.). Зоны с Wi‑Fi‑покрытием (как платные, так и бесплатные) получают все большее распространение и в России. Сайты с данными о местоположении таких точек в разных городах (например, www.freewifi.ru, http://wifi.yandex.ru или http://wifi.ru/) становятся одной из наиболее востребованных категорий ресурсов Интернета. Одного взгляда на их перечень достаточно, чтобы понять: подключение через Wi‑Fi не является европейской или столичной «штучкой», поскольку точку доступа можно найти в более‑менее большом городе в любой стране. Это значит, что наличие соответствующего адаптера в ноутбуке, с которым вы планируете перемещаться не только в пределах собственной квартиры или офиса, – насущная необходимость.

Примечание

Взлет популярности Wi‑Fi в немалой степени произошел благодаря политике, проводимой компанией Intel. Корпорация занимается активной популяризацией этого способа беспроводного доступа к интернет‑ресурсам и продвигает технологию Centrino, неотъемлемой частью которой является Wi‑Fi‑адаптер. В результате Wi‑Fi‑адаптеры встречаются в ноутбуках значительно чаще, чем Bluetooth‑модули.

Большинство выпускаемых сегодня ноутбуков имеют встроенные Wi‑Fi‑адаптеры. Однако, если такового в вашем портативном компьютере не оказалось, не расстраивайтесь: практически к любому ноутбуку можно приобрести внешний Wi‑Fi‑адаптер, подключаемый к USB‑порту или выполненный в виде PC‑карты.

Разъемы и порты

Хорошим тоном является оснащение ноутбука портами FireWire (официальное название интерфейса – IEEE 1394, он известен и как i.Link). Данный интерфейс не является необходимым, но может оказаться удобным при подключении периферийных устройств, с которыми производится интенсивный обмен данными: цифровых видеокамер, устройств чтения карт памяти (Card‑Reader), внешних накопителей (как приводов компакт‑дисков и DVD, так и на основе жесткого диска), цифровых фотокамер с крупными сенсорами и т. д. Скорость передачи данных через FireWire – до 400 Мбит/c.

От портов старых форматов – LPT, COM и PS/2 (их называют legacy – унаследованные) – производители ноутбуков постепенно отказываются. Это правильно, так как все меньше людей работает, например, с принтерами, подключаемыми по LPT, и с мышами, использующими COM‑интерфейс. Таким образом, эти порты уже практически не применяются, а пользователю приходится таскать с собой дополнительный груз. Пусть он составляет лишь несколько десятков граммов, и все же…

Исключение – порт PS/2. Его наличие в ноутбуке все еще актуально. Во‑первых, USB‑клавиатуры несколько превосходят по цене PS/2‑клавиатуры. Во‑вторых, до сих пор используется большое количество мышей, подключаемых через этот интерфейс, а любой пользователь предпочтет работать с привычным манипулятором.

Рис. 4.6. Некоторые ноутбуки (обычно модели, рассчитанные на профессиональное применение) позволяют подключать сразу два внешних монитора

При выборе ноутбука обратите внимание на взаимное расположение портов (рис. 4.7). Если их разъемы расположены близко друг к другу, то работать будет неудобно: подключение одного внешнего устройства может практически заблокировать доступ к соседним портам. Как показывает практика, от интерфейсов, разъемы которых расположены друг над другом, нет никакой пользы: при подключении устройства к одному из них второй оказывается недоступным.

Рис. 4.7. Взаимное расположение портов существенно влияет на удобство работы

Совет

Ноутбук обязательно должен иметь побольше USB‑портов; legacy‑порты избыточны, FireWire используется нечасто (однако, если вы обладаете DV видеокамерой, такой интерфейс вам необходим), а фирменные порты вообще неактуальны.

Факс‑модем

Модемы для телефонных линий встраивают во все современные ноутбуки. Нам не удалось обнаружить на рынке модели, в которой бы отсутствовал интегрированный модем на 56 Кбит/с.

Модемы ноутбуков ничем особенным друг от друга не отличаются, достигаемая скорость передачи данных при использовании российских телефонных сетей примерно одинакова.

Разумеется, установленные в ноутбуках модемы могут отправлять и принимать факсы, но сегодня такая форма коммуникаций считается морально устаревшей и стремительно вытесняется электронной почтой. Однако факсы продолжают использоваться для передачи документов, изображений, поздравлений и т. д., поэтому факс‑составляющая коммуникационной подсистемы ноутбука, похоже, будет актуальна еще довольно долгое время.

Следует отметить также, что привычная связь через модем начинает активно вытесняться ADSL и спутниковыми технологиями. Многим пользователям встроенный в ноутбук модем может и не понадобиться.

Сетевой адаптер

Адаптер для подключения к локальной сети присутствует в любом ноутбуке. В большинстве случаев это Ethernet 10/100, но сегодня появляются портативные компьютеры, оснащенные Ethernet‑картами, поддерживающими скорость соединения 1 Гбит/с. Значимых для пользователя различий между разными сетевыми адаптерами ноутбуков нет.

Клавиатура

Удобная клавиатура крайне важна для комфортной работы на ноутбуке! Однако пользователи часто забывают про это, обращая при выборе портативного компьютера внимание на все что угодно, только не на клавиатуру.

Оценить удобство системы ввода‑вывода на глаз невозможно, поэтому перед приобретением ноутбука следует набрать на его клавиатуре хотя бы короткий текст, чтобы понять, удобно ли вам работать. Особого комфорта при первом знакомстве с непривычной клавиатурой не ждите, но и выраженного раздражения от соприкосновения пальцев с клавишами не должно возникать. Если клавиатура ноутбука, который вы планируете купить, вас раздражает, лучше попытайтесь подыскать другую модель – клавиатура в мобильном компьютере является встроенной, и заменить ее невозможно!

Внимание!

Клавиатура ноутбука не должна прогибаться под пальцами при ударах по клавишам! От портативного компьютера, обладающего такой особенностью, следует отказаться.

Дополнительных ухищрений, улучшающих эргономику клавиатуры, в ноутбуках почти не применяют. Разве что компания Acer иногда располагает на своих моделях клавиши чуть изогнутыми рядами, однако это не сильно меняет ситуацию.

На клавиатуре ноутбука обычно присутствуют дополнительные клавиши (рис. 4.8). Часто они выполняют жестко закрепленные функции, ограничивающиеся запуском определенных приложений – браузера, почтовой системы, программы для установки связи с провайдером и т. д. В некоторых ноутбуках дополнительные клавиши можно программировать для действий, отличающихся от заданных по умолчанию.

Рис. 4.8. На клавиатуре ноутбука обычно присутствуют дополнительные клавиши, которые можно настроить на запуск наиболее часто используемых приложений

Источник

Беспроводные интерфейсы

В ноутбуках могут присутствовать IrDA-порт, Bluetooth-адаптер и Wi-Fi-интерфейс.

IrDA-порт распространен, но не очень удобен в работе. При его использовании нужно размещать «глазки» инфракрасных портов, расположенных на обоих связываемых устройствах, в зоне прямой видимости и на небольшом удалении друг от друга (не более 10 см, что бы ни утверждали производители), а также обеспечивать практически полную их неподвижность в течение всего сеанса связи. Даже небольшое смещение портов, как правило, приводит к разрыву соединения. Поэтому практически невозможно использовать IrDA-соединение, например, в транспорте. Кроме того, даже когда оба соединенных устройства неподвижны друг относительно друга, капризное инфракрасное соединение может разорваться без каких-либо видимых причин.

Еще совсем недавно IrDA являлся наиболее распространенным беспроводным интерфейсом. Такой порт присутствовал в большинстве ноутбуков, во всех карманных компьютерах, допускающих автономное использование, принтерах и в большинстве мобильных телефонов. Последнее наиболее важно, так как сотовый телефон является самым распространенным средством выхода в Интернет с ноутбука. Скорость передачи данных через инфракрасный порт достигает до 115,2 Кбит/c.

Ноутбук может иметь два инфракрасных порта: один для установки связи с другими цифровыми устройствами, а другой – для пульта дистанционного управления (рис. 4.5). «Глазок» порта, предназначенного для пульта, обычно располагается на переднем торце ноутбука, но может иметь и внешнее исполнение (в таком случае его «пристегивают» к USB-порту). Пульт (в просторечии – «ленивчик») актуален при использовании ноутбука в качестве проигрывателя аудио– и видеофайлов. Для других целей IrDA-порт для пульта использовать невозможно: связи с цифровыми устройствами он не обеспечит.

Рис. 4.5. К ноутбуку можно подключить пульт дистанционного управления, упрощающий проведение презентаций

Bluetooth – устройство, передающее данные со скоростью до 722 Кбит/c, без сомнения, составляет серьезную конкуренцию IrDA.

Использование радиоканала для обеспечения беспроводного соединения не требует размещения связываемых устройств в зоне прямой видимости. Например, подключиться к телефону можно, не доставая аппарат из чехла, печатать – на принтере, стоящем в дальнем углу комнаты, и т. д. Причем соединение по радиоканалу более устойчивое, чем установленное через инфракрасный порт. Кроме того, Bluetooth с успехом применяется для создания персональных точек доступа. Все популярнее становятся модели, в которых модем – кабельный или ADSL – использует для связи с ноутбуком Bluetooth-соединение. На первый взгляд, такое решение выглядит излишне изощренным, но при ближайшем рассмотрении оказывается весьма удобным. Согласитесь, глупо иметь ноутбук, мобильность которого даже в вашей квартире ограничена проводными соединениями.

Беспроводной интерфейс Wi-Fi, также известный как IEEE 802.11, RadioEthernet или, по терминологии Apple, AirPort Extreme, применяется для беспроводного доступа к локальной сети. Существует множество стандартов IEEE 802.11. Скорость передачи данных через самый распространенный из них – IEEE 802.11а – составляет 54 Мбит/с. Соответствующие решения появились достаточно давно, но применялись в основном в корпоративных сетях и только относительно недавно стали доступны массовому пользователю.

Сегодня слово hotspot известно, наверное, всем. Так называют общедоступную зону с Wi-Fi-покрытием, то есть место, куда можно прийти со своим ноутбуком и подключиться к ресурсам локальной сети (обычно к Интернету, но возможны и другие варианты). Доступ может быть бесплатным, платным или предоставляемым на определенных условиях (например, посетителям ресторана, заказывающим еду и напитки). Сегодня на Западе такие точки существуют во всех крупных гостиницах, на вокзалах, в аэропортах и других местах сосредоточения мобильных пользователей: во многих кафе, ресторанах, интернет-кафе, библиотеках, бизнес-центрах (см. сайты www.jiwire.com, www.wifinder.com, www.totalhotspots.com и др.). Зоны с Wi-Fi-покрытием (как платные, так и бесплатные) получают все большее распространение и в России. Сайты с данными о местоположении таких точек в разных городах (например, www.freewifi.ru, http://wifi.yandex.ru или http://wifi.ru/) становятся одной из наиболее востребованных категорий ресурсов Интернета. Одного взгляда на их перечень достаточно, чтобы понять: подключение через Wi-Fi не является европейской или столичной «штучкой», поскольку точку доступа можно найти в более-менее большом городе в любой стране. Это значит, что наличие соответствующего адаптера в ноутбуке, с которым вы планируете перемещаться не только в пределах собственной квартиры или офиса, – насущная необходимость.

Примечание

Взлет популярности Wi-Fi в немалой степени произошел благодаря политике, проводимой компанией Intel. Корпорация занимается активной популяризацией этого способа беспроводного доступа к интернет-ресурсам и продвигает технологию Centrino, неотъемлемой частью которой является Wi-Fi-адаптер. В результате Wi-Fi-адаптеры встречаются в ноутбуках значительно чаще, чем Bluetooth-модули.

Большинство выпускаемых сегодня ноутбуков имеют встроенные Wi-Fi-адаптеры. Однако, если такового в вашем портативном компьютере не оказалось, не расстраивайтесь: практически к любому ноутбуку можно приобрести внешний Wi-Fi-адаптер, подключаемый к USB-порту или выполненный в виде PC-карты.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

4.3. Интерфейсы

4.3. Интерфейсы Интерфейс (interface) служит для спецификации параметров модели, которые видимы извне без указания их внутренней структуры. В языке UML интерфейс является классификатором и характеризует только ограниченную часть поведения моделируемой сущности. Применительно

10.2. Интерфейсы

10.2. Интерфейсы Следующим элементом диаграммы компонентов являются интерфейсы. Последние уже неоднократно рассматривались ранее, поэтому здесь будут отмечены те их, особенности, которые характерны для представления на диаграммах компонентов. Напомним, что в общем

Беспроводные устройства

Беспроводные устройства В течение последних лет сети, созданные на базе беспроводных устройств, становятся все более популярными. Беспроводные технологии позволяют компьютерам обмениваться данными, даже если они не подключены к сети с помощью сетевых кабелей.

Глава 3 Беспроводные сети

Глава 3 Беспроводные сети Беспроводная сеть – еще один вариант связи, который можно использовать для соединения компьютеров в сеть. Главное преимущество такой сети перед проводной сетью – мобильность, то есть можно спокойно передвигать компьютер или даже носить его с

Беспроводные Skype-телефоны без подключения к компьютеру

Беспроводные Skype-телефоны без подключения к компьютеру Кроме устройств Wi-Fi для Skype-телефонии есть еще cordless phone (беспроводные телефоны). Они подключаются напрямую к телефонной сети и не требуют компьютера для работы, что является их основным преимуществом. Пример

Интерфейсы и IDL

Интерфейсы и IDL Определения методов в IDL являются просто аннотированными аналогами С-функций. Определения интерфейсов в IDL требуют расширения по сравнению с С, так как С не имеет встроенной поддержки этого понятия. Определение интерфейса в IDL начинается с ключевого слова

Интерфейсы к ClamAV

Интерфейсы к ClamAV За относительно небольшое время своего развития ClamAV получил достаточное количество интерфейсов и многого другого, упрощающего работу и интеграцию в приложения. Список некоторых из них можно найти в файле README, а в файле clamdoc.pdf дано их краткое описание,

Интерфейсы и протоколы

Интерфейсы и протоколы С описанием интерфейсов и протоколов разработчики Google справляются легко, ведь для этого нужно писать их любимый код. В Google разработали специальный расширяемый язык Protocol Buffer[19] для сериализации структурированных данных. Protobuf — это механизм

Беспроводные маршрутизаторы для дома Олег Нечай

Беспроводные маршрутизаторы для дома Олег Нечай Опубликовано 10 мая 2011 года Сегодня нередко случается, что в доме есть сразу несколько компьютеров, причём даже если жилец всего один. Для удобства использования лучше всего объединить их в сеть, а

Беспроводные маршрутизаторы для дома: какой выбрать Олег Нечай

Беспроводные маршрутизаторы для дома: какой выбрать Олег Нечай Опубликовано 10 мая 2011 года Познакомимся с несколькими моделями современных беспроводных роутеров, предназначенных для эксплуатации дома и в небольших офисах. ASUS DSL-N13

Беспроводные технологии

Беспроводные технологии В последнее время все большую популярность приобретают беспроводные интерфейсы, позволяющие осуществлять связь устройств друг с другом без использования проводов. Например, с помощью инфракрасного порта на телевизоре можно включать/выключать

Интерфейсы и проектирование ПО

Беспроводные зарядные устройства Олег Нечай

Беспроводные зарядные устройства Олег Нечай Опубликовано 26 октября 2010 года Мы живём в мире, который стремительно избавляется от проводов: уже давно никого не удивляют беспроводные пульты дистанционного управления, домашние и мобильные телефоны,

Источник

Беспроводные интерфейсы (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3

1. Беспроводные интерфейсы

Беспроводные (wireless) интерфейсы позволяют освободить устройства от связывающих их интерфейсных кабелей, что особенно привлекательно для малогабаритной периферии, по размеру и весу соизмеримой с кабелями. В беспроводных интерфейсах используются электромагнитные волны инфракрасного (IrDA) и радиочастотного (Bluetooth) диапазонов. Кроме этих интерфейсов периферийных устройств существуют и беспроводные способы подключения к локальным сетям.

1.1. Инфракрасный интерфейс IrDA

Применение излучателей и приемников инфракрасного (ИК) диапазона позволяет осуществлять беспроводную связь между парой устройств, удаленных на расстояние до нескольких метров. Инфракрасная связь — IR (Infra Red) Connection — безопасна для здоровья, не создает помех в радиочастотном диапазоне и обеспечивает конфиденциальность передачи. ИК-лучи не проходят через стены, поэтому зона приема ограничивается небольшим, легко контролируемым пространством. Инфракрасная технология привлекательна для связи портативных компьютеров со стационарными компьютерами или док-станциями. Инфракрасный интерфейс имеют некоторые модели принтеров, им оснащают многие современные малогабаритные устройства: карманные компьютеры (PDA), мобильные телефоны, цифровые фотокамеры и т. п.

Различают инфракрасные системы низкой (до 115,2 Кбит/с), средней (1,152 Мбит/с) и высокой (4 Мбит/с) скорости. Низкоскоростные системы служат для обмена короткими сообщениями, высокоскоростные — для обмена файлами между компьютерами, подключения к компьютерной сети, вывода на принтер, проекционный аппарат и т. п. Ожидаются более высокие скорости обмена, которые позволят передавать «живое видео». В 1993 году была создана ассоциация разработчиков систем инфракрасной передачи данных IrDA (Infrared Data Association), призванная обеспечить совместимость оборудования от различных производителей. В настоящее время действует стандарт IrDA 1.1, наряду с которым существуют и собственные системы фирм Hewlett Packard — HP—SIR (Hewlett Packard Slow Infra Red) и Sharp — ASK IR (Amplitude Shifted Keyed IR). Эти интерфейсы обеспечивают следующие скорости передачи:

Излучателем для ИК-связи является светодиод, имеющий пик спектральной характеристики мощности 880 нм; светодиод дает конус эффективного излучения с углом около 30°. В качестве приемника используют PIN-диоды, эффективно принимающие ИК-лучи в конусе 15°. Спецификация IrDA определяет требования к мощности передатчика и чувствительности приемника, причем для приемника задается как минимальная, так и максимальная мощность ИК-лучей. Импульсы слишком малой мощности приемник не «увидит», а слишком большая мощность «ослепляет» приемник — принимаемые импульсы сольются в неразличимый сигнал. Кроме полезного сигнала на приемник воздействуют помехи: засветка солнечным освещением и лампами накаливания, дающая постоянную составляющую оптической мощности, и помехи от люминесцентных ламп, дающие переменную (но низкочастотную) составляющую. Эти помехи приходится фильтровать. Спецификация IrDA обеспечивает уровень битовых ошибок (Bit Error Ratio, BER) не более 10-9 при дальности до 1 м и дневном свете (освещенность до 10 клюкс). Поскольку передатчик почти неизбежно вызывает засветку своего же приемника, вводя его в насыщение, приходится задействовать полудуплексную связь с определенными временными зазорами при смене направления обмена. Для передачи сигналов используют двоичную модуляцию (есть свет — нет света) и различные схемы кодирования.

Спецификация IrDA определяет многоуровневую систему протоколов, которую рассмотрим снизу вверх.

Ниже перечислены варианты, возможные на физическом уровне IrDA.

♦ IrDA SIR — для скоростей 2,4-115,2 Кбит/с используется стандартный асинхронный режим передачи (как в СОМ-портах): старт-бит (нулевой), 8 бит данных и стоп-бит (единичный). Нулевое значение бита кодируется импульсом длительностью 3/16 битового интервала (1,63 мкс на скорости 115,2 Кбит/с), единичное — отсутствием импульсов (режим IrDA SIR-А). Таким образом, в паузе между посылками передатчик не светит, а каждая посылка начинается с импульса старт-бита. В спецификации 1.1 предусмотрен и иной режим —IrDA SIR-B, с фиксированной длительностью импульса 1,63 мкс для всех этих скоростей.

♦ ASK IR — для скоростей 9,6-57,6 Кбит/с также используется асинхронный режим, но кодирование иное: нулевой бит кодируется посылкой импульсов с частотой 500 кГц, единичный — отсутствием импульсов.

♦ IrDA FIR (IrDA4PPM) — для скорости 4 Мбит/с также применяется синхронный режим, но кодирование несколько сложнее. Здесь каждая пара смежных битов кодируется позиционно-импульсным кодом: 00 —> 1000, 01 —> 0100, 10 —> 0010,11 —>0001 (в четверках символов «1» означает посылку импульса в соответствующей четверти двухбитового интервала). Такой способ кодирования позволил вдвое снизить частоту включения светодиода по сравнению с предыдущим. Постоянство средней частоты принимаемых импульсов облегчает адаптацию к уровню внешней засветки. Для повышения достоверности применяется 32-битный CRC-код.

Над физическим уровнем расположен протокол доступа IrLAP (IrDA Infrared Link Access Protocol) — модификация протокола HDLC, отражающая нужды ИК-связи. Этот протокол инкапсулирует данные в кадры и предотвращает конфликты устройств: при наличии более двух устройств, «видящих» друг друга, одно из них назначается первичным, а остальные — вторичными. Связь всегда полудуплексная. IrLAP описывает процедуру установления, нумерации и закрытия соединений. Соединение устанавливается на скорости 9600 бит/с, после чего согласуется скорость обмена по максиму из доступных обоим (9,6,19,2,38,4,57,6 или 115,2 Кбит/с) и устанавливаются логические каналы (каждый канал управляется одним ведущим устройством).

Над IrLAP располагается протокол управления соединением IrLMP (IrDA Infrared Link Managment Protocol). С его помощью устройство сообщает остальным о своем присутствии в зоне охвата (конфигурация устройств IrDA может изменяться динамически: для ее изменения достаточно поднести новое устройство или отнести его подальше). Протокол IrLMP позволяет обнаруживать сервисы, предоставляемые устройством, проверять потоки данных и выступать в роли мультиплексора для конфигураций с множеством доступных устройств. Приложения с помощью IrLMP могут узнать, присутствует ли требуемое им устройства в зоне охвата. Однако гарантированной доставки данных этот протокол не обеспечивает.

Транспортный уровень обеспечивается протоколом Tiny TP (IrDA Transport Protocols) — здесь обслуживаются виртуальные каналы между устройствами, обрабатываются ошибки (потерянные пакеты, ошибки данных и т. п.), производится упаковка данных в пакеты и сборка исходных данных из пакетов (протокол напоминает TCP). На транспортном уровне может работать и протокол IrTP.

Протокол IrCOMM позволяет через ИК-связь эмулировать обычное проводное подключение:

♦ 3-проводное по RS-232C (TXD, RXD и GND);

♦ 9-проводное по RS-232C (весь набор сигналов СОМ-порта);

♦ Centronics (эмуляция параллельного интерфейса).

Протокол IrLAN обеспечивает доступ к локальным сетям, позволяя передавать кадры сетей Ethernet и Token Ring. Для ИК-подключения к локальной сети требуется устройство-провайдер с интерфейсом IrDA, подключенное обычным (проводным) способом к локальной сети, и соответствующая программная поддержка в клиентском устройстве (которое должно войти в сеть).

Протокол объектного обмена IrOBEX (Object Exchange Protocol) — простой протокол, определяющий команды PUT и GET для обмена «полезными» двоичными данными между устройствами. Этот протокол располагается над протоколом Tiny ТР. У протокола IrOBEX есть расширение для мобильных коммуникаций, которое определяет передачу информации, относящуюся к сетям GSM (записная книжка, календарь, управление вызовом, цифровая передача голоса и т. п.), между телефоном и компьютерами разных размеров (от настольного до PDA).

Этими протоколами не исчерпывается весь список протоколов, имеющих отношение к ИК-связи. Заметим, что для дистанционного управления бытовой техникой (телевизоры, видеомагнитофоны и т. п.) используется тот же диапазон 880 нм, но иные частоты и методы физического кодирования.

Приемопередатчик IrDA может быть подключен к компьютеру различными способами; по отношению к системному блоку он может быть как внутренним (размещаемым на лицевой панели), так и внешним, размещаемым в произвольном месте. Размещать приемопередатчик следует с учетом угла «зрения» (30° у передатчика и 15° у приемника) и расстояния до требуемого устройства (до 1 м).

Внутренние приемопередатчики на скоростях до 115,2 Кбит/с (IrDA SIR, HP-SIR, ASK IR) подключаются через обычные микросхемы UART, совместимые с 16450/ 16550 через сравнительно несложные схемы модуляторов-демодуляторов. В ряде современных системных плат на использование инфракрасной связи (до 115,2 Кбит/с) может конфигурироваться порт COM2. Для этого в дополнение к UART чипсет содержит схемы модулятора и демодулятора, обеспечивающие один или несколько протоколов инфракрасной связи. Чтобы порт COM2 использовать для инфракрасной связи, в CMOS Setup требуется выбрать соответствующий режим (запрет инфракрасной связи означает обычное использование COM2). Существуют внутренние адаптеры и в виде карт расширения (для шин ISA, PCI, PC Card); для системы они выглядят как дополнительные СОМ-порты.

На средних и высоких скоростях обмена применяются специализированные микросхемы контроллеров IrDA, ориентированные на интенсивный программно-управляемый обмен или DMA, с возможностью прямого управления шиной. Здесь обычный приемопередатчик UART непригоден, поскольку он не поддерживает синхронный режим и высокую скорость. Контроллер IrDA FIR выполняется в виде карты расширения или интегрируется в системную плату; как правило, такой контроллер поддерживает и режимы SIR.

Приемопередатчик подключается к разъему IR—Connector системной платы напрямую (если он устанавливается на лицевую панель компьютера) или через промежуточный разъем (mini-DIN), расположенный на скобе-заглушке задней стенки корпуса. К сожалению, единой раскладки цепей на внутреннем коннекторе нет, и для большей гибкости приемопередатчик (или промежуточный разъем) снабжают кабелем с отдельными контактами разъема. Собрать их в должном порядке предоставляют пользователю; варианты назначения контактов коннектора инфракрасного приемопередатчика приведены в табл. 1.1. Некоторые приемопередатчики, поддерживающие режимы FIR и SIR, имеют раздельные выходы приемников — IRRX (для SIR) и FIRRX (для FIR). Если контроллер поддерживает только один из режимов, один из контактов останется неподключенным.

Таблица 1.1. Коннектор инфракрасного приемопередатчика

Цепь Назначение Контакт/вариант

Вход с приемника FIR

Выход на передатчик

Внешние ИК-адаптеры выпускают с интерфейсом RS-232C для подключения к СОМ-порту или же с шиной USB. Пропускной способности USB достаточно даже для FIR, СОМ-порт пригоден только для SIR. Внешний ИК-адаптер IrDA SIR для СОМ-порта не так прост, как казалось бы: для работы модулятора-демодулятора требуется сигнал синхронизации с частотой, равной 16-кратной частоте передачи данных (этот сигнал поступает на синхровход микросхемы UART СОМ-порта). Такого сигнала на выходе СОМ-порта нет и его приходится восстанавливать из асинхронного битового потока. Адаптер ASK IR в этом плане проще — передатчик должен передавать высокочастотные импульсы все время, пока выход TXD находится в высоком состоянии; приемник должен формировать огибающую принятых импульсов.

Для прикладного использования IrDA кроме физического подключения адаптера и трансивера требуется установка и настройка соответствующих драйверов. В ОС Windows 9x/ME/2000 контроллер IrDA попадает в группу Сетевое окружение. Сконфигурированное ПО позволяет устанавливать соединение с локальной сетью (для выхода в Интернет, использования сетевых ресурсов); передавать файлы между парой компьютеров; выводить данные на печать; синхронизировать данные PDA, мобильного телефона и настольного компьютера; загружать отснятые изображения из фотокамеры в компьютер и выполнять ряд других полезных действий, не заботясь ни о каком кабельном хозяйстве.

1.2. Радиоинтерфейс Bluetooth

Bluetooth (синий зуб) — это фактический стандарт на миниатюрные недорогие средства передачи информации с помощью радиосвязи между мобильными (и настольными) компьютерами, мобильными телефонами и любыми другими портативными устройствами на небольшие расстояния. Разработкой спецификации занимается группа лидирующих фирм в областях телекоммуникаций, компьютеров и сетей — 3Com, Agere Systems, Ericsson, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia, Toshiba. Эта группа, образовавшая Bluetooth Special Interest Group, и вывела данную технологию на рынок. Спецификация Bluetooth свободно доступна в Сети (www. ), правда, она весьма объемна (около 15 Мбайт PDF-файлов). Открытость спецификации должна способствовать ее быстрому распространению, что уже и наблюдается на практике. Здесь позволим себе сократить название технологии до «ВТ» (это не официальное сокращение). Само название представляет собой прозвище датского короля, объединившего Данию и Норвегию, — намек на всеобщую объединяющую роль технологии.

Каждое устройство ВТ имеет радиопередатчик и приемник, работающие в диапазоне частот 2,4 ГГц. Этот диапазон в большинстве стран отведен для промышленной, научной и медицинской аппаратуры и не требует лицензирования, что обеспечивает повсеместную применимость устройств. Для ВТ используются радиоканалы с дискретной (двоичной) частотной модуляцией, несущая частота каналов F=2402+k (МГц), где k=0…78. Для нескольких стран (например, Франции, где в этом диапазоне работают военные) возможен сокращенный вариант с F-2454+k (k-0…22). Кодирование простое — логической единице соответствует положительная девиация частоты, нулю — отрицательная. Передатчики могут быть трех классов мощности, с максимальной мощностью 1, 2,5 и 100 МВт, причем должна быть возможность понижения мощности с целью экономии энергии. Передача ведется с перескоком несущей частоты с одного радиоканала на другой, что помогает в борьбе с интерференцией и замираниями сигнала. Физический канал связи представляется определенной псевдослучайной последовательностью используемых радиоканалов (79 или 23 возможных частот). Группа устройств, разделяющих один канал (то есть «знающих» одну и ту же последовательность перескоков), образует так называемую пикосетъ (piconet), в которую может входить от 2 до 8 устройств. В каждой пикосети имеется одно ведущее устройство и до 7 активных ведомых. Кроме того, в зоне охвата ведущего устройства в его же пикосети могут находиться «припаркованные» ведомые устройства: они тоже «знают» последовательность перескоков и синхронизируются (по перескокам) с ведущим устройством, но не могут обмениваться данными до тех пор, пока ведущее устройство не разрешит их активность. Каждое активное ведомое устройство пикосети имеет свой временный номер (1-7); когда ведомое устройство деактивируется (паркуется), оно отдает свой номер для использования другими. При последующей активизации оно уже может получить иной номер (потому-то он и временный). Пикосети могут перекрываться зонами охвата, образуя «разбросанную» сеть (scatternet). При этом в каждой пикосети ведущее устройство только одно, но ведомые устройства могут входить в несколько пикосетей, используя разделение времени (часть времени он работает в одной, часть — в другой пикосети). Более того, ведущее устройство одной пикосети может быть ведомым устройством другой пикосети. Эти пикосети никак не синхронизированы, каждая из них использует свой канал (последовательность перескоков).

Канал делится на тайм-слоты длительностью 625 икс, слоты последовательно нумеруются с цикличностью 227. Каждый тайм-слот соответствует одной частоте, несущей в последовательности перескоков (1600 перескоков в секунду). Последовательность частот определяется адресом ведущего устройства пикосети. Передачи ведутся пакетами, каждый пакет может занимать от 1 до 5 тайм-слотов. Если пакет длинный, то он весь передается на одной частоте несущей, но отсчет слотов по 625 мкс продолжается, и после длинного пакета следующая частота будет соответствовать очередному номеру слота (то есть несколько перескоков будут пропущены). Ведущее и ведомые устройства ведут передачу поочередно: в четных слотах передачу ведет ведущее устройство, а в нечетных — адресованное им ведомое устройство (если ему есть что «сказать»).

Между ведущим и ведомыми устройствами могут устанавливаться физические связи двух типов: синхронные и асинхронные.

Синхронные связи (они же изохронные) с установлением соединения, SCO link (Synchronous Connection-Oriented), используются для передачи изохронного трафика (например, оцифрованного звука). Эти связи типа «точка—точка» предварительно устанавливает ведущее устройство с выбранными ведомыми устройствами, и для каждой связи определяется период (в слотах), через который для нее резервируются слоты. Связи получаются симметричные двусторонние. Повторные передачи пакетов в случае ошибок приема не используются. Ведущее устройство может установить до трех связей SCO с одним или разными ведомыми устройствами. Ведомое устройство может иметь до трех связей с одним ведущим устройством или иметь по одной связи SCO с двумя различными ведущими устройствами. По сетевой классификации связи SCO относятся к коммутации цепей.

Асинхронные связи без установления соединения, ACL link (Asynchronous Connection-Less), реализуют коммутацию пакетов по схеме «точка—множество точек» между ведущим устройством и всеми ведомыми устройствами пикосети. Ведущее устройство может связываться с любым из ведомых устройств пикосети в слотах, не занятых под SCO, послав ему пакет и потребовав ответа. Ведомое устройство имеет право на передачу, только получив обращенный к нему запрос ведущего устройства (безошибочно декодировав свой адрес). Для большинства типов пакетов предусматривается повторная передача в случае обнаружения ошибки приема. Ведущее устройство может посылать и безадресные широковещательные пакеты для всех ведомых устройств своей пикосети. С каждым из своих ведомых устройств ведущее устройство может установить лишь одну связь ACL.

Информация передается пакетами, в которых поле данных может иметь длину 0-2745 бит. Для связей ACL предусмотрено несколько типов пакетов с защитой CRC-кодом (в случае обнаружения ошибки предусматривается повторная передача) и 1 беззащитный (без повторных передач). Для связей SCO данные не защищаются CRC-кодом, и следовательно, повторные передачи по ошибке приема не предусмотрены.

Защита данных от искажения и контроль достоверности производится несколькими способами. Данные некоторых типов пакетов защищаются CRC-кодом, и приемник информации должен подтверждать прием правильного пакета или сообщить об ошибке приема. Для сокращения числа повторов применяется избыточное кодирование FEC (Forward Error Correction code). В схеме FEC 1/3 каждый полезный бит передается трижды, что позволяет выбрать наиболее правдоподобный вариант мажорированием. Схема FEC 2/3 несколько сложнее, здесь используется код Хэмминга, что позволяет исправлять все однократные и обнаруживать все двукратные ошибки в каждом 10-битном блоке.

Каждый голосовой канал обеспечивает скорость по 64 Кбит/с в обоих направлениях. В канале может использоваться кодирование в формате РСМ (импульсно-кодовая модуляция) или CVSD (Continuous Variable Slope Delta Modulation — вариант адаптивной дельта импульсно-кодовой модуляции). Кодирование РСМ допускает компрессию по G.711; оно обеспечивает лишь сугубо «телефонное» качество сигнала (имеется в виду цифровая телефония, 8-битные выборки с частотой 8 Кбит/с). Кодер CVSD обеспечивает более высокое качество — он упаковывает входной РСМ-сигнал с частотой выборок 64 Кбит/с, однако и при этом спектральная плотность сигнала в полосе частот 4-32 кГц должна быть незначительной. Для передачи высококачественного аудиосигнала голосовые (речевые) каналы ВТ непригодны, однако сжатый сигнал (например, поток МРЗ) вполне можно передавать по асинхронному каналу передачи данных.

Асинхронный канал может обеспечивать максимальную скорость 723,2 Кбит/с в асимметричной конфигурации (оставляя для обратного канала полосу 57,6 Кбит/с) или же 433,9 Кбит/с в каждую сторону в симметричной конфигурации.

Для обеспечения безопасности в ВТ применяется аутентификация и шифрование данных на уровне связи (link layer), которые, конечно же, могут дополняться и средствами верхних протокольных уровней.

Важной частью ВТ является протокол обнаружения сервисов SDP (Service Discovery Protocol), позволяющий устройству найти «интересного собеседника». В дальнейшем, установив с ним соединение, устройство сможет воспользоваться требуемыми сервисами (например, выводить документы на печать, подключиться к Сети и т. п.).

Протокол RFCOMM обеспечивает эмуляцию последовательного порта (9-провод-ного RS-232) через L2CAP. С его помощью традиционные кабельные соединения устройств (в том числе и нуль-модемные) могут быть легко заменены на радиосвязь, без каких-либо модификаций ПО верхних уровней. Протокол позволяет устанавливать и множественные связи (одного устройства с несколькими), и радиосвязь заменит громоздкие и дорогие мультиплексоры и кабели. Через протокол RFCOMM может работать протокол ОВЕХ, используемый в инфракрасных беспроводных соединениях (в иерархии протоколов IrDA), Через RFCOMM может работать и протокол РРР, над которым стоят протоколы стека TCP/IP, — это открывает дорогу во все приложения для Интернета. Через RFCOMM работают и АТ-команды, управляющие телефонными соединениями и сервисами передачи факсов (эти же команды используются в модемах для коммутируемых линий). Специальный бит-ориентированный телефонный протокол TCS BIN (Telephony Control protocol — Binary), определяющий сигнализацию вызова для связи устройств ВТ (речевой связи и обмена данными), тоже работает через L2CAP. В протоколе имеются и средства управления группами устройств TCS.

Интерфейс хост-контроллера HCI (Host Controller Interface) — это единообразный метод доступа к аппаратно-программным средствам нижних уровней ВТ. Он предоставляет набор команд для управления радиосвязью, получения информации о состоянии и собственно передачи данных. Через этот интерфейс происходит взаимодействие протокола L2CAP с аппаратурой ВТ. Физически аппаратура ВТ может подключаться к различным интерфейсам: шине расширения (например, PC Card), шине USB, СОМ-порту. Для каждого из этих подключений имеется соответствующий протокол транспортного уровня HCI — прослойка, обеспечивающая независимость HCI от способа подключения.

2. Последовательные шины USB и Fire Wire

Наибольшую популярность имеют шины USB и FireWire, хотя последняя пока что в PC-совместимых компьютерах используется не повсеместно. Последовательные шины FireWire и USB, имея общие черты, являются, тем не менее, существенно различными технологиями. Обе шины обеспечивают простое подключение большого числа ПУ (127 для USB и 63 для FireWire), допуская коммутации и включение/выключение устройств при работающей системе. По структуре топология обеих шин достаточно близка, но FireWire допускает большую свободу и пространственную протяженность. Хабы USB входят в состав многих устройств и для пользователя их присутствие зачастую незаметно. Обе шины имеют линии питания устройств, но допустимая мощность для FireWire значительно выше. Обе шины поддерживают технологию PnP (автоматическое конфигурирование при включении/выключении) и снимают проблему дефицита адресов, каналов DMA и прерываний. Различаются пропускная способность и управление шинами.

Шина USB ориентирована на периферийные устройства, подключаемые к PC. Изохронные передачи USB позволяют передавать цифровые аудиосигналы, а шина USB 2.0 способна нести и видеоданные. Все передачи управляются централизованно, и PC является необходимым управляющим узлом, находящимся в корне древовидной структуры шины. Адаптер USB пользователи современных ПК получают почти бесплатно, поскольку он входит в состав всех современных чипсетов системных плат. Правда, адаптеры USB 2.0 первое время будут выпускаться в виде карт PCI. Непосредственное соединение нескольких PC шиной USB не предусматривается, хотя выпускаются «активные кабели» для связи пары компьютеров и устройства-концентраторы.

Шина FireWire ориентирована на устройства бытовой электроники, которые с ее помощью могут быть объединены в единую домашнюю сеть. К этой сети может быть подключен компьютер, и даже не один. Принципиальным преимуществом шины 1394 является отсутствие необходимости в специальном контроллере шины (компьютере). Любое передающее устройство может получить полосу изохронного трафика и начинать передачу по сигналу автономного или дистанционного управления — приемники «услышат» эту информацию. При наличии контроллера соответствующее ПО может управлять работой устройств, реализуя, например, цифровую студию нелинейного видеомонтажа или снабжая требуемыми мультимедийными данными всех заинтересованных потребителей информации.

Источник