Исследование надежности передачи данных по инфракрасному каналу
Цель работы
Изучение свойств передачи данных по инфракрасному каналу
Краткие теоретические сведенья
Стек протоколов IrDA имеет три базовых уровня: физический уровень IrDA SIR, IrLAP и IrLMP. Данные могут передаваться IrLMP напрямую от приложений через прикладной программный интерфейс API или через дополнительный транспортный протокол стека (IrTP).
На физическом уровне базовый инфракрасный интерфейс использует характеристики универсального асинхронного приемника/передатчика (UART) в COM-порту. Такой порт имеется практически на всех компьютерах. UART имеет несколько темпов передачи данных в диапазоне от 2400 бит/c до 115 Кбит/c.
Оборудование IrDA-SIR состоит из нескольких компонентов для приема и передачи: кодировщика/декодировщика для кодировки инфракрасного сигнала при передаче и декодировки при приеме, инфракрасного преобразователя в составе драйвера вывода и инфракрасного излучателя для передачи, а также приемника/детектора. Кодировщик/декодировщик имеет интерфейс с UART.
При передаче приемопередатчики IrDA передают сигнал в поток ввода/вывода последовательного порта. Данные поступают передатчику IrDA через последовательный интерфейс c UART. И вместо того, чтобы посылать сигнал по медной проволоке, как это имеет место при передаче по проводам, он извергает фотоны в воздух в направлении инфракрасного приемника.
Устройства IrDA превращают данные в свет: биты преобразуются в инфракрасный сигнал, при этом вспышка соответствует "0", а отсутствие сигнала - "1". ЦПУ на принимающем конце даже не подозревает о том, что данные передаются в виде света. Оно видит что и всегда, так как кодирование осуществляется передатчиками IrDA на передающем конце и детектором на принимающем конце инфракрасного канала.
С одной стороны, направленность инфракрасного пучка делает невозможным случайную передачу данных близрасположенным устройствам. А с другой стороны, поскольку пучок представляет из себя конус, пользователю незачем точно направлять карманное или портативное устройство на цель, чтобы установить соединение.
ИК-порт выглядит как окошечко из темной (или темно-красной) прозрачной пластмассы, за которым находятся светодиод и фотодиод. Цифровой сигнал после усиления направляется на светодиод одного устройства и посылается в виде инфракрасного излучения на фотодиод другого устройства. Скорость передачи данных составляет от 2,4 кбит/c до 115 кбит/c, а в случае с компьютерными ИК-портами может достичь 4 Мбит/c.
Вся инфракрасная передача происходит в инфракрасном диапазоне от 850 нанометров до 880 нанометров. При помощи ИК-порта можно связать только два устройства на расстоянии не более 1 м, при этом между ними не должно быть никаких преград. Угол, под которым устройства находятся по отношению друг к другу, не должен превышать 60 градусов.
Порядок выполнения работы.
В лабораторной работе используются персональный компьютер и различные типы мобильных компьютеров с ИК портом.
Передаются файлы размером – 128Кб, 512 Кб и измеряется время передачи файлов. При этом меняется расстояние между объектами и угол между осями ИК – портов. Результаты сводятся в таблицу.
Проанализировать зависимость стабильности передачи данных от расстояния, от помех. Определить максимальное расстояние, при котором возможна передача данных.
Задание на работу
Задание 1.
1) Установить соединение мобильных компьютеров с локальным компьютером по ИК-порту
2) Начать передачу данных с расстояния 50 см. Зафиксировать время, затраченное на передачу.
3) Увеличить расстояние на 20 см, исследовать, как изменилась стабильность передачи.
4) Повторить п.3
Задание 2.
1) Расположить мобильный компьютер перпендикулярно плоскости ИК-порта
2) Замерить скорость передачи.
3) Измерить устойчивость передачи, удаляя мобильный компьютер:
· на 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, см параллельно плоскости ИК-порта;
4) Повторить п. 3 изменяя угол между осями ИК – портов на 10, 20, 30, 40 градусов.
На основании результатов измерений построить графики и сделать выводы.
Контрольные вопросы
1. Базовые уровни IrDА
2. Максимальная скорость передачи данных по ИК-порту
3. Максимальное расстояние между приемопередатчиками ИК-сигнала.
4. Диапазон инфракрасной передачи.
Литература