UWB是一種短距離的無線通訊方式,,在10米以內(nèi)的范圍里以至少100Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)。這種通訊方式比較適合在家庭內(nèi)部使用,,市場(chǎng)應(yīng)用前景非常廣闊,,因此圍繞UWB的標(biāo)準(zhǔn)之爭從一開始就非常激烈。曾經(jīng)有二十幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參與競(jìng)爭,,今天只剩下了兩個(gè),。它們是來自Freescale的DS-UWB和由TI倡導(dǎo)的MBOA。
從技術(shù)上來講,MBOA和DS-CDMA是無法彼此妥協(xié)的,,DS-UWB曾提出一個(gè)通用信令模式,,希望與MBOA兼容。但這種模式顯然在技術(shù)上無法實(shí)現(xiàn),,所以被MBOA,、IEEE和無線USB協(xié)會(huì)拒絕。MBOA在最近的一次表決中占了約10%的優(yōu)勢(shì),,但仍然沒有達(dá)到75%的絕對(duì)多數(shù),。
從產(chǎn)品上來講,DS-UWB在開始的時(shí)候走在了前面,。它的樣品在2004年初的時(shí)候已經(jīng)在拉斯維加斯的消費(fèi)電子展上展出,,但看來之后的進(jìn)展比較緩慢,當(dāng)時(shí)存在的問題今天依然存在,,例如功耗很大,、需要兩根天線分別收發(fā)、在天線與接收器中間有阻擋時(shí)會(huì)出現(xiàn)花屏等,。而另一方的MBOA正迎頭趕上,,來自Staccato公司芯片級(jí)的物理層芯片(PHY)在2004年的第一季度已經(jīng)完成,八,、九月份的時(shí)候,,配合TI公司可編程門陣列(FPGA)的媒體存取控制器(MAC)已經(jīng)可以工作。FPGA還不是芯片級(jí)的產(chǎn)品,,是在芯片生產(chǎn)之前用來驗(yàn)證和測(cè)試邏輯功能的,,完全芯片級(jí)的平臺(tái)要到今年年底實(shí)現(xiàn)。這將是兩個(gè)芯片的方案,,相比較于DS-UWB目前的四芯片方案在成本,、體積和功耗上占有較大的優(yōu)勢(shì)。
在理解UWB的時(shí)候有必要知道UWB不僅僅指的是DS-CDMA或MBOA,,他們僅僅是處于UWB完整架構(gòu)的最底層,。讓我們看一下除了這最底下的一層,UWB還有哪些內(nèi)容,。
Wireless USB:無線USB,;
Wireless 1394:無線1394;
Application Profile:應(yīng)用層協(xié)議子集,;
DLNA compliant: DLNA兼容,,DLNA是數(shù)字化客廳網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟的縮寫(Digital Living Network Alliance);
PAL:協(xié)議適應(yīng)層,(Protocol Adaption Layer),;
UPnP/IP:即插即用多媒體IP電話,;
Wimedia Convergence Platform: Wimedia匯聚平臺(tái),。Wimedia是無線多媒體的縮寫(Wireless Multimedia);
DS-CDMA or MBOA Specification: DS-CDMA或MBOA規(guī)格,。DS-CDMA是直接序列CDMA的縮寫(Direct
Sequence),;MBOA是多頻帶OFDM聯(lián)盟的縮寫(Multi-Band OFDM Alliance)。
DS-CDMA或MBOA相當(dāng)于物理層,,位于整個(gè)架構(gòu)的最底層,她還分成兩個(gè)子層,,即物理層(PHY)和物理層的控制器層(MAC),。在其上面是WiMedia的匯聚層,有點(diǎn)類似于鏈路層或事務(wù)層,,介于物理層和應(yīng)用層的中間,。在WiMedia匯聚層的上面就是應(yīng)用層面的無線USB、無線1394和其他的應(yīng)用環(huán)境,,這些層多已被IEEE802.15.3a確認(rèn),。
無線USB的規(guī)格將在今年年底之前頒布,這里大家首先要弄清楚這個(gè)無線USB的標(biāo)準(zhǔn)是得到USB IF確認(rèn)的,,而并不是之前由Cypress公司推出的那個(gè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),。無線USB的推動(dòng)者小組成員包括英特爾、惠普,、微軟,、德州儀器、飛利浦,、三星,、NEC和Agere。它們將負(fù)責(zé)建造一個(gè)與USB兼容的應(yīng)用軟件棧,,以及和1394及WiMedia合作創(chuàng)建分享UWB射頻的規(guī)則,。
獲得USB的支持和支持USB對(duì)UWB是非常重要的,大家都知道USB的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍,,但現(xiàn)在的USB外設(shè)都是有線的,,需要通過一根線纜與PC主機(jī)相連,例如打印機(jī),、數(shù)碼相機(jī)和外置硬盤等,。這個(gè)數(shù)字非常巨大,今天已經(jīng)有15億條USB的線纜存在于我們的生活中,,而這個(gè)數(shù)字到2006年時(shí)將大幅增長到35億,,這表示有差不多這個(gè)數(shù)量的USB設(shè)備和主機(jī)。無線USB的目的是消除線纜,,而用無線的方式收發(fā)信號(hào),。在PC主機(jī)和外設(shè)這兩端依然以USB的方式工作,,所以必須有一個(gè)與USB兼容的應(yīng)用軟件棧。而無線發(fā)射這一塊需要使用UWB的射頻,,由于1394的設(shè)備和其他設(shè)備(非USB和1394)也需要通過UWB的射頻來進(jìn)行無線收發(fā),,他們將在WiMedia這一層匯聚,不管原來是什么信號(hào),,在經(jīng)過WiMedia匯聚層后轉(zhuǎn)換成相同的信號(hào)傳送給物理層發(fā)射,。換句話說,就是要分享UWB射頻,。
MBOA已經(jīng)得到無線USB的批準(zhǔn),,而DS-CDMA尚未,這對(duì)于DS-CDMA是一個(gè)嚴(yán)重的缺憾,。
同樣1394也是非常重要的,,特別是在消費(fèi)電子市場(chǎng)上。我們今天比較熟悉的1394設(shè)備是數(shù)碼攝像機(jī)(Camcorder或DV),,1394與USB最大的不同是外設(shè)與外設(shè)之間可以直接通訊,。USB采用主/從的架構(gòu),比較多見的主機(jī)是PC機(jī),,而其他外設(shè)都是從設(shè)備,,他們或直接或經(jīng)由集線器(Hub)連到主機(jī),所有的操作必須由主機(jī)來主導(dǎo),,這很適合于PC及其周邊設(shè)備的應(yīng)用,,但顯然不適合于消費(fèi)電子產(chǎn)品的互聯(lián);1394采用對(duì)等的架構(gòu)(peer-to-peer),,聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備彼此之間都可以通訊,,例如機(jī)頂盒和DVD機(jī)可以同時(shí)播放,而電視機(jī)和刻錄機(jī)可以選擇其中的任何一個(gè)節(jié)目源,,而這并不需要一臺(tái)主機(jī)的控制,。今天在市場(chǎng)上已經(jīng)有3億條1394的線纜,這個(gè)數(shù)字將隨著數(shù)字電視的普及在今后幾年中大幅增長,。
與無線USB不同,,無線1394對(duì)DS-CDMA和MBOA都支持。無線1394的主任成員較之于無線USB的推動(dòng)者小組成員的范圍要更廣泛一些,,盡管英特爾和飛利浦不在其中,,但有索尼、松下,、三菱這樣的消費(fèi)電子制造巨頭,,也有蘋果、昆騰和牛津半導(dǎo)體(昆騰是做硬盤的)這樣的PC及其外設(shè)制造商,,還有軟件商,,像Mindready,、Vividlogic和Newnex等,以及Molex,。它們將負(fù)責(zé)構(gòu)建一個(gè)1394協(xié)議適應(yīng)層(PAL)以支持400Mbps的無線1394,,還要與WiMedia協(xié)會(huì)合作以實(shí)現(xiàn)兼容性和互操作性。
WiMedia協(xié)會(huì)的任務(wù)看起來比較多一些,,它需要建立一套程序用于認(rèn)證和保證互操作性,;要能支持多協(xié)議的架構(gòu),比如無線USB,、無線1394和DLNA,,要支持公平競(jìng)爭和傳輸數(shù)據(jù)的安全性;要支持即插即用和建立基于IP的應(yīng)用程序棧來支持多媒體數(shù)據(jù)流,。該協(xié)會(huì)成員包括英特爾、惠普,、德州儀器,、飛利浦、三星,、LG,、意法半導(dǎo)體、夏普,、柯達(dá)等,摩托羅拉亦在此成員之列中,。
所以我們應(yīng)該看到所謂的UWB是一個(gè)完整的系統(tǒng),而不僅僅是現(xiàn)在人們熱衷討論的DS-CDMA或MBOA,。只有充分理解這一點(diǎn)才算是理解了真正的UWB,,而只有全面地支持所有這些協(xié)議層,才可以說是一個(gè)完整的UWB系統(tǒng),。
回到DS-CDMA或MBOA的標(biāo)準(zhǔn)之爭,,我們究竟如何去判斷孰優(yōu)孰劣呢?其實(shí)兩方面都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),。DS-CDMA技術(shù)是單頻帶方式或窄脈沖方式,,多個(gè)傳輸任務(wù)可共享整個(gè)頻帶的頻率,對(duì)現(xiàn)有的,、許可頻帶內(nèi)的用戶造成的干擾比較少,,成本可以做得比較低、上市的時(shí)間較短,,易于實(shí)現(xiàn)低功耗,、低速數(shù)據(jù)流的無線傳輸,可實(shí)現(xiàn)更高速的無線數(shù)據(jù)傳輸,,應(yīng)用于媒體流及大量的數(shù)據(jù)傳輸,;MBOA技術(shù)是多頻帶方式,,技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn)、功耗很低,,頻帶的利用率高,,多個(gè)頻率子帶并列,可以避開某些頻帶,、靈活配置,,速率的擴(kuò)展性好。
以無線電頻率管理來說,,有兩個(gè)基本的原則:1.新的無線電技術(shù)不得對(duì)已有的無線電臺(tái)(系統(tǒng))造成有害干擾,;2.受到干擾不得提出保護(hù)要求,既要能忍受已有無線電臺(tái)的各種干擾,。這對(duì)于DS-CDMA比較頭疼,,因?yàn)樗褂谜麄€(gè)3.1-10.6GHz頻段,而有些無線技術(shù)就使用其中的一些頻率,,例如802.11p的載頻是5.8GHz,;而MBOA使用多個(gè)頻率子帶,可以很方便地避開這個(gè)頻率,。(對(duì)不起,,我無法說得更具體,事實(shí)上兩個(gè)技術(shù)都不錯(cuò),。)
在市場(chǎng)推廣方面,,兩個(gè)陣營分別組建了自己的聯(lián)盟,都建有自己的網(wǎng)站,。DS-UWB組建的聯(lián)盟是UWB論壇(UWB FORUM),,網(wǎng)站地址是www.uwbforum.org。MBOA的組織就是這個(gè)名稱,,網(wǎng)站地址是www.multibandofdm.org,。UWB論壇目前有77家會(huì)員,其中有十幾家高校和研究所,,占了近15%,。MBOA聯(lián)盟已有170多個(gè)成員,幾乎集中了所有的大型跨國公司和集團(tuán),,這是一種優(yōu)勢(shì),,因?yàn)殚_發(fā)、推廣,、應(yīng)用一個(gè)新的技術(shù)和產(chǎn)品需要大量的投入,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是一二家企業(yè)所能承受的。而且UWB一個(gè)很重要的應(yīng)用是把家庭中的電器產(chǎn)品連接成微微網(wǎng)(Piconet),,需要有大量的電器產(chǎn)品支持,,這就要求有大批的家用電器和計(jì)算機(jī)制造商提供這樣的產(chǎn)品,。
那么UWB的現(xiàn)狀究竟是如何的呢?還有多久用戶才能享受到這一新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)帶來的全新體驗(yàn)?zāi)??其?shí)新技術(shù),、新產(chǎn)品的開發(fā)需要經(jīng)過以下四個(gè)階段:1.芯片階段;2.模塊階段,;3.系統(tǒng)階段,;4.產(chǎn)品階段。DS-UWB已處于模塊階段,,而MBOA剛剛進(jìn)入芯片階段,。用戶仍需要等待一段時(shí)間。即便是達(dá)到了產(chǎn)品階段,,還需要經(jīng)受市場(chǎng)的考驗(yàn),,不然重蹈藍(lán)牙技術(shù)的覆轍,曇花未現(xiàn)便已凋零,,不管誰贏得了標(biāo)準(zhǔn)之爭也只能是一個(gè)失敗的嘗試,,這需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力。
撇開UWB內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)之爭,,我們還應(yīng)該看到在數(shù)字化家庭這樣一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域UWB還遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上一花獨(dú)放。802.11也正在躍躍欲試,,WLAN的劣勢(shì)是她的傳輸速率比較低和對(duì)多媒體數(shù)據(jù)流的支持不夠,,但傳輸距離長卻是她的優(yōu)勢(shì)。802.11正在試圖突破這些技術(shù)瓶頸,,能否在不久的將來實(shí)現(xiàn)值得我們關(guān)注,。UWB傳輸距離短的局限(10米)也使得她只能構(gòu)建微微網(wǎng),即便在一個(gè)家庭內(nèi)部也無法真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,,這需要結(jié)合有線的傳輸技術(shù),,例如1394a/b、USB2.0或USB OTG,。有線技術(shù)同樣具有很多的優(yōu)點(diǎn),,比如電磁干擾小、傳輸穩(wěn)定,、安全性高等等,,另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是這些標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成熟,產(chǎn)品經(jīng)受過市場(chǎng)的考驗(yàn),,也符合消費(fèi)者的使用習(xí)慣,。另外, 在關(guān)注UWB的同時(shí),開發(fā)其他更實(shí)用與更迫切的數(shù)字接口技術(shù)也逐步提上日程,。