Wireless USB, een overzicht

9 reacties

Beeld je in dat alle apparaten in een thuiskantoor, -zoals een printer, scanner, externe harde schijf en digitale camera-, met de pc verbonden konden worden zonder kabels. Beeld je in dat alle onderdelen voor een complete thuisbioscoop zouden kunnen worden ingesteld en aan elkaar gekoppeld zonder ook maar één kabel te gebruiken. Beeld je in dat digitale foto’s naar de fotokiosk gestuurd kunnen worden om uit geprint te worden zonder dat er en kabel voor nodig is.. Dit zij slechts enkele voorbeelden van de mogelijkheden met high speed draadloos USB (WUSB), de laatste techniek ontwikkeld om nog meer gebruikersgemak en mobiliteit voor apparaten te bieden.

Universal Serial Bus (USB) techniek is al lang een populair verbindingsmiddel voor pc’s en het wordt steeds vaker toegepast in consumenten elektronica en mobiele apparaten. Nu wordt deze snelle en effectieve verbindingsmogelijkheid verder geperfectioneerd om USB mogelijk te maken zonder de last van kabels. De volgende stap van USB techniek is gericht op de nieuwe Wireless USB Promoter Group, welke de specificaties zal opstellen die later de standaarden zullen worden voor deze techniek.

Wireless USB Promoter Group

Tijdens het Voorjaars Intel Developer Forum van 2004 werd de vorming van de Wireless USB Promoter Group aangekondigd. De groep bestaat uit zeven leiders van de ICT sector: Agere Systems, HP, Intel, Microsoft Corporation, NEC, Philips Semiconductors en Samsung Electronics.

De Wireless USB Promoter Group heeft de taak de specificaties voor draadloos USB vast te leggen. Er is al vooruitgang geboekt met de vaststelling van een bandbreedte doelstelling voor WUSB van 480 Mbps. Deze specificatie behoudt hetzelfde gebruik en architectuur als bedrade USB met high-speed host-to-device verbinding. Met dit in gedachte zal het een eenvoudige stap zijn voor de hedendaagse bekabelde USB toepassingen op te waarderen.

Tevens zullen de WUSB specificaties gebaseerd zijn op ultra wideband radio van de MultiBand OFDM Alliance (MBOA) en de WiMedia Alliance. Deze zijn beiden open industry organisaties die als doel hebben het stimuleren van draadloze verbindingen in een persoonlijke omgeving waarbij multi-media apparatuur op elkaar aangesloten kan worden als in een netwerk.

WUSB topologie

De basis in WUSB is en hub en verbinding zoals in figuur 1. In dit schema beheert de host het dataverkeer tussen de apparaten die er mee verbonden zijn. Ook worden tijdseenheden en bandbreedte aan elk aangesloten apparaat toegewezen. Deze verbindingen worden aangeduid als “clusters”. De verbindingen zijn “point-to-point” en worden geregeld tussen de WUSB host en het WUSB apparaat.

De WUSB host kan maximaal 127 WUSB apparaten aansturen, dit wordt een informele WUSB cluster genoemd. WUSB clusters bestaan samen binnen een overlappende omgeving met een minimale interferentie, waardoor het mogelijk is dat meerdere WUSB clusters naast elkaar bestaan in dezelfde radio cel.

Topologie zal een tweezijdige rol model ondersteunen waarin een apparaat ook als (beperkte) host kan functioneren. Dit model maakt dat mobiele apparaten direct toegang hebben tot diensten als de centrale host die diensten ondersteunt. (bijvoorbeeld printers) Tevens staat dit model het apparaat toe om data van buiten de eigen cluster te kunnen halen door als gelimiteerde host zelf een cluster aan te maken.

Ontwerp aandachtspunten

Er zijn een aantal structuur punten waar aandacht aan besteed moet worden in de ontwikkeling van WUSB. Als toevoeging van het bieden van draadloze verbinding moet WUSB ook backwards compatible zijn met bekabelde USB en een brug vormen voor de conventionele USB apparaten. Tevens moet het mogelijk zijn data uit te wisselen tussen clusters of apparaten die niet met dezelfde host verbonden zijn.

Goedkope implementatie van WUSB is ook belangrijk voor een succesvolle integratie van de techniek. Integratie zal WUSB zoveel mogelijk afstemmen op bekabelde USB om zoveel mogelijk ontwikkelingstijd te besparen en de kosten laag te houden. Iets wat erg belangrijk is geworden in de pc industrie.

Prestaties

De prestaties van WUSB ten tijde van de lancering zullen genoeg bandbreedte bieden voor de standaard gebruiker die bekend is met bekabelde USB. De voorlopige bandbreedte van 480 Mbps is vergelijkbaar met de huidige USB 2.0 standaard. Met 480 Mbps als voorlopige standaard laat het de weg open voor toekomstige hogere snelheden als ultra breedband radio zich zal ontwikkelen en in toekomstige ontwikkelingen waar snelheden van meer dan 1 Gbps gehaald zullen worden.

De specificatie is bedoeld zodat WUSB kan functioneren als vervanging van de bekabelde versie met gebruikersmodellen voor cluster verbinding naar de host en apparaat naar apparaat verbinding binnen 10 meter. De interface zal het doorvoeren van hoge kwaliteits media ondersteunen, waaronder audio en video, en zal geschikt zijn om high rate streaming data door te geven (isochronous transfers).

Radio System Power en Power Management

Radio System Power (stroom dat alleen door de radio gebruikt wordt) wordt gezien als meest capabel om de strenge eisen voor stroomvoorziening van mobiele apparatuur. Als voorbeeld: standaard PDA’s verbruiken 250-400 mW zonder radioverbinding, terwijl mobiele telefoons 200-300 mW verbruiken met de primaire WAN radio. Het toevoegen van WUSB radio zou niet meer stroomverbruik eisen dan andere hedendaagse draadloze apparatuur.

Baterijgevoed zou het lange levensduur vereisen: 2-5 voor draagbare apparatuur en enkele maanden voor apparaten zoals afstandsbedieningen. WUSB, gebaseerd op de MultiBand OFDM Alliance (MBOA) radio, streeft ernaar om deze standaard te halen. Het stroomverbruik voor USB radio wordt gesteld op minder dan 300 mW en zal in de loop der tijd terug gebracht worden tot 100 mW.

Dubbele rol apparatuur

Een nieuwe groep van apparaten, genaamd WUSB dual-role apparatuur, zal mogelijkheden bieden die tot nu toe niet mogelijk waren. Deze apparaten bieden de mogelijkheid zelf als beperkte host te functioneren, naast de standaard USB functies.

Gebruikerstoepassingen

Met het toenemende gebruik van digitale media in de pc, consumenten elektronica en mobiele communicatie apparatuur is er een standaard nodig die de steeds groter wordende compatibiliteit van deze apparatuur ondersteunt. De trend naar eenvoudige draadloze verspreiding van digitale informatie geeft de mogelijkheid om één standaard voor draadloze verbinding te creëren welke de eerder genoemde drie groepen kan ondersteunen.

De CE omgeving heeft hoge prestatie eisen met betrekking tot draadloze verbindingen. Een model van consumenten gebruik (figuur 2) centreert zich rondom streaming media dat gecomprimeerde algoritmes gebruikt. De prestatiedoelstelling is om de hoge kwaliteit te waarborgen om aan de eisen te voldoen die entertainment producten stellen.

Gewone videotransfer met een standaard sdtv/dvd vereist tussen 3 en 7 Mbps terwijl HDTV tussen 19 en 24 Mbps zal vragen. Een distributie punt zoals WUSB met een effectieve bandbreedte van 480 Mbps zou zelfs meerdere HDTV streams aankunnen. Host buffering zou een netwerk backbone creëren om effectief de data naar de distributie hosts te brengen, zodoende de kwaliteit voor alle gebruikers te verhogen.

Zakelijke applicaties voor WUSB bevatten diverse gebruiksmogelijkheden. Standaard apparaten zoals printers, scanner, harde schijven en projectoren kunnen allemaal gebruikt worden in draadloze situaties. Deze apparaten zullen hetzelfde functioneren als ze kabel USB gebruiken, maar nu dus draadloos. Kantoordiensten op het bedrijfsnetwerk kunnen naar WUSB gemigreerd worden en profiteren van de snellere prestaties die gedeelde netwerkdiensten bieden.

Beveiliging en apparaat associatie

WUSB beveiliging garandeert hetzelfde veiligheidsniveau als bekabelde USB. Verbindingsgebonden veiligheid garandeert dat het juiste apparaat is ingesteld voordat de handeling verricht zal worden. Hogere niveaus van beveiliging zoals encryptie zullen worden geïmplementeerd op toepassingsniveau. Toepassen van extra beveiliging zou geen prestatieverlies of extra kosten met zich mee brengen.

Eén van de basisdoelen met het implementeren van een draadloze verbinding is dat het eenvoudig te installeren en te gebruiken is. Bekabelde apparatuur geeft de gebruiker bepaalde verwachtingen als het apparaat is aangesloten. Als de kabel is aangesloten verwacht de gebruiker dat het werkt en als er iets niet werkt is het eenvoudig te concluderen wat of waar de fout ligt.

Draadloze verbindingen aan de andere kant, kunnen verbonden zijn op een manier die men niet verwacht. Het kan dan ook niet duidelijk zijn of het is aangesloten of niet.

Daarom installeren WUSB apparaten automatisch drivers, beveiligingsopties enzovoort, als ze voor het eerst gebruikt worden en associëren met systemen waar ze mee kunnen werken. Het concept berust op “zet het aan en gebruik het”.

WUSB in de toekomst

De eerste WUSB toepassingen zullen waarschijnlijk in de vorm zijn van een discrete silicoon dat geïntroduceerd zal worden in een aantal form factors. Dit omvat onder andere add-in kaarten en dongles samen met geïntegreerde oplossingen om de introductie te versnellen.

Echter, de draadloze toekomst zal pas echt beginnen als WUSB samen met het standaard ultra breedband platform een deel uitmaakt van elke processor en chipset en geïntegreerd is in CMOS silicoon.

Samenvatting

Als de laatste stap in USB technologie zal WUSB dezelfde functionaliteit bieden als standaard bekabeld USB maar dan zonder kabels. Terwijl de nieuwe Wireless USB Promotor Groep bezig is met het ontwikkelen van specificaties om de techniek te standaardiseren is de industrie bezig met het plannen van producten die met het gemak van dit nieuwe verbindingsmiddel overweg kunnen.

Figuur 1:



Figuur 2:




Vertaald en bewerkt door: Elegy

Bron: Deviceforge

« Vorig bericht Volgend bericht »
0
*