淺析紅外通信技術(shù)在數(shù)據(jù)通訊中的作用

趙軍

（中國石油遼河油田分公司通信公司新業(yè)務(wù)營銷事業(yè)部自動(dòng)化技術(shù)項(xiàng)目部，遼寧 盤錦 124010）

由于紅外通訊技術(shù)利用紅外線來傳遞數(shù)據(jù)，不需要線纜進(jìn)行連接，所以紅外線通信的成本較傳統(tǒng)的線纜數(shù)據(jù)傳送的成本更為低廉，正是由于連接時(shí)不需要實(shí)體連線，所以紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄砸脖容^高，大多數(shù)用在近距離的無線數(shù)據(jù)傳輸方面。紅外線通信技術(shù)操作方法簡單，傳輸性能高等技術(shù)優(yōu)勢，并且可以對系統(tǒng)進(jìn)行遙控，所以在很多基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中都使用此數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，紅外線借口的速度也隨之提升，現(xiàn)在運(yùn)行的FASTIR的接口速度已經(jīng)比起初的IRDA和ASKIR技術(shù)的接口速度快了很多很多，現(xiàn)如今的通訊設(shè)備中使用紅外通信技術(shù)的也越來越多，但是，紅外通訊技術(shù)也有它的缺陷，它的波長很短，所以降低了它對障礙物的衍射能力，所以，紅外技術(shù)的使用也有局限性，它更適合短距離的點(diǎn)與點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

1 紅外通信的技術(shù)原理

總體而言，紅外通信是針對二進(jìn)制數(shù)字信號的調(diào)制和解掉，從而形成紅外信道并傳輸數(shù)據(jù)，而紅外信道的調(diào)制解器就是所謂的紅外通信接口。

具體來講，紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體作為通信信道。發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實(shí)現(xiàn)信號調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過脈沖串之間的時(shí)間間隔來實(shí)現(xiàn)信號調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制（PPM）兩種方法。

2 紅外通訊技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸中的優(yōu)勢

在眾多數(shù)據(jù)通訊手段中，紅外通訊技術(shù)是使用范圍最為廣泛的一種，作為廣為使用的無線連接技術(shù)，紅外通訊技術(shù)有它自己的優(yōu)勢：第一，數(shù)據(jù)的收發(fā)簡便，因?yàn)樗臄?shù)據(jù)主要在電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換；第二，紅外通訊技術(shù)采用的是無線連接取代了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接，便捷了小型設(shè)備中的數(shù)據(jù)傳送；第三，紅外通訊技術(shù)在創(chuàng)新上創(chuàng)新但它并沒有排斥傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ崢?biāo)準(zhǔn)；第四，紅外通訊技術(shù)屬于設(shè)備與設(shè)備的直線數(shù)據(jù)傳輸，錐角角度小于30度，使得其保密性能比較高；第五，數(shù)據(jù)的傳輸速度快，大大超越了傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸模式，目前的傳輸速度是4M，但是，最新的VFIR技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了16M。

3 可以運(yùn)用紅外技術(shù)的設(shè)備

由于紅外數(shù)據(jù)傳送技術(shù)在數(shù)據(jù)輸送方面的優(yōu)勢，使得許多小型設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸都使用了此方式，在這里我們僅介紹一些日常生活中常見的運(yùn)用紅外技術(shù)的生產(chǎn)設(shè)備比如：

（1）筆記本電腦、臺式電腦和手持電腦；（2）打印機(jī)、鍵盤鼠標(biāo)等計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備；（3）電話機(jī)、移動(dòng)電話、尋呼機(jī)；（4）數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算器、游戲機(jī)、機(jī)頂盒、手表；（5）工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備；（6）網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器。

4 紅外技術(shù)的缺陷

紅外數(shù)據(jù)傳輸需要直線運(yùn)行，中間不能有障礙物的阻擋，并且數(shù)據(jù)輸送過程中不能中斷，否則不能完成數(shù)據(jù)的傳輸工作；就目前的技術(shù)水平，通訊速率仍不是很高，約在15.2kbit/s，大大影響了數(shù)據(jù)的傳輸效率；鑒于紅外通信技術(shù)最大的進(jìn)步是有無線連接代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線纜連接，所以使用功能相對單一，功能方面若要拓展相對比較困難。

5 紅外技術(shù)為計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來的進(jìn)步

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)有可能使大量的主流計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品遭淘汰，包括歷史悠久的調(diào)制解調(diào)器。預(yù)計(jì)，執(zhí)行紅外通信標(biāo)準(zhǔn)即可將所有的局域網(wǎng)(LAN)的數(shù)據(jù)率提高到10Mb/s。

紅外通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的發(fā)射功率很低，因此它自然是以電池為工作電源的標(biāo)準(zhǔn)。目前，惠普移動(dòng)計(jì)算分公司正在開發(fā)內(nèi)置式端口，所有擁有支持紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的筆記本計(jì)算機(jī)和手持式計(jì)算機(jī)的用戶，可以把計(jì)算機(jī)放在電話機(jī)的旁邊，遂行高速呼叫，可連通本地的因特網(wǎng)。紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的廣泛兼容性可為PC設(shè)計(jì)師和終端用戶提供多種供選擇的無電纜連接方式，如掌上計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理設(shè)備和桌面計(jì)算機(jī)之間的文件交換；在計(jì)算機(jī)裝置之間傳送數(shù)據(jù)以及控制電視、盒式錄像機(jī)和其它設(shè)備。

6 紅外通訊技術(shù)的發(fā)展前景

就目前的市場情況，紅外通信技術(shù)已經(jīng)不僅僅局限在個(gè)人數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)主力設(shè)備或者辦公用筆記本電腦或打印機(jī)的使用，而通過個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)將使紅外通信技術(shù)的優(yōu)勢最大化得到發(fā)揮。筆記本電腦的數(shù)據(jù)連接由于紅外連接本身是數(shù)字式而不需要調(diào)制解調(diào)器，便攜式PC在接通PCS數(shù)據(jù)卡后搭配電話便可以與無線PCS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸；擴(kuò)展電纜的紅外端口使得在PCS電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間容易實(shí)現(xiàn)無線通信。由于PCS、數(shù)字電話系統(tǒng)和筆記本計(jì)算機(jī)之間的連接是通過標(biāo)準(zhǔn)的紅外端口實(shí)現(xiàn)的，所以PCS數(shù)字電話系統(tǒng)可在任何一種PC機(jī)上使用，包括各種新潮筆記本計(jì)算機(jī)以及手持式計(jì)算機(jī)，以提供紅外數(shù)據(jù)通信。而且，由于該系統(tǒng)不要求在計(jì)算機(jī)中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運(yùn)行所需電壓的手持式計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在也能以無線方式進(jìn)行通信。

根據(jù)現(xiàn)在各種設(shè)備中紅外通信技術(shù)的運(yùn)用，我們可以大膽的預(yù)計(jì)，在未來的技術(shù)領(lǐng)域中，紅外通信技術(shù)將得到更為頻繁的使用，各種中小型設(shè)備都可以利用紅外技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，比圖數(shù)字蜂窩電話。銀行ATM機(jī)等。隨著紅外技術(shù)的無線連接取代了傳統(tǒng)的線纜連接，這不僅是“有形”與“無形”的區(qū)別，更是代表著新技術(shù)時(shí)代的到來，并且，紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)越性也將在不同領(lǐng)域中得到體現(xiàn)，比如保密性強(qiáng)，所以軍事機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸大都使用此技術(shù)，并隨著技術(shù)的不斷革新，它將發(fā)揮出更強(qiáng)的保密性能。由于紅外線的直射特性，紅外通訊技術(shù)不適合傳輸障礙較多的地方，所以，在未來，紅外通訊技術(shù)仍需改進(jìn)。

[1]尹仕任，周本寬，張春迎.紅外熱成像在鐵路行車安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1997.

[2]藍(lán)南妮.紅外輻射測溫儀原理及產(chǎn)品的應(yīng)用[J].廣西節(jié)能，1999.

[3]韋毅，楊萬海，李紅艷.紅外三維定位精度分析[J].紅外技術(shù)，2002.