Bên cạnh đó, WUSB định nghĩa 3 loại WUSB device với thứ bậc nhận biết các kỹ thuật lớp MAC: -Thiết bị tự định huớng seft beaconing device -Thiết bị định huớng trực tiếp directed beacon
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
-oOo -BÀI TẬP NHÓM KỸ THUẬT
TRUYỀN SỐ LIỆU
Đề tài:
Wireless USB Chuẩn kết nối không dây tốc độ cao
Giáo viên : Võ Thanh Tú
Nhóm : Phan Thanh Doãn
Nguyễn Đình Kỳ
Trương Trọng Trí
Hoàng Đình Trung
Nguyễn Trung Việt
Trang 2
Mục lục
I Tổng quan chung
1.Wireless USB là gì?
2.Wireless USB Device……….
3.Chuẩn Wireless USB………
II.Công nghệ Wireless USB 1.Mô hình kết nối
2.Đặc tính truyền dẫn………
3.Quản lí năng lượng………
4.Đặc tính WUSB………
5.Tốc độ truyền dl……….
6.Năng lương tiêu thụ………
7.Phạm vi sử dụng……….
8.Bảo mật………
9.Các phiên bản……….
III.Hướng phát triển : 1.Ưu điểm………
2.Nhược điểm………
3.Tốc độ phát triển………
Trang 3
NỘI DUNG
I.Tổng quan chung:
1.Wireless USB là gì ?
Wireless USB là viết tắt của Wireless Universal Serial Bus là chuẩn giao tiếp không dây giữa PC và thiết bị ngoại vi hay giữa các thiết bị ngoại vi với nhau có tốc độ truyền dữ liệu cao
WUSB được phát triển từ chuẩn giao tiếp USB Nói cách khác WUSB là chuẩn USB không dây nối
WUSB và USB dựa trên nền tảng công nghệ băng thông siêu rộng UWB (Ultra Wide Band)
2.Wireless USB diveces:
Các thiết bị WUSB có thể là: máy in, máy scan, camera số, speaker …
Cần DWA để cung cấp 1 kết nối điểm cho các thiết bị wired-USB
Các mô tả đặc điểm thiết bị:
Hiện nay, các thiết bị USB vẫn có thể tham gia vào kết nối WUSB với
sự hỗ trợ của DWA
Bên cạnh đó, WUSB định nghĩa 3 loại WUSB device với thứ bậc nhận biết các kỹ thuật lớp MAC:
-Thiết bị tự định huớng (seft beaconing device) -Thiết bị định huớng trực tiếp (directed beaconing device) -Thiết bị ko định huớng (Non-beaconing device)
3.Chuẩn Wireless USB :
Các sợi cáp kết nối thiết bị USB với máy tính cá nhân có thể sẽ sớm nhanh chóng bị thay thế bởi công nghệ Wireless USB Đây là công nghệ giao tiếp không dây phạm vi hẹp do tổ chức USB Implementer Forum (USB-IF)
phát triển, cũng chính là tổ chức đã định nghĩa ra tiêu chuẩn USB 2.0
Công nghệ USB không dây đã được nhóm nghiên cứu Wireless USB
Promoter Group chế tạo thành công và được xem là một công nghệ trọng yếu, tạo điều kiện cho các nhà phát triển chế tạo ra các dòng sản phẩm di động đột phá trong tương lai
Trang 4 Nhóm nghiên cứu Wireless USB Promoter Group là tập hợp đội ngũ các nhà khoa học từ các đại công ty công nghệ sừng sỏ như Agere Systems,
HP, Microsoft, NEC, Philips, Samsung và Intel
Thành lập vào tháng 2/2004
Tháng 5/2005: hoàn thành đặc tả chi tiết kỹ thuật của WUSB phiên bản 1.0
Tháng 6/2006: đã thử nghiệm kết nối các thiết bị bằng WUSB thành công
Tháng 10/2006: FCC đã phê chuẩn sản phẩm Host Wire Adapter và Device Wire Adapter đầu tiên
II.Công nghệ wireless USB
1.Mô hình kết nối :
Liên kết hình sao :
WUSB Host phân chia khe thời gian, băng thông dữ liệu cho mỗi thiết bị được kết nối
Trang 5 Liên kết point –to – point :
Trực tiếp giữa WUSB host và các thiết bị WUSB
Số thiết bị ngoại vi có thể lên đến 127
2.Đặc tính truyền dẫn :
Sử dụng công nghệ băng thông siêu rộng UWB (ultrawideband), các thiết bị Wireless USB có thể giao tiếp với nhau với tốc độ lên tới
480Mb/giây trong phạm vi 10m Dữ liệu được truyền sẽ có tốc độ cao nhất trong phạm vi từ 2 đến 3m, và đạt khoảng 110Mb/giây ở phạm vi 10m Tốc độ truyến dữ liệu sẽ giảm dần khi các thiết bị được đặt cách nhau ngày càng xa
Các tín hiệu dữ liệu sẽ được truyền trong phổ tần số từ 3,1GHz tới
10,6GHz và sự can nhiễu với các thiết bị không dây khác là tối thiểu Ông Ravencraft nói: “Trong một phổ tần số nhất định, giả sử có sự can nhiễu, sóng vô tuyến sẽ ngắt những phần tần số nhất định và sử dụng các băng tần khác để giao tiếp”
Trang 6 Tốc độ truyền dữ liệu cao của công nghệ sẽ cho phép người tiêu dùng truyền các file âm thanh, video và dữ liệu lớn từ các thiết bị ngoại vi USB tới máy tính của họ hữu hiệu hơn”
3.Quản lí năng lượng :
Hệ thống quản lí năng lượng được thiết kế để tăng đến mức tối đa thời gian họat động của thiết bị
Cơ chế:
Sleep: khi không truyền dữ liệu, các thiết bị ở trạng thái “tắt”năng lượng
Listen: thiết bị chờ nhận dữ liệu,năng lượng được giảm bớt đủ để hoạt động
Wake:trạng thái thiết bị được “đánh thức” khi có dữ liệu truyền tới hay bắt đầu quá trình truyền dữ liệu
4.Đặc tính WUSB và các chuẩn không dây phổ biến hiện nay: Hiện nay có 7 chuẩn không dây được người dùng ưa chuộng:
Bluetooth :
Bluetooth không chỉ được dùng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị di động
và kết nối tai nghe với điện thoại mà còn xuất hiện trong một loạt thiết bị khác nhau như máy ảnh số, laptop, PC và đầu máy chơi game Chip Bluetooth sử dụng tín hiệu sóng radio để truyền dữ liệu trong phạm vi hẹp, thường là khoảng 30 mét
Bluetooth 2.0, phiên bản được tích hợp nhiều nhất trong các thiết
bị hiện nay, có thể trao đổi những gói thông tin đòi hỏi băng thông thấp hoặc trung bình với tốc độ 3 Mb/giây Công nghệ này
sử dụng lượng điện năng tương đối thấp
Wibree :
Wibree là công nghệ kết nối tầm ngắn (tầm 10 mét) được giới thiệu
bởi Nokia năm 2001 dưới dạng một chuẩn mở, để cùng hoạt động chung bên cạnh Bluetooth
Công nghệ do Nokia phát triển có thể gửi một lượng dữ liệu nhỏ với tốc độ vài kilobit mỗi giây giữa 2 thiết bị mà chỉ cần rất ít năng lượng Nó sẽ
được ứng dụng trong các sản phẩm như đồng đồ, bộ cảm biến game, thiết bị y tế…
SIG, tổ chức chuyên về chuẩn Bluetooth, đã chấp thuận Wibree và đang phát triển để nó tương thích các thiết bị Bluetooth Sản phẩm đầu tiên dự kiến sẽ xuất hiện trong năm 2008
Zigbee :
Trang 7 Zigbee là một giao thức được xây dựng theo chuẩn IEEE 802.15.4 Giao thức này được tạo ra nhằm phục vụ cho những ứng dụng yêu cầu giá thành và công suất thấp nhưng phải có khả năng linh động trong phạm vi rộng Chuẩn Zigbee được phát triển và xúc tiến bởi hãng Zigbee Alliance, với sự hỗ trợ từ hơn 200 công ty trên thế
giới như: SIEMENS, ATMEL, NI, NEC, TEXAS
INSTRUMENTS, EPSON
Tốc độ chỉ đạt 256 Kb/giây
Phạm vi hoạt động của Zigbee đang được cải tiến từ 75 m lên đến vài trăm mét
NFC :
Thiết bị NFC chỉ có thể truyền không
dây vài kilobit dữ liệu trong phạm vi vài cm, do đó nó đảm bảo an toàn khi người sử dụng muốn trao đổi thông tin nhạy cảm
Near Field Communications (NFC –
giao tiếp tầm ngắn).Các hãng sản xuất
di động có vẻ hứng thú với công nghệ này và cho rằng điện thoại NFC sẽ được dùng để thanh toán hóa đơn khi người sử dụng uống cafe hay mua báo… Nó cũng
sẽ xuất hiện trong khóa điện tử, vé và các tài liệu du lịch
Wireless USB :
Wireless USB có tính năng tương tự USB nói chung nhưng
không cần dây cáp Nó hỗ trợ máy in, máy ảnh, ổ cứng rời kết nối không dây với máy tính
Wireless USB sử dụng nền tảng UWB (ultra-wideband) với tốc
độ lên đến 2 Gb/giây, cho phép gửi video độ phân giải cao mà không tiêu tốn quá nhiều điện Những sản phẩm Wireless USB đầu tiên cũng mới chỉ bắt đầu được giới thiệu ra thị trường
Wi-fi :
Công nghệ kết nối Internet không dây này đã rất phổ biến trong
gia đình, văn phòng, quán cafe và một số trung tâm thành phố lớn Ngoài ra, Wi-Fi còn được dùng để nối những thiết bị gia dụng như TV, đầu DVD với máy tính
Chuẩn Wi-Fi 802.11b/g có thể truyền dữ liệu 54 Mb/giây trong
khi phiên bản đang chờ phê duyệt 802.11n đạt tốc độ 200 Mb/giây Tuy nhiên, Wi-Fi ngốn khá nhiều điện khi so với Bluetooth hay Zigbee
Trang 8 Dect :
Dect (Digitally Enhanced Cordless
Telecommunications) được dùng trong điện thoại cố định không dây
Sử dụng tín hiệu radio, nó có thể thực hiện cuộc gọi trong phạm vi
100 mét
Dect được đánh giá là công nghệ
"đặc biệt thành công" bởi mô hình điện thoại này đang được nhiều gia đình trên toàn thế giới ưa chuộng
Công nghệ Cat (Cordless Advanced Technolog), phát triển dựa trên Dect, sẽ hỗ trợ thêm dịch vụ VoIP và radio, cho phép người
sử dụng nghe đài trên Internet hoặc tra cứu danh bạ điện thoại trực tuyến Các sản phẩm đầu tiên sẽ xuất hiện cuối năm nay
5.Tốc độ truyền dữ liệu :
Các chuẩn không dây Tốc độ truyền dữ liệu tối đa
480
54
0.5 0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
bluetooth Wibree Zigbee NFC WUSB Wi-fi Dect
Biểu đổ tốc độ tối đa của 7 chuẩn không dây phổ biến hiện nay
Trang 96.Năng lượng tiêu thụ :
Bluetooth
Class 1: 100 mW (20 dBm) ~100 m
Class 2: 2.5 mW (4 dBm) ~10 m
Class 3: 1 mW (0 dBm) ~1 m
Wibree : 4mW (6dBm)
Zigbee : 1mW (0dBm)
NFC : rất nhỏ không đáng kể
WUSB : 100mW
Wi-fi : 100mW (20 dBm )
Dect : 10 mW (250 mW peak) in Europe, 4 mW (100 mW peak) in the US
7.Phạm vi sử dụng :
Bluetooth : khoảng cách tối đa 100m
Wibree : trong phạm vi 10m
Zigbee : 10-75m
NFC : 0-20cm
WUSB : 3-10m
Wi-fi : 100 m
Dect : 200m trong nhà và 2Km ngoài trời sử dụng trực tiếp anten
100
10 0
20 40 60 80 100
Bluetooth Wibree Zigbee NFC WUSB Wi-fi Dect
Biểu đổ năng lượng của các chuẩn không dây phổ biến hiện nay
100
10
75
0.2 10
100
200
0 50 100 150 200
Bluetooth Wibree Zigbee NFC WUSB Wi-fi Dect
Biểu đổ biểu diễn khoảng cách sử dụng tối đa của các chuẩn không dây phổ biến hiện
nay
Trang 108 Bảo mật:
- Do khoảng hoạt động tối đa của WUSB chỉ là 10m nên sẽ khó có cơ hội cho kẻ xấu đánh cắp dữ liệu
- Ngoài ra, phiên bản WUSB 1.1 việc liên kết sẽ được đơn giản hóa nhờ khả năng NFC (Near Field Communication) nên thiết bị cần phải chạm vào nhau để kết nối Lớp bảo vệ cuối cùng không thể kể đến là việc liên kết thiết bị chủ và khách của WUSB sẽ sử dụng mã khóa với nhiều lớp mã hóa khác nhau, điều này tạo ra một màn bảo vệ cực kì cao cho đường kết nối dữ liệu Thậm chí người dùng không cần thiết lập mật khẩu
9 Các phiên bản WUSB :
WUSB 1.0
Đạt tốc độ: 480Mbps, tương đương với USB 2.0
Băng thông:3 – 4 GHz
WUSB 1.1
o Tại hội thảo các nhà phát triển USB tại Amsterdam hôm qua, một
số đặc tính kỹ thuật của chuẩn WUSB 1.1 đã được hé mở với tốc
độ truyền lên đến 1Gbps, hơn hẳn tốc độ 480Mbps của chuẩn WUSB 1.0 (Wireless USB) hiện tại
o chuẩn WUSB 1.1 mở rộng ít tiêu hao nguồn điện, giảm chi phí
o Wireless USB sử dụng công nghệ UltraWideBand (UWB) cho phép dữ liệu được truyền tải ở mức 480Mbps trong phạm vi 3m
o Một số WUSB 1.1 cũng được giới thiệu tại hội thảo như máy tính xách tay T61p của Lenovo, Wireless USB Hub của Belkin Những sản phẩm này sẽ có đính logo USB-IF Certified Wireless USB để chứng thực thiết bị được tin tưởng
III.Hướng phát triển:
1.Ưu điểm :
- Không gặp rắc rối trong việc dây nối mạng
- Tiêu tốn ít năng lượng, giá thành thấp
- Triển khai nhanh chóng, đơn giản và cho phép kết hợp với USB có dây
- Khả năng truyền tải dữ liệu với tốc độ cao, dễ dàng sử dụng và có tính bảo mật tốt – đây cũng chính là những đặc điểm tạo nên sự thành công lớn của Wireless USB 1.0
- Mô hình kết nối điểm - điểm hỗ trợ đến 127 thiết bị dùng chung host như
trong kiến trúc USB có dây Với WUSB, khả năng kết nối nhiều thiết bị sẽ khả thi
hơn là Wired-USB
Trang 11- Trong cùng không gian, WUSB cho phép nhiều thiết bị cùng chia sẻ băng
thông và thực thi đồng thời nhiều tác vụ truy xuất
- Cùng với những tính năng vượt trội WUSB cho phép tái sử dụng tần số làm việc, cho phép các cluster gần nhau có thể dùng chung cùng kênh mà ko gây ra nhiễu
~ Ví dụ, chuỗi thiết bị trong phòng khách có thể giao tiếp với nhau trên một kênh tần
số hoàn toàn giống với kênh mà chuỗi thiết bị trong phòng ngủ đang dùng Mạng
WPAN dùng UWB cho phép các thiết bị gần nhau dùng chung kênh mà không bị
nhiễu
- Mỗi thiết bị đều có thể giữ vai trò làm chủ hoặc làm khách nên hầu như mọi thiết bị đều có cách kết nối với nhau
- Nếu thiết bị đang trong vòng 1 muốn kết nối đến thiết bị khác ở bên ngoài thì
có thể chủ động trở thành chủ và thiết lập vòng thứ hai nối giữa nó với thiết bị muốn kết nối Công nghệ cho phép thiết lập nhiều vòng thiết bị trong cùng một không gian nhưng số lượng vòng tối đa vẫn chưa xác định được
2.Nhược điểm :
- Hiện tại WUSB vẫn là băng tần phải trả phí ở đa số các quốc gia
- Nếu sử dụng lâu gây nóng USB
- Công nghệ WUSB dùng sóng radio có tần số cao, băng tần rộng đến 6 GHz Mỗi kênh sóng có thể có băng thông lớn hơn 500MHz tùy thuộc vào tần số trung
tâm.Khi cho phép sử dụng băng thông tín hiệu lớn như vậy, FCC cũng đồng thời đưa
ra các qui định nghiêm ngặt về năng lượng phát sóng sao cho mức năng lượng mà
thiết bị WUSB sử dụng không nằm trong vùng năng lượng dành cho thiết bị băng tần hẹp Do đó, WUSB chủ yếu được phát triển cho mạng WPAN hay WLAN nhỏ
- Hai yêu cầu được đặt ra với chuẩn WUSB là phải thiết lập được kết nối thiết bị với thiết bị chủ (host) tốc độ cao và cho phép nâng cấp từng bước từ USB có dây Đặc
tả WUSB được thiết kế để thay thế các mô hình đang dùng để kết nối nhóm thiết bị đến thiết bị chủ, thiết bị-thiết bị trong khoảng cách dưới 10m
- Vấn đề bảo mật và dễ sử dụng vẵn đang được nghiên cứu và tối ưu
- Hiện tại, có thể chúng sẽ vẫn phải làm việc chủ yếu với các thiết bị ngoại vi sử dụng kết nối USB có dây dẫn được kết nối với các hub USB không dây
3.Tốc độ phát triển :
Hiện nay USB là chuẩn kết nối phổ biến
Trang 12 Hiện chuẩn USB đang được rộng rãi để kết nối camera, máy quét, di động, PDA, ổ DVD với máy tính Tổ chức Wireless Association Specification
là cơ quan quy định phương thức kết nối giữa PC với 127 thiết bị dựa trên công nghệ USB không dây
Extemal Storage:
đĩa mềm
Zip đĩa
CD
DVD
microforms
thẻ nhớ
bộ nhớ vị trí chip
bộ nhớ gậy
ổ cứng
Công nghệ USB không dây chỉ có thể đạt tốc độ truyền tải max 480Mbps khi thiết bị nằm trong phạm vi 3m xung quanh máy tính Ngoài phạm vi này, trong khoảng cách 9m, tốc độ truyền giảm xuống còn 110Mbps Hiện những công nghệ USB cao cấp vẫn đang được nghiên cứu mà khi hoàn tất
sẽ hứa hẹn mang lại tốc độ 1Gbps
Thời gian đầu khi công nghệ USB không dây được đưa vào sử dụng, nó sẽ cần có thêm card phụ trợ hoặc một thiết bị plug-in dành cho PC Sau đó,
nó sẽ được tích hợp vào máy tính hoặc thiết bị điện tử
Tính đến hết năm 2005, số lượng USB không dây là 1,4 tỷ chiếc thì đến năm 2010 nó sẽ là 2,8 tỷ chiếc
Theo các nhà phân tích thị trường, Wireless USB sẽ ngày một phổ biến
trên thị trường và doanh thu tiêu thụ Wireless USB sẽ tăng từ 15 triệu
USD trong năm nay lên 2,6 tỷ USD vào năm 2011
USB không dây sẽ dễ dàng chiếm lĩnh thị trường bởi giá rẻ và ít tốn pin hơn mức bình thường
USB không dây đe dọa tương lai của sản phẩm truyền thống
Một dòng sản phẩm chip phát sóng mới ra đời có thể giúp cho các thiết bị vốn trước đây giao tiếp với PC qua cổng USB giờ có thể kết nối mà không cần mớ dây dẫn lằng nhằng
Alereon, một hãng sản xuất chip dùng trong các thiết bị điện tử có trụ sở tại bang Texas, Mĩ vừa tuyên bố về dòng sản phẩm chip phát sóng mới nhất của mình Loại chip này có thể giúp cho các thiết bị vốn trước đây giao tiếp với
Trang 13PC qua cổng USB giờ đây có thể kết nối mà không cần mớ dây dẫn lằng
nhằng
Công nghệ USB không dây thực ra không phải mới – nhiều công ty trước
Alereon đã trình làng sản phẩm USB không dây của mình Các thiết bị này kết nối với PC qua sóng radio băng tần từ 3 đến 10 Ghz (UWB), khá bất tiện do mỗi quốc gia có một bộ luật riêng giới hạn giải tần có thể sử dụng.Alereon
AL5100, sản phẩm mới nhất của Alereon lần này được khẳng định tuân thủ các giới hạn của tất cả các quốc gia, trong khi vẫn đảm bảo phát sóng trong giải tần cho phép
- Các công nghệ kết nối không dây phổ biến hiện tại, ví dụ như Bluetooth hoặc Hồng ngoại có thể dùng để kết nối các thiết bị không yêu cầu trao đổi dữ liệu cao như bàn phím và chuột, nhưng các tác vụ chuyển đổi file qua lại từ thẻ
nhớ USB, máy ảnh số, máy quay kĩ thuật số, v v yêu cầu băng thông rất lớn
mà Bluetooth không đáp ứng nổi Một số công nghệ không dây băng tần cao từng được thử nghiệm nhằm đáp ứng cho nhu cầu trên, nhưng loại chip mới của Alereon là dòng sản phẩm đầu tiên có khả năng phổ biến trên toàn cầu
- Sản phẩm mới này hứa hẹn giải phóng bàn làm việc của người dùng máy vi tính khỏi đống dây nhợ cực kì bất tiện kết nối đủ loại thiết bị với PC: bàn
phím, chuột, máy in, máy ảnh số, ổ cứng ngoài, và tất nhiên là thẻ nhớ USB Loại chip này sử dụng điện rất ít, nhưng chỉ có tác dụng trong phạm vi khoảng 3m
Một số thiết bị sử dụng công nghệ WUSB hiện nay
Hiện thời, các kiểu máy tính Dell Inspiron 1720 của Dell và ThinkPad
T61, T62p của Lenovo, các hub không dây cũng như bộ chuyển đổi USB không dây của D-Link và IOGear là những sản phẩm đầu tiên nhận được chứng nhận Wireless USB Certification Chúng sẽ được tung ra thị trường trong một vài tháng tới
Những chiếc máy tính xách tay này và những loại máy tính khác có gắn các chip USB không dây cũng sẽ có thể kết nối được với một loạt các thiết
bị ngoại vi thế hệ mới cũng sử dụng loại chip này Nhưng hiện tại, có thể chúng sẽ vẫn phải làm việc chủ yếu với các thiết bị ngoại vi sử dụng kết nối USB có dây dẫn được kết nối với các hub USB không dây
Hãng Toshiba lại đi theo một hướng khác Bước đầu, hãng này mới chỉ áp dụng công nghệ USB không dây để kết nối giữa máy tính xách tay và đế cắm rời (docking station) Với bộ đế cắm rời này, người dùng có thể kết nối không dây laptop của họ với đế cắm để sử dụng thêm một màn hình
mở rộng
Người dùng tại Mỹ sẽ được thưởng thức các sản phẩm đầu tiên đuợc trang
bị cổng USB không dây vào khoảng cuối năm 2005 và hàng loạt các thiết
bị di động có USB không dây khác sẽ được tung ra vào đầu năm 2008
Wireless USB Airlink
*Card mạng không dây AIRLINK IEEE
802.11b /G 54Mbps sử dụng cổng USB gọn
sử dụng cho máy tính thường và máy tính
xách tay
*Giá bán lẻ: 20 usd
