IrDA

3         IrDA

3.1           Einleitung

3.2           Historie

3.3           Protocol Stack

3.4           IrDA-Verbindung

3.5           Anwendungsgebiete


3   IrDA

 

3.1   Einleitung

IrDA (Infrared Data Association) bildet den Standard für Datenübetragungen mit Licht im infraroten Bereich. IrDA-Schnittstellen gibt es an fast jedem Laptop oder neueren Mobiltelefon, trotzdem fristet IrDA eher ein Schattendasein im Bereich der Datenübetragung ! Unter anderem liegt das daran, daß sich IrDA nicht gerade für jedes Betriebssystem eignet. Die einzigen Betriebssysteme auf denen IrDA implementiert ist, sind Windows 95/98, MacOS und OS/2 ! In Linux ist der Protocol-Stack von IrDA immer noch als 'Experimental Feature' im Kernel zu finden und bei Windows NT ist eine Zusatzsoftware notwendig um IrDA zu nutzen.

Jede IrDA-Verbindung ist bidirektional, funktioniert aber nach dem Master-Slave-Prinzip. Bei drei Geräten tauschen immer zwei davon als Slave mit dem Master Daten aus; die Slave-Geräte wissen nichts voneinander. Welcher von beiden Rechnern die Master-Rolle übernimmt, bleibt dem Zufall überlassen: Beide können alle paar Sekunden `Schnüffel-Signale´ aussenden. Wer zuerst antwortet, begnügt sich mit der Slave-Rolle.

Wie bei allen kabellosen Verbindungen sollte man sich darüber im Klaren sein, wie abhörsicher die Daten vom Sender zum Empfänger gelangen. Da IrDA eine gerichtete Lichtaussendung für geringe Entfernungen definiert, hören andere IrDA-Empfänger nicht `zufällig´ mit. Zudem tauschen die beiden beteiligten Transceiver ständig Daten aus. Zumindest unter Windows 95 und 98 sieht der Nutzer, zu welchem Port er die Daten schickt.

Das IrDA-Protokoll enthält keine Verschlüsselung der übertragenen Daten. Hoch empfindliche Infrarotempfänger sind aber in der Lage, Streulicht und damit Daten aufzunehmen und ohne große Mühe zu lesen. Befindet sich in dem 30° breiten Lichtkegel eine reflektierende Oberfläche, die womöglich noch als Konvexlinse wirkt, dann können Spione Infrarotdaten unkontrolliert und unbemerkt auch über größere Entfernungen abhören. Bei hohen Sicherheitsanforderungen sollte man die Daten daher vor der Übertragung verschlüsseln.

 

3.2   Historie

Nachdem sich 1993 über 30 Firmen, darunter Hewlett-Packard, Digital und IBM, zur Infrared Data Association (IrDA) zusammenschlossen, dauerte es noch bis Juni 1994, bevor sie sich auf den Standard IrDA 1.0 einigten, auch SIR (Standard IR) genannt. Der Standard folgte in Teilen den Vorarbeiten von Hewlett-Packard. Die maximale Datenrate entspricht dabei der UART-Rate von 115,2 KBit/s, wie man sie von der seriellen Schnittstelle her kennt. Der Vorteil liegt auf Hardware-Seite darin, dass ein UART-Chip sowohl den seriellen Port als auch den Infrarot-Transceiver (Transmitter und Receiver) steuern kann.

Für LAN-Anwendungen oder größere Datenmengen reicht das nicht aus. Im Oktober 1995 folgte deshalb mit IrDA 1.1 die Erweiterung Fast IrDA oder FIR, mit der die Datenrate bis zu 4 MBit/s ansteigt. In Zukunft soll infrarotes Licht Daten noch schneller übertragen, nachdem im Januar 1999 IrDA die Erweiterung Very Fast IR (VFIR) spezifiziert hat. Die maximale Datenrate beträgt damit 16 MBit/s. Noch ist aber keine Hardware verfügbar.

 

3.3   Protocol Stack

Die Infrared Data Association (www.irda.org) unterteilt den IrDA-Standard in IrDA DATA für die Kommunikation von Geräten und IrDA CONTROL für die Anbindung von Rechnerperipherie wie Infrarot-Maus und -Tastatur.

Der Protocol-Stack setzt sich, wie sein großes Vorbild das ISO-OSI-Modell, aus verschiedenen Schichten (Layern) zusammen, von denen je nach Einsatz unterschiedlich viele zum Einsatz kommen !

 

Für die minimale Implementierung des Protocol-Stack verlangt IrDA folgende Schichten :

 

Physical Layer :

Diese Schicht beschreibt die Spezifikation des Infrarotlichts und die legt die Lichtmodulation für die Datenübertragung fest.

 

IrLAP             :

Das Link Access Protocol sorgt für den automatischen Verbindungsaufbau zweier Geräte für deren verlässliche Verbindung durch die implementierte Fehlerkorrektur.

 

IrLMP             :

Das Link Management Protocol dient dazu mehrere Geräte als Slave mit einem Host als Master kommunizieren zu lassen.

 

IAS                 :

Die `gelben Seiten´ der Infrarotverbindung enthalten alle Parameter über beteiligte Geräte. Diese Information braucht eine Anwendung, um die Daten korrekt zu übertragen.

  

Alle anderen Schichten des Protocol-Stacks sind optional :

 

TinyTP            :

Um die Fehlerkorrektur während der Übertragung kümmert sich das Tiny Transport Protocol, vor allem dann, wenn mehr als zwei Geräte über IrDA miteinander kommunizieren.

 

IrOBEX          :

Zwischen Anwendungsebene und Protocol-Stack definiert das Infrared Object Exchange Protocol den Austausch von Daten in unterschiedlichen Formaten. Daten können Visitenkarten, Grafiken und andere Dateien sein.

 

IrCOMM        :

Die IrCOMM-Erweiterung emuliert einen seriellen und parallelen Port. Anwendungen können dann auf die (virtuellen) Ports zurückgreifen, ohne sich um den kompletten Stack kümmern zu müssen.

 

IrDA Lite        :

Abgespeckter Protocol-Stack für Geräte mit wenig Ressourcen. IrDA Lite reduziert die Übertragungsrate auf 9600 Bit/s, kann Geräte nicht automatisch erkennen, und die Kontrolle der IrLAP-Verbindung wird in die Anwendung verlagert.

 

IrTran-P          :

Für die Bildübertragung von einer Digitalkamera zum Rechner dient das Protokoll IrTran-P. Die Implementierung verschlingt mit knapp über 10 kByte wenig Ressourcen und kennt mehrere Bildformate.

 

IrMC              :

Spezifikation für die Kommunikation mit Mobiltelefonen und den Austausch von Telefonbuch, Kalender und Nachrichten.

 

IrLAN            :

Das Protokoll beschreibt die LAN-Verbindung eines IrDA-Gerätes über mehrere Vertriebsmodi (PC an LAN über IrDA, Verbindung eines IrDA-Gerätes mit einem anderen, das an ein Netzwerk angeschlossen ist).

 

3.4   IrDA-Verbindung

Nun möchte ich erklären, wie eine typische IrDA-verbindung abläuft ! Sobald sich zwei Infrarot-Receiver in IrDA-Reichweite (< 1m) befinden löst das asymmetrische Protocol IrLAP den Verhandlungsvorgang über die Art der Verbindung aus. Gerät 1 sendet am Anfang eine dynamische Adresse mit 9600 Bit/s, somit ist Gerät 1 Master und verantwortlich für die Verbindung ! Gerät 2, das netterweise die Sklavenrolle übernommen hat übermittelt jetzt dem Master seinen Parametersatz. Sobald ein drittes Gerät in Reichweite kommt, muß das IrLMP-Protocol einspringen, da IrLAP nur eine Einzelverbindung kennt ! Das Protocol arbeitet in einem Multiplex-Verfahren, um Daten seiner Clients zu akzeptieren. Die Clients können sich untereinander nicht verständigen, da Gerät 1 (Master) die Fäden in der Hand hält. Bevor die ersten Daten über die Infrarotdioden ausgetauscht werden, müssen alle Informationen an die IAS-Schicht weitergegeben werden. Ohne IAS weiss der Master nicht, wie er auf Anfragen seiner Clients zu antworten hat um beispielsweise Daten zu übertragen. Jetzt erst startet die Datenübetragung.

 

3.5   Anwendungsgebiete

IrDA wird vorallem bei Laptops angewendet. Hier dient IrDA unteranderem dazu seinen Terminplaner auf den neuesten Stand zu bringen, Mails auszutasuchen oder sonstiger Datenaustausch zwischen PC und Laptop. Ein anderes Einsatzgebiet ist das Handy (auch Handy und Laptop), wobei es hier fast keine sinnvolle Anwendung gibt außer vielleicht gegen seinen Freund eine Partie 'Snake' zu spielen. Natürlich bietet sich IrDA gerade für PDAs an. Wer seinen Kleinrechner sowohl zu Hause, am Arbeitsplatz oder unterwegs synchronisiert, braucht beim Einsatz von IrDA keine teueren Kabel zu kaufen.

Alles in allem kann man sagen, daß IrDA wohl keine allzu große Zukunft bevor steht. Neue, bessere Protokolle wie z.B. Bluetooth sind auf dem Vormarsch und werden wohl keine großen Probleme haben IrDA abzulösen. Ein riesiger Nachteil bei IrDA ist unteranderem, daß sich die Geräte gegenüber liegen/stehen müssen, damit eine Verbindung zustande kommt, während man z.B. bei Bluetooth auf Funkverbindungen setzt.


<<zurück           ^hoch           Home           Inhalt           weiter>>