В двухтысячных инфракрасный порт был в каждом крутом мобильнике, а сейчас он остался всего в паре моделей. Рассказываем, почему так произошло и как вообще работает ИК-порт.
Как устроена инфракрасная связь
Представьте, что есть две башни на каком-то расстоянии друг от друга. На одной стоит человек с фонариком, на другой — человек с блокнотом. Человек с фонариком светит азбукой Морзе в сторону человека с блокнотом. Тот записывает и расшифровывает сигналы.
Теперь представьте, что фонарик не обычный (с видимым светом), а необычный — он светит в инфракрасном диапазоне. Человек обычным зрением не видит это излучение, но может увидеть в специальных очках. Такие очки как раз есть у того, кто принимает сигнал.
Вот это и есть инфракрасная связь.
Приёмник и передатчик
Для ИК-связи нужно два устройства — приёмник и передатчик, причём устроены и работают они по-разному.
В передатчике стоит инфракрасный светодиод — специальная лампочка, которая может светиться в инфракрасном спектре, когда через неё проходит ток. Задача передатчика — отправить луч на приёмник и передать данные с помощью этого луча.
Для отправки данных чаще всего используют примерно то же самое, что и в азбуке Морзе — моргают лампочкой с разной частотой, причём каждое такое моргание обозначает что-то своё. Например, если лампочка моргает с интервалом 0,1 сек пять раз подряд, потом делает паузу на полсекунды и всё начинается сначала, то это может означать сигнал включения устройства. Таким образом, чередуя разную частоту моргания, передатчик отправляет на приёмник нужные данные.
Приёмник устроен иначе — в нём нет светодиода, но есть фотореле. Оно может улавливать инфракрасный свет и преобразовывать его в электрические импульсы. Дальше устройство расшифровывает то, что получил приёмник, и выполняет нужные команды. Или не выполняет — если приёмник получил команду, которой нет в устройстве.
👉 Чтобы ИК-связь работала, оба устройства должны находиться в зоне прямой видимости. Это значит, что между ними не должно быть преград, чтобы луч мог спокойно долететь от одного устройства к другому. Если стать на пути луча, связи не будет — и это самое большое ограничение ИК-связи, из-за чего её мало где используют.
Однонаправленная связь: пульт дистанционного управления
Самое популярное решение для инфракрасной связи — пульты дистанционного управления от телевизоров. В них передача данных работает только в одном направлении — от пульта к телевизору. Для этого в телевизор ставят приёмник, а в пульт — передатчик, так получается проще и дешевле. При этом пульт не знает, получил ли телевизор нужную команду и смог ли её обработать: всё, что он делает, это отправляет команды.
Смысл в том, что когда есть ведущее и ведомое устройство, можно обойтись одной парой устройств. В случае с пультом за верную отправку сигналов отвечает человек — если что-то не сработало, он нажмёт кнопку на пульте ещё раз. Но если нужно не просто отправить данные, но и убедиться в том, что они приняты верно, нужна двусторонняя связь.
Главная уязвимость ИК-связи
Главная уязвимость ИК-связи в том, что приёмники принимают излучение от чего угодно. Если оно излучает в ИК-спектре, для приёмника это уже сигнал. Этим пользуются, например, универсальные пульты от телевизора: телевизору не так важно, откуда пришёл сигнал — с оригинального пульта или клона. Ему главное — чтобы совпали команды.
Зная команды нужных устройств и имея в распоряжении передатчик ИК-сигналов, можно перехватить управление — например, включить или выключить телевизор в школьном классе во время урока; отключить информационное табло в аэропорту, поменять канал телевизора в витрине магазина.
ИК-порт в телефонах
Раньше чтобы отправить мелодию или картинку с одного телефона на другой, нужно было использовать ИК-порт: блютус тогда только начинал развиваться, Телеграма не было, а вайфай был совсем экзотикой. В двухтысячные это было самым популярным способом что-то передать друг другу: включаем ИК-порты и кладём телефоны рядом друг с другом на пару минут:
Чтобы всё это работало, в телефон ставили одновременно приёмник и передатчик — так телефоны могли установить двухстороннюю связь и сообщить друг другу, если что-то пошло не так в процессе передачи. Скорость передачи данных была тоже медленной: чтобы передать картинку 320×240 пикселей, нужно было ждать примерно 30 секунд, а на отправку мелодии требовалось несколько минут.
Потом ИК-связь оптимизировали и сделали её гораздо быстрее (10 мегабит в секунду), но было уже поздно — появился быстрый блютус, полноценный мобильный интернет, аська для передачи данных и вайфай.
ИК-связь сейчас
В 2021 году ИК-порт ставят только в некоторые модели смартфонов, да и то их количество плавно сокращается. Причина в том, что даже с супербыстрой передачей данных инфракрасная связь мало кому нужна: гораздо проще отправить данные по почте или кинуть в мессенджер, чем направлять телефон на другой телефон и стоять рядом.
ИК-связь всё ещё нужна в промышленности и в отдельных бизнесовых сферах. Например, если вы придёте на иноязычную пресс-конференцию, вам могут выдать наушники с инфракрасным приёмником — перевод будут транслировать с помощью инфракрасных излучателей в комнате.
Ещё с помощью ИК могут собирать данные с промышленных датчиков и актуаторов, ИК-излучение нужно для навигации роботов и в компьютерном зрении. Но точно не для передачи рингтончиков. Ушла эпоха.
