IrDA
IrDA
赤外線データ協会のロゴ
開発元赤外線データ協会
導入1994年6月[ 1 ] （1994-06年）
業界パーソナルエリアネットワーク
物理的範囲実際には5cm（2.0インチ）から60cm（24インチ）の間[ 2 ]
ウェブサイトirda.org
赤外線カメラで撮影した、2台のノートパソコン（右が送信機、左が受信機）間のIrDAデータ転送の様子

IrDAは、赤外線（IR）を用いたデータ伝送を目的とした無線規格です。この目的のための赤外線ポートは、携帯電話、ノートパソコン、カメラ、プリンター、医療機器などの携帯型電子機器に実装されています。この種の光無線通信の主な特徴は、短距離、物理的に安全な双方向データ転送、シリアルケーブルと同等の速度、ポイントアンドシュート方式による見通し線によるデータ転送です。 [ 3 ] [ 4 ] IrDAは、 Bluetoothなどの新しい改良技術の登場により、現在では使われなくなっています。[ 5 ]

歴史

IrDAデータバージョン（1.4まで）[ 6 ] [ 7 ]
通信距離
30cm

（低電力オプションで20cm）

1メートル（3.3フィート）
SIR（シリアル/低速/標準IR）：[ a ] 115kビット/秒 IrDA 1.2 IrDA 1.0
MIR（中速赤外線）：1Mビット/秒 IrDA 1.3 IrDA 1.1
FIR（高速赤外線）: 4Mbps
VFIR（超高速赤外線）: 16Mbps - IrDA 1.4

この規格のプロトコルと仕様は、1993年に約50社によって設立された業界主導の利益団体である赤外線データ協会（略称IrDA、規格自体の名称もIrDAに由来）によって開発されました。IrDA以前は、赤外線ビームを使用したデータ交換のための独自の規格がいくつか存在していましたが、この新しい協会は業界標準の策定を目指しました。[ 9 ] IrDA仕様は1994年6月に公開されました。1995年11月、マイクロソフトはWindows 95でサポートすると発表しました。[ 10 ] 1996年に出荷されたPCの大部分には、IrDA接続を利用するための赤外線ポートが搭載されました。[ 11]また、同年には、PCまたはプリンターとの赤外線接続を備えた最初のデジタルカメラ（ソニーのDSC-F1）が発売されました。[ 12 ] [ 13 ]

赤外線データ協会は1994年6月にIrDA 1.0仕様を発表しました。1995年10月には、理論上のデータ伝送速度の向上を盛り込んだIrDA 1.1が仕様化されました。[ 9 ] IrDA 1.2は、低消費電力でコストを削減するように設計され、1997年10月に承認されました。[ 14 ]バージョン1.3は1998年にリリースされ、IrDA 1.4の実装は2001年にリリースされました。[ 15 ]

この規格の開発は、競合する無線波ベースのBluetooth規格のせいで停滞した。2000年から2002年にかけて、Apple、IBM、Nokiaなど赤外線データ協会の会員数社が同協会を離れ、Bluetooth Special Interest Groupに加わった。[ 15 ]しかし同協会は技術開発を続け、2006年にはネットデータレート96Mbpsの超高速（UFIR）IrDA規格を発表した。[ 16 ] 2009年には赤外線データ協会（IrDA）が512Mbps、つまり1Gbpsのデータ速度を目指すGiga-IRを発表した。[ 16 ] [ 17 ]

同協会は2005年8月にIrSimpleと呼ばれる新しい規格も採択した。[ 18 ] IrSimpleの開発は、NTTドコモ、シャープ、ITX E-globaledge、早稲田大学が担当した。[ 19 ] IrSimpleはデータ転送速度を大幅に向上させる一方で、既存のIrDA対応プロトコルとの下位互換性を維持している。IrSimpleプロトコルは、携帯電話、プリンター、ディスプレイデバイス間で1秒未満で画像転送を可能にする。例えば、一部のペンタックス一眼レフカメラ（Kx、Kr）は、画像転送とゲーム用にIrSimpleを搭載していた。[ 20 ]

使用方法

コンピューターで使用するためのIrDA USBアダプター

IrDAは1990年代後半から2000年代初頭にかけてPDA、ラップトップ、一部のデスクトップパソコンで普及しました。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] IrDAは、ファイル転送、印刷、テザリングなどのアプリケーションをケーブルなしで実行する方法でした。[ 25 ]

しかし、IrDAはBluetooth [ 5 ]やWi-Fiといった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的な見通し線を必要としないため、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という理由で好まれています。しかしながら、しばらくの間、IrDAのハードウェアは依然として安価であり、Bluetoothのようなセキュリティ上の問題を抱えていませんでした。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、IrDAは今でも使用されています。

技術仕様

IrDAプロトコルスタック

IrPHY

必須のIrPHY（シリアル赤外線[ a ]物理層仕様）[ 26 ]は、IrDA仕様の物理層です。光リンク定義、変調、符号化、巡回冗長検査（CRC）、およびフレーマで構成されています。データレートが異なると、異なる変調／符号化方式が使用されます

  • 2.4～115.2 kbit/s（旧称シリアル赤外線、[ a ] SIR）：非同期、RZI、UARTに類似、3/16パルス。消費電力を節約するため、パルス幅は115.2kbaudの3/16にまで縮小されることが多い。
  • 0.576～1.152 Mbit/s（旧称：中赤外線、MIR）：RZI、1/4パルス、HDLCビットスタッフィング
  • 4 Mbit/s（旧称高速赤外線、FIR）：4 PPM
  • 16 Mbit/s（旧称：超高速赤外線、VFIR）：NRZ、HHH（1,13）
  • 96 Mbit/s ( UFIR ): NRZI、8b/10b
  • 512 Mbit/s – 1 Gbit/s ( GigaIR ): 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：0.2m
    • 標準から低電力：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、64B～64kBの範囲で変化します 。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」（1～127）と呼ばれるパラメータで調整できます。最終的に、最大8MBのデータブロックを一度に送信できます。通常10未満の低ビットエラーレートと相まって、−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 度広がる円錐形の赤外線パルス (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 メートル先まで見えるが、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、1 メートルに達しないデバイスが市販されていますが、数メートルに達するデバイスもあります。また、極端に近づかせない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) 離れた円錐形の中心です。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によって盲目にされ、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、できるだけ早くリンクを反転することが推奨されます。

IrLAP

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。IrPHY層の最上位、IrLMP層の下に位置します。OSI参照 モデルのデータリンク層に相当します

最も重要な仕様は次のとおりです。

  • アクセス制御
  • 潜在的な通信相手の発見
  • 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を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。

IrLMP

必須のIrLMP（赤外線リンク管理プロトコル）は、IrDA仕様の第3層です。これは2つの部分に分けられます。1つ目は、IrLAP層の上位に位置する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 にクエリを実行してこれらのサービスにアクセスできるようにします。

Tiny TP

オプションのTiny TP（Tiny Transport Protocol）はIrLMP層の上位に位置し、以下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

IrCOMM

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層の上位にあります

OBEX

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 、さらにはアプリケーション）の交換を提供します。これはTiny TPプロトコルの上に構築されているため、OBEXが動作するにはTiny TPが必須です

IrLAN

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。3つの方法があります

IrLANはTiny TPプロトコルの上に構築されているため、IrLANを動作させるにはTiny TPプロトコルを実装する必要があります

IrSimple

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の通常画像は1秒以内に転送できます。[ 27 ]

IrSimpleShot

IrSimpleShot（IrSS ）の主な目標の一つは、数百万台の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、薄型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

赤外線金融メッセージ（IrFM）は、赤外線データ協会（Infrared Data Association）によって開発された無線決済規格です。壁を透過しないIrDAは優れたプライバシー保護を備えているため、合理的であると考えられました

電力メーター

多くの最新（2021年）実装は、電力メーター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が、IrDAトランシーバーの生産を維持しています。特殊な電子機器がないため、多くの電力メーター実装では、最小幅のパルス（つまり、115.2KBaudパルスの3/16）を使用して9600BAUDで動作するビットバンギングSIR PHYを利用しており、エネルギーを節約しています。LEDを駆動するために、コンピューター制御のピンが適切なタイミングでオン/オフされます。LEDから受信PINダイオードへのクロストークが非常に大きいため、プロトコルは半二重です。受信するには、スタート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。パルス間の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。電力メーターの上位プロトコルレベルではIrDA規格が放棄され、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、白熱灯や日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。

参照

参考文献

注記

  1. ^ a b c最近の規格改訂では、「シリアル赤外線」という用語は、実際のデータレート、変調、および符号化方式に関係なく、物理層を指します。以前は、「シリアル赤外線（SIR）」という用語は、2.4～115.2 kbit/sの方式を指していました。[ 26 ]

引用

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  6. ^ 「ケータイWatchケータイ用語」 . k-tai.watch.impress.co.jp . 2025年7月1日閲覧
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  9. ^ a b「Wayback Machine」（PDF）www.hpl.hp.com。
  10. ^ 「IrDA® 規格に準拠した赤外線データ通信」(PDF)。
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  17. ^ 「無線が遅すぎる？『マルチギガビット通信モジュール』を試してみませんか？」「。
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  22. ^ Beaulieu, Mark (2002). 『ワイヤレスインターネットアプリケーションとアーキテクチャ：世界中でプロフェッショナルなワイヤレスアプリケーションを構築する』Addison-Wesley Professional. ISBN 9780201733549.
  23. ^ 「エンタープライズPDAフォンのレビュー」ZDNet
  24. ^ 「HP iPAQ h6300 Pocket PC レビュー: HP iPAQ h6300 Pocket PC」 . CNET . 2023年5月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  25. ^ http://www.irda.org:80/NEWS/comdex97pr.doc
  26. ^ a b「シリアル赤外線物理層仕様、バージョン1.4」（PDF）。赤外線データ協会。2001年5月30日。2025年8月2日閲覧
  27. ^ http://irdajp.info/irsimple.html Archived 2013-04-12 at the Wayback Machine IrDA IrSimple 仕様 (Infrared Data Association - irda.org)

さらに詳しい情報

  • IrDAの原則とプロトコル；Knutson and 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

公式

その他

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