IrDA: лучше поздно, чем никогда

Перелистав свежий выпуск журнала Mobility в очередной раз убедился, что даже с точки зрения производителей портативных устройств инфракрасный порт сегодня – не самый востребованный и популярный . Среди известных недостатков данного ИК-интерфейса, являющегося «разновидностью атмосферной оптической линии связи ближнего радиуса действия» [Википедия] – малая пропускная способность и выполнение обязательного условия: оба устройства должны находиться в прямой видимости на небольшем расстоянии (несколько метров). Последнее, правда, при определенных условиях можно рассматривать, и как достоинство – такому соединению можно доверить то, что не поручишь другим беспроводным технологиям на основе вездесущих радиоволн.

Вполне возможно, что судьба IrDA-интерфейса сложилась бы более ярко, если бы разработчики в свое время не затормозились на COM/UART-ориентированном полудуплексном SIR (Serial Infrared) со стартовой 9600 бит/с и максимальной скоростью 115,2 Кбит/с.

Нельзя сказать, что они вообще ничего не делали, но обещанный Very Fast Infrared «со скоростями вплоть до 16 Мбит/с» так и не приобрел (для меня, в частности) никакого практического звучания. Не произвели впечатления и некоторые демонстрации на лазерах, типа проводимой на прошлогоднем японском Экспокоме (ну, удалось им сделать шире угол, чем в волокне и при этом «не растерять» всю скорость). Поэтому, признаюсь, апрельское сообщение о готовности разработанной инициативной группой ассоциации первой версии спецификации Giga-IR (1 Гбит/с), обратно совместимой с IrSimple 4Mbps, прозвучало несколько неожиданно.

Об особенностях новой спецификации интерфейса (как всегда, ее полный текст – «for active members only» или за плату), более детально поговорим при случае, если это покажется интересным. Сегодня же остановимся на том, какими основными приемами на физическом уровне удалось достичь повышения скорости передачи.

Известно, что если с быстродействием ИК-фотоприемников вопрос не возникал – достаточно дешевые диоды предлагаются практически всеми соответствующими вендорами, то прогресс в области подходящих ИК-светодиодов – более медленный. Переход на недорогой типовой ИК-лазер в данном случае невозможен, так как желательно обеспечить достаточно широкий луч (конус с расхождением до 30º). Дешевый LED-кристалл (а именно таким должен быть передатчик у порта, претендующего на сравнение с USB и Bluetooth) «ленив» и любит «заваливать» фронты и спады.

Как все же стало известным, для обеспечения фронтов излучающего LED менее микросекунды на передающей стороне используется предкоррекция, аналогично применяемой в ЖК-панелях для повышения их быстродействия:

Вторая новелла заключается в том, что для дальнейшего увеличения информационной способности канала двухуровневая амплитудная манипуляция сигнала, кодированного по схеме 8бит/10бит, заменена четырехуровневой:

Как известно, четырехуровневая ASK более чувствительна к различного рода шумам и искажениям. Может быть, поэтому (по неофициальным источникам) практическая средняя скорость обмена гигабитного Giga-IR при удалении на десяток-другой сантиметров немногим более 100 Mбит/с.

А под прицелом ассоциации (опять же, по ее информации) – новая вершина, в 10 Gbps. Правда, на этот раз вопрос в том, как, не меняя основы и требования, заложенные в базовый стандарт (в частности – без сужения апертуры передатчика), не использовав для обмена несколько каналов с разными длинами волн (как в DWDM?), не вводя электрооптический модулятор (стоимость?) может быть достигнут результат. И не будут ли на этот раз заявленная скорость интерфейса и фактическая скорость обмена отличаться уже в несколько десятков раз?