1 год назад
Wireless USB - это беспроводной USB, то есть стандарт беспроводной передачи данных. Он разрабатывается группой Wireless USB Promoter Group.Wireless USB относится к технологиям класса PAN (Personal Area Network). Прежде всего, она предназначена для того, чтобы осуществлять обмен данными на небольшие расстояния. Спецификация декларирует пропускную способность 480 Мбит/с - на расстоянии до 3 м, 110 Мбит/с - на расстоянии до 10 м.
Первая версия Wireless USB, которую анонсировали в 2005 году, показала именно такую пропускную способность. А в 2007 году уже вышли на рынок первые продукты.
Существующие в данный момент прототипы уже обеспечивают такие скорости. Примером сети этого класса может служить Bluetooth. Однако необходимо отметить, что пропускные способности, которые можно достичь в рамках этой технологии, на два порядка ниже.
Необходимо также подчеркнуть, что Wireless USB использует в сто раз меньше энергии, чтобы передать такое же количество информации на той же битовой скорости.
Потенциальными рынками для Wireless USB принято считать не только привычную сферу для проводного USB, то есть рынок периферии ПК, но и рынки мобильной техники, как и бытовой электроники.
Wireless USB способен заменить традиционные проводные USB. К типичным подключаемым устройствам следует отнести клавиатуру, мышь, камеру, принтер, внешние накопители и прочее. Wireless USB также вполне подойдет для простого совместного использования принтеров, если у них нет стандартного сетевого интерфейса или подключения к серверу печати.
Принтер, подключенный к Wireless USB, работает так, будто он подключен с помощью USB непосредственно к обычному компьютеру. Технология не предназначена для того, чтобы создавать компьютерные сети, хотя теория предполагает и это.
Такую технологию довольно часто считают наиболее вероятным кандидатом на роль основного транспорта для «цифрового дома». Чтобы получить самые высокие результаты в этой области, была введена расширенная поддержка изохронного трафика. Это следует считать одним из основных новшеств по отношению к проводному USB. В итоге появится возможность обеспечивать качественную передачу потокового аудио и видео.
В 2010 году завершена спецификация Wireless USB 1.1, которая приведет к повышению скорости передачи данных. Она также предполагает поддержку более высоких частот — до 6 ГГц и выше. Wireless USB 1.1 предусматривает поддержку технологии Near Field Communication (NFC). Это означает, что настройка и эксплуатация Wireless USB-устройств становится проще. При этом разработчики сохранили обратную совместимость с существующим оборудованием.
Первый из них – Wireless USB (сокращенно WUSB), призванный дополнить (а в последующем и полностью заменить) стандартный интерфейс USB, в настоящее время медленно, но верно подбирается к массовому рынку – последняя спецификация WUSB 1.1 полностью закончена и вот-вот будет окончательно одобрена, так что начало массовой компании по внедрению беспроводного USB можно вполне ожидать уже в конце этого – начале следующего года. Главное достоинство WUSB – это полная совместимость с оригинальным проводным стандартом USB (естественно, с точки зрения протоколов и спецификаций, а не кабелей), что позволяет надеяться на то, что адаптация нового стандарта к существующему оборудованию пройдет быстро и безболезненно.
Что касается Wireless HD, то он, как и его брат-близнец WHDI (Wireless Home Digital Interface), ориентируется в основном на передачу аудио- и видеоконтента в системах потребительской электроники и является своего рода беспроводной инкарнацией интерфейса HDMI. В стандарте Wireless HD частотный диапазон выходит далеко за рамки UWB и простирается от 55 до 65 ГГц, скорость передачи потоковых данных составляет 2-5 Гбит/с (в первых версиях стандарта, тогда как теоретический предел составляет 20-25 Гбит/с), а радиус действия всего 10 метров. Которых, впрочем, вполне достаточно для организации беспроводного домашнего кинотеатра. Тогда как WHDI (рассматриваемый многими производителями как временное решение, пока не будет окончательно доведен «до ума» Wireless HD) использует частоту 5 ГГц, такую же, как и некоторые Wi-Fi-устройства. WHDI способен передавать несжатое видео со скоростью до 3 Гбит/с, при этом расстояния могут достигать 30 метров, невзирая на преграды (вроде стен). Таким образом, интерфейс WHDI может передавать изображение на приличные дистанции, хотя с увеличением расстояния качество картинки снижается.
Из всех рассматриваемых в этой статье стандартов беспроводной связи Wi-Fi, наряду с Bluetooth, является самым известным и распространенным. Термин «Wi-Fi» объединяет группу стандартов оборудования беспроводных сетей, разработанных консорциумом Wi-Fi Alliance.
Первая спецификация Wi-Fi (IEEE 802.11-1997) появилась в далеком 1997 году. Однако до 2003 года Wi-Fi не имел особой популярности. И только лишь с появлением мобильной платформы Intel Centrino, одной из составляющих частей которой стал адаптер Wi-Fi, беспроводные сети обрели массовое признание.
Ниже перечислены актуальные на сегодняшний день стандарты беспроводных сетей Wi-Fi (не стоит забывать, что подавляющее большинство современных беспроводных устройств поддерживают 2 или более различных стандарта одновременно):
· IEEE 802.11b – принят в 1999 году, работает в частотном диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивает максимальную скорость передачи данных 11 Мбит/с (при этом доступны также скорости 5,5, 2 и 1 Мбит/с). В рабочем диапазоне предусмотрены три непересекающихся частотных канала, поэтому на одной территории, не влияя друг на друга, могут работать три различные беспроводные сети. Существует также и не сертифицированный IEEE вариант 802.11b+, который может работать на удвоенной максимальной скорости 22 Мбит/с, однако совместимость оборудования разных производителей при этом не гарантируется. Впрочем, спецификация 802.11b/b+ на сегодняшний день является устаревшей;
· IEEE 802.11a – принят в 1999 году, работает в частотном диапазоне 5 ГГц (также разделенном на три непересекающихся поддиапазона) и обеспечивает максимальную скорость передачи данных 54 Мбит/с, при этом доступны также скорости 48, 36, 24, 18, 12, 9 и 6 Мбит/с;
· IEEE 802. 11g – принят в 2003 году, является логическим развитием стандарта 802.11b/b+ и полностью совместим с ним. Он работает в том же самом частотном диапазоне 2,4 ГГц, но обеспечивает максимальную скорость передачи данных до 54 Мбит/с. Существует также не сертифицированный IEEE вариант 802.11g+, который может работать на скоростях вплоть до 140 Мбит/с, однако совместимость оборудования разных производителей при этом чаще всего не обеспечивается;
· IEEE 802. 11n – был утверждён 11 сентября 2009 года. Максимальная скорость передачи данных может достигать 450 Мбит/с за счет технологии одновременной передачи данных по нескольким независимым каналам связи MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), благодаря которой также обеспечивается и гораздо большая зона покрытия одного передатчика. Технология особенно эффективна в помещениях в условиях интерференции, когда существуют различные пути распространения радиосигнала. Режимы функционирования MIMO обозначаются как количество каналов, работающих на передачу и на прием (например, 2x3 MIMO: два канала на передачу и три – на прием). При этом в устройствах используется несколько (чаще всего – 2 или 3) отдельных антенн. Оборудование стандарта 802. 11n может работать в частотных диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц и совместимо со стандартным оборудованием 802.11a/b/g.
27 июля 2011 года Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) выпустил официальную версию стандарта IEEE 802.22 . Системы и устройства, поддерживающие этот стандарт, позволят передавать данные на скорости до 22 Мб/с в радиусе 100 км от ближайшего передатчика.
Любая сетевая карта Wi-Fi (Wireless Network Interface Card, WNIC) позволяет без всяких проблем установить соединение с другой такой же, т.е. наладить сетевое соединение между двумя ноутбуками или между ноутбуком и настольным ПК. Такой режим работы называется Ad Hoc (в переводе с латыни ad hoc означает «для конкретной цели») или IBSS (Independent Basic Service Set). А вот для того, чтобы подключить к этой паре еще одного участника сети (в качестве которого может выступать и Интернет), потребуется уже дополнительное устройство – точка доступа (Access Point, AP). Точка доступа обеспечивает всем клиентам сети равноправный доступ к среде передачи данных, т.е. выполняет функции роутера проводной локальной сети. Такой режим работы называется клиент/сервер (или режим инфраструктуры – Infrastructure Mode). Существует два режима взаимодействия с точками доступа – основной BSS (Basic Service Set) и расширенный ESS (Extended Service Set). В режиме BSS все участники сети связываются между собой только через одну точку доступа, которая может выполнять также роль моста к внешней сети. В режиме ESS нескольких сетей BSS могут взаимодействовать друг с другом, что позволяет передавать трафик от одной BSS к другой. Между собой точки доступа соединяются с помощью сегментов кабельной сети или радиомостов.
В отличие от кабельных сетей, где перехват информации невозможен без физического доступа к среде передачи, беспроводные сети, если не применять специальных мер, оказываются практически беззащитными от несанкционированного доступа. Для защиты Wi-Fi обычно используют шифрование данных. Первый и наиболее простой из стандартов шифрования, WEP (Wired Equivalent Privacy), в настоящее время считается не очень стойким. На смену ему пришли более серьезные алгоритмы шифрования WPA (Wi-Fi Protected Access) и его усовершенствованный вариант WPA2, которые взломать, конечно, можно, однако сделать это будет гораздо сложнее.
Сетевые карты Wi-Fi имеют как внутреннее исполнение (обычные карты расширения формата PCI или PCI Express), так и внешнее (подключаются по шине USB 2.0). Для ноутбуков также существуют встроенные версии (в виде mini-PCI или mini-PCI Express карт) и внешние – в формате PCMCIA (PC Card) или ExpressCard.
Помимо стандартных точек доступа Wi-Fi, которые служат для объединения нескольких компьютеров в беспроводную сеть, существуют еще и беспроводные маршрутизаторы, с помощью которых возможно реализовать для всех компьютеров сети разделяемый доступ в Интернет с использованием DSL-модема, подключенного к телефонной линии, кабельного модема или Ethernet-подключения.
В последнее время круг устройств, поддерживающих Wi-Fi, существенно расширился и стал включать еще и сотовые телефоны (с поддержкой VoIP), цифровые фотоаппараты и веб-камеры, принтеры, мультимедийные центры, проекторы и телевизоры и многое другое.
#WUSBКак следует из названия, беспроводной USB-интерфейс предназначен для подключения различных периферийных устройств, таких как , звуковые карты, мультимедийные плееры и даже к беспроводным способом. Подключение можно реализовать двумя способами:
Другим интерфейсом, обеспечивающим беспроводную связь между устройствами, является Bluetooth. Максимальная скорость передачи данных по Bluetooth-интерфейсу в зависимости от спецификации (1 или 2 с EDR) составляет 1 Мбит/сек (128 Кб/сек) или 3 Мбит/сек (384 Кб/сек), соответственно. Версия 4.0 подняла планку скорости до 24 мегабит (в идеальных условиях). Планируется, что следующая версия стандарта будет обеспечивать скорость передачи аналогичную скорости беспроводного USB, но эта версия находится пока на стадии разработки.
В отличие от Bluetooth, который, подобно беспроводным сетям стандарта IEEE 802.11, передает информацию в диапазоне 2.4 ГГц, беспроводной USB-интерфейс использует для передачи данных широкий диапазон частот от 3.1 до 10.6 ГГц.
Если компьютер не обладает родной поддержкой беспроводного USB-интерфейса, пользователю придется приобрести и установить адаптер, который обеспечит обычному USB порту поддержку беспроводного USB-интерфейса.
Ниже - звуковая карта с родной поддержкой беспроводного USB-интерфейса.
Для обычных периферийных USB-устройств действует то же правило подключения: Вам необходимо обеспечить их поддержкой беспроводного USB-интерфейса с помощью WUSB-хаба. Хаб удобен тем, что позволяет одновременно подключать несколько USB-устройств без дополнительных затрат на WUSB-антенны для каждого из них. На снимке - , подключенный к компьютеру с помощью WUSB-соединения.
Современный пользователь мобильной электроники от телефонов до ноутбуков, сам того не замечая, от покупки к покупке «обрастает» все большим количеством беспроводных интерфейсов. Казалось бы, совсем недавно для всех коммуникационных нужд было достаточно обладать инфракрасным портом ан нет, появился Bluetooth, и жить стало легче, жить стало веселей. Сегодня многие уже не мыслят своей жизни без Wi-Fi, на очереди появление WiMAX, да и сама по себе мобильная телефония в широком смысле является беспроводным интерфейсом для связи с внешним миром.
Итого, к сегодняшнему дню мы рискуем запутаться уже не в клубке интерфейсных проводов, но в клубке различных и порой не очень хорошо совместимых стандартов. Однако, на горизонте маячат новые доселе неизвестные стандарты беспроводных коммуникаций, один из которых Wireless USB, со временем грозит вытеснить собой некоторые известные способы взаимодействия мобильных устройств с периферией.
Казалось бы, зачем изобретать велосипед, то есть, переиначивая фразу в применении к сектору беспроводных интерфейсов, зачем придумывать новый стандарт, когда уже есть тот же Bluetooth, инфракрасные порты, а для более масштабных расстояний и скоростей Wi-Fi? Обратимся к схеме ниже и рассмотрим ежедневные сферы применения, где столь популярный Bluetooth никоим образом не сможет справиться с предлагаемым потоком данных.
Обратите внимание: удел Bluetooth работа с периферией и приложениями, потребляющими относительно низкоскоростной трафик, как правило, устройствами ввода, синхронизации и передачи речи с относительно невысокими требованиями к качеству аудиопотока. Несмотря на то, что Intel планирует сделать Bluetooth 1.2 стандартным интерфейсом в ноутбуках на базе технологии Centrino уже в 2005 году (главным образом, для передачи стереозвука), везде, где речь заходит о передаче видео, Bluetooth автоматически остается за бортом.
А как же Wi-Fi, возможности которого к настоящему времени в реализациях версий IEEE 802.11a/g простираются до обмена трафиком до 54 Мбит/с? Спору нет, это уже лучше, но во-первых, Wi-Fi это все же инструмент, заточенный немного под другие задачи, хотя, на безрыбье может подойти и он. Во-вторых, не стоит забывать, что это только сейчас пользователь чувствует себя относительно вольготно на выделенных для Wi-Fi каналах, а что будет, когда в каждой второй квартире начнут подключать друг к дружке наушники, пылесосы и прочие ноутбуки? И в-третьих, как не крути, но даже для некоторых современных приложений пиковая скорость Wi-Fi, не превышающая 54 Мбит/с (обсуждение способов сжатия трафика пока оставим за кадром) оказывается безнадежно малой. Что уж говорить о грядущих цифровых домах и желании передавать/транслировать объемы аудио/видео контента с более-менее приличным качеством...
Итак, получается, что нужда в простом надежном и производительном локальном интерфейсе все же существует. Иными словами, пользователю совсем будет не лишним вариант с возможностями IEEE1394 или USB 2.0, но без проводов. Пусть радиус его действия будет сравним с проводными вариантами 3-5 метров, не более 10, но обязательно должна гарантироваться приличная, сравнимая с проводными вариантами скорость обмена данными, теоретически неограниченное количество каналов, а раз уж речь зашла о современных реалиях, по возможности, с хорошей защитой от несанкционированного доступа к данными и малым энергопотреблением.
Вроде, ничего не забыли? Фактически, мы желаем разместить в нынешних перегруженных радиочастотных каналах неограниченное количество диапазонов. Которые, из-за ширины канала, требуемой для приличной скорости обмена данными, согласно теореме Котельникова, просто «сожрут» все имеющиеся ресурсы, попутно вытеснив телевидение, радио и прочие участки мобильных операторов и спутниковые стволы. Плюс к этому желательно, чтобы размеры самих интерфейсных адаптеров были сравнимы с нынешними разъемами кабелей USB, максимум с габаритами флэш-брелоков, а еще лучше, чтобы и вовсе не «выпирали» из мобильников, карманных ПК и ноутбуков, скрываясь внутри.
Фантастика? Да, если использовать современные виды модуляции с
частотным, фазовым, временным и любым другим уплотнением. Нет, если
речь идет о широкополосной передаче данных.
Начало сентября 2004 года ознаменовалось проведением очередной осенней сессии Форума Intel для разработчиков в Сан-Франциско, на которой Intel совместно с NEC, Texas Instruments и Wisair впервые продемонстрировали в работе новые устройства, совместимые со спецификациями стандарта Wireless USB. Новой технологии обмена данными пока что не исполнилось и года, ибо впервые рабочая группа поддержки стандарта Wireless USB Wireless USB Promoter Group , заявила о своем существовании в феврале 2004 года. На тот момент группа поддержки WUSB состояла из компаний Agere Systems, HP, Intel, Microsoft, NEC, Philips и Samsung, однако, за последние полгода к группе подключились Appairent Technologies, Alereon Inc., Staccato Communications, STMicroelectronics, Texas Instruments и Wisair, внесшие весомый вклад в развитие новой технологии.
Основная задача, которую поставила перед собой новая рабочая группа при продвижении Wireless USB сохранение существующих устройств USB, инфраструктуры драйверов, внешнего вида и удобств использования проводных устройств USB , тем самым поставив обязательным условием сохранение осуществленных ранее капиталовложений.
Несмотря на то, что впервые словосочетание «Wireless USB» прозвучало в феврале на весеннем форуме IDF 2004, а работы по адаптации UWB в качестве стандартного скоростного интерфейса для ПК еще раньше, первые более-менее осмысленные детали спецификаций стандарта мы узнали в июле, в дни проведения конференции Wireless Japan 2004. Именно тогда прозвучали невероятно близкие сроки начала коммерческого внедрения стандарта 2005 год, и WUSB, можно сказать, впервые заставил заговорить о себе всерьез, хотя, действительно массовое внедрение интерфейса начнется в 2006 – 2007 годах. Именно к тому времени, по прогнозам аналитиков из In Stat Group, количество всевозможной периферии с интерфейсом USB, ныне превышающее 1 млрд. устройств, составит более 3,5 млрд. Согласитесь, весомый рынок, о будущем которого надо думать заранее.
Итак, разработчики нового стандарта поставили перед собой задачу подготовить спецификации, которые станут привычным простым высокопроизводительным беспроводным интерфейсом для настольных и мобильных ПК, PDA, мобильных телефонов, компьютерной периферии и устройств бытовой электроники, обеспечивая удобное соединение и высокоскоростной обмен данными.
По задумке, новая технология и связанные с ней подстандарты обеспечат использование высокоскоростных беспроводных соединений между различными устройствами в быту и офисе. Новые стандарты разрабатываются для беспроводных персональных сетей (WPAN) и предназначены для передачи изображения, звука и других данных по высокоскоростным широкополосным соединениям. Вот лишь краткий список бытовой электроники, наиболее нуждающийся в появлении Wireless USB уже сейчас:
Каждый может сам продолжить этот список, по очереди припомнив все домашние или офисные устройства с интерфейсами USB/FireWire, особенно, с учетом появления спецификаций однорангового варианта USB USB-On-The-Go. Пожалуй, самое время подумать о способе отрезать клубок кабелей и освободить себя от привязанности к этим проводам.
Топология Wireless USB характеризуется емким понятием «hub-and-spoke», то есть, образно перефразируя на русский, «ось [колеса] и спицы» (см. схему ниже). Роль оси в нашем случае выполняет хост-контроллер, который инициализирует трафик с каждым подключенным к нему периферийным устройством и управляет потоком данных, выделяя каждому соответствующий тайм-слот и соответствующую ширину полосы пропускания канала.
Таким образом, каждое Wireless USB устройство подключается к хосту по схеме «точка-точка». Основным отличием такой схемы от проводной версии USB можно назвать отсутствие в топологической схеме специальных дополнительных концентраторов. Тем не менее, беспроводной USB-хост подразумевает логическое подключение до 127 Wireless USB устройств .
Интересно отметить, что получаемые в результате кластеры устройств с интерфейсом Wireless USB сосуществуют в едином окружении с минимальными взаимными помехами. В дополнение к получаемым беспроводным возможностям, интерфейс Wireless USB обратно совместим с проводной версией USB и позволяет создавать совершенно прозрачные мосты на проводные USB устройства и хост-контроллеры. Таким образом можно создавать не только «сетевые» соединения второго уровня между двумя хостами, но также организовывать передачу данных между двумя кластерами.
Обязательно стоит упомянуть, что топология WUSB в обязательном порядке подразумевает поддержку двоякой модели взаимодействия, когда устройство наделяется некоторыми ограниченными возможностями хоста (по образу и подобию USB-On-The-Go), что позволяет мобильным устройствам получать доступ к некоторым сервисам в качестве хост-устройства, например, к принтерам.
Стандарт Wireless USB основан на использовании технологии сверхширокополосной UWB (Ultra-Wideband) модуляции на базе рекомендаций MultiBand OFDM Alliance (MBOA) и WiMedia Alliance. Точнее будет сказать, что Wireless USB лишь один из почти достигнувших практической реализации стандартов для создания так называемых беспроводных персональных сетей Wireless PAN (Personal Area Network), на базе только зарождающейся коммуникационной технологии UWB, подразумевающей использование очень широкой полосы частот до 30 ГГц. Впрочем, частотный диапазон технологии UWB пока обозначен лишь в США, где его принятие в FCC было достигнуто после многократного обсуждения с производителями радаров; ратификация UWB национальными подкомиссиями электросвязи Японии и стран Еврозоны еще впереди.
Обе вышеупомянутые организации MBOA и WiMedia Alliance, являются открытыми индустриальными ассоциациями, созданными для продвижения стандартов персональных беспроводных сетей WPAN (Wireless Personal Area Networks). Спешу вас обрадовать: Wireless USB будет одним из целой серии беспроводных интерфейсов, использующих технологию UWB, на деле в перспективе нас ожидает целый букет различных беспроводных интерфейсов с единой организацией протоколов адресации и физического уровня на базе спецификаций IEEE802.15.3.
Традиционно под сверхширокополосной модуляцией UWB, подразумевается работа передатчика, при которой генерируются миллиарды импульсов в очень широком порядка нескольких гигагерц, частотном спектре. Приемная часть преобразовывает импульсы в данные путем отслеживания схожих последовательностей импульсов. В общем случае под UWB подразумевается любая радиочастотная технология, занимающая спектр с полосой более 20% несущей частоты передатчика, или работающая в диапазоне более 500 МГц.
Под современной UWB технологией подразумевается применение иного принципа модуляции мультиплексирования по ортогональным несущим частотам (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing), что, впрочем, также требует использования очень широких частотных диапазонов. В случае использования OFDM в сочетании с несколькими частотными диапазонами, мы получаем технологию MultiBand OFDM, имеющую значительные преимущества перед вариантами со сравнительно узкой полосой, например, IEEE802.11a, что выражается в легкой адаптации стандарта к требованиям комитетов электросвязи любых государств, возможности отличного масштабирования в будущем и обратной совместимости обновленных версий. Простой пример: не нравится законодателям какой-либо страны ширина требуемых поддиапазонов? Пожалуйста, динамически подстраиваем их ширину, отключаем запрещенные, и в конце концов стандарт все равно вписывается в предъявленные требования.
В случае с продвигаемыми подстандартом MultiBand OFDM спектральный 7,5 ГГц участок разделен на несколько отдельных диапазонов шириной 528 МГц. Возможность динамического подключения тех или иных участков позволяет удовлетворить требования любых национальных комитетов электросвязи.
План распределения частотного диапазона для MultiBand OFDM устройств, согласно рекомендациям MBOA, разбит на пять логических каналов (см. схема выше). Поддержка канала Channel 1, включающего в себя три первых частотных участка, является обязательным требованием для всех UWB устройств. Сочетание различных каналов позволяет организовать различные режимы работы устройств MultiBand OFDM.
В нынешней рекомендации ассоциации MultiBand OFDM Alliance, диапазоны с первого по третий (обязательные) используются для работы в режиме Mode 1, в то время как использование диапазонов в каналах со второго по пятый является необязательным. Такая организация позволяет обеспечить поддержку до четырех частотно-временных режимов модуляции на канал, что в сумме дает до 20 подканалов в нынешней рекомендации MBOA. Помимо этого стоит упомянуть, что рекомендации MBOA также позволяют уклониться от использования канала №2 в случае возникновения помех безлицензионным видам беспроводных интерфейсов (U-NII, Unlicensed-National Information Infrastructure) типа нынешнего IEEE802.11a.
Архитектура приемной и передающей радиочасти интерфейса при этом, несмотря на достаточно сложные схемы синтезаторов частот и других модулей, остается вполне типичной для OFDM решений.
Кстати упомянуть, средние частоты диапазонов и их границы выбраны не случайным образом. Когда заходит речь о создании синтезатора частот видно, что в пределах каждого сектора тактовые частоты диапазонов генерируются прекрасным образом благодаря наличию единственного генератора опорной частоты:
Обратная совместимость с проводным стандартом USB на практике означает, что из этого стандарта по максимуму были портированы его характеристики, включая сигнальные события (соединение, разъединение, временное прекращение обмена, возобновление и т.д.), особенности построения протокола организации транзакций и др.
Пакеты данных формируются по технологии, основанной на протоколе множественного доступа с разделением каналов по времени TDMA (Time Division Multiple Access).
Из интересных идентификаторов протокола можно отметить обязательное наличие регистра, несущего информацию о функциональности устройства в качестве хоста. Также стоит упомянуть об уникальном индексе MSSI (Micro-Scheduled Stream Index), используемого для идентификации WUSB.
Особенного внимания заслуживает вопрос энергопотребления радиочастотных компонентов интерфейса, поскольку именно этот параметр наиболее важен для портативных устройств. Как известно, энергопотребление типичного PDA без учета использования беспроводных интерфейсов колеблется в пределах 250 400 мВт, для сотовых телефонов типичным диапазоном энергопотребления является 200 300 мВт. Добавление интерфейса Wireless USB не должно увеличивать энергопотребление портативных устройств на величину большую, нежели это происходит при использовании других беспроводных интерфейсов.
Как известно, в нынешних условиях вполне желательно, чтобы устройства с автономным питанием обеспечивали работу мобильного устройства в ждущем режиме на протяжении 3 5 дней и до нескольких месяцев для устройств класса пульта дистанционного управления. Ожидается, что интерфейсные Wireless USB контроллеры первого поколения, выполненные на базе стандартизированных MBOA (MultiBand OFDM Alliance) радиочастотных решений будут обладать энергопотреблением менее 300 мВт. Второе поколение таких устройств будет потреблять менее 100 мВт. При разработке схем питания основное внимание будет уделяться использованию электрических цепей, уходящих в «спящий» режим в отсутствие сигнала, а также широкое использование режимов питания Sleep/Listen/Wake.
Нынешняя спецификация Wireless USB версии 0.7 подразумевает работу интерфейса в радиусе до 3 метров со скоростью обмена данными до 480 Мбит/с при низком энергопотреблении, что сравнимо с существующим проводным стандартом USB 2.0. На самом деле, как и у многих других интерфейсов, в зависимости от расстояния между хостом и устройством, а также массы других характеристик окружающей среды производительность интерфейса колеблется от 55 Мбит/с до 480 Мбит/с. Приведем опорные декларируемые характеристики производительности интерфейса в зависимости от расстояния:
При этом подразумевается энергопотребление передающей части не более 130 мВт и приемной части не более 160 мВт. Основные характеристики, заявляемые на нынешнем этапе экспериментов с интерфейсом, приведены в таблице ниже (при усилении антенны 0 дБ, данные Texas Instruments):
Согласно утверждениям разработчиков, следующее поколение спецификаций интерфейса будет поддерживать обмен данными на скорости до 1 Гбит/с.
Пока мы работаем с обычным USB, вопросы защиты данных не имеют никакого смысла в связи с проводной сутью интерфейса. Однако, как и в любом другом беспроводном интерфейсе, при переходе к использованию WUSB на первое место выйдут вопросы безопасности. Тем не менее, требование спецификаций интерфейса при обеспечении безопасности обмена подразумевает отсутствие влияния процесса шифрования на скорость обмена и окончательную цену решения.
Предполагается, что шифрование в Wireless USB будет обеспечиваться аппаратно по протоколу AES-128, обеспечение дополнительной безопасности может быть реализовано на уровне приложений.
Проведенная в рамках осенней сессии Форума Intel для разработчиков 2004 года демонстрация стала важным шагом для альянса Multi-Band OFDM (MBOA), поскольку на базе общего интерфейса физического уровня и прототипа набора приложений Wireless USB впервые была установлена связь между устройствами MAC-уровня различных компаний.
В настоящее время на повестке дня разработчиков стандарта Wireless USB принятие протокола физического уровня. В четвертом квартале 2004 года ожидается финальная версия MAC-протокола, также до конца нынешнего года будет выпущена финальная версия спецификаций WUSB. Ожидается, что в начале-середине 2005 года будет представлен первый UWB и WUSB кремний, а первые решения на базе Wireless USB появятся на рынке в конце 2005 года.
Разработчики считают, что первыми на рынке будут востребованы WUSB решения для настольных ПК и CE-решений, а варианты интерфейса для мобильных устройств появятся несколько позже. Таким образом, в 2005 2006 годах на рынке будут появляться главным образом отдельные хост-контроллеры и интерфейсные платы в виде решений под шины PCI, PCI Express, ExpressCard, а также варианты под порт USB 2.0. В 2006 2007 настанет время интегрированных контроллеров WUSB и появления периферии с «родным» WUSB.
Не удивляйтесь, что в настоящее время так мало слышно об интерфейсе WUSB, его время еще не пришло. Сами разработчики обещают открыть сайт поддержки Wireless USB только в четвертом квартале 2004, ближе к готовности финальной версии стандарта. Возможно, к этому времени мы впервые увидим логотип нового стандарта.
Соответственно, пока нет стандарта, никто особенно и не «шумит» об его будущем. Но мы с вами к его встрече теперь в какой-то степени уже готовы...
Дополнительные ресурсы
