На волне всеобщей индустриальной тенденции по превращению привычных проводных интерфейсов в беспроводные идея продвижения Wireless USB (WUSB), то есть, затея по избавлению привычного интерфейса USB от проводов, выглядит вполне логичной и вполне заманчиво. Но возникает закономерный вопрос стоит ли создавать и главное внедрять нечто новое в условиях когда на рынке и без того достаточное разнообразие проводных и беспроводных интерфейсов.
Понадобилось всего несколько лет для того, чтобы линейка наиболее популярных интерфейсов для настольных, портативных и карманных ПК совершенно видоизменилась. Важнейшими тенденциями современного рынка компьютерной электроники можно назвать, пожалуй, две: замену всех параллельных шин на последовательные шины и переход на беспроводные соединения. Под натиском практичных USB/FireWire кануул в лету служивший довольно долго LPT, эффективные Serial ATA (SATA) и Serial Attached SCSI (SAS) метят на место IDE и SCSI. Даже шина PCI понемногу вытесняется новомодной последовательной PCI-Express.
Таких примеров в индустрии множество, тенденциозность перехода на последовательные интерфейсы везде и всюду видна невооруженным глазом. Однако, даже самые прогрессивные проводные шины нынче подпадают под влияние моды на “отрезание проводов” и переход на беспроводные решения.
Особенно восприимчивым к новым тенденциям оказался сектор локальных интерфейсов – все, что работает на расстоянии до 10 метров, обеспечивает обмен данными и/или связь всевозможной электроники с периферией или друг с другом и т.п. В конце концов, перебрав массу всевозможных вариантов – COM, LPT, IrDA и т.д, индустрия остановилась с молчаливого одобрения потребителей на наиболее универсальных, удобных и востребованных – проводных USB/FireWire и беспроводном Bluetooth. Оставив прежние пережитки для обратной совместимости и ради удобства применения в различных нишевых случаях.
Нельзя сказать, что современные фавориты рынка исчерпали свои возможности и застыли в своем развитии. Тот же USB, изначально нацеленный на подключение периферии, после ратификации скоростной 480 Мбит/с версии USB 2.0 дополнительно обзавелся расширением “On-The-Go”, наконец-то позволившим создавать одноранговые соединения класса “периферия-периферия”. Мультимедийный 400 Мбит/с интерфейс FireWire, даже в изначальной версии IEEE1394a не страдавший иерархической болезнью USB, в последнее время обзавелся скоростной 800 Мбит/с инкарнацией IEEE1394b и увеличенной длиной интерфейсного кабеля. Одна беда, все это – совершенно неуместные в наш век проводные соединения, особенно нелепые на столь небольших расстояниях.
Список устройств, которым уже сейчас очень пригодился бы беспроводной USB, достаточно широк, однако помимо традиционных сфер применения привычного проводного USB, который, без сомнения, со временем в значительной степени будет вытеснен своим UWB тезкой, есть подозрение, что наряду с этим беспроводная инкарнация интерфейса будет востребована в случаях, которые пока совершенно невозможно представить.
Основной современный беспроводной широкополосный стандарт Bluetooth, также развивается весьма динамично. Уже появилось множество новинок с поддержкой спецификаций Bluetooth Version 2.0 и производительностью до 2,1 Мбит/с и даже до 3 Мбит/с наряду с удешевлением чипов, снижением энергопотребления и возможностью обслуживания одновременно нескольких приложений. Пользователи мобильников, КПК и смартфонов очень доовольны. Однако, врядли пиковой скорости обмена до 3 Мбит/с обрадуются желающие, например, организовать real-time обмен видео контентом. Не смотря на относительную узость Bluetooth сегодня, в ближайшем будущем наряду с частичным вытеснением в секторе мобильных устройств WUSB сможет потягаться с традиционными коаксиальными/оптическими AV-интерфейсами, в том числе цифровыми вроде DVI и даже новоявленным HDMI.
То есть перед WUSB стоит простая задача: обеспечивать связь без проводов, на расстояние до 10 метров, при чем связь не хуже, чем у распространенных проводных интерфейсов. Стандарт Bluetooth, при всех его плюсах, оказывается слабоватым даже в новой производительной версии. Может быть, подойдет Wi-Fi? Прямым и недвусмысленным ответом будет: да, но только частично. Скорость обмена наиболее современных версий, IEEE802.11a/g – до 54 Мбит/с. Даже удвоив ее за счет алгоритмов уплотнения, все равно не приблизиться к пропускной способности проводных USB/FireWire. Как и в случае с Wi-Fi, скорость обмена данными в случае применения WUSB также падает в зависимости от расстояния между портами.
А ведь есть еще такой фактор, как ограниченное количество каналов, некритичный сейчас, при малом распространении Wi-Fi, но запросто превращающийся в беду в случае, например, многоэтажного дома с точками доступа в каждой квартире.
Цели, которые в глобальной перспективе ставили перед Wi-Fi его разработчики ближе к задачам LAN, нежели к USB. В то же время задачи, поставленные перед WUSB, достаточно близки к списку типичных задач нынешнего USB и предполагают скоростной обмен данными в структуре развлекательных центров на базе ПК, игровых приставок, MP3 и DVD плееров, ТВ-приставок, HDTV телевизоров. Со временем WUSB может стать “родным интерфейсом” для цифровых фото- и видеокамер, внешних DVD-RW/CD-RW приводов и HDD-накопителей, карманных ПК, мобильных телефонов и смартфонов, карманных видеоплееров (Personal Video Player, PVP) и видеомагнитофонов (Personal Video Recorder, PVR), принтеров, сканеров, проекторов, наушников, колонок и других устройств, к;оторым необходим быстрый обмен данными.
То-есть пустующая ниша среди современных интерфейсов еще имеется, и Wireless USB вполне может рассчитывать на место под солнцем.
Что такое WUSB?
Архитектурно Wireless USB представляет собой надстройку над UWB (Ultra Wideband) – технологией высокоскоростной широкополосной радиосвязи ближнего действия. В протоколе Wireless USB заложены те же самые принципы, которые составляют основу аналогичной проводной технологии: сохранены семантика и механизмы организации информационных потоков, используются схожие схемы транзакций и прохождения сигналов. Для режима изохронной передачи данных (с постоянной средней скоростью) реализуются механизмы обеспечения качества обслуживания (quality of service, QoS). При этом дополнительная буферизация на уровне как клиентских, так и хост-устройств будет способствовать повышению надежности передачи данных в изохронном режиме. Что же касается физической основы протокола Wireless USB, то ее составляет технология TDMA (Time Division Multiple Access) — множественный доступ с разделением времени.
Топология Wireless USB тоже напоминает проводные решения. Центральным звеном является концентратор (хост-устройство), который обслуживает клиентские устройства. Вместе они образуют кластеры Wireless USB. В один кластер может входить до 127 клиентских устройств. Заложенная в первую спецификацию Wireless USB передача данных со скоростью 480 Мбит/с (аналогично USB 2.0) на расстояние до трех метров пределом не является. Архитектура Wireless USB достаточно легко масштабируется, как минимум до 1 Гбит/с. Безопасность подключений с помощью нового интерфейса будет обеспечиваться за счет использования 128-разрядного шифра стандарта Advanced Encryption Standard.
В поддержку Wireless USB создана отраслевая группа — Wireless USB Promoter Group. В нее входят такие компании как Intel, Agere Systems, Hewlett-Packard, Microsoft, NEC, Philips Semiconductors и Samsung. Сейчас спецификации Wireless USB находятся в состоянии черновой версии 0.95, а финальная версия WUSB 1.0 и детальные рекомендации для разработчиков коммерческого оборудования будут оглашены на организованной USB Implementers Forum конференции Wireless USB Developers Conference, которая состоится 23 – 25 мая 2005 года в Сан-Франциско, Калифорния. К настоящему времени стандарт поддерживается более чем сотней компаний отрасли.
Появление первых коммерческих продуктов на базе стандартов UWB ожидается уже в этом году. Для плавного перехода к использованию новой технологии предполагается широко задействовать проводную инфраструктуру USB, включая драйверы и готовые устройства, к которым будут первоначально подключаться своеобразные UWB-мостики.
Первыми WUSB устройствами станут контроллеры под шины PCI, PCI Express или интерфейсные платы с портом USB 2.0 для настольных ПК, компонентов домашнего цифрового дома и карманной электроники. Многочисленные версии WUSB для ноутбуков под слот ExpressCard появятся в этом году. Далее, в 2007 году, можно ожидать начала выпуска интегрированных контроллеров WUSB и начала эпохи встроенных чипов WUSB во всевозможную периферию – от фотоаппаратов и телефонов до принтеров и колонок. Рынок USB-периферии к тому времени, по мнению аналитиков InStat, составит более 3,5 млрд. устройств.
Новость по теме.
NEC представляет референс-дизайн Wireless USB
Корпорация NEC Electronics представила референс-дизайн Wireless USB-адаптера с интерфейсом CardBus, построенный на базе Wireless USB-контроллера PD720170 (был впервые представлен в сентябре прошлого года). В референс-дизайн, предназначенный для скорейшего и как можно более широкого внедрения в массы, входит контроллер шины PCI от Realtek, а чип беспроводного интерфейса USB был создан в сотрудничестве с компанией Alereon.
Референс-дизайн полностью удовлетворяет требованиям спецификаций Wireless USB и используемой в них технологии MBOA-UWB (UltraWideBand). Поэтому максимальная пропускная способность USB 2.0 (до 480 Мбит/с) обеспечивается на дистанции до 3 м.
В контроллер встроены функции корневого разветвителя USB, в данном случае, по совместительству, еще и WHCI (Wireless Host Controller Interface). В клиентском устройстве использована микросхема адаптера PD720180 (DWA или digital wire adapter).
Владимир Зимин
(c)InternetNews
4 april 2006