من خلال هذا المنشور ، نختتم سلسلة من المقالات المكرسة للرحلة الطويلة للتطوير والتكوين والوصول إلى مشترٍ ضخم للتكنولوجيا. منذ زمن بعيد نسبيًا - على الأقل مقارنة بمعدلات تطور الآخرين تكنولوجيا الكمبيوتر، تم تقديم معيار USB اللاسلكي كمسودة عمل ؛ ثم بدأ تحديث الإصدارات التجريبية لمواصفاته ، والتي تم تفصيلها في منشوراتنا التي يعود تاريخها إلى عام 2005:
- USB لاسلكي. الجزء 1
- USB لاسلكي. الجزء 2
تقنية USB 1.0 اللاسلكية للمبتدئين
الجميع سعداء بالواجهات السلكية الحديثة لأجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات FireWire و USB. بعد تقاعده من النوع القديم "البطيء" LPT و COM الموازي (نعم ، يكسب المتقاعدون المال في المساء ، لكن هذا لم يعد هو السائد) ، ترسخت الواجهات التسلسلية الجديدة في كل مكان - على سبيل المقارنة ، نتذكر Serial ATA و تسلسلي مرفق SCSI (SAS) بدلاً من SCSI و PCI-Express لاستبدال PCI / AGP. نعم ، الجميع سعداء باستخدام FireWire و USB - الأول من نوعه نسخة جديدةوصلت إلى سرعة 800 ميجابت / ثانية ، وحصلت الثانية أخيرًا على امتداد نظير إلى نظير "On-The-Go". مشكلة واحدة هي بضعة أمتار من الأسلاك المتشابكة باستمرار. وهذا كل شيء.ماذا لدينا هناك بدون أسلاك لمسافات قصيرة؟ بلوتوث؟ للأسف ، حتى في الإصدار الحديث - Bluetooth الإصدار 2.0 ، يبلغ أداؤه حوالي 2.1 ميجابت / ثانية ، فهو غير مناسب جدًا لتبادل الملفات الكبيرة أو نقل محتوى الوسائط المتعددة الحديثة ، وكذلك Zigbee: لا يزال الصوت هنا وهناك ، ولكن الفيديو ليس على الإطلاق.حتى في التعريف القياسي ، ناهيك عن الفيديو عالي الدقة. ربما واي فاي؟ ربما ، ولكن ليس حلا سحريا. أولاً ، لا تزال معايير IEEE802.11a / g مع أداء يصل إلى 54 ميجابت في الثانية وحتى IEEE802.11n مع ضعف الأداء لا تحل محل USB / FireWire السلكي. ثانيًا ، لا تزال Wi-Fi عبارة عن شبكة أكثر من كونها واجهة لنقل الملفات ، وإذا كان الأمر كذلك ، فعندئذٍ تكون بمثابة "بندقية على العصافير". لم يكن هناك منافسون مباشرون لواجهات USB و FireWire السلكية ، وظهرت فكرة بسيطة: استخدام المجموعة الحالية من البروتوكولات والمواصفات من أجل قطع هذه الأسلاك ببساطة وبدء تبادل البيانات على مسافة تصل إلى 10 أمتار عبر قناة راديو. من المرغوب فيه ، مع الحفاظ على تشابه كامل مع خصائص المستهلك الرئيسية لـ USB و FireWire ، أي بساطة الاتصال ، وتحديد الهوية ، والحفاظ على سرعة الإرسال وأمن البيانات. أود أن أشير إلى أن هذا يعني تطوير تقنية FireWire اللاسلكية في تشابه كامل مع WUSB ، لكن هذا خارج نطاق موضوعنا اليوم.
إذن ، Wireless USB 1.0. أولئك الذين يرغبون في دراسة مبدأ تشغيل هذه التكنولوجيا بالتفصيل سيتم إرسالهم إلى المنشورين السابقين ، والآن - فقط بشكل عام. يعتمد معيار USB اللاسلكي على مفهوم منصة تقنية لاسلكية فائقة الاتساع (UWB) لنقل البيانات عبر مسافات قصيرة تصل إلى 10 أمتار ؛ بنطاق ترددي عالٍ (يصل إلى 480 ميجابت في الثانية) واستهلاك منخفض للطاقة. منصة UWB هي الحل لـ الإرسال اللاسلكيمحتوى الوسائط المتعددة عالي الجودة مثل الفيديو بين الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية والأجهزة الطرفية للكمبيوتر الشخصي. تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لتقنية UWB في أنها لا تتداخل مع التقنيات اللاسلكية الأخرى المستخدمة حاليًا ، مثل Wi-Fi و WiMAX والاتصالات الخلوية. من الناحية التخطيطية ، يمكن وصف واجهة USB اللاسلكية على النحو التالي: المعيار يعني استخدام "طبقتين" رئيسيتين لتبادل البيانات - النقل والطبقات المادية. تعتمد طبقة النقل على تقنية النطاق العريض للغاية (UWB) المذكورة أعلاه ؛ المادي هو مستوى تكوين وسيط نقل البيانات ، حيث ، بالإضافة إلى WUSB ، W1394 (Wireless FireWire) ، يمكن أن تظهر Bluetooth وغيرها من البروتوكولات التي لم يتم اختراعها وصياغتها بسهولة. معيار USB اللاسلكي هو أول واجهة UWB يتم جلبها إلى معيار تجاري.
يعد تعديل النطاق العريض للغاية (UWB ، IEEE 802.15.3a) ، بدوره ، مشابهًا جدًا لتلك المستخدمة في معيار Bluetooth: يولد جهاز الإرسال مليارات النبضات على نطاق واسع جدًا - بترتيب عدة جيجاهيرتز ، وطيف التردد ، و يقوم جزء الاستقبال بتحويل النبضات إلى بيانات عن طريق تتبع تسلسلات النبضات المماثلة ؛ يتم إجراء التشكيل عن طريق تعدد الإرسال عبر ترددات الموجة الحاملة المتعامدة (OFDM ، تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد) ، والتي تشكل ، جنبًا إلى جنب مع مبدأ استخدام نطاقات تردد متعددة ، تقنية MultiBand OFDM. بالنسبة لنقل حزم البيانات ، كل شيء بسيط هنا - شبه كامل تقريبًا لتشكيل المعاملات وفقًا لمبدأ USB 2.0. بسبب استخدام تعديل النطاق العريض للغاية مع كثافة طيفية منخفضة ، يتم "تلطيخ" الإشارة في شكل نوع من "الضوضاء البيضاء" على نطاق واسع من الترددات ، بينما يجب ألا تتجاوز كثافة الإشعاع الطيفي الموصى بها مستوى متوسط من -41.3 ديسيبل ميلي واط / ميغاهرتز. ومن ثم ، هناك استنتاجان عمليان مفيدان يتبعان: عدم وجود تأثير على تشغيل وسائل الاتصال الأخرى واستهلاك ضئيل للطاقة.
يحدد معيار طبقة النقل متعدد النطاق OFDM لـ USB اللاسلكي نطاقًا طيفيًا يبلغ 7.5 جيجاهرتز مقسمًا إلى خمس قنوات وعدة نطاقات فرعية منفصلة تبلغ 528 ميجاهرتز على كل قناة. والنتيجة هي 14 نطاقًا فرعيًا لكل منها 528 ميجاهرتز ، مجمعة في 5 أقسام تردد ، في حين أن كل نطاق من النطاقات الفرعية الأربعة عشر فيما يتعلق بمعيار USB اللاسلكي لديه القدرة على دعم تبادل البيانات بسرعات تصل إلى 480 ميجابت في الثانية! تكمن مرونة المعيار اللاسلكي الجديد بالتحديد في حقيقة ذلك دول مختلفةقد لا يُسمح باستخدام جميع النطاقات الفرعية ، ومع ذلك ، فإن هذا لا يؤثر عمليًا على قابلية التشغيل والأداء النهائيين.
بالنسبة لطوبولوجيا USB اللاسلكي ، هناك أيضًا تشابه مع USB السلكي - الأجهزة لها عنوانها الخاص الذي تم الحصول عليه عند الاتصال أو التعداد ، بينما يدعم كل جهاز WUSB قناة واحدة أو أكثر للاتصال بالمضيف ، ويمكن أن يعمل كجهاز طبقة MAC . يتمثل الاختلاف الطوبولوجي الرئيسي لـ Wireless USB في أن وحدة التحكم المضيفة يمكنها دعم ما يصل إلى 127 جهازًا في مجموعة عنقودية ، والتي ، مع ذلك ، لا تستبعد الخيار المعتاد من نقطة إلى نقطة كحالة خاصة. من المثير للاهتمام ملاحظة أن المحاور في تعريف USB اللاسلكي غائبة كفئة بسبب الافتقار الكامل للطلب في مثل هذه البنية: تتعايش المجموعات في بيئة مكانية متداخلة مع الحد الأدنى من التداخل المتبادل ، مما يسمح للعديد من مجموعات WUSB بالعمل ضمن منطقة تغطية مشتركة. مزايا هذا الهيكل - في إمكانية الاستخدام المزدوج ، عندما يمكن للجهاز أداء وظائف مضيف بكمية محدودة - سيسمح هذا الطراز للجهاز بالوصول إلى البيانات الموجودة خارج المجموعة التي يتصل بها هذا الجهاز حاليًا ؛ للقيام بذلك ، يجب على الجهاز إنشاء مجموعة ثانية ، تعمل كمضيف محدود. كما يتيح التوافق مع الإصدارات السابقة من USB اللاسلكي مع USB السلكي إمكانية التوصيل الشفافة لأجهزة USB السلكية ووحدات التحكم المضيفة ، أي لتنظيم نقل البيانات بين مجموعتين. في الواقع ، يمكن أن يسمى هذا "إصلاح الأخطاء" لـ USB ، حيث تم التخلص من الإصدار السلكي فقط مع ظهور بروتوكول USB 2.0 - USB-On-The-Go. يحتوي كل جهاز USB لاسلكي ، بالإضافة إلى برامج التشغيل الخاصة به ، على نظام إدارة الطاقة الخاص به ، دون تحويل هذه المشكلة إلى جهاز التحكم المضيف. هناك ثلاث مخططات لتوفير الطاقة: التبادل الطبيعي للبيانات (وقف الإشعاع في الفترات الفاصلة بين عمليات الإرسال وحيثما يكون ذلك منطقيًا في الوقت الحالي) ؛ وضع السكون (زيادة فترات الاستقصاء عن توفر القناة) ؛ قطع الاتصال. إجمالي استهلاك الطاقة لأجهزة USB اللاسلكية للجيل الأول من PHYs محدود أعلى مستوى ممكن 130-160 ميغاواط من المتوقع تشديد هذا المؤشر. يعتمد معدل تبادل البيانات لواجهة USB اللاسلكية بشكل كبير على المسافة بين المضيف والجهاز ويمكن أن يختلف في بيئة متعددة المهام في النطاق من 53.3 ميجابت في الثانية إلى 480 ميجابت في الثانية: حوالي 106.7 ميجابت في الثانية على مسافة تصل إلى 10 أمتار ؛ 200 ميجابت في الثانية لمسافة 4 أمتار وحتى 480 ميجابت في الثانية لمسافة تزيد عن 2 متر. مثال سريع: يبلغ دفق الفيديو النموذجي بجودة SDTV / DVD 3-7 ميجابت في الثانية وحوالي 19-24 ميجابت في الثانية في معيار HDTV. وفقًا لمطوري المعيار ، ستتمتع تقنية USB اللاسلكية في المستقبل بحماية موثوقة للغاية لحركة المرور من الوصول غير المصرح به ، على مستوى معيار USB 2.0 السلكي. من الناحية العملية ، سيستخدم الجيل الأول من USB اللاسلكي تشفير AES-128 باستخدام CBC-MAC (CCM) ، وهي خوارزمية تشفير متدفقة قياسية باستخدام كتل AES. تقوم تقنية USB اللاسلكية بتشفير حركة المرور باستخدام المفاتيح العامة المستخدمة للمصادقة. يمكن أن يستخدم تشفير المفتاح العام مستوى التشفير النموذجي و RSA الأكثر أمانًا مع مفتاح 3072 بت وتجزئة SHA-256. تعمل بنية التشفير لتوصيلات USB / WUSB السلكية المختلطة أيضًا على تشفير حركة المرور التي تمر عبر الاتصالات السلكية ، وهذا يتجنب الارتباك والأخطاء عند فرز حركة المرور على سلكي / لاسلكي. أخيرا، جزء البرنامج... ضمنت Microsoft ، التي شاركت في جميع مراحل تطوير المعيار ، توافق برامج التشغيل الحالية مع عدم وجود تغييرات تقريبًا ، باستثناء USB ISOC ، بالإضافة إلى محرك وظيفي واحد لـ PAL (طبقة تجريد بروتوكول) السلكية / اللاسلكية. تتضمن بنية البرنامج المضيف لتنفيذ دعم UWB دعم PCI و PCI Express لبطاقات فتحة الواجهة ، بالإضافة إلى الدعم المشتق تلقائيًا لإصدارات CardBus و ExpressCard. بالإضافة إلى ذلك ، يتم دعم حلول WUSB مع USB Dongles القياسي. في النهاية ، لا يهتم نظام التشغيل حقًا بما إذا كان يتم استخدام وحدة تحكم EHCI (USB 2.0) أو WHCI (USB اللاسلكي) ؛ في الممارسة العملية ، ينظر نظام التشغيل إلى رابط USB اللاسلكي على أنه اتصال USB سلكي عادي.
لاستكمال الرحلة التكنولوجية ، يضم التحالف الصناعي UWB - WiMedia Alliance حاليًا أكثر من 200 شركة عضو تعمل على تسويق أجهزتها ضمن مواصفات معيار USB اللاسلكي. الآن - ربما تكون القصة الأكثر إثارة للاهتمام حول أجهزة USB اللاسلكية الحقيقية.
منذ سنة 1
USB اللاسلكي هو USB لاسلكي ، أي معيار لنقل البيانات لاسلكيًا. يتم تطويره بواسطة Wireless USB Promoter Group.يشير USB اللاسلكي إلى تقنيات فئة PAN (شبكة المنطقة الشخصية). بادئ ذي بدء ، تم تصميمه لتبادل البيانات على مسافات قصيرة... تعلن المواصفات صبيب 480 ميجابت / ثانية - على مسافة تصل إلى 3 م ، 110 ميجابت / ثانية - على مسافة تصل إلى 10 م.
أظهر الإصدار الأول من Wireless USB ، الذي تم الإعلان عنه في عام 2005 ، هذا النطاق الترددي بالضبط. وفي عام 2007 ، دخلت المنتجات الأولى السوق بالفعل.
النماذج الأولية الموجودة في الوقت الحالي توفر بالفعل مثل هذه السرعات. مثال على شبكة من هذه الفئة بلوتوث. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الإنتاجية التي يمكن تحقيقها في إطار هذه التكنولوجيا هي أقل بمرتين من حيث الحجم.
يجب التأكيد أيضًا على أن USB اللاسلكي يستخدم طاقة أقل بمئات المرات لنقل نفس القدر من المعلومات بنفس معدل البت.
تعتبر الأسواق المحتملة لـ USB اللاسلكي ليس فقط المجال المعتاد لـ USB السلكي ، أي سوق الأجهزة الطرفية للكمبيوتر الشخصي ، ولكن أيضًا أسواق تكنولوجيا الهاتف المحمول ، وكذلك الإلكترونيات الاستهلاكية.
يمكن أن يحل USB اللاسلكي محل USB السلكي التقليدي. تشمل الأجهزة المتصلة النموذجية لوحة المفاتيح والماوس والكاميرا والطابعة ووحدة التخزين الخارجية والمزيد. يعد USB اللاسلكي جيدًا أيضًا لمشاركة الطابعة البسيطة إذا لم يكن لديهم واجهة شبكة قياسية أو اتصال خادم طباعة.
تتصرف الطابعة المتصلة بـ Wireless USB كما لو كانت متصلة عبر USB مباشرة بجهاز كمبيوتر عادي. التكنولوجيا ليست مصممة للإبداع شبكات الحاسب، على الرغم من أن النظرية تقترح ذلك أيضًا.
غالبًا ما تُعتبر هذه التقنية هي المرشح الأكثر ترجيحًا للنقل الرئيسي للمنزل الرقمي. للحصول على أفضل النتائج في هذا المجال ، تم تقديم دعم موسع لحركة المرور المتزامنة. يجب اعتبار هذا أحد الابتكارات الرئيسية فيما يتعلق بـ USB السلكي. نتيجة لذلك ، سيكون من الممكن توفير بث صوتي وفيديو عالي الجودة.
في عام 2010 ، تم الانتهاء من مواصفات Wireless USB 1.1 ، مما سيؤدي إلى زيادة سرعات نقل البيانات. كما يقدم الدعم للمزيد ترددات عالية- ما يصل إلى 6 جيجاهرتز وأعلى. يوفر USB 1.1 اللاسلكي دعمًا لتقنية الاتصال بالحقل القريب (NFC). هذا يعني أنه من الأسهل إعداد وتشغيل أجهزة USB اللاسلكية. في الوقت نفسه ، احتفظ المطورون بالتوافق مع الإصدارات السابقة مع المعدات الموجودة.
المستخدم الحديث للإلكترونيات المحمولة - من الهواتف إلى أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، دون أن يلاحظ ذلك بنفسه ، من الشراء إلى الشراء "ينمو" كل شيء كمية كبيرةواجهات لاسلكية. يبدو أنه في الآونة الأخيرة كان يكفي وجود منفذ الأشعة تحت الحمراء لجميع احتياجات الاتصال - ولكن لا ، ظهرت تقنية Bluetooth ، وأصبحت الحياة أسهل ، وأصبحت الحياة أكثر متعة. اليوم ، لم يعد الكثيرون يتخيلون حياتهم بدون Wi-Fi ، والخطوة التالية هي ظهور WiMAX ، والهاتف المحمول نفسه ، بمعنى واسع ، هو واجهة لاسلكية للتواصل مع العالم الخارجي.
لذا ، فإننا الآن نخاطر بالتشابك ليس في مجموعة متشابكة من أسلاك الواجهة ، ولكن في مجموعة متشابكة من معايير مختلفة وأحيانًا ليست متوافقة جيدًا. ومع ذلك ، تلوح في الأفق معايير جديدة غير معروفة حتى الآن للاتصالات اللاسلكية ، أحدها هو USB اللاسلكي ، والذي يهدد بمرور الوقت بإحلال بعض الطرق المعروفة لتفاعل الأجهزة المحمولة مع الأجهزة الطرفية.
يبدو ، لماذا نعيد اختراع العجلة ، أي تغيير العبارة كما هي مطبقة على قطاع الواجهات اللاسلكية ، ولماذا تأتي بمعيار جديد عندما يكون هناك بالفعل نفس البلوتوث ، ومنافذ الأشعة تحت الحمراء ، وللمسافات الأكبر وشبكة Wi-Fi سرعات؟ دعنا ننتقل إلى الرسم البياني أدناه ونلقي نظرة على التطبيقات اليومية حيث لن تتمكن تقنية Bluetooth الشهيرة بأي حال من التعامل مع تدفق البيانات المقترح.
يرجى ملاحظة: أن تركيز Bluetooth يعمل مع الأجهزة الطرفية والتطبيقات التي تستهلك حركة مرور منخفضة السرعة نسبيًا ، كقاعدة عامة ، أجهزة الإدخال والمزامنة ونقل الصوت مع متطلبات منخفضة نسبيًا لجودة دفق الصوت. على الرغم من حقيقة أن Intel تخطط لصنع Bluetooth 1.2 واجهة قياسيةفي أجهزة الكمبيوتر المحمولة القائمة على تقنية Centrino بالفعل في عام 2005 (بشكل أساسي لنقل الصوت الاستريو) ، أينما يتعلق الأمر بنقل الفيديو ، يتم استبعاد Bluetooth تلقائيًا.
ولكن ماذا عن شبكة Wi-Fi ، التي تمتد إمكانياتها الآن في تطبيقات IEEE 802.11a / g إلى تبادل حركة مرور تصل إلى 54 ميجابت / ثانية؟ مما لا شك فيه أن هذا أفضل بالفعل ، ولكن أولاً ، لا تزال شبكة Wi-Fi أداة تم شحذها قليلاً للمهام الأخرى ، على الرغم من أنها قد تكون مناسبة لعدم وجود الأسماك. ثانيًا ، لا تنس أنه الآن فقط يشعر المستخدم بالراحة نسبيًا على القنوات المخصصة لشبكة Wi-Fi ، وماذا سيحدث عندما يتم توصيل سماعات الرأس والمكانس الكهربائية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الأخرى ببعضها البعض في كل شقة ثانية؟ وثالثاً ، كل ما قد يقوله المرء ، ولكن حتى للبعض التطبيقات الحديثةتبين أن السرعة القصوى لشبكة Wi-Fi ، التي لا تتجاوز 54 ميجابت / ثانية (سنترك مناقشة طرق ضغط حركة المرور خلف الكواليس في الوقت الحالي) منخفضة بشكل ميؤوس منه. ماذا يمكننا أن نقول عن المنازل الرقمية القادمة والرغبة في نقل / بث كميات من محتوى الصوت / الفيديو بجودة مناسبة أكثر أو أقل ...
لذلك ، اتضح أنه لا تزال هناك حاجة لواجهة محلية بسيطة وموثوقة وفعالة. بمعنى آخر ، لن يكون المستخدم زائدًا عن الحاجة على الإطلاق مع الخيار بإمكانيات IEEE1394 أو USB 2.0 ، ولكن بدون أسلاك. دع نصف قطر عملها يمكن مقارنته بالخيارات السلكية - 3-5 أمتار ، لا يزيد عن 10 ، ولكن يجب ضمان معدل تبادل بيانات لائق يمكن مقارنته بالخيارات السلكية ، نظريًا عدد غير محدود من القنوات ، وبما أننا نتحدث عن الحديث الحقائق ، إن أمكن ، مع حماية جيدة ضد الوصول غير المصرح به إلى البيانات وانخفاض استهلاك الطاقة.
ألم تنسى شيئاً؟ في الواقع ، نرغب في استيعاب عدد غير محدود من النطاقات على قنوات التردد اللاسلكي المزدحمة اليوم. والذي ، بسبب عرض القناة المطلوب لسعر تبادل بيانات لائق ، وفقًا لنظرية Kotelnikov ، سوف "يلتهم" ببساطة جميع الموارد المتاحة ، مما يؤدي في نفس الوقت إلى إزاحة التلفزيون والراديو ومجالات أخرى من مشغلي الهاتف المحمول وجذوع الأقمار الصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، من المستحسن أن تكون أبعاد مهايئات الواجهة نفسها قابلة للمقارنة مع موصلات كبل USB الحالية ، بحد أقصى - بأبعاد fobs مفتاح الفلاش ، وحتى أفضل ، بحيث لا "تبرز" من الهواتف المحمولة والجيب أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، مختبئة بالداخل.
رائع؟ نعم ، إذا كنت تستخدم الأنواع الحديثةالتشكيل بالتردد والطور والوقت وأي مضاعفة إرسال أخرى. لا ، عندما يتعلق الأمر بنقل البيانات ذات النطاق العريض.
USB لاسلكي: الخطوات الخجولة الأولى
تميزت بداية سبتمبر 2004 بجلسة الخريف التالية لمنتدى مطوري Intel في سان فرانسيسكو ، حيث عرضت Intel ، جنبًا إلى جنب مع NEC و Texas Instruments و Wisair ، لأول مرة أجهزة جديدة متوافقة مع مواصفات USB اللاسلكية. لم يبلغ عمر تقنية تبادل البيانات الجديدة عامًا بعد ، لأنه ولأول مرة مجموعة العمل التي تدعم معيار USB اللاسلكي - مجموعة مروج USB اللاسلكية، عن وجودها في فبراير 2004. في ذلك الوقت ، كانت مجموعة دعم WUSB تتألف من Agere Systems و HP و Intel و Microsoft و NEC و Philips و Samsung ، ومع ذلك ، على مدار الأشهر الستة الماضية ، تمتلك Appairent Technologies و Alereon Inc. و Staccato Communications و STMicroelectronics و Texas Instruments و Wisair انضم إلى المجموعة ، مساهمة كبيرة في تطوير التكنولوجيا الجديدة.
يتمثل التحدي الرئيسي الذي وضعته مجموعة العمل الجديدة في الترويج لـ USB اللاسلكي في الحفاظ على أجهزة USB الحالية ، والبنية التحتية للسائق ، ومظهر أجهزة USB السلكية وقابليتها للاستخدام ، مما يجعل من الضروري الحفاظ على الاستثمارات السابقة.
على الرغم من حقيقة أنه لأول مرة ظهرت عبارة "USB لاسلكي" في فبراير في منتدى IDF 2004 الربيعي ، والعمل على تكييف UWB كواجهة قياسية عالية السرعة لأجهزة الكمبيوتر كان قبل ذلك ، فقد تعلمنا أولًا أكثر أو أقل أهمية تفاصيل المواصفات القياسية في يوليو ، في أيام مؤتمر Wireless Japan 2004. في ذلك الوقت تم الإعلان عن المواعيد النهائية بشكل لا يصدق للتقديم التجاري للمعيار - 2005 ، ويمكن القول إن WUSB جعل الناس يبدأون في الحديث عن أنفسهم لأول مرة ، على الرغم من أن التقديم الشامل للواجهة سيبدأ في 2006-2007. بحلول ذلك الوقت ، وفقًا لتوقعات المحللين من In Stat Group ، فإن عدد جميع أنواع الأجهزة الطرفية التي تحتوي على واجهة USB ، والذي يتجاوز الآن مليار جهاز ، سيصل إلى أكثر من 3.5 مليار. موافق ، سوق مهم ، مستقبله يجب التفكير مسبقًا.
لذلك ، وضع مطورو المعيار الجديد لأنفسهم مهمة إعداد المواصفات التي ستصبح الواجهة اللاسلكية البسيطة المعتادة عالية الأداء لأجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي والهواتف المحمولة والأجهزة الطرفية للكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية ، مما يوفر اتصالاً مريحًا وعالي الجودة. سرعة تبادل البيانات.
كما هو مخطط ، ستضمن التكنولوجيا الجديدة والمعايير الفرعية ذات الصلة استخدام السرعة العالية اتصالات لاسلكيةبين الأجهزة المختلفة في الحياة اليومية وفي المكتب. يتم تطوير معايير جديدة لشبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية (WPAN) وهي مصممة لنقل الصور والصوت والبيانات الأخرى عبر اتصالات النطاق العريض عالية السرعة. فيما يلي قائمة قصيرة بالأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية التي تحتاج إلى USB لاسلكي في الوقت الحالي:
- مراكز الترفيه المنزلي القائمة على الكمبيوتر
- كاميرات الفيديو الرقمية
- الكاميرات الرقمية
- تلفزيونات HDTV
- ناسخات DVD-RW / CD-RW خارجية
- التخزين الخارجي (HDD)
- لعب لوحات المفاتيح
- مشغلات MP3
- صناديق التلفزيون
- الهواتف المحمولة وأجهزة الاتصال
- مشغلات فيديو الجيب (مشغل فيديو شخصي ، PVP)
- أجهزة فيديو الجيب (مسجل فيديو شخصي ، PVR)
- طابعات
- الماسحات الضوئية
- أجهزة عرض رقمية
- سماعات ومكبرات صوت
يمكن للجميع متابعة هذه القائمة بأنفسهم ، مع استدعاء جميع الأجهزة المنزلية أو المكتبية ذات واجهات USB / FireWire ، خاصة بالنظر إلى ظهور مواصفات لإصدار نظير إلى نظير من USB - USB-On-The-Go. ربما حان الوقت للتفكير في طريقة لقطع حزمة الكابلات وتحرير نفسك من التعلق بهذه الأسلاك.
USB لاسلكي: طوبولوجيا
تتميز طوبولوجيا USB اللاسلكية بالمفهوم الواسع لـ "المحور والتحدث" ، أي إعادة الصياغة مجازيًا إلى اللغة الروسية ، "المحور [العجلات] والسلك" (انظر الرسم البياني أدناه). يتم لعب دور المحور في حالتنا بواسطة جهاز التحكم المضيف ، والذي يقوم بتهيئة حركة المرور مع كل جهاز طرفي متصل به ويتحكم في تدفق البيانات ، ويخصص كل فتحة زمنية مقابلة وعرض النطاق الترددي للقناة المقابلة.
وبالتالي ، يتصل كل جهاز USB لاسلكي بالمضيف بطريقة من نقطة إلى نقطة. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين هذا المخطط وإصدار USB السلكي في عدم وجود محاور إضافية خاصة في المخطط الطوبولوجي. ومع ذلك ، يشير مضيف USB اللاسلكي إلى وجود L. قم بتوصيل ما يصل إلى 127 جهازًا لاسلكيًا USB بشكل منطقي.
من المثير للاهتمام ملاحظة أن المجموعات الناتجة من أجهزة USB اللاسلكية تتعايش في بيئة واحدة مع الحد الأدنى من التداخل. بالإضافة إلى الإمكانات اللاسلكية التي توفرها ، فإن واجهة USB اللاسلكية متوافقة مع الإصدارات السابقة مع USB السلكي وتسمح بالربط الواضح بين أجهزة USB السلكية ووحدات التحكم المضيفة. وبالتالي ، لا يمكنك إنشاء اتصالات "شبكة" من المستوى الثاني بين مضيفين فحسب ، بل يمكنك أيضًا تنظيم نقل البيانات بين مجموعتين.
من الجدير بالذكر أن هيكل WUSB يتضمن بالضرورة دعمًا لنموذج التفاعل المزدوج ، عندما يتم منح الجهاز بعض إمكانيات المضيف المحدودة (في صورة ومثال USB-On-The-Go) ، مما يسمح أجهزة محمولةالوصول إلى بعض الخدمات كجهاز مضيف ، مثل الطابعات.
USB اللاسلكي: طيف الترددات الراديوية ونوع التعديل
يعتمد معيار USB اللاسلكي على استخدام تقنية تعديل النطاق العريض للغاية (UWB) بناءً على توصيات تحالف MultiBand OFDM Alliance (MBOA) و WiMedia Alliance. سيكون من الأدق القول إن USB اللاسلكي هو مجرد واحد من المعايير التي وصلت تقريبًا إلى التنفيذ العملي للمعايير لإنشاء ما يسمى بالشبكات الشخصية اللاسلكية - Wireless PAN (شبكة المنطقة الشخصية) ، استنادًا إلى تقنية اتصالات UWB الناشئة حديثًا ، مما يعني استخدام نطاق تردد واسع جدًا - يصل إلى 30 جيجاهرتز ... ومع ذلك ، لم تتم الإشارة إلى مدى تردد تقنية UWB حتى الآن إلا في الولايات المتحدة ، حيث تم اعتمادها من قبل لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) بعد مناقشات متكررة مع مصنعي الرادار ؛ لا يزال التصديق على UWB من قبل اللجان الوطنية للاتصالات الفرعية في اليابان ودول منطقة اليورو في المقدمة.
كل من المنظمات المذكورة أعلاه ، MBOA و WiMedia Alliance ، هي جمعيات صناعية مفتوحة تم إنشاؤها لتعزيز المعايير الشخصية. الشبكات اللاسلكية- WPAN (الشبكات الشخصية اللاسلكية). أسارع إلى إرضائك: سيكون USB اللاسلكي واحدًا من سلسلة كاملة من الواجهات اللاسلكية التي تستخدم تقنية UWB ، في الواقع ، في المستقبل سيكون لدينا مجموعة كاملة من الواجهات اللاسلكية المختلفة مع منظمة واحدة من بروتوكولات العنونة والطبقة المادية على أساس مواصفات IEEE802.15.3.
تقليديا ، في ظل التشكيل عريض النطاق - UWB ، يعني تشغيل المرسل ، حيث يتم توليد بلايين النبضات في نطاق واسع جدًا - بترتيب عدة جيجاهيرتز ، طيف تردد. يقوم جهاز الاستقبال بتحويل النبضات إلى بيانات عن طريق تتبع قطارات النبضات المماثلة. بشكل عام ، يشير UWB إلى أي تقنية تردد راديوي تشغل طيفًا بعرض نطاق أكبر من 20٪ من تردد الموجة الحاملة لجهاز الإرسال ، أو تعمل في نطاق أكبر من 500 ميجاهرتز.
تعني تكنولوجيا UWB الحديثة استخدام مبدأ تعديل مختلف - تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) ، والذي يتطلب ، مع ذلك ، استخدام نطاقات تردد واسعة جدًا. في حالة استخدام OFDM مع العديد من نطاقات التردد ، نحصل على تقنية MultiBand OFDM ، والتي تتمتع بمزايا كبيرة مقارنة بالخيارات ذات النطاق الضيق نسبيًا ، على سبيل المثال ، IEEE802.11a ، والتي يتم التعبير عنها في سهولة التكيف مع المعيار متطلبات لجان الاتصالات في أي دولة ، وإمكانية تطوير ممتازة في المستقبل والتوافق مع الإصدارات السابقة للإصدارات المحدثة. مثال بسيط: هل المشرعون في أي بلد لا يحبون عرض النطاقات الفرعية المطلوبة؟ يرجى ضبط عرضهم ديناميكيًا ، وتعطيل العروض المحظورة ، وفي النهاية لا يزال المعيار يلائم المتطلبات.
في حالة المعيار الفرعي MultiBand OFDM المتقدم ، ينقسم القسم الطيفي 7.5 جيجاهرتز إلى عدة نطاقات منفصلة بتردد 528 ميجاهرتز. تتيح لك القدرة على الاتصال الديناميكي لمناطق معينة تلبية متطلبات أي لجان اتصالات وطنية.
تنقسم خطة تخصيص مدى التردد لأجهزة MultiBand OFDM ، وفقًا لتوصيات MBOA ، إلى خمس قنوات منطقية (انظر الرسم البياني أعلاه). يعتبر دعم القناة 1 ، الذي يتضمن أقسام التردد الثلاثة الأولى ، مطلبًا لجميع أجهزة UWB. يتيح الجمع بين القنوات المختلفة تنظيم أوضاع تشغيل مختلفة لأجهزة MultiBand OFDM.
في التوصية الحالية لتحالف MultiBand OFDM ، تُستخدم النطاقات من واحد إلى ثلاثة (إلزامي) لتشغيل الأسلوب 1 ، بينما تُستخدم النطاقات من 2 إلى 5 اختيارية. يتيح هذا الترتيب دعم ما يصل إلى أربعة أنماط لتشكيل التردد الزمني لكل قناة ، لما مجموعه 20 قناة فرعية في توصية MBOA الحالية. بالإضافة إلى ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن توصيات MBOA تسمح أيضًا بتجنب استخدام القناة رقم 2 في حالة التداخل مع أنواع غير مرخصة من الواجهات اللاسلكية (U-NII ، البنية التحتية للمعلومات الوطنية غير المرخصة) مثل IEEE802.11a الحالي.
في الوقت نفسه ، تظل بنية الأجزاء الراديوية المستقبلة والمرسلة للواجهة ، على الرغم من الدوائر المعقدة نوعًا ما لمُصنِّعات التردد والوحدات النمطية الأخرى ، نموذجية تمامًا لحلول OFDM.
مخطط كتلة جهاز الإرسال
مخطط كتلة جهاز الاستقبال
بالمناسبة ، لم يتم اختيار الترددات المتوسطة للنطاقات وحدودها بشكل عشوائي. عندما يتعلق الأمر بإنشاء مُركب تردد ، فمن الواضح أنه داخل كل قطاع ترددات الساعةيتم إنشاء نطاقات التردد بشكل ممتاز بسبب وجود مولد تردد مرجعي واحد:
التوافق العكسي مع المعيار السلكي USB عمليًا يعني أن خصائصه قد تم نقلها إلى الحد الأقصى من هذا المعيار ، بما في ذلك أحداث الإشارة (الاتصال ، الفصل ، انقطاع التبادل ، الاستئناف ، إلخ) ، ميزات بناء بروتوكول لتنظيم المعاملات ، إلخ.
يتم تشكيل حزم البيانات باستخدام تقنية تستند إلى بروتوكول الوصول المتعدد بتقسيم الوقت (TDMA).
من بين معرّفات البروتوكول المثيرة للاهتمام ، يمكن للمرء ملاحظة الوجود الإجباري لسجل يحمل معلومات حول وظائف الجهاز كمضيف. تجدر الإشارة أيضًا إلى MSSI (فهرس التدفق المجدول الدقيق) الفريد المستخدم لتحديد WUSB.
USB لاسلكي: الطاقة والاستهلاك
تستحق مسألة استهلاك الطاقة لمكونات التردد الراديوي للواجهة اهتمامًا خاصًا ، نظرًا لأن هذه المعلمة هي الأكثر أهمية للأجهزة المحمولة. كما تعلم ، فإن استهلاك الطاقة لجهاز PDA نموذجي ، باستثناء استخدام الواجهات اللاسلكية ، يتراوح من 250 إلى 400 ميغاواط ، لـ هاتف خليوينطاق استهلاك الطاقة النموذجي هو 200 - 300 ميغاواط. يجب ألا تؤدي إضافة واجهة USB لاسلكية إلى زيادة استهلاك الطاقة للأجهزة المحمولة بأكثر من الواجهات اللاسلكية الأخرى.
كما تعلم ، في الظروف الحالية ، من المستحسن تمامًا أن تضمن الأجهزة التي تعمل بالطاقة الذاتية تشغيل الجهاز المحمول في وضع الاستعداد لمدة تتراوح من 3 إلى 5 أيام وحتى عدة أشهر لأجهزة فئة التحكم عن بُعد. جهاز التحكم... من المتوقع أن يكون استهلاك الطاقة للجيل الأول من وحدات التحكم في واجهة USB اللاسلكية القائمة على حلول MBOA (MultiBand OFDM Alliance) RF الموحدة أقل من 300 ميجاوات. سيستهلك الجيل الثاني من هذه الأجهزة أقل من 100 ميغاواط. عند تطوير مخططات الطاقة ، سيكون التركيز الأساسي على استخدام الدوائر الكهربائية التي تنتقل إلى وضع "السكون" في حالة عدم وجود إشارة ، فضلاً عن الاستخدام الواسع لأوضاع الطاقة Sleep / Listen / Wake.
USB اللاسلكي: آفاق الأداء وقابلية التوسع
يشير الإصدار 0.7 الحالي من مواصفات USB اللاسلكية إلى أن الواجهة تعمل ضمن دائرة نصف قطرها تصل إلى 3 أمتار بمعدل تبادل بيانات يصل إلى 480 ميجابت في الثانية مع استهلاك منخفض للطاقة ، وهو ما يمكن مقارنته بمعيار USB 2.0 السلكي الحالي. في الواقع ، مثل العديد من الواجهات الأخرى ، اعتمادًا على المسافة بين المضيف والجهاز ، بالإضافة إلى مجموعة من الخصائص البيئية الأخرى ، يتراوح أداء الواجهة من 55 ميجابت في الثانية إلى 480 ميجابت في الثانية. فيما يلي الخصائص المرجعية المعلنة لأداء الواجهة اعتمادًا على المسافة:
- 110 ميجابت في الثانية على مسافة حوالي 10 م
- 200 ميجابت في الثانية على مسافة تزيد عن 4 أمتار
- 480 ميجابت في الثانية @ 2 م
في هذه الحالة ، لا يزيد استهلاك الطاقة لجزء الإرسال عن 130 ميغاواط ولا يزيد جزء الاستقبال عن 160 ميغاواط. الخصائص الرئيسية المطالب بها في المرحلة الحالية من التجارب مع الواجهة موضحة في الجدول أدناه (مع كسب هوائي قدره 0 ديسيبل ، بيانات من شركة Texas Instruments):
وفقًا للمطورين ، سيدعم الجيل التالي من مواصفات الواجهة نقل البيانات بسرعات تصل إلى 1 جيجابت / ثانية.
مشكلات أمان USB اللاسلكية
أثناء عملنا مع USB عادي ، لا يكون لمشكلات حماية البيانات أي معنى فيما يتعلق بالطبيعة السلكية للواجهة. ومع ذلك ، كما هو الحال مع أي واجهة لاسلكية أخرى ، ستظهر مشكلات الأمان في المقدمة أثناء الانتقال إلى استخدام WUSB. ومع ذلك ، فإن متطلبات مواصفات الواجهة عند ضمان أمن التبادل تعني أن عملية التشفير لا تؤثر على سعر الصرف والسعر النهائي للحل.
من المفترض أن يتم توفير التشفير في Wireless USB في الأجهزة باستخدام بروتوكول AES-128 ، مما يوفر أمانًا إضافيًا يمكن تنفيذه على مستوى التطبيق.
المجموع
كان العرض التوضيحي ، الذي عُقد كجزء من جلسة منتدى مطوري Intel لعام 2004 ، خطوة مهمة لتحالف OFDM متعدد النطاقات (MBOA) ، حيث تم إنشاء أول اتصال على الإطلاق بين أجهزة MAC الخاصة بالموردين باستخدام واجهة طبقة مادية مشتركة ونموذج أولي مجموعة تطبيقات USB اللاسلكية.
يوجد حاليًا على جدول أعمال مطوري معيار USB اللاسلكي اعتماد بروتوكول الطبقة المادية. ومن المتوقع صدور النسخة النهائية من بروتوكول MAC في الربع الأخير من عام 2004 ، كما سيتم إصدار النسخة النهائية من مواصفات WUSB بنهاية هذا العام. من المتوقع أن يتم تقديم أول سليكون UWB و WUSB في أوائل إلى منتصف عام 2005 ، وستصل حلول USB اللاسلكية الأولى إلى السوق في أواخر عام 2005.
يعتقد المطورون أن حلول WUSB لأجهزة الكمبيوتر المكتبية وحلول CE ستكون الأولى في السوق ، وستظهر خيارات الواجهة للأجهزة المحمولة بعد ذلك بقليل. وبالتالي ، في 2005-2006 ، ستظهر في السوق وحدات تحكم مضيفة منفصلة وبطاقات واجهة في شكل حلول لحافلات PCI و PCI Express و ExpressCard ، بالإضافة إلى خيارات منفذ USB 2.0. في 2006 - 2007 سيأتي الوقت لوحدات تحكم WUSB المدمجة وظهور الأجهزة الطرفية مع WUSB "الأصلي".
لا تتفاجأ لأنه لم يسمع سوى القليل عن واجهة WUSB في هذا الوقت ، فلم يحن وقتها بعد. يعد المطورون أنفسهم بفتح موقع دعم USB اللاسلكي فقط في الربع الأخير من عام 2004 ، أقرب إلى جاهزية الإصدار النهائي من المعيار. ربما بحلول هذا الوقت سنرى شعار المعيار الجديد لأول مرة.
وفقًا لذلك ، طالما لا يوجد معيار ، فلا أحد "يُحدث" ضجيجًا بشأن مستقبله على وجه الخصوص. لكن أنا وأنت الآن جاهزون إلى حد ما للقائه ...
مصادر إضافية
يتم إيلاء اهتمام خاص في جميع أنحاء العالم اليوم لإدخال تقنيات الاتصالات اللاسلكية والواجهات ، والتي تكتسب شعبية بين المستخدمين الذين يبحثون عن التنقل. ومع ذلك ، تُستخدم تقنية Bluetooth بشكل أساسي كسماعة رأس لاسلكية. الهواتف المحمولةيحل Wi-Fi معظم مشاكل الشبكة ويستخدم لخدمة المشتركين في الوصول اللاسلكي واسع النطاق في الميل الأخير عند الوصول إلى الإنترنت ، ولا يُعرف بعد متى ستظهر تقنية WiMax وستحل نفس مشاكل Wi-Fi ، أي لتوفير النطاق العريض وصول لاسلكيةخارج خط البصر بين هوائيات المشترك والمحطات القاعدية ، فقط أسرع بكثير.
وفي الوقت نفسه ، ظل قطاع واجهات الكمبيوتر المحلية ، كما كان ، على الهامش - كل شيء يعمل على مسافة عدة أمتار ويوفر تبادل البيانات و / أو الاتصال لجميع أنواع الإلكترونيات مع الأجهزة الطرفية أو مع بعضها البعض. أصبحت واجهة الأشعة تحت الحمراء اللاسلكية من IrDA شيئًا من الماضي بهدوء مع منافذ COM و LPT ، دون أن تحظى بقبول واسع النطاق ، ولم ترق تقنية Bluetooth ، نظرًا لمحدودية الأداء ومشاكل التوافق ، إلى مستوى التوقعات في هذا الصدد.
في مجال واجهات الكمبيوتر السلكية ، تكتسب USB شعبية متزايدة ، والتي يصفها العديد من خبراء الكمبيوتر بأنها الواجهة الأكثر نجاحًا في تاريخ أجهزة الكمبيوتر الشخصية. هذه هي الواجهة الأكثر تنوعًا وملاءمة وشعبية المستخدمة اليوم لتوصيل أجهزة الماوس ولوحات المفاتيح والطابعات و محركات الأقراص الصلبةومحركات أقراص DVD وملحقات الكمبيوتر الأخرى. وبالتالي ، وفقًا للخبراء ، يتم استخدام حوالي 3 مليارات منفذ USB في العالم اليوم ، وسيتم إضافة 3-4 مليارات أخرى إليها في العامين أو الثلاثة أعوام القادمة.هذا النجاح الباهر جعلنا نفكر في نقل معيار USB إلى عالم التقنيات اللاسلكية. تبدو فكرة التخلص من واجهة USB المعتادة من الأسلاك في ضوء التنقل العصري اليوم منطقية ومعقولة تمامًا. بعد كل شيء ، حتى لو كانت الحافلات السلكية الأكثر تقدمًا تتأثر حاليًا بطريقة "قطع الأسلاك" ، فلماذا لا تقوم بإزالة جميع الأسلاك الأخرى من أجهزة الكمبيوتر لدينا أيضًا؟
بالإضافة إلى ذلك ، بالإضافة إلى قطاع الواجهات المحلية ، الذي يوفر تبادل البيانات و / أو الاتصال لجميع أنواع الأجهزة الإلكترونية مع الأجهزة الطرفية أو مع بعضها البعض ، فإن USB اللاسلكي لديه مهمة أخرى مهمة لا يمكن للبلوتوث ولا Wi-Fi التعامل معها. واي ماكس. هذا هو ما يسمى بمفهوم المنزل الرقمي ، والذي سيتطلب بنية تحتية مريحة وموثوقة وفي نفس الوقت غير مكلفة وذات نطاق ترددي عالٍ. بحاجة إلى تكنولوجيا جديدةمدفوعًا بتغلغل الأفكار اللاسلكية في عالم الإلكترونيات الاستهلاكية. يتطلب نقل تدفقات الصوت والفيديو الرقمية بين الأجهزة المتعددة التي تشكل البيئة المنزلية الرقمية نطاقًا تردديًا هائلاً. لا يمكن لتقنية Bluetooth (التي تبلغ سرعتها القصوى 1 ميجابت / ثانية) ولا شبكة Wi-Fi (حتى 54 ميجابت / ثانية) توفيرها ، كما أنها غير مهيأة للنقل المتزامن للعديد من التدفقات عالية السرعة عبر مسافات قصيرة في ظل قيود شديدة على القدرة المشعة.
لكن USB اللاسلكي ، نظرًا لخصائصه التقنية وميزاته المعمارية ، سيسمح للمستخدمين المنزليين بالاتحاد شبكة منزليةجميع معدات الوسائط المتعددة والأجهزة المنزلية. فيما يتعلق بالوظائف ، يجب أن ترث الأجهزة المزودة بواجهة USB لاسلكية جميع مزاياها من نظيراتها السلكية (بما في ذلك معدل صرف مرتفع يصل إلى 480 ميجابت في الثانية من إصدار USB 2.0) وأن تضيف إليها جودة أكثر قيمة - الغياب التام للأسلاك ، وبالتالي قدرة عالية على الحركة.
مبادرة إنتل
إنتل (التي استثمرت ، بالمناسبة ، موارد كبيرة في تطوير مفهوم المنزل الرقمي) وشكل قادة الصناعة الآخرون مجموعة Wireless USB Promoter Group في أوائل عام 2004 لتعزيز التكنولوجيا عالية السرعة للاتصال اللاسلكي. الأجهزة الخارجية- USB لاسلكي (WUSB). بالإضافة إلى إنتل ، تضم هذه المجموعة شركات مثل Agere Systems و HP و Microsoft Corporation و NEC و Philips Semiconductors و Samsung Electronics. يتم دعم Wireless USB Promoter Group بشكل نشط من قبل Appairent Technologies و Alereon، Inc. و STMicroelectronics و Wisair.
قامت مجموعة Wireless USB Promoter Group بالفعل بتطوير مواصفات لتقنية USB اللاسلكية 480 ميجابت في الثانية والتي تدعم نفس نموذج الاستخدام والبنية مثل تقنية USB 2.0 السلكية ، والتي تُستخدم اليوم كوسيلة عالية السرعة لتوصيل الأجهزة الخارجية بـ حواسيب شخصية... يتيح ذلك الانتقال السلس من حلول USB السلكية الحديثة إلى التقنيات اللاسلكية الجديدة. من الممكن بمرور الوقت أن تتغلب هذه التقنية على حاجز عرض النطاق الترددي جيجابت. من المفترض أن يقتصر مستوى الطاقة المنبعثة من أجهزة USB اللاسلكية على 300 ميغاواط ، وفي المستقبل يجب أن ينخفض إلى 100 ميغاواط.
في بداية العام الماضي ، وقع حدثان رئيسيان بشأن مصير المعيار الجديد: تم اعتماد مسودة مواصفات WUSB الإصدار 0.95 ، وأعلن مطورو التكنولوجيا الرئيسيان ، WiMedia Alliance و MBOA-SIG ، عن إزالة التناقضات مع Wireless USB Promoter Group وتوحيد الجهود معها في تطوير WUSB. في أواخر مايو ، تم الإعلان عن الإصدار النهائي من Wireless USB 1.0 في مؤتمر مطوري USB اللاسلكي ، مما جعل WUSB معيارًا تجاريًا. في نهاية عام 2005 ، ظهرت المنتجات التجارية الأولى في السوق.
وغني عن القول أن مبادرة إنتل لم تظهر من العدم. تعتبر منصة USB اللاسلكية تطورًا لتقنية النطاق العريض للغاية (UWB) التي طورتها سابقًا مجموعة الدراسة 3 أ التابعة للجنة الفرعية للمعايير IEEE 802.15.3.
الفكرة الرئيسية لـ UWB ، التي أعطت الاسم لهذه التقنية ، تقوم على عرض النطاق الترددي للطيف المتاح ، والذي لا يقل عن 25٪ من تردد مركز الإشارة أو أكثر من 500 ميغا هرتز. في هذا الصدد ، يختلف UWB اختلافًا جوهريًا عن ما يسمى بتقنيات النطاق الضيق (بالنسبة لجميع الاصطلاحات التقليدية لهذا المصطلح) - حيث لا يتجاوز عرض النطاق الترددي 10٪ من القيمة الاسمية المركزية ، ولكن من الناحية العملية يتبين أنه أقل من ذلك (على سبيل المثال) على سبيل المثال ، في شبكات 802.11b التي تستخدم النطاق 2.4 جيجا هرتز ، يكون عرض القناة 22 ميجا هرتز فقط). يمكن أن يؤدي استخدام نطاق تردد عريض جدًا إلى زيادة الإنتاجية بشكل كبير عند قدرة مشعة منخفضة للغاية ، وهذه نقطة أساسية لبناء شبكات لاسلكية شخصية (على الرغم من أن الطاقة المنخفضة تحد بشكل كبير من نطاق مثل هذا الاتصال). في البداية ، كان من المخطط رفع مدى الإرسال عبر UWB إلى 1-2 كم ، ولكن في النهاية اقتصرت المسألة على بضعة أمتار فقط وتوقف التطوير الإضافي لهذه التكنولوجيا.
وبما أنه من الواضح أن نطاق الكيلومتر ليس ضروريًا للاستخدام في قطاع الواجهات المحلية ، فإن تقنيات UWB هي الأنسب للاستخدام في USB اللاسلكي. احكم بنفسك: يتيح لك النطاق الصغير لمعدات الإرسال UWB إعادة استخدام نفس المنطقة من الطيف الترددي ، لذا فإن الأجهزة الموجودة في الغرف المجاورة والتي تنتمي إلى مجموعات مختلفة (هذا هو اسم مجموعة من الأجهزة التي تتبادل حركة المرور مباشرة) يمكن أن تنقل البيانات عبر قناة واحدة وفي نفس الوقت لا تتداخل مع بعضها البعض. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام إشارة النطاق العريض للغاية يعني أنه حتى في نفس الغرفة ، يمكن أن تعمل مجموعات UWB المتعددة في وقت واحد ، مع تداخل ضئيل أو معدوم مع بعضها البعض أو مع الأجهزة الأخرى. إشارة UWB فائقة الاتساع ، كما كانت ، ملطخة على شكل نوع من الضوضاء البيضاء على نطاق واسع من الترددات ولا تؤثر فعليًا على تشغيل مرافق الاتصالات المختلفة ، نظرًا لأن ذروة مستوى الإشعاع لا تتجاوز حقًا مستوى الضوضاء المحمولة جوا.
بالإضافة إلى ذلك ، تكمن الميزة الواضحة لـ UWB على التقنيات اللاسلكية الأخرى (ضيقة النطاق) في التكلفة المنخفضة المتوقعة للمنتجات النهائية. يمكن لأجهزة إرسال UWB عريضة النطاق تعديل الإشارة المرسلة بدون أي مكونات باهظة الثمن ولا تحتاج إلى ضبط دقيق. بالطبع ، ستصبح بنية أجهزة الاستقبال أكثر تعقيدًا إلى حد ما ، لكن استخدام معالجات الإشارات الرقمية سيبقي أسعار الحلول ضمن حدود معقولة. كما ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار المقاومة العالية لشبكات UWB للتداخل في الهواء وتوهين الإشارة بانعكاسات متعددة. علاوة على ذلك ، يمكن تحسين جودة الاستقبال بسبب وجود مسارات متعددة لانتشار الإشارات في شبكات UWB.
يحدد مطورو UWB ثلاثة مجالات رئيسية للتطبيق لهذه التقنية: اتصال لاسلكي الأجهزة الطرفيةإلى أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة ، والنقل عالي السرعة لمحتوى الوسائط المتعددة بين أجهزة الكمبيوتر والمكونات المنزلية الرقمية (الكاميرات الرقمية ، وكاميرات الفيديو ، ومشغلات MP3 ، وما إلى ذلك) وخدمة مالكي الأجهزة الطرفية المتنقلة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام UWB عند إنشاء شبكات محلية صغيرة (على سبيل المثال ، لجمع المعلومات من أجهزة استشعار مختلفة) ، عند تنظيم وصول عالي السرعة إلى الشبكات اللاسلكية العامة ، وحتى في التطبيقات التي تتطلب تحديد موقع الكائن ( هذه التكنولوجيايسمح لك بتحقيق دقة تصل إلى 30 سم).
مواصفات USB اللاسلكية
حول القياس مع السلكية جهاز USB:٪ s USB اللاسلكي له عنوان خاص به ، يتم الحصول عليه عن طريق الاتصال أو الإدراج. يدعم كل جهاز WUSB قناة واحدة أو أكثر للاتصال بالمضيف ، ويمكن أن يعمل كل جهاز WUSB كجهاز طبقة MAC (يصف معيار WUSB ثلاث فئات من الأجهزة ، تمثل درجات مختلفة من تنفيذ آلية طبقة MAC).
العناصر الأساسية لبنية USB الأساسية هي محور وروابط شعاعية لأجهزة USB في هيكل نجمي ، حيث يبدأ جهاز التحكم المضيف أي اتصال بين الأجهزة المتصلة ، ويخصص فترات زمنية وعرض النطاق الترددي لكل جهاز متصل. هذه المجموعة من الأجهزة تسمى الكتلة. الاتصالات الموصوفة هي من نقطة إلى نقطة وتقع بين مضيف USB وجهاز USB. يشكل مضيف USB مع أجهزة USB المتصلة منطقيًا به مجموعة USB غير رسمية (يمكن توصيل ما يصل إلى 127 جهازًا).
ومع ذلك ، في تعريف اللاسلكي محاور USBغائبة ، لأنها لن تكون مطلوبة في الهندسة المعمارية اللاسلكية. تتعايش مجموعات WUSB في بيئة مكانية متداخلة مع الحد الأدنى من التداخل المتبادل ، مما يسمح لمجموعات WUSB المتعددة بالعمل ضمن منطقة تغطية مشتركة لجميع الأجهزة التي تصدر الراديو.
في الوقت نفسه ، ستدعم هذه الهيكلية نموذجًا ثنائي الاستخدام حيث يمكن للجهاز ، مع بعض القيود ، العمل كمضيف. سيسمح هذا النموذج للأجهزة المحمولة باستخدام الخدمات التي يوفرها مضيف مركزي (على سبيل المثال ، للطباعة إلى طابعة). بالإضافة إلى ذلك ، سيوفر هذا النموذج للجهاز إمكانية الوصول إلى البيانات الموجودة خارج هذه المجموعة. من أجل الاتصال بأجهزة خارج المجموعة المحددة ، يجب أن تنشئ مجموعة أخرى ، تعمل كمضيف معطل.
نظرًا لأن Wireless USB متوافق مع الإصدارات السابقة للإصدار السلكي من USB ، فإنه يتمتع بالقدرة على إنشاء جسور شفافة لأجهزة USB السلكية ووحدات التحكم المضيفة ، أي تنظيم نقل البيانات بين مجموعتين. يعتمد نموذج الاستخدام المزدوج لـ Wireless USB ، حيث يمكن لأي جهاز الحصول على الإمكانات المحدودة لوحدة التحكم المضيفة ، على امتداد بروتوكول USB - USB-On-The-Go. كما تعلم ، لم تكن هذه الميزة في الإصدارات السابقة من USB السلكي ، وظهرت فقط في USB 2.0.
لكن الميزة الأساسيةواجهة USB اللاسلكية هي قابلية توسعة مرور سريعة وفعالة. لذلك ، بناءً على المسافة بين المضيف والجهاز ، يمكن أن يتغير معدل تبادل البيانات على الفور في النطاق من 53.3 إلى 480 ميجابت في الثانية. يتم القياس على النحو التالي:
- على مسافة تصل إلى 10 أمتار في بيئة متعددة المهام حقيقية ، سيصل معدل التدفق إلى 106.7 ميجابت / ثانية ؛
- على مسافة تصل إلى 4 م - 200 ميجابت / ثانية ؛
- على مسافة تصل إلى 2 متر - تصل إلى 480 ميجابت في الثانية.
ستتمكن الإصدارات اللاحقة من معيار USB اللاسلكي ، وفقًا للبيانات الأولية ، من توفير أعلى أداء يصل إلى 1 جيجابت في الثانية.
بالنسبة لأمن اتصال WUSB ، إذن ، وفقًا لمطوري المعيار ، هذا التكنولوجيا اللاسلكيةفي المستقبل ، ستتمتع بحماية موثوقة للغاية لحركة المرور من الوصول غير المصرح به - على مستوى معيار USB 2.0 السلكي. أثناء المصادقة ، يدعم WUSB تشفير المفتاح العام ، بينما ستستخدم عمليات نقل البيانات في الجيل الأول من WUSB تشفير AES-128 باستخدام خوارزمية Cipher-Block Chaining مع بروتوكول كود مصادقة الرسائل (CBC-MAC) - هذه خوارزمية تشفير متدفقة قياسية باستخدام AES الكتل (يستخدم تشفير AES عالي السرعة على نطاق واسع في شبكات VPN). تعمل بنية التشفير لتوصيلات USB السلكية / اللاسلكية المختلطة أيضًا على تشفير حركة المرور التي تنتقل عبر الأسلاك. هذا يتجنب الالتباس والأخطاء عند فرز حركة المرور بين السلكية واللاسلكية.
فيما يتعلق بدعم البرامج الخاصة بـ Wireless USB على المستوى نظام التشغيل، فلن تكون هناك مشاكل هنا أيضًا ، منذ ذلك الحين مايكروسوفت، عضو في اتحاد Wireless USB Promoter Group ، شارك في تطوير مواصفات WUSB وهو أكثر من أي شخص آخر مهتم بتنفيذ دعم المعيار على مستوى منصاتها. بالطبع ، كان على الشركة القيام ببعض الأعمال لبناء البنية التحتية لسائقي USB و IP للعمل مع الواجهة الجديدة. كانت الأهداف الرئيسية التي حددتها Microsoft ، وفقًا لممثليها ، هي تكييف المعيار في أقرب وقت ممكن ، لتحقيق إمكانية استخدام برامج التشغيل الحالية مع القليل من التغيير أو بدون تغيير ، وكتابة محرك وظيفي واحد للطبقات السلكية / اللاسلكية ( طبقة تجريد البروتوكول). إلى جانب ذلك ، تم إجراء تغييرات طفيفة على حزمة USB و IP الموجودة بالفعل ، وتم تنفيذ نموذج ارتباط بسيط درجة عاليةأمن المعلومات يمكن مقارنته بأمن تبادل البيانات عبر كابل USB.
المستقبل اللاسلكي لـ USB
نظرًا لأن هندسة وأنماط استخدام المنتجات التي تدعم USB اللاسلكي هي الأقرب إلى جميع المعدات الموجودة منافذ USB، فلن يواجه المستخدمون إزعاج الانتقال إلى المعيار الجديد. بالإضافة إلى ذلك ، سيقلل من تكلفة تطوير المنتجات النهائية ويسهل توزيعها المبكر. ستكون جميع أجهزة WUSB متوافقة مع الإصدارات السابقة لمعيار USB السلكي. عرض النطاق الترددي المعلن لتقنية WUSB هو 480 ميجابت / ثانية ، ومسافة العمل التي سيتم توفير نقل البيانات بسرعة عالية فيها تصل إلى 10 أمتار مع استهلاك منخفض للطاقة. في الوقت نفسه ، تتمتع واجهة WUSB بمزايا مثل إمكانية الاتصال اللاسلكي عالي السرعة والأمان وسهولة الاستخدام و التوافق... وبالتالي ، ستوفر لنا تقنية WUSB أداة محمولة سهلة الاستخدام للاتصال عالي السرعة بالأجهزة الخارجية: الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية متعددة الوسائط والأجهزة الطرفية والعديد من الأجهزة المحمولة الأخرى.
للمقارنة: التيار اللاسلكي المحلي الحديث السائد معيار بلوتوث، والذي تم تطويره أيضًا بشكل ديناميكي للغاية ، وفقًا لمواصفات Bluetooth الإصدار 2.0 لديه ذروة أداء تصل إلى 3 ميجابت في الثانية (بمتوسط نطاق ترددي يصل إلى 2.1 ميجابت في الثانية) ، وكان الإصدار الأول من هذا المعيار يبلغ ذروة عرض النطاق الترددي 771 فقط Kbps مع. بالنسبة لأداء واجهات Wi-Fi ، التي يمكنها بالفعل توفير حركة مرور تصل إلى 54 ميجابت / ثانية ، في المستقبل من المتوقع أن تزيد سرعة النقل حتى 100 ميجابت / ثانية فقط (الإصدار الموعود من IEEE802.11n في المستقبل) . لكن العدد المحدود من القنوات إلى جانب نطاق لائق من هذه الواجهات سيظهر نفسه عاجلاً أم آجلاً ، خاصة في المدن الكبرى. بالإضافة إلى ذلك ، حتى ذروة حركة المرور البالغة 100 ميجابت / ثانية لا يمكن اعتبارها بديلاً مناسبًا للتيار البالغ 480 ميجابت / ثانية الخاص بـ WUSB اللاسلكي.
ربما في المستقبل القريب ، لن تختفي فقط الأسلاك من فأرة الكمبيوتر ولوحات المفاتيح ، ولكن أيضًا من سماعات الهاتف. تقنية البلوتوثستحل محلها واجهة USB اللاسلكية الجديدة. علاوة على ذلك ، لن تعاني تقنية Bluetooth فقط ، بل ستعاني أيضًا الأنواع الأخرى من واجهات الصوت / الفيديو التقليدية المحورية / البصرية. على سبيل المثال ، حتى عرض الأسلاك الرقمية وواجهات AV مثل DVI أو حتى HDMI يمكن استبدالها قريبًا بـ WUSB اللاسلكي.
بشكل عام ، تفترض المهام المحددة لـ WUSB تبادل البيانات عالي السرعة في هيكل مراكز الترفيه على أساس أجهزة الكمبيوتر ، ووحدات التحكم في الألعاب ، ومشغلات MP3 و DVD ، وأجهزة فك التشفير التلفزيونية ، وأجهزة تلفزيون HDTV ، وكاميرات الصور الرقمية والفيديو ، وأقراص DVD الخارجية- محركات أقراص RW / CD -RW ومحركات أقراص HDD وأجهزة كمبيوتر الجيب والهواتف المحمولة والهواتف الذكية ومشغلات فيديو الجيب (مشغل الفيديو الشخصي و PVP) وأجهزة VCR (مسجل الفيديو الشخصي ، PVR) والطابعات والماسحات الضوئية وأجهزة العرض وسماعات الرأس ومكبرات الصوت وغيرها الكثير الأجهزة التي قد تحتاج إلى اتصال سريع.
يبدو أن أجهزة WUSB الأولى ستكون وحدات تحكم منفصلة لناقلات PCI أو PCI Express ، بالإضافة إلى أجهزة فك التشفير USB أو بطاقات الواجهة مع منفذ USBلأجهزة الكمبيوتر المكتبية والمكونات المنزلية الرقمية وإلكترونيات الجيب. ستظهر إصدارات WUSB لأجهزة الكمبيوتر المحمولة لـ ExpressCard هذا العام ، وفي غضون عام يمكننا أن نتوقع إطلاق وحدات تحكم WUSB مدمجة وبداية عملية تضمين شرائح WUSB في جميع أنواع الأجهزة الطرفية - من الكاميرات والهواتف إلى الطابعات ومكبرات الصوت . تذكر أن Intel هي البادئ في الترويج لهذه التقنية ، لذا يجب توقع دعم WUSB في المستقبل القريب جدًا من شرائح اللوحة الأم.
تنفيذ تقنية USB اللاسلكية
لا شيء يعوق تطوير تقنية WUSB في القارة الأمريكية. سمحت لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية (FCC) لأجهزة UWB بالعمل منذ عدة سنوات ، لذلك لم تكن هناك مشكلة لـ WUSB بناءً على هذه التقنية. مرة أخرى في أبريل 2002 ، تم إصدار وثيقة تنظيم تحديدمعدات مماثلة. على وجه الخصوص ، في الولايات المتحدة ، يمكن استخدام نطاق التردد من 3.1 إلى 10.6 جيجاهرتز لإرسال إشارات UWB. في هذه الحالة ، يجب ألا تتجاوز القدرة المشعة 41 ديسيبل / ميجاهرتز ، حتى لا تتداخل مع تشغيل شبكات النطاق الضيق مثل 802.11a / b / g (Wi-Fi). بالنسبة للبلدان الأخرى ، قد تتقلب هذه القيمة بشكل طفيف ، على الرغم من أنه يمكن افتراض أنه في النهاية ستصبح توصيات لجنة الاتصالات الفيدرالية بمثابة وضع للمعايير.
على الرغم من التقدم الواضح في جلب WUSB إلى السوق الأمريكية ، لا تزال الوثائق التنظيمية في عدد من البلدان تنتظر في الأجنحة. وفقًا للمسؤولين التنفيذيين في Intel ، فإن السوق اليابانية واعدة للغاية ، مع الجهات التنظيمية التي تتفاعل الشركة بنشاط معها.
في غضون ذلك ، ظهرت أجهزة WUSB للبيع في أمريكا فقط ، حيث تم بالفعل اعتماد قوتها وعرض النطاق الترددي الخاص بها. في أوروبا ، من المتوقع أن تبدأ المبيعات هذا العام. بالإضافة إلى ذلك ، هناك بعض الالتباس اليوم ، حيث ينطبق مصطلح Wireless USB أيضًا على العديد من أجهزة Bluetooth و Wi-Fi التي تتصل بجهاز كمبيوتر عبر واجهة USB. سيتم تمييز أجهزة WUSB الحقيقية بملصق خاص.
اول واحد هو USB لاسلكي(اختصار WUSB) ، المصمم لتكملة (وبالتالي استبدال تمامًا) واجهة USB القياسية ، يقترب حاليًا ببطء ولكن بثبات من السوق الشامل - تم الانتهاء تمامًا من أحدث مواصفات WUSB 1.1 وهي على وشك الموافقة عليها بشكل نهائي ، لذا فإن بداية يمكن توقع إدخال USB اللاسلكي في وقت مبكر من هذا - أوائل العام المقبل. الميزة الرئيسية لـ WUSB هي التوافق الكامل مع معيار USB السلكي الأصلي (بطبيعة الحال ، من حيث البروتوكولات والمواصفات ، وليس الكابلات) ، مما يسمح لنا بالأمل في أن يكون تكييف المعيار الجديد مع المعدات الحالية سريعًا وغير مؤلم.
HD لاسلكي
بخصوص HD لاسلكي ،ثم هو ، مثل أخيه التوأم WHDI(الواجهة الرقمية المنزلية اللاسلكية) ، تركز بشكل أساسي على نقل محتوى الصوت والفيديو في أنظمة الإلكترونيات الاستهلاكية وهي نوع من التجسيد اللاسلكي لواجهة HDMI. في معيار Wireless HD ، يتجاوز نطاق التردد UWB كثيرًا ويمتد من 55 إلى 65 جيجا هرتز ، ومعدل تدفق البيانات هو 2-5 جيجابت في الثانية (في الإصدارات الأولى من المعيار ، بينما الحد النظري هو 20-25 جيجابت في الثانية) ، ومداها 10 أمتار فقط. وهي ، مع ذلك ، كافية تمامًا لتنظيم مسرح منزلي لاسلكي. في حين أن WHDI (التي يعتبرها العديد من البائعين حلاً مؤقتًا حتى يتم الانتهاء من Wireless HD أخيرًا) تستخدم تردد 5 جيجاهرتز ، مثل بعض أجهزة Wi-Fi. WHDI قادر على نقل فيديو غير مضغوط بسرعات تصل إلى 3 جيجابايت / ثانية ، بينما يمكن أن تصل المسافات إلى 30 مترًا ، بغض النظر عن العوائق (مثل الجدران). وبالتالي ، يمكن لواجهة WHDI نقل الصور عبر مسافات مناسبة ، على الرغم من انخفاض جودة الصورة مع زيادة المسافة.
معايير شبكة Wi-Fi اللاسلكية
من بين جميع المعايير اللاسلكية التي تمت مناقشتها في هذه المقالة ، تعد شبكة Wi-Fi والبلوتوث هي الأكثر شهرة وانتشارًا. يجمع مصطلح "Wi-Fi" بين مجموعة من معايير معدات الشبكات اللاسلكية التي طورها اتحاد Wi-Fi Alliance.
ظهرت أول مواصفات Wi-Fi (IEEE 802.11-1997) في عام 1997. ومع ذلك ، حتى عام 2003 ، لم تكن شبكة Wi-Fi تحظى بشعبية كبيرة. وفقط مع ظهور منصة Intel Centrino المحمولة ، كان أحد الأجزاء المكونة لها محول واي فاي، تحظى الشبكات اللاسلكية بقبول واسع النطاق.
فيما يلي المعايير الحالية لشبكات Wi-Fi اللاسلكية (لا تنس أن الغالبية العظمى من الأجهزة اللاسلكية الحديثة تدعم معيارين مختلفين أو أكثر في نفس الوقت):
· IEEE 802.11b- تم اعتماده في عام 1999 ، ويعمل في نطاق تردد 2.4 جيجاهرتز ويوفر معدل نقل بيانات أقصى يبلغ 11 ميجابت / ثانية (بينما تتوفر أيضًا سرعات 5.5 و 2 و 1 ميجابت / ثانية). يتم توفير ثلاث قنوات تردد غير متداخلة في نطاق التشغيل ، وبالتالي ، يمكن أن تعمل ثلاث شبكات لاسلكية مختلفة في نفس المنطقة دون التأثير على بعضها البعض. هناك أيضًا متغير 802.11b + غير معتمد من IEEE يمكن أن يعمل بضعف السرعة القصوى البالغة 22 ميجابت في الثانية ، ومع ذلك ، فإن التوافق بين البائعين غير مضمون. ومع ذلك ، فإن مواصفات 802.11b / b + قديمة اليوم ؛
· IEEE 802.11a- تم اعتماده في عام 1999 ، ويعمل في نطاق تردد 5 جيجاهرتز (مقسم أيضًا إلى ثلاثة نطاقات فرعية غير متداخلة) ويوفر معدل نقل بيانات أقصى يبلغ 54 ميجابت في الثانية ، بينما سرعات 48 و 36 و 24 و 18 و 12 و 9 و 6 ميجابت في الثانية متوفرة / مع ؛
· IEEE 802.11g- تم اعتماده في عام 2003 ، وهو تطور منطقي لمعيار 802.11b / b + وهو متوافق تمامًا معه. إنه يعمل في نفس الشيء نطاق الترددات 2.4 جيجا هرتز ، ولكنه يوفر معدل نقل بيانات أقصى يصل إلى 54 ميجا بت في الثانية. هناك أيضًا إصدار غير معتمد من IEEE من 802.11g + ، والذي يمكن أن يعمل بسرعات تصل إلى 140 ميجابت في الثانية ، ومع ذلك ، غالبًا ما لا يتم ضمان توافق المعدات من مختلف الشركات المصنعة ؛
· IEEE 802.11n- تمت الموافقة عليه في 11 سبتمبر 2009. يمكن أن يصل الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات إلى 450 ميجابت في الثانية بسبب تقنية نقل البيانات المتزامن عبر عدة قنوات اتصال مستقلة MIMO (متعددة المدخلات ومخرجات متعددة) ، والتي توفر أيضًا منطقة تغطية أكبر بكثير لجهاز إرسال واحد. تعتبر هذه التقنية فعالة بشكل خاص في الأماكن المغلقة في ظل ظروف التداخل حيث توجد مسارات مختلفة لنشر إشارة الراديو. يشار إلى أوضاع تشغيل MIMO على أنها عدد قنوات الإرسال والاستقبال (على سبيل المثال ، 2x3 MIMO: قناتان للإرسال وثلاث لقنوات الاستقبال). في هذه الحالة ، تستخدم الأجهزة عدة هوائيات منفصلة (غالبًا 2 أو 3). يمكن أن تعمل معدات 802.11n في نطاقي التردد 2.4 جيجاهرتز و 5 جيجاهرتز ومتوافقة مع معدات 802.11a / b / g القياسية.
في 27 يوليو 2011 ، أصدر معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) الرواية الرسميةاساسي IEEE 802.22... ستسمح الأنظمة والأجهزة التي تدعم هذا المعيار بنقل البيانات بسرعات تصل إلى 22 ميجا بايت / ثانية ضمن دائرة نصف قطرها 100 كيلومتر من أقرب جهاز إرسال.
تتيح لك أي بطاقة شبكة Wi-Fi (بطاقة واجهة الشبكة اللاسلكية ، WNIC) إنشاء اتصال بواحد آخر دون أي مشاكل ، على سبيل المثال. إنشاء اتصال شبكة بين جهازي كمبيوتر محمول أو بين كمبيوتر محمول وجهاز كمبيوتر سطح المكتب. يُطلق على وضع التشغيل هذا اسم Ad Hoc (مترجم من اللاتينية المخصصة تعني "لغرض معين") أو IBSS (مجموعة الخدمات الأساسية المستقلة). ولكن لتوصيل مشارك آخر في الشبكة بهذا الزوج (والذي يمكن أن يكون أيضًا الإنترنت) ، ستحتاج إلى جهاز إضافي - نقطة وصول (AP). توفر نقطة الوصول لجميع عملاء الشبكة وصولاً متساوياً إلى وسيط نقل البيانات ، أي يؤدي وظائف جهاز التوجيه السلكي شبكه محليه... يُطلق على وضع التشغيل هذا اسم العميل / الخادم (أو وضع البنية التحتية). هناك طريقتان للتفاعل مع نقاط الوصول - BSS الأساسية (مجموعة الخدمات الأساسية) و ESS الموسعة (مجموعة الخدمات الموسعة). في وضع BSS ، يتواصل جميع المشاركين في الشبكة مع بعضهم البعض فقط من خلال نقطة وصول واحدة ، والتي يمكن أن تعمل أيضًا كجسر للشبكة الخارجية. في وضع ESS ، يمكن لشبكات BSS المتعددة الاتصال ببعضها البعض ، مما يسمح بنقل حركة المرور من BSS إلى آخر. ترتبط نقاط الوصول ببعضها البعض باستخدام أجزاء من شبكة الكابل أو جسور الراديو.
على عكس شبكات الكبل ، حيث يكون اعتراض المعلومات مستحيلًا دون الوصول المادي إلى وسيط الإرسال ، فإن الشبكات اللاسلكية ، إذا لم يتم اتخاذ تدابير خاصة ، تكون عمليًا بلا حماية من الوصول غير المصرح به. يستخدم تشفير البيانات عادة لحماية Wi-Fi. أول وأبسط معايير التشفير ، WEP (Wired Equivalent Privacy) ، لا تعتبر قوية جدًا حاليًا. تم استبداله بخوارزميات تشفير أكثر جدية WPA (الوصول المحمي بتقنية Wi-Fi) وإصداره المحسن WPA2 ، والذي يمكن بالطبع اختراقه ، لكن القيام به سيكون أكثر صعوبة.
تتميز بطاقات شبكة Wi-Fi بتصميم داخلي (بطاقات توسيع PCI أو PCI Express تقليدية) وخارجية (متصلة عبر ناقل USB 2.0). بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، هناك أيضًا إصدارات مدمجة (في شكل بطاقات mini-PCI أو mini-PCI Express) وأخرى خارجية بتنسيق PCMCIA (بطاقة PC) أو ExpressCard.
ما وراء النقاط القياسية وصول واي فاي، والتي تعمل على توحيد العديد من أجهزة الكمبيوتر في شبكة لاسلكية ، وهناك أيضًا أجهزة توجيه لاسلكية يمكن من خلالها تنفيذ الوصول المشترك إلى الإنترنت لجميع أجهزة الكمبيوتر على الشبكة باستخدام مودم DSL المتصل بخط هاتف أو مودم كابل أو اتصال إيثرنت .
في الآونة الأخيرة ، توسعت مجموعة الأجهزة التي تدعم Wi-Fi بشكل كبير لتشمل الهواتف المحمولة (مع دعم VoIP) والكاميرات الرقمية وكاميرات الويب والطابعات ومراكز الوسائط المتعددة وأجهزة العرض وأجهزة التلفزيون وغير ذلك الكثير.