IrDA

La especificación IrPHY ( Serial Infrared ^{[ a ]} Physical Layer Specification ) ^{[ 26 ]} , de carácter obligatorio , constituye la capa física de las especificaciones IrDA. Comprende definiciones de enlace óptico, modulación, codificación, comprobación de redundancia cíclica (CRC) y el generador de tramas. Las diferentes velocidades de datos utilizan distintos esquemas de modulación/codificación:

• 2,4–115,2  kbit/s (anteriormente infrarrojo serial , ^{[ a ]} SIR ): asíncrono, RZI , tipo UART, pulso de 3/16. Para ahorrar energía, el ancho del pulso se suele minimizar a 3/16 de un ancho de pulso de 115,2 kBAUD.
• 0,576–1,152  Mbit/s (anteriormente infrarrojo medio , MIR ): RZI , pulso de 1/4, relleno de bits HDLC
• 4  Mbit/s (anteriormente infrarrojo rápido , FIR ): 4 PPM
• 16  Mbit/s (anteriormente infrarrojo muy rápido , VFIR ): NRZ , HHH(1,13)
• 96  Mbit/s ( UFIR ): NRZI , 8b/10b
• 512  Mbit/s – 1  Gbit/s ( GigaIR ): NRZI , 2-ASK , 4-ASK , 8b/10b

Otras características son:

• Rango:
  • estándar: 2  m;
  • de baja potencia a baja potencia: 0,2  m;
  • De potencia estándar a baja: 0,3  m.
  • La tecnología 10 GigaIR también define nuevos modelos de uso que admiten distancias de enlace mayores, de hasta varios metros.
• Ángulo: cono mínimo ±15°
• Velocidad: de 2,4  kbit/s a 1  Gbit/s
• Modulación: banda base , sin portadora
• Ventana infrarroja (parte del cuerpo del dispositivo transparente al haz de luz infrarroja)
• Longitud de onda: 850–900  nm

El tamaño de la trama depende principalmente de la velocidad de datos y varía entre 64 B y 64 kB. Además, se pueden transferir bloques de datos más grandes enviando varias tramas consecutivamente. Esto se puede ajustar con un parámetro llamado "tamaño de ventana" (1–127). Finalmente, se pueden enviar bloques de datos de hasta 8 MB a la vez. Combinado con una baja tasa de error de bits, generalmente < 10   ⁻⁹ , que la comunicación podría ser muy eficiente en comparación con otras soluciones inalámbricas.

Los transceptores IrDA se comunican mediante pulsos infrarrojos (muestras) en un cono que se extiende al menos 15 grados de semiángulo fuera del centro. Las especificaciones físicas de IrDA requieren límites de irradiancia inferiores y superiores tales que una señal sea visible hasta un metro de distancia, pero el receptor no se vea saturado de brillo cuando un dispositivo se acerca. En la práctica, existen algunos dispositivos en el mercado que no alcanzan un metro, mientras que otros pueden alcanzar varios metros. También hay dispositivos que no toleran la proximidad extrema. El punto óptimo típico para las comunicaciones IrDA se encuentra entre 5 y 60 cm (2,0 y 23,6 pulgadas) de distancia del transceptor, en el centro del cono. Las comunicaciones de datos IrDA operan en modo semidúplex porque, durante la transmisión, el receptor de un dispositivo se ve cegado por la luz de su propio transmisor, por lo que la comunicación dúplex completa no es factible. Los dos dispositivos que se comunican simulan la comunicación dúplex completa invirtiendo rápidamente el enlace. El dispositivo principal controla la sincronización del enlace, pero ambas partes están sujetas a ciertas limitaciones estrictas y se les anima a restablecer el enlace lo más rápido posible.  

El protocolo IrLAP ( Infrarrojo de Acceso a Enlace) obligatorio es la segunda capa de las especificaciones IrDA. Se sitúa por encima de la capa IrPHY y por debajo de la capa IrLMP. Representa la capa de enlace de datos del modelo OSI .

Las especificaciones más importantes son:

• Control de acceso
• Descubrimiento de posibles socios de comunicación
• Establecimiento de una conexión bidireccional fiable
• Distribución de las funciones principales/secundarias de los dispositivos
• Negociación de parámetros de QoS

En la capa IrLAP, los dispositivos que se comunican se dividen en un "dispositivo principal" y uno o más "dispositivos secundarios". El dispositivo principal controla a los dispositivos secundarios. Solo si el dispositivo principal solicita a un dispositivo secundario que envíe datos, se le permite hacerlo.

El protocolo IrLMP ( Protocolo de Gestión de Enlaces Infrarrojos ), de carácter obligatorio, constituye la tercera capa de las especificaciones IrDA. Se divide en dos partes. En primer lugar, el LM-MUX (Multiplexor de Gestión de Enlaces), que se sitúa sobre la capa IrLMP. Sus logros más importantes son:

• Proporciona múltiples canales lógicos
• Permite el cambio de dispositivos primarios/secundarios

En segundo lugar, el LM-IAS (Servicio de Acceso a la Información de Gestión de Enlaces), que proporciona una lista donde los proveedores de servicios pueden registrar sus servicios para que otros dispositivos puedan acceder a ellos consultando el LM-IAS.

El protocolo opcional Tiny TP ( Tiny Transport Protocol ) se sitúa sobre la capa IrLMP. Proporciona:

• Transporte de mensajes grandes mediante SAR (Segmentación y Reensamblaje).
• Control de flujo mediante la asignación de créditos a cada canal lógico.

El protocolo opcional IrCOMM ( Protocolo de Comunicaciones por Infrarrojos ) permite que el dispositivo infrarrojo funcione como un puerto serie o paralelo . Se sitúa sobre la capa IrLMP.

La función opcional OBEX ( Object Exchange ) permite el intercambio de objetos de datos arbitrarios (por ejemplo, vCard , vCalendar o incluso aplicaciones) entre dispositivos infrarrojos. Se basa en el protocolo Tiny TP, por lo que Tiny TP es indispensable para que OBEX funcione.

La opción IrLAN ( Red de Área Local por Infrarrojos ) permite conectar un dispositivo infrarrojo a una red de área local. Existen tres métodos posibles:

• Punto de acceso
• De igual a igual
• Alojado

Dado que IrLAN se basa en el protocolo Tiny TP, es necesario implementar este último para que IrLAN funcione.

IrSimple logra velocidades de transmisión de datos entre cuatro y diez veces más rápidas al mejorar la eficiencia del protocolo infrarrojo IrDA. Una  imagen normal de 500 KB tomada con un teléfono móvil se puede transferir en un segundo. ^{[ 27 ]}

Uno de los objetivos principales de IrSimpleShot ( IrSS ) es permitir que los millones de teléfonos con cámara compatibles con IrDA transfieran imágenes de forma inalámbrica a impresoras, quioscos de impresión y televisores de pantalla plana.

Infrared Financial Messaging ( IrFM ) es un estándar de pago inalámbrico desarrollado por la Infrared Data Association. Se consideró lógico debido a la excelente privacidad de IrDA, que no atraviesa paredes.

Muchas implementaciones modernas (2021) se utilizan para la lectura semiautomatizada de contadores de energía. Esta aplicación de alto volumen mantiene los transceptores IrDA en producción. Al carecer de electrónica especializada, muchas implementaciones de contadores de energía utilizan un PHY SIR de control por bits, que funciona a 9600 BAUD utilizando un pulso de ancho mínimo (es decir, 3/16 de un pulso de 115,2 KBAUD) para ahorrar energía. Para controlar el LED, un pin controlado por computadora se enciende y apaga en el momento adecuado. La diafonía del LED al diodo PIN receptor es extrema, por lo que el protocolo es semidúplex . Para recibir, un bit de interrupción externo se inicia con el bit de inicio, y luego se consulta medio bit después de los bits siguientes. A menudo se utiliza una interrupción de temporizador para liberar la CPU entre pulsos. Los niveles de protocolo más altos de los contadores de energía abandonan los estándares IrDA, utilizando normalmente DLMS/COSEM en su lugar. Con los transceptores IrDA (un encapsulado que combina un LED infrarrojo y un diodo PIN), incluso este sencillo sistema IrDA SIR es extremadamente resistente al ruido óptico externo procedente de bombillas incandescentes, luz solar, etc.

• Principios y protocolos de IrDA ; Knutson y Brown; MCL Press; 214 páginas; 2004; ISBN 978-0975389201.