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Serviço Público Federal Ministério da Educação Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará Campus de Itaituba Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas
ADRIA ROSINALDA PALMEIRA DE SOUSA
CARLIVAN SOUZA SANTOS
EULISON VINÍCIUS MADURO OLIVEIRA
HELIO EMANUEL AVELINO BURGOS
MARCOS JONES LUCENA
VÂNIA DE SOUZA ROSA
INFRAVERMELHO – IrDA
ITAITUBA – PA
Serviço Público Federal Ministério da Educação Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará Campus de Itaituba
Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas
ADRIA ROSINALDA PALMEIRA DE SOUSA
CARLIVAN SOUZA SANTOS
EULISON VINÍCIUS MADURO OLIVEIRA
HELIO EMANUEL AVELINO BURGOS
MARCOS JONES LUCENA
VÂNIA DE SOUZA ROSA
INFRAVERMELHO – IrDA
ITAITUBA – PA
RESUMO
A pesquisa teve como objetivo principal buscar o conceito de Infravermelho que nos dias de hoje se tornou obsoleto quando tratamos do termo informática, já que outros meios de comunicação sem fio como Bluetooth e Wi-fi estão controlando o setor. A utilização do Infravermelho em eletroeletrônicos
Trabalho apresentado como requisito parcial para obtenção de nota, na disciplina Rede de Computadores I, sob a orientação do Prof. Michel Marialva Yvano.
LISTA DE TABELAS
LISTA DE SIGLAS
LED Diodo Emissor de Luz (Light Emitting Diode)
LASER Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação)
IrDA Infrared Data Association (Associação de Dados Infravermelhos)
SIG Special Interest Groups (Grupos de Interesse Especial)
Ir Infrared (Infravermelho)
IrDA – D IRDA – DATA (Associação de Dados Infravermelhos - Dados)
SUMÁRIO
- Figura 05 – Feixe de luz infravermelha em controle remoto......................................
- Figura 06 – Um feixe de luz e seu ângulo de abertura..............................................
- Figura 07 – Dispositivo IrDA – D................................................................................
- Figura 08 – Hierarquia de camadas..........................................................................
- objetivos..................................................................................................... I Tabela – Special Interest Groups (SIGs) da Infrared Data Association e seus
- II Tabela – Diferenças entre IrDA Data e IrDA Control...............................................
- III Tabela – Aplicações das camadas físicas do IRDA em alguns dispositivos..........
- 1 INTRODUÇÃO........................................................................................................
- 2 INFRAVERMELHO.................................................................................................
- 2.1 DEFINIÇÃO......................................................................................................
- 2.2 APLICAÇÕES DOS RAIOS INFRAVERMELHOS...............................................
- 2.3 TRANSMISSÂO EM MEIO FÍSICO..................................................................
- 2.4 TRANSMISSÃO POR INFRAVERMELHO.......................................................
- 3 IrDA (Infrared Data Association).............................................................................
- 3.1 HISTÓRICO......................................................................................................
- 3.2 PADRÃO IrDA..................................................................................................
- 3.3 Camada Física do IrDA........................................................................................
- 3.3.1 IrDA-D........................................................................................................
- 3.3.2 IrDA-C........................................................................................................
- RADIAÇÃO INFRAVERMELHA.............................................................................. 3.4 PRINCIPAIS TÉCNICAS DE TRANSMISSÃO PARA A PROPAGAÇÃO DA
- 4 ARQUITETURA DE REDES SEM FIOS 802.11.....................................................
- 4.1 TÉCNICA DE MODULAÇÂO NOS INFRAVERMELHOS.................................
- 4.2 CARACTERISTICAS E FUNCIONAMENTO DO IEEE 802.11.........................
5 VANTAGENS E DESVANTAGENS......................................................................... 30
5.1 Vantagens.........................................................................................................
5.2 Desvantagens...................................................................................................
6 CONCLUSÂO......................................................................................................... 31
7 BIBLIOGRAFIA.......................................................................................................
1 INTRODUÇÃO
As linhas por nos traçados neste trabalho é fruto de um conjunto de atividades baseados na experiência no ambiente acadêmico onde tivemos a oportunidade de realizar pesquisa documental, atividades em grupo e técnicas de montagem de trabalho científico, sob a orientação de nossos ilustres educadores.
A partir disso, desenvolvemos o presente trabalho o qual tem como objetivo transmitir importantes informações sobre o tema Infravermelho – IrDA incluindo os principais tópicos deste assunto como Transmissão de Infravermelho, Padrões IrDA, etc.
O Infravermelho foi descoberto pelo astrônomo Sr. William Herschel, no qual, inicialmente, o denominou de "Dark Heat" (calor escuro). Foi somente em torno de 1880 que o "Dark Heat" foi denominado de "Infrared" (Infravermelho) que significa "Abaixo do vermelho" (do latim infra , "abaixo"). Em 1993 foi criada a “Infrared Data Association” (IrDA), por algumas empresas líderes no ramo da informática, visando criar um padrão para transmissão infravermelho.
A obra esta estruturada em quatro capítulos, no primeiro discorremos sobre o Infravermelho, sendo abordado seus meios de propagação e transmissão de dados e os demais capítulos abordam o IrDA e seus protocolos.
A principal contribuição do trabalho é servir como fonte de pesquisa teórico-técnico-cientifica a futuros alunos dos cursos superiores de Análise e Desenvolvimento de Sistemas, na modalidade de Redes de Computadores.
A sua experiência consistiu em fazer atravessar um feixe de luz branca por um prisma, observando-se num alvo um espectro contínuo de radiações, de comprimento de onda entre o vermelho e o violeta (espectro contínuo da luz branca ou espectro solar). Em seguida, colocou um termômetro no alvo, na região a seguir ao vermelho, e observou uma elevação de temperatura, correspondendo essa região à radiação infravermelha, concluindo que ali não existia luz.
Esta foi a primeira experiência que demonstrou que o calor pode ser transmitido por uma forma invisível de luz. Veja na figura 2.
Figura 02 – Experiência efetuada por Herschel.
No espectro eletromagnético, os infravermelhos subdividem-se em infravermelhos curtos (0,7-5 μm), infravermelhos médios (5-30 μm) e infravermelhos largos (30-1000 μm). Entretanto, esta classificação não é precisa porque em cada área de utilização, existe uma ideia diferente dos limites dos diferentes tipos.
Figura 3: Subdivisão do Infravermelho
2.2 APLICAÇÕES DOS RAIOS INFRAVERMELHOS
A radiação infravermelha encontra aplicações práticas muito importantes. É utilizada, por exemplo, para aquecer ambientes, cozinhar alimentos e secar tintas e vernizes.
Em medicina, tem amplo uso terapêutico, sendo empregada no tratamento de sinusite, dores reumáticas e traumáticas. A radiação infravermelha penetra na pele, onde sua energia é absorvida pelos tecidos e espalhada pela circulação do sangue. Existem aparelhos especiais que permitem ver um objeto pela detecção das radiações infravermelhas que ele emite. Um exemplo prático é dado pelo sistema de alarme infravermelho: qualquer interrupção de um feixe dessas radiações ocasiona a criação de um impulso eléctrico no detector de controlo, ligando o alarme. Esse sistema é usado, também nas portas de elevadores, para evitar que elas se fechem sobre as pessoas.
Um uso também muito comum do infravermelho é para o fabrico de comandos a distância (telecomandos), preferíveis em relação às ondas de rádio por que não sofrem interferências de outras ondas eletromagnéticas como. Por exemplo, os sinais de televisão.
Os infravermelhos também são utilizados para comunicação a curta distância entre os ordenadores e os seus periféricos.
A fotografia é uma das atividades mais beneficiadas com a aplicação da radiação infravermelha. Algumas emulsões fotográficas podem se tornar sensíveis a uma luz de comprimento de onda de até 1,1 micrómetro – o infravermelho próximo da luz visível. Utilizando um certo tipo de filme infravermelho colorido, as cores dos objetos apresentam-se deslocadas de suas posições no espectro – a luz azul não aparece, os objetos verdes ficam azuis, os vermelhos mostram-se verdes e os infravermelhos colorem-se de vermelho.
Fig.4 – Diferentes aplicações dos raios infravermelhos
2.3 TRANSMISSÂO EM MEIO FÍSICO
Feita utilizando dispositivos opto eletrônicos:
- LED (“Light Emitting Diode”)
- Normalmente utilizados em ambientes “indoor”.
- LASER.
- Mais apropriados para utilização “outdoor”.
2.4 TRANSMISSÃO POR INFRAVERMELHO
empresas como: ACTiSYS, Microsoft, Sony, Nokia, Apple, AT&T, Compaq, Intel, Hewlett-Packard, Motorola. Toshiba, Hitachi, etc.
A sigla IrDA costuma ser vista como um sinônimo de comunicação via luz infravermelha. Mas na verdade a Infrared Data Association ( IrDA ) não inventou esse tipo de transmissão, apenas desenvolveu um protocolo, ou seja, um conjunto de regras que estabelece a forma pela qual os dados fluem entre transmissor e receptor, critérios para verificação de erros, dentre outras coisas.
É dividida em diversos grupos de interesse especial ( Special Interest Groups - SIGs ) que trabalham em novos protocolos de acordo com seus interesses (ver Tabela 2).
SIG Objetivo IrSimple Desenvolver um protocolo para comunicação simples e rápida para transmissão de fotos entre telefones celulares e/ou câmeras digitais. Giga-IR Desenvolver um protocolo que suporte uma taxa de dados de 1gbps para transmissão de arquivos entre um dispositivo móvel e uma docking station conectada a um PC , e para transmissão direta entre dispositivos móveis.
IrUSB Desenvolver um novo protocolo IrDA para conexão sem fio dentro das camadas USB , chamado IrUSB. A intenção é usá-lo no lugar da conexão física de USB , que tem vida útil limitada devido ao desgaste físico.
OBEX Desenvolver e manter um O bject Exchange Protocol. Protocolo compacto, eficiente e binário que permita a um grande número de dispositivos trocarem dados de forma simples e espontânea.
I Tabela - Special Interest Groups (SIGs) da Infrared Data Association, e seus objetivos.
3.2 PADRÃO IrDA
O padrão IrDA é inicialmente dividido em dois subtipos: “IrDA Data” e “ IrDA Control” também conhecido como IrDA-D e IrDA-C. Os protocolos que constituem o IrDA Data são utilizados em dispositivos que interagem para a troca de dados, já os protocolos IrDA Control lidam principalmente com os periféricos de interface com o usuário como teclados, joysticks, microfones e etc.
Figura 7 - Dispositivo IrDA – D.
As principais diferenças entre eles estão descritas na tabela.
IrDA Data IrDA Control Taxa de transferência SIR (Serial IrDA)-Assíncrona, 9600 – 115200bps.
FIR ( Fast Serial IrDA) - Síncrona, até 4Mb/s.
VFIR (Very Fast Serial IrDA) – Síncrona, até 16Mb/s.
75 kbps / Números de Dispositivos
Propriedades Comunicação bidirecional em várias velocidades incluindo correção de erro e descoberta automática de dispositivos na área de a alcance.
Ativa a comunicação entre um dispositivo principal e vários dispositivos periféricos (até 8 simultaneamente).
Modulação Ótica SIR - Comprime cada bit ”0” em até 18% do intervalo de tempo de informação.
FIR – Comprime cada bit ”0” em no mínimo 17% e no máximo 30% do intervalo de tempo da informação.
VFIR – 1 para cada 4 par de bits de entrada.
Sequência de 16 pulsos multiplicada por uma subportadora de 1.5 Mhz
Protocolos Associados IrPHY, IrLAP, IrLMP, Tiny TP, IrOBEX, IrTran-P, IrMC, IrLAN.
IrPHY, MAC, LLC
Aplicações PC, laptops, telefones, celulares, personal assistant, câmeras.
Keyboards, microfones e joysticks quando se comunicam com PCs. II Tabela – Diferenças entre IrDA Data e IrDA Control
3.3 Camada Física do IrDA
- (^) IrLAP (Infrared Link Access Protocol)
- Estabelece a conexão básica confiável.
- Coleta informações sobre outros dispositivos IR.
- Escolhe o parceiro específico, acerta os parâmetros entre eles, conecta
e envia os dados.
- Avisa as camadas superiores caso não tenha sido possível a conexão.
- IrLMP (Link Management Protocol) Dividido em duas partes:
- LM-MUX (Link Management Multiplexer) - Permite que vários clientes
IrLMP comuniquem-se através de um mesmo link IrLAP e permite a
troca de dispositivos primário e secundário.
- LM-IAS (Link Management Information Access Service), que permite
que os provedores de serviços possam registrá-los e, então, outros
dispositivos possam acessar esses serviços via camada LM-IAS.
Cuida, então, do serviços de acesso à informação no nível de enlace.
- IAS (Information Access Service)
- Abastece as “páginas amarelas” de serviços em um dispositivo.
- Todas as funcionalidades e aplicativos disponíveis para conexões de
entrada devem estar nele.
- Sua implementação consiste de clientes e servidores.
- O cliente busca pela informação no banco de informações (servidor).
- TinyTP (Tiny Transport Protocol)
- Adiciona o controle de fluxo de acordo com o a conexão LMP.
- Estabelece o SAR (Segmentation and Reassembly): divide um grande
pacote e monta de volta no outro lado (outro dispositivo). É
implementado na terceira camada do modelo OSI (camada de
transporte) TTP adiciona um byte de informação em cada pacote de
IrLMP para realizar sua tarefa.
- (^) IrOBEX (Object Exchange Protocol ).
- Protocolo opcional designado a habilitar sistemas de todos os
tamanhos a trocar uma grande variedade de dados e comandos de
uma forma padronizada.
- Responsável pela transferência de arquivos e outros tipos de objetos
entre dispositivos móveis. Ele pega um objeto qualquer e manda este
para onde quer que o infravermelho esteja apontando.
- IrCOMM (Communications Protocol)
- Emulador das portas Serial a Paralela, permitindo que aplicativos
existentes que utilizam comunicação serial ou paralela usem IR sem
mudanças.
- Não é aconselhável, pois não aproveita algumas vantagens dos padrão
IrDA tais como negociação automática dos melhores parâmetros ou
acesso ao IAS.
- IrLAN (LAN Access)
- Não é totalmente padronizado nem muito difundido.
- Possibilita a conexão de um dispositivo infravermelho a uma LAN.
- Cria uma LAN entre um par de dispositivos.
- (^) O usuário precisa ser cadastrado para conectar- se à rede (garante
segurança).
3.3.2 IrDA-C
Define as velocidades de transmissão, esquemas de modulação,
comprimento de onda infravermelho, etc. dos sinais ópticos emitidos pelo
transmissor infravermelho e aqueles provenientes do receptor na interface
entre o sistema infravermelho e o transceptor, e não trata da tensão do
circuito controlador que controla o LED do transmissor infravermelho ou a
forma de onda após a conversão fotoelétrica feita no receptor infravermelho.
PDA Pilha de IrDA do Windows CE Telefone Celular OBEx e TinyTP Dispositivos de armazenamento portáteis Obex, IrTran-P, Ir-COMM (Todos para PDA e câmeras digitais) III – Aplicações das camadas físicas do IrDA em alguns dispositivos.
3.4 PRINCIPAIS TÉCNICAS DE TRANSMISSÃO PARA A PROPAGAÇÃO DA
RADIAÇÃO INFRAVERMELHA
- Transmissão ponto-a-ponto (ou diretiva)
- Transmissão quase difusa
- (^) Transmissão difusa
A transmissão de sinal por infravermelhos em espaço livre, ao nível da
camada física, é baseada na modulação de intensidade e na detecção direta, tal
como na transmissão de sinal por fibra ótica.
A comunicação pelo IrDA pode ser Full duplex ou Half duplex. Full duplex
permite o envio e recebimento de dados simultaneamente, enquanto o modo Half
duplex permite apenas o envio ou recebimento em troca de informações.
4 ARQUITETURA DE REDES SEM FIOS 802.
4.1 TÉCNICA DE MODULAÇÂO NOS INFRAVERMELHOS
O Infravermelho transmite os dados binários a 1 ou 2 Mbps, usando um tipo de modulação específico para cada uma das taxas de transmissão. Para operação a 1Mbps, o Infravermelho usa modulação 16-PPM (Pulse Position Modulation).
A ideia do PPM é variar a posição de um pulso para representar símbolos binários diferentes. Como já foi dito, o ruído interfere na amplitude do sinal, não na fase. Portanto, o uso de PPM reduz potencialmente a interferência do sinal transmitido.
4.2 CARACTERISTICAS E FUNCIONAMENTO DO IEEE 802.
Este é um padrão para redes sem fio, permitia transmissões a apenas 1Mbps, enquanto o padrão atual.
• Camada MAC de comunicação
Figura 8 – Hierarquia de camadas
• Recebe do LLC – (Logic Link Control) – um conjunto de dados (MSDU–
MAC Service Data Unit)
• Envia para o nível físico o MPDU – ( MAC Control Data Unit) = Cabeçalho
contendo informações de controle + MSDU
• A princípio as camadas superiores são responsáveis pela segurança
• Aspectos delicados em relação á segurança levam esta responsabilidade ao
MAC
• Necessita de compatibilidade com níveis superiores já desenvolvidos (TCP/IP)
