《電子技術(shù)應用》
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新無線技術(shù)WiGig和wPCIe技術(shù)標準
中關(guān)村在線
摘要: 時間回到2009年,當我們還在考慮是否要升級到300M無線網(wǎng)絡的時候,當IEEE(美國電氣和電子工程師協(xié)會)還正在著手研發(fā)下一代千兆(1Gbps)網(wǎng)無線標準——802.11ac/802.11ad的時候,一個全新的無線吉比特聯(lián)盟(Wireless Gigabit Alliance)悄然成立了,這一無線聯(lián)盟僅用不到一年的時間就完成了新千兆無線網(wǎng)絡標準的制定工作,并于2010年5月頒布了正式的 WiGig(Wireless Gigabit,無線千兆比特)標準。
Abstract:
Key words :

時間回到2009年,當我們還在考慮是否要升級到300M無線網(wǎng)絡的時候,當IEEE(美國電氣和電子工程師協(xié)會)還正在著手研發(fā)下一代千兆(1Gbps)網(wǎng)無線標準——802.11ac/802.11ad的時候,一個全新的無線吉比特聯(lián)盟(Wireless Gigabit Alliance)悄然成立了,這一無線聯(lián)盟僅用不到一年的時間就完成了新千兆無線網(wǎng)絡標準的制定工作,并于2010年5月頒布了正式的 WiGig(Wireless Gigabit,無線千兆比特)標準。


無線新未來 看WiGig聯(lián)盟全新wPCIe技術(shù)

為什么全新的WiGig標準能制定的如此高效呢?如果你了解這個聯(lián)盟的組成成員,你就不會對這樣的速度感到驚奇了。下面就讓我們一起來看看這個聯(lián)盟的陣容究竟有多豪華。

最強陣容打造WiGig千兆無線技術(shù)

為了讓全新的千兆無線標準獲得更多組織和公司的認可,WiGig聯(lián)盟廣泛吸收了業(yè)內(nèi)頂尖企業(yè)的代表,其中董事會成員包括:Intel、微軟、NVIDIA、諾基亞、戴爾、思科、三星、LG、松下、東芝、NEC、聯(lián)發(fā)科、Atheros、Broadcom、Marvell和Wilocity。而 “Contributors”貢獻者級別的會員則包括:AMD、安捷倫、 NXP、Realtek、意法半導體、德州儀器、韓國SK電信、三星機電、Beam Networks、Ralink、Tensorcom、HARMAN、PeRaSo和中國國家通信計量站(TMC)。


WiGig聯(lián)盟的“豪華陣容”

全新的WiGig 1.0標準確實讓人驚喜,不僅它的無線數(shù)據(jù)傳輸率可以達到7Gbps,而且它還可以滿足多種平臺應用的需要,讓無線高清傳輸成為可能。通過WiGig技術(shù),傳輸一部DVD視頻文件僅需十幾秒,相比使用IEEE 802.11n無線網(wǎng)絡傳輸,可節(jié)省90%以上的時間。

WiGig技術(shù)

WiGig(Wireless Gigabit,無線千兆比特)是一種傳輸速率超千兆的短距離無線技術(shù),主要目的是實現(xiàn)家庭快速傳輸大容量文件。WiGig技術(shù)使用60千兆赫(60GHz)頻段,利用這一頻段,可在近距離內(nèi)實現(xiàn)極高的傳輸速率,比目前的WiFi速率快10倍以上;不過略顯遺憾的是,WiGig技術(shù)的實際傳輸距離僅有10~20米,目前只能滿足家庭環(huán)境的需求。

  WiGig 1.0無線標準的核心內(nèi)容:   

  支持高達7Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,比802.11n的理論傳輸速率快十倍以上。   

  作為802.11介質(zhì)訪問控制層(MAC)的補充和延伸,并兼容IEEE 802.11標準。   

  物理層同時滿足了WiGig設(shè)備對低功耗和高穩(wěn)定的要求,可確保設(shè)備互操作性和以千兆以上速率通信的要求。   

  支持特定的系統(tǒng)接口,如PC外圍設(shè)備的系統(tǒng)總線、HDTV的顯示接口以及顯示器和投影儀等。   

  支持波束成形技術(shù),支持10米以上的可靠通訊。   

  為WiGig設(shè)備提供廣泛、高級的安全和功耗管理機制。

WiGig將成為無線網(wǎng)絡的未來?

那么WiGig技術(shù)就是無線網(wǎng)絡新的未來嗎?雖然它的無線傳輸速率很快,7Gbps也確實很有吸引力,但它的無線傳輸距離只有10~20米,又如何滿足大范圍的無線網(wǎng)絡需求呢?下面就讓我們一起來看看WiGig的技術(shù)優(yōu)勢。

1、WiGig融合WiFi

WiGig技術(shù)中的絕大部分都是由傳統(tǒng)WiFi技術(shù)延伸而來的,因此它擁有向下兼容802.11n網(wǎng)絡的能力。也就是說,當用戶距離AP(無線熱點)較遠時,其無線連接將選擇傳輸速度較慢但傳輸距離更遠的802.11n網(wǎng)絡;而當用戶距離AP較近時,系統(tǒng)將自動切換到60GHz頻段,從而獲得7Gbps的連接速率。

而在無線網(wǎng)絡安全方面,WiGig也將兼容802.11的WPA2加密算法,這樣既保證了它與現(xiàn)有無線網(wǎng)絡的互聯(lián)互通,又提升了WiGig網(wǎng)絡的安全性。

2、WiGig將適合多平臺應用



WiGig目標:多平臺應用

WiGig不僅能滿足家庭環(huán)境高分辨率視頻信號的傳輸需求,同樣可以滿足移動領(lǐng)域的需求,比如讓手機無線連接電視、電腦,傳輸視頻、音樂或照片等。此外,它還有望替代HDMI或Display Port接口,形成特定的系統(tǒng)接口,從而實現(xiàn)顯卡與顯示設(shè)備間的無線連接。

憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢,以及各大IT巨頭的鼎力支持,我們有理由相信WiGig就是無線網(wǎng)絡的未來。

WiGig更進一步:wPCIe技術(shù)標準

在WiGig 1.0標準正式頒布后的兩個月,WiGig聯(lián)盟董事會成員之一的Wilocity公司(由原Intel迅馳團隊的部分核心研發(fā)人員在2007年成立)又公布了WiGig的進一步計劃——wPCIe,在WiGig標準的基礎(chǔ)上,把計算機中的PCI-E總線也搬到60GHz的無線頻段上來,從而實現(xiàn)各種外設(shè)與筆記本的無線連接。

wPCIe(wireless PCI Express),它是無線PCI-Express標準的正式注冊商標,因此它對名稱的大小寫有嚴格規(guī)定。wPCIe的技術(shù)原理比較容易理解,即將芯片組與外設(shè)之間的PCI-E總線連接通過WiGig 1.0無線技術(shù)完成,也就是將筆記本/PC的擴展槽無線化。


wPCIe系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

我們可以看到,wPCIe的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖分為兩部分:第一部分是傳統(tǒng)的CPU、內(nèi)存、南北橋系統(tǒng);第二部分則是新加入的,它包括連接在南橋的上游接口、無線傳輸部分、下游接口以及其它設(shè)備等。

當用戶將USB、e-SATA等設(shè)備插入“DockingZone”時,“DockingZone”就會迅速將這些信號傳遞給下游接口,下游接口再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到虛擬的PCI-to-PCI橋接器。隨后,這些數(shù)據(jù)通過虛擬的PCI-PCI橋接器被全部轉(zhuǎn)換為無線信號,然后傳遞給上游接口,上游接口會將數(shù)據(jù)通過南橋的PCI-E總線再次傳輸至系統(tǒng)。wPCIe的工作是完全獨立的,操作系統(tǒng)完全不需要知道PCI-E總線中間是否經(jīng)過了無線轉(zhuǎn)接。


wPCIe應用范圍廣泛

一個理想化的DockingZone接收器可以包括獨立顯卡、聲卡,USB 3.0、eSATA、FireWire等控制器,可以提供外接顯示和各種外設(shè)接口。這樣如顯示器、音箱、麥克風、U盤、移動硬盤、攝像頭等等的所有外設(shè)都可以連接在“DockingZone”這個無線擴展槽上,我們也無需再為某種設(shè)備單獨設(shè)計無線接口。

目前wPCIe標準可提供7Gbps帶寬,轉(zhuǎn)接為PCI-E總線后,至少可以提供PCI-E 2.0 x1的帶寬;此外,它還向下兼容2.4GHz/5GHz頻段WiFi標準,即“DockingZone”可同時保持WiFi連接。

wPCIe在實際應用中的優(yōu)勢

  了解了wPCIe在技術(shù)方面的知識,我們再來看看它在實際應用中能給我們帶來哪些出色的體驗。


  首先,與WiGig相同,wPCIe將為我們提供更加便利的無線連接。

  其次,對于筆記本、上網(wǎng)本、平板電腦等移動設(shè)備來說,wPCIe技術(shù)將擴展出更多的功能。以前,由于這些移動設(shè)備本身的接口較少,只有寥寥幾個USB和e-SATA等接口,在實際應用中常常出現(xiàn)捉襟見肘的情況。而在應用了wPCIe技術(shù)后,利用“DockingZone”設(shè)備,用戶可以擴展出更多的外設(shè)接口。而且根據(jù)wPCIe的技術(shù)特性,終端設(shè)計人員幾乎可以把目前所有出現(xiàn)在臺式電腦上的接口全部都利用“DockingZone”集成到無線擴展底座上,然后統(tǒng)一通過wPCIe技術(shù)和電腦連接。

  然后,wPCIe還可以幫助用戶擴展全新的接口。例如一臺老舊電腦只有USB2.0接口,不支持全新的USB3.0和e-SATA接口。如果用戶想使用這兩個接口的設(shè)備,要么升級主板,要么利用擴展卡進行擴展,但前者投入太高,后者在速度上又很難達到新接口的標準。而應用wPCIe技術(shù)后,用戶只需要購買帶有這些新接口的 “DockingZone”擴展底座,就可以輕松享受新設(shè)備帶來的便利。wPCIe 7Gbps的帶寬完全可以滿足主流外設(shè)的基本帶寬需求。

  最后,wPCIe還能實現(xiàn)外接無線顯卡。雖然目前wPCIe的帶寬還不能完全滿足高端顯卡的需求,但對于GeForceGT220、RadeonHD5550這類低端入門級顯卡還是足夠的。而且通過wPCIe無線技術(shù)連接無線顯卡,可有效減少移動設(shè)備的發(fā)熱量,增加設(shè)備的續(xù)航時間,提升移動應用體驗。

總結(jié):期待wPCIe產(chǎn)品問世

  根據(jù)Wilocity公司的規(guī)劃,wPCIe設(shè)備樣品有望在今年二季度以后問世,并且我們所說的“DockingZone”將很可能作為類似移動擴展槽的設(shè)備成為wPCIe的第一批產(chǎn)品,屆時我們將體驗到統(tǒng)一接口的便利。相信隨著wPCIe技術(shù)的進一步發(fā)展,未來的外圍設(shè)備將很可能直接集成 “DockingZone”,這樣這些設(shè)備就可以直接通過無線連接計算機的南橋,在擁有高速無線連接的同時,徹底擺脫有線線纜的束縛,讓我們享受到真正自由的無線互聯(lián)新生活。

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