赤外線データ協会

赤外線データ協会

USB経由赤外線
略語	赤外線
形成	1994年[1]
タイプ	複数の特別利益団体から構成される非営利団体

赤外線データ協会( IrDA ) は、1994 年に約 50 社によって設立された業界主導の利益団体です^[1]。IrDA は、ワイヤレス赤外線通信の完全なプロトコル セットの仕様を提供し、「IrDA」という名前もそのプロトコル セットを指します。IrDA プロトコルが使用される主な理由は、ポイント アンド シュート原理を使用して「最後の 1 メートル」でワイヤレス データ転送を行うことでした。そのため、携帯電話、ラップトップ、カメラ、プリンター、医療機器などのポータブル デバイスに実装されています。この種のワイヤレス光通信の主な特徴は、物理的に安全なデータ転送、見通し内(LOS)、および非常に低いビット エラー レート(BER) であり、非常に効率的です。

必須のIrPHY (赤外線物理層仕様) は、IrDA 仕様の物理層です。これは、光リンク定義、変調、コーディング、巡回冗長検査(CRC)、およびフレーマで構成されます。データ レートが異なると、変調/コーディング方式も異なります。

• SIR: 9.6～115.2 kbit/s、非同期、RZI、UART に類似、3/16 パルス。エネルギーを節約するため、パルス幅は 115.2KBAUD パルス幅の 3/16 に最小化されることが多い。
• MIR: 0.576～1.152 Mbit/s、RZI、1/4パルス、HDLCビットスタッフィング
• FIR: 4 Mbit/s、4 PPM
• VFIR: 16 Mbit/s、NRZ、HHH(1,13)
• UFIR: 96 メガビット/秒、NRZI、8b/10b
• ギガIR: 512 Mbit/s – 1 Gbit/s、NRZI、2-ASK、4-ASK、8b/10b

その他の特徴は次のとおりです。

• 範囲：
  • 標準：2m
  • 低電力から低電力：0.2 m
  • 標準から低電力まで: 0.3 m。
  • 10 GigaIR は、最大数メートルのより長いリンク距離をサポートする新しい使用モデルも定義します。
• 角度: 最小円錐 ±15°
• 速度: 2.4 kbit/s ～ 1 Gbit/s
• 変調:ベースバンド、搬送波なし
• 赤外線ウィンドウ（赤外線光線を透過する装置本体の一部）
• 波長: 850～900 nm

フレームサイズは主にデータレートに依存し、64  Bから 64 kB の間で変化します。さらに、複数のフレームを連続して送信することで、より大きなデータブロックを転送できます。これは、「ウィンドウサイズ」と呼ばれるパラメータ (1～127) で調整できます。最後に、最大 8 MB のデータブロックを一度に送信できます。通常、<10 の低いビットエラー率と組み合わせると、⁻⁹、その通信は他の無線ソリューションと比較して非常に効率的である可能性があります。

IrDA トランシーバは、中心から半角で少なくとも 15 度広がる円錐状の赤外線パルス (サンプル) を使用して通信します。IrDA の物理仕様では、信号が 1 メートル離れたところから見えるが、デバイスが近づいたときに受信機が明るさに圧倒されないような放射照度の下限と上限が規定されています。実際には、市場には 1 メートルに届かないデバイスもあれば、数メートルに達するデバイスもあります。また、極端に近づかないようにするデバイスもあります。IrDA 通信の一般的なスイート スポットは、トランシーバから 5 ～ 60 cm (2.0 ～ 23.6 インチ) 離れた円錐の中心です。IrDAデータ通信は半二重モードで動作します。これは、送信中、デバイスの受信機が自身の送信機の光で見えなくなり、全二重通信が実行できないためです。通信する 2 つのデバイスは、リンクをすばやく方向転換することで全二重通信をシミュレートします。プライマリ デバイスはリンクのタイミングを制御しますが、両側は特定の厳しい制約に縛られており、リンクをできるだけ早く方向転換することが推奨されます。

必須のIrLAP (赤外線リンク アクセス プロトコル) は、IrDA 仕様の第 2 層です。これは、IrPHY 層の上、IrLMP 層の下にあります。これは、OSI モデルのデータ リンク層を表します。

最も重要な仕様は次のとおりです。

• アクセス制御
• 潜在的なコミュニケーションパートナーの発見
• 信頼性の高い双方向接続の確立
• プライマリ/セカンダリデバイスの役割の配分
• QoSパラメータのネゴシエーション

IrLAP 層では、通信デバイスは「プライマリ デバイス」と 1 つ以上の「セカンダリ デバイス」に分割されます。プライマリ デバイスはセカンダリ デバイスを制御します。プライマリ デバイスがセカンダリ デバイスに送信するように要求した場合にのみ、セカンダリ デバイスは送信を許可されます。

必須のIrLMP (赤外線リンク管理プロトコル) は、IrDA 仕様の 3 番目の層です。これは 2 つの部分に分けられます。1 つ目は、IrLAP 層の最上位にある LM-MUX (リンク管理マルチプレクサ) です。その最も重要な成果は次のとおりです。

• 複数の論理チャネルを提供する
• プライマリ/セカンダリデバイスの変更が可能

2 番目は、LM-IAS (リンク管理情報アクセス サービス) です。これは、サービス プロバイダーがサービスを登録できるリストを提供し、他のデバイスが LM-IAS を照会してこれらのサービスにアクセスできるようにします。

オプションのTiny TP ( Tiny Transport Protocol ) は IrLMP 層の上にあります。次の機能を提供します。

• SAR（分割と再構成）による大容量メッセージの転送
• すべての論理チャネルにクレジットを与えることによるフロー制御

オプションのIrCOMM (赤外線通信プロトコル) を使用すると、赤外線デバイスをシリアルポートまたはパラレル ポートのように動作させることができます。これは IrLMP 層の上にあります。

オプションのOBEX ( Object Exchange ) は、赤外線デバイス間で任意のデータ オブジェクト (例: vCard、vCalendar 、またはアプリケーション)を交換できるようにします。これは Tiny TP プロトコルの上にあるため、OBEX が動作するには Tiny TP が必須です。

オプションのIrLAN (赤外線ローカル エリア ネットワーク) を使用すると、赤外線デバイスをローカル エリア ネットワークに接続できます。 可能な方法は 3 つあります。

• アクセスポイント
• ピアツーピア
• ホスト

IrLAN は Tiny TP プロトコルの上にあるため、IrLAN が動作するには Tiny TP プロトコルを実装する必要があります。

IrSimpleは、赤外線IrDAプロトコルの効率を改善することで、少なくとも4〜10倍のデータ転送速度を実現します。携帯電話からの500KBの通常の画像は1秒以内に転送できます。^[2]

IrSimpleShot ( IrSS )の主な目標の 1 つは、何百万台もの IrDA 対応カメラ付き携帯電話から、プリンター、プリンター キオスク、フラットパネル テレビに写真をワイヤレスで転送できるようにすることです。

赤外線金融メッセージング( IrFM ) は、赤外線データ協会によって開発されたワイヤレス決済規格です。壁を通過せずプライバシーが優れている IrDA のため、合理的であると考えられました。

多くの最新 (2021) の実装は、電力計の半自動読み取りに使用されています。この大量生産アプリケーションにより、IrDA トランシーバーは生産され続けています。特殊な電子機器がないため、多くの電力計の実装では、最小幅のパルス (つまり、115.2KBAUD パルスの 3/16) を使用して 9600 BAUD で動作するビットバンギング SIR phy を利用して、エネルギーを節約しています。LED を駆動するには、コンピューター制御のピンが適切なタイミングでオンとオフを切り替えます。LED から受信PIN ダイオードへのクロストークが極端であるため、プロトコルは半二重です。受信するには、開始ビットによって外部割り込みビットが開始され、次のビットの半ビット後にポーリングされます。パルス間で CPU を解放するために、タイマー割り込みがよく使用されます。電力計の上位プロトコル レベルでは、IrDA 標準が放棄され、通常は代わりにDLMS/COSEMが使用されます。 IrDA トランシーバー (IR LED と PIN ダイオードを組み合わせたパッケージ) を使用すると、この粗雑な IrDA SIR でも、白熱灯や太陽光などからの外部光ノイズに対して非常に耐性があります。

IrDAは1990年代後半^[4]から2000年代前半[5]にかけてPDA、ラップトップ、一部のデスクトップ[3]で普及しました。^[ 6 ^{]しかし、} Bluetooth ^[7]やWi-Fiなどの他の無線技術に取って代わられました。これらの技術は直接視線を必要とせず、マウスやキーボードなどのハードウェアをサポートできるため好まれています。干渉によって無線ベースの無線技術が使用できない環境では、今でも使用されています。

2005年頃、携帯電話、プリンター、ディスプレイデバイス間で1秒未満の画像転送を可能にするIrSimpleプロトコルでIrDAを復活させようとする試みがなされた^[8]。IrDAハードウェアは依然として安価であり、Bluetoothなどの無線技術で発生するようなセキュリティ上の問題も抱えていなかった。例えば、一部のPentax DSLR（Kx、Kr）は画像転送とゲームのためにIrSimpleを採用していた。^[9]

• 消費者IR
• リチウム ファイ
• デバイス帯域幅のリスト
• RZI

• IrDA の原理とプロトコル、Knutson と Brown、MCL Press、214 ページ、2004 年、ISBN 978-0975389201。 

ウィキメディア・コモンズには、 IrDAに関連するメディアがあります。

正式

• 公式仕様一覧

他の

• Linux 赤外線 HOWTO
• Linux 赤外線リモートコントロール
• 赤外線デバイスの Linux ステータス (IrDA、ConsumerIR、リモート コントロール)
• コロンビア国立大学 SIE 理事会の IrDA プロジェクト