Tài liệu Bài tập nhóm: Wireless USB Chuẩn kết nối không dây tốc độ cao pdf

TRƯỜNG 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 13 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……………………………………………… 13 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. 13 • 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 13  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”. 13 • 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 : 13 • 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. 13  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 Bluetooth 3Mb/s Wibree 1Mb/s Zigbee 256Kb/s NFC 424Kb/s Wireless USB 480Mb/s Wi-fi 54Mb/s Dect 500Kb/s 13 6.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 13 8. 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 13 [...]... 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 13 • 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:... 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... 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 13 *Giá bán lẻ: 20 usd CardNet Wireless USB * Card mạng không dây TP LINK WN 321G 54M sử dụng cổng USB gọn sử dụng... 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... 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... 2011 • USB không dây sẽ dễ dàng chiếm lĩnh thị trường bởi giá rẻ và ít tốn pin hơn mức bình thường • • 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. .. nhất của 13 mình Loại chip này có thể giúp cho các thiết bị vốn trước đây giao tiếp với PC 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... 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... 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... 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 . 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 13 • Hiện chuẩn USB đang. 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