近年来,随着多媒体设备和移动数据外设的容量越来越大,高速的数据传输接口显得越来越重要。经过一段时间的发展,目前外置存储设备已经形成了USB、IEEE 1394以及eSATA三者并行的局面。而备受关注的 USB 接口的发展情况如何呢? 让我们一起来看一下USB接口的发展和不同版本接口之间的大概比较.
一、规格再度升级,USB绝处逢生
USB(Universal Serial Bus)的中文名为“通用串行总线” 接口。 自1996年规范正式公布后,在英特尔等上游厂商的大力支持下,凭借即插即用等特性,USB的应用领域和规模得到了极大的扩展,很快就成为了标准外设接口。 如今,几乎所有的外设设备都对USB接口提供了支持。
在这段时间里,USB有两次重大的升级——从最初的USB 1.0到USB 1.1,再到目前主流的USB 2.0(USB 2.0分为Hi-Speed和Full-Speed,如非特别说明,本文所指均为Hi-Speed)规范,速度也从最初的1.5Mb/s提升至480Mb/s(60MB/s)。 但随着数据容量的逐年攀升,USB 2.0也已经难以满足大容量数据传输的需要。 另一方面,原本计划用于替代USB的eSATA推广进度令人失望。在这种情况下,USB标准制定组织在2007年9月的英特尔信息技术峰会上时隔多年后再度更新USB规范,提出了USB3.0的标准。
1. 为了实现向下兼容,USB3.0保留了USB 2.0的物理设计。USB3.0采用一种新的物理层,不再采用令牌式总线设计,采用一种封包路由技术,仅允许终端设备有数据要发送时才进行传输,并用两个信道分别负责数据传输及确认。由于采用新的物理层,USB3.0接口结构也有所改变,除了拥有USB 2.0的四个金属触点外,还增加了5个新触点,采用发送列表区段来进行数据发包,上行接口的五个触点负责分散式的USB3.0设备互联,而下行接口部分则向下兼容USB 2.0设备提供分散式分层传输。
2. 更高的传输速率
除了传统的铜作为传输介质外,USB3.0还引入了光纤材质,一系列的手段大大提升了USB的传输率,其理论最高数据传输率高达4.8Gb/s(600MB/s) ?甚至高于主流的SATA 3Gb接口。这就极大地缓解了目前外置存储接口传输率过慢的窘境,举例来说,一部25GB的高清电影通过USB 2.0需要花费近14分钟,而利用USB3.0传输则只需要70秒。
值得一提的是,USB3.0新的连接标准还将让每一个组件支持多种数据流,并且每一个数据流都能维持的优先级,可在视频传输过程中用来终止造成抖动的干扰。 数据流的传输机制也使固有的命令序列成为可能,因而使硬盘数据传输最佳化。
3. 更强的供电能力
USB3.0还对供电部分进行了改进,使其突破了目前500mA电流输出,有望实现1A以上的供电能力,能够涵盖几乎所有采用USB接口的便携设备,从而真正充分发挥USB设计的便携性。
4. 传输距离缩短
虽然USB3.0拥有了更高的传输速率和更强的供电能力,但它的实现也付出了一定的代价,其传输距离仅有2米,比现有USB 2.0的5米大幅缩短,线缆的成本也要高于后者。标准的制定进度也比预期更慢,英特尔原本计划将USB3.0导入ICH10的计划也因此未能实现。同时它还将面临其它标准的挑战,比如新版IEEE 1394的上市时间将比USB3.0要早三个月左右。
5. 能够实现无缝升级
当然,USB3.0最大的优势便是能够实现无缝升级。
展望: 借助现有巨大的用户群,USB3.0依然有很大的机会继续它在外设接口中的统治地位。
USB 2.0的不同传输率
USB 2.0发布后,之前的标准也并入到新的标准之中,包括
USB 2.0 Low-Speed(1.5Mb/s)
USB 2.0 Full-Speed(12Mb/s)
USB 2.0 High-Speed(480Mb/s)
我们目前所说的USB 2.0事实上全程应是USB 2.0 High-Speed。
二、WUSB——USB的无线版
无线USB(Certified Wireless USB,简称WUSB)的概念并不新鲜,这个早在2004年英特尔春季技术峰会就被提出的无线数据传输标准使用基于WiMedia的通用UWB(Ultra WideBand)无线平台,其数据传输率与USB 2.0持平,达到480Mb/s。
WUSB是一种基于星形拓扑结构的无线技术——也就是说主机(HOST)将作为整个系统的中心,负责处理所有连接设备的数据传输工作,并为每个设备分配使用的时间片和数据带宽。在这种拓扑结构中,WUSB主机和WUSB设备间的连接方式是点对点直接连接,这种方式也被形象地称为集群;从理论上来说,WUSB主机最多可以连接127个WUSB设备。同时该技术允许
空间重叠,也就是说多个WUSB集群在保证没有冲突的前提下,可以在同一个空间存,而且通过在一定区域中使用多重的活动频道,允许多个设备在同一时间内共用数据带宽,从而让有限的频谱空间被充分利用起来,实现小空间中的大带宽。 需要说明的是,在WUSB规范中还定义了一种双重角色模式(Dual-Role Device),任何一个WUSB设备同时充当“节点”与“主机”的双重角色,可以让两台WUSB设备直接互联起来,而不需要通过专门的主机。
在传输规格上,WUSB采用3.1GHz~10.6GHz的频段进行通讯
1. 能够在3米距离内实现480Mb/s的理论最大传输率
与此相比,目前便携数码产品、手机普遍使用的红外线和蓝牙2.0只能达到16Mb/s和20Mb/s的传输速率,仅有最新的蓝牙3.0(480Mb/s)可与之媲美。
2. 具有根据距离动态调整传输率的功能
通过降低数据传输率至110Mb/s可以使其最大有效距离达到10米。
3. 同等传输率条件下WUSB比IEEE 802.11a/b具有更强的抗干扰性
WUSB所基于的UWB平台采用跳时扩频信号,与IEEE 802.11a/b和蓝牙相比,在同等传输率条件下WUSB具有更强的抗干扰性。
总体来说, WUSB 可以让用户扔掉很多恼人的连线, 有发展前景。 然而,其最大的劣势是传输距离太短:
目前USB接口的应用极为广泛,繁多的连线有时也相当令人头疼,WUSB标准则可以在
此基础上将用户从众多的连接线中出来,相当有发展前景。不过,目前WUSB标准最大的缺点就是传输距离过短,尤其是全速率时的距离更为严格,这也是WUSB亟待解决的问题。