IrDA Infrared Data Association

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IrDA Infrared Data Association
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Introducción

• A finales de 1993, un grupo industrial liderado
  por HP, IBM y Sharp fue fundado para promover un
  estandard para las comunicaciones con Infrarojos

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Características generales

• Transferencia de datos por infrarrojos
• Soporta un amplio conjunto de plataformas de
  hardware y software
• Adaptación compatible con futuros estándares
• Cono de ángulo estrecho de 30º
• Opera en una distancia de 0 a 1 metro
• Velocidad de Transferencia 4 Mbps en la
  actualidad y 16 Mbps en desarrollo
• Conexión universal sin cables
• Comunicación punto a punto
• Bajo coste de implementación

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Protocolosde IrDA

• Los protocolos de comunicación de IrDA son varios
  y se pueden resumir en una pila de protocolos
• Hay dos aplicaciones para IrDA
• IrDA DATA
• IrDA CONTROL

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IrDA DATA

• Los protocolos están divididos en dos grupos
• Requeridos (verde)
• Opcionales (dorado)

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IrDA DATAProtocolos Obligatorios

• PHY (Physical Signaling Layer) establece la
  distancia máxima, la velocidad de transmisión y
  el modo en el que la información se transmite.
• IrLAP (Link Access Protocol) facilita la conexión
  y la comunicación entre dispositivos.
• IrLMP (Link Management Protocol) permite la
  multiplexación de la capa IrLAP.
• IAS (Information Access Service ) actúa como unas
  páginas amarillas para un dispositivo.

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IrDA DATAProtocolos Opcionales

• Existen otros protocolos que ofrecen
  funcionalidades extra para acceder a redes de
  área local, teléfonos móviles o cámaras
  digitales, que son
• Tiny TP mejora la conexión y la transmision de
  datos respecto a IrLAP.
• IrOBEX diseñado para permitir a sistemas de todo
  tamaño y tipo intercambiar comandos de una manera
  estandarizada.
• IrCOMM para adaptar IrDA al método de
  funcionamiento de los puertos serie y paralelo.
• IrLan permite establecer conexiones entre
  ordenadores portátiles y LANs de oficina.

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IrDA DATA PHY

• PHY (Physical Signaling Layer)
• Características generales
• Longitud de onda de pico desde 0.85 a 0.90 m m.
• Las intensidades mínima y máxima para el
  transmisor son 40 y 500 mW/Sr dentro de un cono
  de 30 grados.
• La sensibilidad mínima y máxima para el receptor
  es 4 mW/(cm.cm) y 500 mW/(cm.cm) con un cono
  similar de 30 grados.
• La longitud del enlace va de 0 a 1 metro.

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IrDA DATA - PHY

• Tasa de Transferencia
• Comunicaciones hasta 115.2 Kbps
• Comunicaciones a 576Kbps i a 1.152Mbps
• Comunicaciones a 4.0 Mbps
• Comunicaciones a 16.0 Mbps (desenvolupandose)

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IrDA DATA - PHY

• SIR(Serial IrDA) Comunicaciones hasta 115.2
  kbps
• Se utiliza para negociar las opciones a 9.6 kbps
• Byte Framing se añaden antes y después de cada
  byte de datos un bit de start (0) y un bit de
  stop (1)
• Packet Framing Se utiliza un CRC de 16 bits para
  la detección de errores

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IrDA DATA - PHY

• Se utiliza un método llamado RZI, donde un 0 se
  codifica con un pulso independiente de entre 1.6
  micro segundo y 3/16 de la longitud del bit, y un
  1 se codifica con la ausencia de pulso

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IrDA DATA - PHY

• Comunicaciones a 576Kbps y a 1.152Mbps
• Un flujo de datos 'cero' se codifica con la
  presencia de un pulso óptico de 1/4 de la
  duración del intervalo de bit
• El protocolo SDLC, con su aproximación a un bit
  stuffing (secuencia de escape) de inserción de
  cero, garantiza la ocurrencia mínima de ceros
  (pulsos de luz) en el flujo de datos.

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IrDA DATA - PHY

• Comunicaciones a 4.0 Mbps
• Se utiliza el método 4-PPM (4 pulse position
  modulation)
• Se utiliza un CRC de 32 bits y se realiza
  mediante hardware

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IrDA DATA - PHY

• El formato de trama para tasa de transferencia de
  4.0 Mbps debe tener como mínimo 16 bytes

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IrDA DATA - IrLAP

• IrLAP (Link Acces Protocol) establece las reglas
  de acceso al medio IR y los diferentes
  procedimientos para el descubrimiento,
  negociación, intercambio de información, etc...
• Las reglas de acceso al medio son
• Para cualquier estación que no participe en una
  conexión, debe escuchar durante más de 500 msec
  para asegurarse de que no hay tráfico antes de
  empezar a transmitir.
• Para cualquier estación que participe en la
  comunicación debe transmitir una trama dentro de
  cualquier espacio dado de 500 msec.

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IrDA DATA - IrLAP -Conexion

• El iniciador difunde su propio ID repetidamente
  y escucha entre esas transmisiones repetidas
  (slots). Los oyentes eligen aleatoriamente uno de
  estos slots y mandan su propio ID. Si se produce
  una colisión, se repite el procedimiento.
• Se puede negociar la tasa de datos hasta a un
  máximo de 4 Mbps, el tamaño máximo de datos
  negociable es de 2048 bytes.
• Las tramas que contienen datos de usuario se
  comprueban secuencialmente además del CRC. Además
  hay tramas de supervisión usadas para el control
  de flujo, recuperación de errores y paso de
  token.

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IrDA DATA - IrLAP

• El intercambio de datos es siempre bidireccional
  e independiente de qué estación sea primaria o
  secundaria.
• Existen otros procedimientos secundarios, por
  ejemplo sniffing, resolución de conflicto de
  direcciones, intercambio de roles,etc...
• Una estación primaria se puede conectar a una
  secundaria y también a otra primaria pero sólo
  una de las primarias puede actuar como primaria,
  las otras actuarán como secundarias.
• Una estación secundaria no se puede conectar a
  otra estación secundaria.

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IrDA DATA - IrLMP

• IrLMP (Link Management Protocol ) es el protocolo
  de gestión del enlace . IrLMP es un elemento
  obligatorio del estándar IrDA, pero no todas sus
  características son obligatorias. Posee dos
  componentes
• El servicio de acceso a la información del nivel
  de enlace (LM-IAS)
• El multiplexor de gestión de enlace (LM-MUX)

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IrDA DATA - IrLMP - (LM-IAS)

• La entidad LM-IAS mantiene una base de
  información de manera que otras estaciones IrDA
  puedan averiguar los servicios que ofrece.
• Esta información se divide en numerosos objetos,
  cada uno asociado con un conjunto de atributos.
  Por ejemplo, Nombre del Dispositivo" es el
  objeto obligatorio.

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IrDA DATA -IrLMP - (LM-MUX)

• Proporciona múltiples enlaces a conexiones de
  datos a través de una única conexión
  proporcionada por IrLAP. LM-MUX puede estar en
  dos modos, exclusivo o multiplexado.
• En el modo exclusivo, sólo una conexión puede
  estar activa.
• En el modo multiplexado, numerosas conexiones
  pueden compartir activamente la conexión IrLAP
  subyecente.

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IrDA DATA - IAS

• IAS (Information Access Service) actúa como unas
  páginas amarillas para un dispositivo. Puede
  utilizarse para determinar las direcciones de los
  servicios , también puede ser consultado para
  obtener información adicional sobre servicios.
• La implementación de IAS consiste en un cliente
  y un servidor.
• El cliente realiza las peticiones de servicios
  en los otros dispositivos usando el protocolo de
  acceso a la información .
• El servidor es el componente que conoce cómo
  responder las peticiones de un cliente IAS.

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IrDA DATA - IrDA Lite

• Constituye una especificación que que modifica
  niveles ya descritos.
• Describe un conjunto de estrategias de diseño e
  implementación con el objetivo de conseguir una
  implementación lo más pequeña posible y
  plenamente funcional para las comunicaciones
  orientadas a traves de IrDA.
• El desarrollador podra elegir aplicar todas estas
  estrategias o sólo aquellas apropiadas para un
  dispositivo en particular.

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IrDA DATA - Tiny TP

• TinyTP (TTP) es un protocolo de transporte
  opcional, aunque es tan importante que debería
  ser considerado generalmente un protocolo
  requerido.
• Sus objetivos principales son
• Proporcionar funciones de control de flujo para
  LSAP (punto de acceso a enlace) de manera
  individual.
• Segmentar o reensamblar los datos.

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IrDA DATA - Tiny TP

• El control de flujo por canal es el uso más
  importante de TinyTP actualmente. Aunque IrLAP
  ofrece control de flujo, se necesita otro
  mecanismo de control de flujo.
• TTP es un esquema de control de flujo basado en
  crédito.
• Un crédito corresponde al permiso para mandar un
  paquete LMP. Si mandamos un crédito, debemos ser
  capaces de aceptar un paquete de tamaño máximo.
• En la conexión, se extiende algún crédito a cada
  lado.

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IrDA DATA - Tiny TP

• La otra funcionalidad de TTP se denomina SAR. La
  idea básica es que TTP divida los datos de tamaño
  más grande en fragmentos (segmentación), y los
  mande juntos al otro lado (reensamblado).
• Los fragmentos de datos se denominan SDU, el
  tamaño máximo de SDU es negociado cuando la
  conexión TTP/LMP se realiza por primera vez.

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IrDA DATA - IrOBEX

• El protocolo de intercambio de objetos (IrOBEX)
  es un protocolo opcional del nivel de aplicación
  .
• Está diseñado para permitir a sistemas de todo
  tamaño y tipo intercambiar una gran variedad de
  comandos de una manera estandarizada.
• Ej. toma un objeto de datos arbitrario (un
  archivo,por ejemplo), y lo manda a cualquier
  dispositivo infrarrojo al que apunte.

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IrDA DATA - IrOBEX

• El rango potencial de objetos es amplio,
  conteniendo no sólo archivos tradicionales, sino
  además páginas, mensajes a teléfonos, imágenes
  digitales etc....
• La aplicación no necesita involucrarse en la
  gestión de las conexiones, simplemente coger el
  objeto y mandarlo .

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IrDA DATA - IrCOMM

• El estándar IrCOMM fue desarrollado para resolver
  el problema usar los puertos serie y paralelo
  para operar vía infrarrojos sin necesidad de
  modificaciones.
• Su trabajo consiste en hacer que IrDA se parezca
  a los medios serie y paralelo que no tienen
  características prácticas como la negociación
  automática de los mejores parámetros y servicios
  de "páginas amarillas" disponibles.

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IrDA DATA - IrCOMM

• Es un protocolo que se aplica a determinadas
  aplicaciones.
• En general, las nuevas aplicaciones funcionan
  mejor si evitan usar IrCOMM y utilizan
  directamente otros protocolos de aplicación IrDA
  como IrOBEX, IrLAN, o TinyTP .

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IrDA DATA - IrLAN

• IrLAN permite establecer conexiones entre
  ordenadores portátiles y LANs de oficina.
• Tipos de conexiones posibles
• Permite conectar un ordenador a una LAN por
  medio de un IR LAN Adapter .
• Permite la comunicación de 2 ordenadores como si
  estuvieran conectados como una LAN
• Permite conectar un ordenador a una LAN por
  medio de un segundo ordenador ya conectado.

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IrDA CONTROL Introducción

• Pensado para conectar periféricos de control como
  teclados, ratones, dispositivos apuntadores o
  joysticks a una estación fija (PC, consola,
  televisor).

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IrDA CONTROLPila de protocolos
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IrDA CONTROL PHY (Physical Signaling Layer)

• És la capa de nivel inferior.
• Define las características físicas y el esquema
  de modulación de las señales infrarrojas.

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IrDA CONTROL PHY (Physical Signaling Layer)

• Velocidad de transmisión de 75.0 Kbps.
• Distancia máxima de 5 metros.
• Ángulo máximo entre emisor y receptor de 15º
• Esquema de modulación en secuencia de 16 pulsos
  (16PSM).

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IrDA CONTROL PHY (Physical Signaling Layer)

• Dos tipos de tramas grandes y pequeñas.
• Campos de la trama
• Control de ganancia automática (AGC)
• Preámbulo (PRE)
• Flag de Start (STA o STL)
• Trama MAC
• CRC (CRC-8 para tramas pequeñas y CRC-16 para
  tramas grandes)
• Flag de Stop

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IrDA CONTROLMAC (Media Access Control)

• Permite a un dispositivo host comunicarse con
  múltiples dispositivos periféricos.
• Asegura un rápido tiempo de respuesta (13.8 ms )
  y una baja latencia.

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IrDA CONTROLMAC (Media Access Control)

• Las comunicaciones sólo se dan entre host y
  periféricos.
• Un host podría actuar como un periférico cuando
  sea necesario para la comunicación con otro host.

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IrDA CONTROLMAC (Media Access Control)

• Un host gestiona sus comunicaciones con múltiples
  periféricos sobre una base de tiempos
  (poll-response), de manera que estos dispositivos
  pueden comunicarse simultáneamente en tiempo
  compartido.
• Cada host o periférico tiene una dirección y un
  identificador.

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IrDA CONTROLMAC (Media Access Control)

• Dos tipos de trama
• Pequeñas Hasta 9 bytes de datos . CRC de 8
  bits
• Grandes Hasta 97 bytes de datos. CRC de 16 bits
• Campos de trama MAC
• Flag STS (Start)
• Dirección de host (1 byte)
• Dirección de periférico (4 bits)
• Control MAC (4 bits)
• Datos MAC (0-97 bytes)
• CRC-8 o 16 , depende del tamaño.
• Flag STO (Stop)

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IrDA CONTROLMAC (Media Access Control)

• IrDA-Control ofrece tres modos de operación
  posibles para el host
• Modo 0 - Sleep Mode Es el modo por defecto . Su
  finalidad es minimizar el consumo de energia.
• Modo 1 - Normal Mode Soporta periféricos que
  requieren diferentes anchos de banda.Dos tipos de
  periféricos
• CL Tiempos de latencia críticos (joysticks,
  gamepads)
• NCLNo deben tener tiempos de latencia críticos
  (control remoto).
• Modo 2 - IrDA-coexistence Mode Permite la
  coexistencia de la comunicación de datos IrDA SIR
  version 1.1 con la comunicación IrDA-Control.

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IrDA CONTROLMAC (Media Access Control)

• Dos operaciones básicas
• Enumeración El proceso mediante el cual un host
  y un periférico se reconocen el uno al otro.
• Binding El proceso en el que un host reconoce
  dinámicamente que un periférico enumerado
  necesita ser añadido a la lista de disposivos
  activos.

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IrDA CONTROLLLC (Logical Link Control)

• És la capa del nivel de enlace.
• Proporciona recursos para aumentar la fiabilidad
  de la comunicación.
• Previene las tramas duplicadas.
• Requiere que los niveles superiores implementen
  corrección de errores y funciones de
  retransmisión si se quiere una comunicación más
  fiable.

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IrDA CONTROLNivel de aplicación

• Los dos protocolos que se encuentran actualmente
  definidos son el protocolo HA y el protocolo HID
  
• El protocolo HA está diseñado para aplicaciones
  del hogar.
• El protocolo HID para dispositivos informáticos
  de entrada

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Aplicacionesy protocolos que utilizan

• Impresoras
• IIrTran-P, IrCOMM, IrLPT (protocolo estandar para
  impresoras) y TinyTP (para imprimir imágenes
  digitales desde cámaras digitales)
• Teléfono celular
• IrTelecom, IrOBEX y TinyTP
• Cámara digital
• IrTran-P,IrCOMM y TinyTP
• Equipo médico industrial
• IrCOMM
• Disposistivos de almacenamiento portátil
• IrOBEX, IrTran-P, IrCOMM e IrLMP

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Aplicacionesy protocolos que utilizan

• Impresoras
• IrTran-P, IrCOMM, IrLPT (protocolo estandar para
  impresoras) y TinyTP (para imprimir imágenes
  digitales desde cámaras digitales)
• Teléfono celular
• IrTelecom, IrOBEX y TinyTP
• Cámara digital
• IrTran-P,IrCOMM y TinyTP
• Equipo médico industrial
• IrCOMM
• Disposistivos de almacenamiento portátil
• IrOBEX, IrTran-P, IrCOMM e IrLMP

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Componentes

• Componentes involucrados en la transmisión IrDA
• Hewlett Packard
• Transmisores
• Receptores
• HSDL-7000 (ofrece velocidades de modulación de
  115kbps)
• HSDL-7001 (es una mejora del anterior)
• Transductores
• HSDL-1000 (para velocidades de hasta 115kbps)
• HSDL-1100 (soporta velocidades FIR (hasta 4Mbits)
• HSDL-4230 y HSDL-4220 (pueden llegar a una
  velocidad de modulación de 10Mbits)

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Componentes

• Texas Instruments
• Fabrica UARTs encapsulados en los chips
• TIR1000
• TIR2000 (incorpora un driver para la modulación a
  4Mbps utilizando el modo DMA)

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IrDA frente a Bluetooth

• Muchas de las aplicaciones definidas para
  dispositivos IrDA también se han definido para
  Bluetooth. Por tanto, hay situaciones en las que
  IrDA se encuentra mejor situada para transmitir
  datos que Bluetooth, y viceversa
• No se puede afirmar que ninguna de las dos cubra
  plenamente las necesidades de los usuarios. Ambas
  proporcionan implementaciones complementarias
  para intercambio de datos y aplicaciones de voz.

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Bluetooth
IrDA frente a Bluetooth

• La primera versión surgió en 1999.
• Es una tecnología de radiofrecuencia (RF)
• Se utiliza para conectividad inalámbrica de corto
  alcance entre dispositivos tales como PDA,
  teléfonos celulares, teclados, máquinas de fax,
  computadoras de escritorio y portátiles, módems,
  proyectores, impresoras,...

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Ventajas de IrDA sobre Bluetooth
IrDA frente a Bluetooth

• El corto alcance y el estrecho ángulo de IrDA
  proporciona una forma simple de seguridad y un
  uso natural. En este caso, Bluetooth tendría
  problemas para descubrir el dispositivo de
  destino debido a sus caracteristicas
  omnidireccionales.
• IrDA es más popular entre los dispositivos
  inalámbricos actuales y es compatible con
  versiones anteriores.
• IrDA tiene un coste mucho menor que Bluetooth

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Ventajas de Bluetooth sobre IrDA
IrDA frente a Bluetooth

• IrDA requiere línea de vista entre dispositivos,
  mientras que Bluetooth permite operaciones a
  través de objetos no metálicos.
• Bluetooth se presta mejor para servicios de
  acceso a red y de Dial Up y otros casos en que
  el usuario puede estar en movimiento.
• Bluetooth es mejor para la difusión (Broadcast)
  de información

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Cuadro resumen
IrDA frente a Bluetooth