紅外線通信
紅外線通信是一種利用紅外線傳輸信息的通信方式?？蓚鬏斦Z(yǔ)言、文字、數(shù)據(jù)、圖像等信息。傳輸角度有一定限制

定義
利用紅外線來(lái)傳輸信號(hào)的通信方式，叫紅外線通信。紅外線波長(zhǎng)范圍為0.70μm～1mm，其中300μm～1mm區(qū)域的波也稱為亞毫米波。大氣對(duì)紅外線輻射傳輸主要是的影響吸收和散射。

原理
大氣對(duì)紅外線輻射的吸收，主要是由大氣中的水蒸汽、二氧化碳和高層大氣中的臭氧分子造成的。這些大氣分子的強(qiáng)烈吸收使大氣對(duì)紅外線輻射的大部分區(qū)域是不透明的，只有在某些特定的波長(zhǎng)區(qū)，紅外線輻射才能透過(guò)。這些特定的波長(zhǎng)區(qū)稱為紅外線輻射的“大氣窗口”，它們幾乎都集中在25μm以下的近紅外和中紅外區(qū)域，即1.15～1.35，1.45～1.8，1.9～2.5，3.05～4.1，4.5～5.5，7.9～13.2、17～28μm。另外，在波長(zhǎng)為300、600μm附近區(qū)域，大氣也呈現(xiàn)出某些透過(guò)特性。
散射是大氣對(duì)紅外線輻射的另一種重要作用。散射有兩種不同的類型，即瑞利散射和彌散射。瑞利散射是由大氣分子引起的，它對(duì)紅外線輻射的影響并不特別重要，對(duì)于波長(zhǎng)大于lμm的輻射的影響?？杀缓雎?。彌散射是由大氣中的懸浮粒子如雨、雪、霧、云、灰塵和煙的微粒造成的，這對(duì)紅外線傳輸過(guò)程中的衰減有重要作用。
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，即通信信道。發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)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(hào)后輸出。常用的有通過(guò)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過(guò)脈沖串之間的時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制（PPM）兩種方法。
簡(jiǎn)而言之，紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。
紅外線通信可用于沿海島嶼間的輔助通信，室內(nèi)通信，近距離遙控，飛機(jī)內(nèi)廣播和航天飛機(jī)內(nèi)宇航員間的通信等。

特點(diǎn)
紅外線具有容量大，保密性強(qiáng)，抗電磁干擾性能好，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格低；但在大氣信道中傳輸時(shí)易受氣候影響的特點(diǎn)。紅外線波長(zhǎng)范圍為0.70μm～lmm，其中300μm～lmm區(qū)域的波也稱為亞毫米波。大氣對(duì)紅外線輻射傳輸?shù)挠绊懼饕俏蘸蜕⑸洹?/p>

紅外線通信系統(tǒng)
紅外線通信系統(tǒng)一般由紅外線發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)組成。對(duì)于客機(jī)內(nèi)的紅外線通信系統(tǒng)，采用低功率的近紅外線（波長(zhǎng)為0.72～1.5μm）傳送信號(hào)，對(duì)人體健康尤其對(duì)人的眼睛無(wú)任何傷害作用，也不會(huì)干擾飛機(jī)與陸地之間的無(wú)線電通信。其工作過(guò)程是：音頻信號(hào)先被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再調(diào)制在紅外線上，通過(guò)特制的紅外線發(fā)射器，使載有音頻信號(hào)的紅外線充滿機(jī)艙內(nèi)的每一個(gè)角落。每個(gè)座位上備有的一副“耳機(jī)”，實(shí)際上是一只紅外線接收機(jī)，它能將紅外線信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，再進(jìn)而還原成聲音；用電池工作，不需要任何外部連線。旅客只要載上這副“耳機(jī)”，開(kāi)啟電源，撥動(dòng)相應(yīng)的選擇開(kāi)關(guān)，就可收聽(tīng)到各種不同的節(jié)目。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
紅外線通訊技術(shù)包含下列規(guī)格：IrPHY、IrLAP、IrLMP、IrCOMM、TinyTP、IrOBEX、IrLAN以及IrSimple。
IrDA1.0標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)稱SIR（SerialInfrared，串行紅外協(xié)議），它是基于HP-SIR開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種異步的、半雙工的紅外通信方式，它以系統(tǒng)的異步通信收發(fā)器（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，UART)）依托，通過(guò)對(duì)串行數(shù)據(jù)脈沖的波形壓縮和對(duì)所接收的光信號(hào)電脈沖的波形擴(kuò)展這一編解碼過(guò)程（3/16EnDec）實(shí)現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)傳輸。SIR的最高數(shù)據(jù)速率只有115.2kbps。在1996年，發(fā)布了IrDA1.1協(xié)議，簡(jiǎn)稱FIR（FastInfrared，快速紅外協(xié)議），采用4PPM（PulsePositionModulation，脈沖相位調(diào)制）編譯碼機(jī)制，最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到4Mbps，同時(shí)在低速時(shí)保留1.0標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。之后，IrDA又推出了最高通信速率在16Mbps的VFIR（VeryFastInfrared）技術(shù)，并將其作為補(bǔ)充納入IrDA1.1標(biāo)準(zhǔn)之中。
IrDA標(biāo)準(zhǔn)都包括三個(gè)基本的規(guī)范和協(xié)議：紅外物理層連接規(guī)范IrPHY（InfraredPhysicalLayerLinkSpecification）、紅外連接訪問(wèn)協(xié)議IrLAP（InfraredLinkAccessProtoco1）和紅外連接管理協(xié)議IrLMP（InfraredLinkManagementProtoco1）。IrPHY規(guī)范制訂了紅外通信硬件設(shè)計(jì)上的目標(biāo)和要求；IrLAP和IrLMP為兩個(gè)軟件層，負(fù)責(zé)對(duì)連接進(jìn)行設(shè)置、管理和維護(hù)。在IrLAP和IrLMP基礎(chǔ)上，針對(duì)一些特定的紅外通信應(yīng)用領(lǐng)域，IrDA還陸續(xù)發(fā)布了一些更高級(jí)別的紅外協(xié)議，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P和IrBus等等。
IrPHY：是指紅外線通信的最低層，物理層。其中重要的規(guī)格如下：
距離(標(biāo)準(zhǔn)：1米，低功率傳輸至低功率：0.2米，標(biāo)準(zhǔn)至低功率：0.3米)
角度(最小圓錐狀+-15°)
速度(2.4千位元/秒至16百萬(wàn)位元/秒)
調(diào)變(基頻帶，無(wú)載波)
紅外線過(guò)濾視窗
紅外線通信收發(fā)器借由一束圓錐狀光束范圍內(nèi)的紅外線脈波傳輸，其圓錐狀光束自中心算起最小有15度的范圍。
紅外線通信物理層規(guī)范需要至少在一米外還能辨識(shí)的光信號(hào)的最小光量。
同時(shí)，規(guī)范中也定義兩通訊裝置接近時(shí)不會(huì)過(guò)量的最大光量。
在實(shí)用階段，市場(chǎng)上有些裝置沒(méi)有做到一米的傳輸距離。
同時(shí)也有些裝置沒(méi)有預(yù)留非常接近時(shí)的容忍值。
紅外線通信的典型甜區(qū)為距離收發(fā)器5厘米至60厘米范圍之中，在圓錐狀光束的中心點(diǎn)處。
紅外線通信的資料通訊作動(dòng)在半雙工模式，這是因?yàn)檠b置在發(fā)射時(shí)會(huì)被自己的接收器接收到，因此全雙工變得不可行。
兩裝置間借由快速切換連接便可模擬全雙工。
主要裝置端控制著連接的時(shí)序，但雙邊可依照實(shí)際情況將傳輸速度切換至最高。
傳輸速率落在三大分類：SIR、MIR以及FIR。
SIR的速度范圍包含了RS-232的速度定義(9600位元/秒，19.2千位元/秒，38.4千位元/秒，57.6千位元/秒，115.2千位元/秒)
裝置最常見(jiàn)的傳輸速率為9600位元/秒，因此此一傳輸速率為所有在discovery狀態(tài)與negotiation狀態(tài)的速率。
MIR(中速率紅外線)不是官方名詞，有時(shí)用來(lái)表示0.576百萬(wàn)位元/秒至1.152百萬(wàn)位元/秒的速率范圍。
FIR為IrDA物理層標(biāo)準(zhǔn)陳廢的名詞，雖然如此這個(gè)名詞卻也常用在表示4百萬(wàn)位元/秒速率。
FIR有時(shí)也用來(lái)表示所有大于SIR標(biāo)定速率以上的速率。
然而，MIR與FIR使用不同的編碼方式，與不同的封包架構(gòu)。
因此，這兩個(gè)非官方用詞分別了兩種不同的物理層實(shí)作方式。
未來(lái)有更快的傳輸速率(目前有VFIR)，可支援到16百萬(wàn)位元/秒。
有VFIR的商品可用例如TFDU8108可操作在9.6千位元/秒至16百萬(wàn)位元/秒。
UFIR協(xié)定正在發(fā)展中。此一協(xié)定將可支援100百萬(wàn)位元/秒。