【IT168 专稿】将USB和IEEE1394去掉线缆和接口的束缚,让其自由自在的实现无线通信,这不是在做梦吧?这不是梦,随着UWB无线宽带技术的深入拓展,这一切都正在变成现实。而且可以肯定的是,随着无线USB/IEEE1394的杀来,将对未来的电脑和数码、家居设备产生革命性的影响。
一、蓝牙的替代者—无线USB
什么是无线USB(WUSB)?
Wireless USB(WUSB,无线的USB)是2004年由业界强豪Intel主导推出的基于UWB无线宽带技术的一个全新无线传输标准。它可消去电缆的负担,让USB更自由自在。WUSB产品将具备优良表现和良好的移动性。
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WUSB的LOGO |
●无线USB基本特点
在2004年春季Intel技术峰会上,无线USB促进联盟宣布成立。无线USB的联盟推动小组成员包括英特尔、惠普、微软、德州仪器、飞利浦、三星、NEC和Agere。它们将负责建造一个与USB兼容的应用软件栈,以及和1394及WiMedia合作创建分享UWB射频的规则。这个联盟的每个成员都被授权可以制订WUSB的详细规格。WUSB规格上将基于有线的USB2.0设备每秒480Mb的传输速率,而WUSB的目标是通过各种新的技术改进,逐步由开始的480Mb/s,达到2Gb/s乃至更高极限。
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WUSB技术在技术规格的制订上,主要依靠MBOA联盟(MBOA是Intel主导的无线USB的基础)和WiMedia联盟这两个开放的技术联盟,其目标是通过WSUB技术应用,让个人在多媒体设备间的无线交流的连通性和协同性加强。
目前USB的应用已普及,有20亿条USB线缆和设备存在于各种应用中,但现在的USB外设都是有线的,无线USB的目的是消除线缆,而用无线的方式收发信号。在PC主机和外设这两端依然以USB的方式工作,所以必须有一个与USB兼容的应用软件栈。而无线发射这一块需要使用UWB的射频,由于1394的设备和其他设备也需要通过UWB的射频来进行无线收发,他们将在WiMedia这一层汇聚,不管原来是什么信号,在经过WiMedia汇聚层后转换成相同的信号传送给物理层发射,也就是要分享UWB射频。
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无线USB同样有HUB中心式和点对点对等式两种传输应用模式,点对点传输可让任意拍照手机/DC和打印机或MP3播放器和WUSB音箱间实现无线传输和应用。除了点对点传输外,WUSB的也支持通过类似于无线AP一样的设备,将所有的主机连接起来传输数据,它们在传输时都会连接上类似于无线AP的WUSB Host,然后分配给每个设备不同的地址和带宽。
它可以同时连接识别多达127个WUSB设备,而有线USB要连接这么多设备,至少需要20个有源USB HUB(USB集线器)来组成网络。当然,做为一种短距宽带技术,WUSB在设备之间或者设备与主机之间连接时,最大的距离不超过10米,才能够保证数据高质高速互相传输。
在最为关心的功耗方面,目前WUSB的能耗低于300mw,并已向能耗低于100mw甚至10mw的方向发展,其能耗只为传统WLAN、蓝牙的十分之一甚至更低,所以集成在PDA、MP3、手机等各种数码设备中对这些设备的功耗影响非常小,这更利于推广和LOW(板载集成)。此外,WUSB也支持只在有数据传输时才发送脉冲电波,在没有数据传送时静默的节电功能。
●无线USB的标准竟争
蓝牙技术由于兼容性问题举步维艰,而无线USB具备简单易用、兼容性较好的特点,一些分析家甚至把它奉为全球最成功的一种数据接口。
在无线USB的标准和产品方面,以Intel为主导的MBOA联盟最终的无线USB标准被命名为Wireless USB1.0,它基于WiMedia MAC集成架构,采用3.1GHz-10.6GHz的频段进行通讯,并且具有根据距离动态调整传输速率的功能。在10米以内,无线USB将发挥最大的优势,传输速度最高可达到2000Mbps,可以与有线的USB 2.0 High-Speed抗衡。目前USB 1.0标准已经正式进入USB实施者论坛,等待认证通过,目前无线USB SIG(Special Interest Group)已经成立,现有100多家厂商对无线USB1.0技术表示支持。
而通过我们在UWB技术一文中介绍的与MBOA联盟对抗的另一家以飞思卡尔为主导的DS-UWB标准并没在WUSB上放弃。美国飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor)亦宣布其正在开发USB 2.0接口的无线专用适配器。物理层传输方式使用该公司倡导的UWB方式“DS-UWB”。飞思卡尔准备向多频带OFDM阵营发起正面挑战,希望通过向市场迅速投放基于自有技术的产品,争取成为事实行业标准。
飞思卡尔对其被广泛使用充满期望,“只要插入小型转换器,就可以实现无线USB2.0。无需专用驱动程序。而其他规格则需要另外准备中间件等,我们的解决方案根本没有那么复杂。而且芯片组也是现成的”。如果顺利的话,使用该公司UWB芯片组的无线USB2.0适配器有望在2005年下半年面世。
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日本GIT自主推出的一款无线USB的收发模块,使用该模块,即可实现以无线方式高速传输数据。其RF收发器IC封装在模块右侧,中间是负责MAC处理等的FPGA,左侧是有线USB用物理层LSI。
二、无线IEEE1394
无线IEEE1394同样是基于UWB无线宽带技术提出的一个全新无线传输标准。IEEE1394的无线版就是“Wireless 1394”,Wireless 1394中将新规定名为PAL(Protocol Adaptation Layer)物理层协议,这将使现有的IEEE1394应用软件可使用UWB等新的无线物理层技术。
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1394与USB最大的不同是外设与外设之间可以直接通讯。USB采用主/从的架构,1394采用对等的架构(peer-to-peer),联网的设备彼此之间都可以通讯,例如机顶盒和DVD机可以同时播放,而电视机和刻录机可以选择其中的任何一个节目源,而这并不需要一台主机的控制。
与无线USB不同,无线1394对DS-UWB和MBOA都支持。无线1394的成员较无线USB的小组成员的范围更广,索尼、松下、三菱、苹果等厂商都是其积极的参于者,他们将负责构建一个1394协议适应层(PAL)以支持400Mbps的无线1394,还要与WiMedia协会合作以实现兼容性和互操作性。而以英特尔、惠普、德州仪器、飞利浦、三星、LG、意法半导体、摩托罗拉、夏普、柯达等位代表的WiMedia协会正在建立能支持多协议的架构,比如无线USB、无线1394和DLNA(数字化客厅网络联盟),支持公平竞争和传输数据的安全性;支持即插即用和建立基于IP的应用程序栈来支持多媒体数据流的标准。
而NEC公司已宣布成功地开发出无线方式的IEEE1394超高速数据传输技术,该技术可实现400M bit/s的无线通信速度。传送距离为,无障碍时可达12米,穿越木制墙壁后可传送7米。传送电波采用60GHz的微波。该技术极有可能利用现行的电视机、录像机等音/视频产品所采用的IEEE1394接口,实现无线传播影像。
三、应用前景
最高达480Mbps-2Gbps的UWB超宽带无线技术是一种低功耗和短距离(10米左右)的传输数据技术,它是在家电设备和电脑外设之间无线传输高质量多媒体内容(如视频)的理想选择,它不会干扰Wi-Fi、WiMAX和蜂窝广域通信等正在使用的其它无线技术。而无线USB/IEEE1394技术的用途和传统USB/IEEE1394技术相近,主要是用来实现PC、消费电子产品、各种PC外设和移动通信设备间的无线高速互联。
而在无线USB/IEEE1394两种无线技术中,更值得看好的还是无线USB,这不仅来自于目前有线USB有近十倍于IEEE1394的普及率,而且还来自于Intel的信誓旦旦,其力捧将无线USB迅速应用在电脑设备中,让电脑插上翅膀(如同USB一样,多半是免费的)。
由于无线USB技术拥有480Mbps及更高的数据转输率,它将对工作距离与它相近的蓝牙技术构成极大的威胁,10米之内,其速率可达到WIFI的10倍,蓝牙的100倍,同时功率为上述两者的1/10,对于未来需要无线传输流媒体的应用环境,如在设备间传输HDTV视频流(最高数据传输率大于20Mbps),蓝牙早已无力承载。
在谈到该标准与英特尔的WIFI、WIMAX等无线技术的关系时,英特尔表示,“无线USB与WIFI、WIMAX的覆盖范围不同,三者并不相悖,相反,三者可以为消费者提供一个由小到大、环环相套的无线网络。无线USB可以满足消费类电子产品、通信产品在短距离内的无线传输,而WIFI可以满足一座建筑物内的无线传输,WIMAX则提供了在整座城市范围内的无线功能。”。
我们可以展望的是,对于未来数字化家庭而言,随着无线USB/IEEE1394技术的应用,无论是台式电脑、笔记本电脑、PDA、手机、打印机、扫描机、移动硬盘/MP3/U盘(有了无线USB,那么记忆卡和移动硬盘等设备的应用将大为减少)、数码相机/摄像机、视频播放机/功放、音箱、各种家庭电器等等,都将因无线USB/IEEE1394的存在,不再需要繁杂的电缆就能够轻松的相互连接和进行各种应用,台式电脑、笔记本电脑、PDA、手机、MP3/MP4、视频播放机上的音乐/视频可以在WUSB音箱/显示设备上直接播放,数码照片不需要电线就可以直接通过照片打印机输出……。
总之,无线USB/IEEE1394标准一旦实行,将对台式电脑、笔记本电脑、PDA、手机、打印机、扫描机、MP3/MP4和DC/DV等行业产生深远影响,它们将从繁琐的连线中摆脱出来,与英特尔的迅驰技术一样,实现“无线=无限”的理想。