Comunicación por infrarrojos
La comunicación por infrarrojos
utiliza luz infrarroja para transferir datos. La luz infrarroja se utiliza casi
universalmente en los mandos a distancia de televisión y vídeo. En equipos, la
comunicación por infrarrojos es una alternativa a los discos y cables. La
comunicación por infrarrojos proporciona una forma rentable de punto a punto de
conectar equipos entre sí o con dispositivos y aparatos eléctricos. Muchos
teléfonos celulares están equipados con puertos de infrarrojos que permiten su
conexión a un equipo para las conexiones de redes de acceso telefónico
Características
de los Sistemas Infrarrojos de Comunicaciones.
En
general los sistemas de comunicaciones infrarrojos ofrecen ventajas
significativas respecto a los sistemas de radio frecuencia. Al utilizar luz,
los sistemas Infrarrojos de comunicaciones cuentan con un canal cuyo potencial
de ancho de banda es muy grande y no están regulados en ninguna parte del
planeta. Además, los sistemas infrarrojos de comunicaciones son inmunes a
interferencias y ruido de tipo radioeléctrico. Como la luz infrarroja no puede
atravesar paredes, es posible (en comunicaciones interiores) operar al menos
un6 enlace (celda) en cada cuarto de un edificio sin interferencia con los
demás, permitiendo así una alta densidad de reúso del sistema, obteniéndose una
gran capacidad por unidad de área. El confinamiento de las señales infrarrojas
hace difícil que escuchas clandestinos las puedan captar. La única manera de
que las señales infrarrojas se pudieran captar sin permiso, es a través de las
ventanas, pero si estas se cubren con persianas o cortinas se evitara tal
situación de inseguridad, sin la necesidad de los complicados algoritmos de
cifrado utilizados en los sistemas de RF. En los sistemas infrarrojos de
comunicaciones de corto alcance, el esquema de modulación/demodulación mas
practico, es el de Modulación de Intensidad y Detección Directa (IM/DD). Al
utilizar IM/DD los circuitos del transmisor y del receptor son relativamente
simples comparados con los requeridos en los esquemas coherentes. Además, con
la longitud de onda tan corta de la portadora y la gran área activa del
detector, se obtiene una eficiente diversidad espacial que previene el
desvanecimiento de las señales causado por la propagación en múltiples
trayectorias. Las multitrayectorias son una característica del canal infrarrojo
difuso, y producen dispersión temporal en los pulsos transmitidos a través de
este, pudiendo causar interferencia entre símbolos (ISI). La ISI es una limitante
para la velocidad de transmisión de los sistemas de comunicaciones infrarrojos
difusos ya que se hace significativa a tasas de símbolos por arriba de 10 Mbps.
Aunque los sistemas infrarrojos son inmunes al ruido e interferencias de tipo
radioeléctrico, estos sufren de degradaciones causadas por el ruido infrarrojo
existente en ambientes exteriores e interiores, proveniente principalmente del
sol y de fuentes de luz fluorescente e incandescente. El ruido infrarrojo,
junto con las 7 pérdidas de propagación limita el alcance de los sistemas
infrarrojos, debido a que la relación señal a ruido (S/N) en el receptor
disminuye a medida que nos alejamos del transmisor, o a medida que aumentamos
el ángulo de visión en el detector. Una forma de mejorar la relación S/N es
aumentando la potencia de la señal transmitida. En ambientes interiores la
potencia pudiera ser aumentada hasta niveles muy grandes sin que esto cause
problemas de interferencia en celdas vecinas, pero hay dos aspectos que limitan
la potencia del transmisor: uno es el suministro limitado de energía por parte
de la batería (en un sistema portátil), y el otro es referente a la seguridad
ocular de los usuarios y demás personas que deambulan en el área de cobertura.
La seguridad ocular, es un aspecto muy importante en el diseño de un sistema
infrarrojo, y es el único que está regulado. Evidentemente la relación S/N se
puede mejorar si aumentamos la potencia óptica captada por el detector, y si
reducimos el nivel de ruido en este. Lo primero se realiza por medio de
concentradores ópticos, los cuales, actúan como amplificadores del área activa
del de Sistemas infrarrojos de comunicaciones inalámbricas. Y lo segundo se
logra mediante filtros ópticos pasa banda, que solo dejan pasar un intervalo
estrecho de longitudes de onda. La interferencia entre símbolos, el ruido
causado por las fuentes de luz ambiental, y los aspectos de seguridad ocular,
son los principales obstáculos a vencer al desarrollar sistemas de
comunicaciones infrarrojos difusos de alto desempeño. Esto implica, un
incremento en la complejidad y por lo tanto en el costo de este tipo de
sistemas. Sin embargo, podemos decir que los sistemas de comunicaciones
infrarrojo del tipo difuso, tienen amplias posibilidades de8 convertirse en uno
de los principales medios de comunicación inalámbrica (en interiores) en un
futuro no muy lejano
Figura 1. Ejemplos de
sistemas infrarrojos de comunicaciones inalámbricas. (a) terrestre, (b)
tierra{aire, (c) entre
Dispositivos de
computo, (d) tierra{satelite, (e) aire{submarino, (f) Inter{satelital
pacidad de movimiento y
su intolerancia a la interrupción
de la línea de vista.
Al disminuir la
interferencia entre símbolos y los problemas
de ruido, los
receptores y transmisores resultan
sencillos y baratos,
sobre todo en sistemas IR de
corto alcance.
Figura 2. Clasificación
de los sistemas infrarrojos de acuerdo a la direccionalidad del Tx y del RX, y
a la existencia o
no de una l¶³nea de vista entre ellos.
Figura 3. Posible
panorama de una red de satélites interconectados
mediante
enlaces infrarrojos.
Un sistema
IR difuso puede ser realizado de dos maneras,
como se
ilustra en la ¯gura 4. En la primera
técnica, un
enlace IR difuso es utilizado para accesar
los recursos
de una red local alambrada. Claramente
se ve que
esta arquitectura también permite
la comunicación
entre terminales portátiles vía el sistema
alambrado
