无线USB终成现实——WUSB技术剖析
技术空间
USB接口是目前外设中使用最为广泛的计算机接口，如果能将该接口实现无线化，那它的前途将无限光明。我们在使用外波时，就不必再劳心地去寻找USB接口插接设备了，在数米之内，即能轻松地实现无线连接。其实，WUSB（无线USB）概念早在2004年的IDF（英特尔技术峰会）上就被提出，但之后它却没有什么大的动静。而现在，它终于从梦想迈向现实了。
WUSB的前身UWB
大家要想知道WUSB（Wireless USB，无线USB）来自何方，就不得不提到一个很重要的无线技术，那就是UWB。UWB又是何方神圣呢？UWB就是著名的Ultra Wideband（超宽带无线技术）的英文缩写，它对无线个域网（Wireless Personal Area Network，WPAN）带来的潜在影响很大。从技术特点上来看，UWB技术是一种使用1GHz以上频率进行无线通信的，目前最先进的无线通信技术之一。它一改以前无线个域网通信技术停留在数Mbps内的情况，其通信速度在10米内可以达到100Mbps～1000Mbps以上。
之所以能达到这样高的传输速度，主要源自于UWB的脉冲电波发射机制。众所周知，传统的无线通信技术所使用的通信载波是连续的电波，就好像从打开的水龙头里放出的水一样，连绵不断但没有过多的压力，不能喷出去。而UWB技术就好比在水龙头上安装了一个旋转的多孔喷头的装置，随着喷头上旋转的遮蔽物的不断转动，可以连续不断地从各个喷孔中将水流喷得更远。在这个过程中，喷头就好比UWB的控制芯片，水就好比存载着0和1的数字无线信号，并且由于UWB设备只在需要时发送出脉冲电波，因而其耗电量也得以大幅降低。
作为一种低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术，UWB技术的出现解决了困扰传统无线个域网领域高速无线传输的重大难题。而也正是由于其带宽高、信道衰落低、发射功率低、信号截取能力高、系统复杂度低、定位精度高（数厘米级）等优点，使它在军事通信、室内高速无线接入等领域被广泛使用，成为USB和IEEE1394、HDMI等有线接口实现无线化的最佳途径，亦成为破解蓝牙等近距离无线通信技术传输困局的最佳解决之道。
WUSB特性扫描
说完了UWB，我们该回过头来看WUSB了。USB作为目前使用最为广泛的媒体接口，如何消除线缆连接的不便，一直以来都是用户关注的焦点。为此，在UWB技术的基础上，业内推出了WUSB（无线USB）概念，并分别成立了无线USB促进联盟及各种推动小组，其主导厂商包括Intel、微软、TI、飞利浦、三星、惠普、Agere、飞思卡尔等业内强者。在技术特性上，以MBOA联盟的WUSB1.0规范为例，它具备以下特性：
①具备有线USB2.0特性
该无线USB是USB2.0和UWB超宽带技术整合后的一种无线广播技术，具备有线USB2.0技术的基本特性，能在3.1GHz至10.6GHz的频率下在3米范围内以480Mbps的速度传输数据，亦能在10米范围内以110Mbps的速度传输数据。这样的无线传输性能，不仅是对现有蓝牙标准的一种革命，也超越了现有的Wi-Fi无线标准，让家庭/办公无线网络应用也能真正享受到高速。
②具备网络特性
在网络特性上，WUSB技术同样支持HUB集中式和点对点对等式两种常规的网络传输模式。作为HUB集中式设备的主WUSB设备就好比交换机、AP或USB HUB所起的功用一样，可以为每个WUSB子设备分配不同的地址和带宽，并将它们连接起来进行数据传输。一个主设备可以同时连接识别多达127个WUSB子设备，而有线USB要连接这么多设备，至少需要20个有源USB HUB。
③具备低功耗特性
凭借UWB只在有数据传输时才发送脉冲电波的特性，WUSB技术也具备在没有数据传送时静态的节电功能，这使得该WUSB设备的整体耗能低于100mW，从而让其能耗可低于同档的WLAN、蓝牙设备，在台式机、笔记本电脑、PDA、MP3/MP4、手机等设备中集成时更占优势。
WUSB之惑
目前一些厂商已开发出了不少的无线USB设备，可以将电脑、相机、打印机、电视机等设备进行无线USB连接，效果不错。但回过头来看，我们不得不审视，从2004年WUSB技术便大张旗鼓地进行宣传开始，为何这数年间都未有硕果？
首先可以肯定的是并非技术上存在问题，并且就算有技术或频谱划分等问题从根源上都可以解决，最大的根源便在于业界大厂间对这块大蛋糕的势在必得，而互不妥协。例如，众所周知，WUSB的母技术UWB的最终目标是成为IEEE 802.15.3a高速个域网标准，但在标准制定过程中产生了DS-UWB（以飞思卡尔、摩托罗拉、Pulse-Link等厂商为主导，DS-UWB提案采用扩频技术，使用3.1GHz～4.9GHz的低波段和6.2GHz～9.7GHz的高波段，其中低波段的通信速率为28Mbps～1Gbps，高波段的通信速率为2Gbps）与MBOA（以Intel、TI等厂商为主导，采用OFDM技术，将UWB的频谱划分为14个波段，每个528MHz带宽，支持53Mbps～480Mbps的通信速率）两大阵营，两者互不妥协，最后导致该标准的IEEE工作小组解散，让UWB无缘成为IEEE标准。虽然在这之后，随着飞思卡尔在UWB研究上的逐渐淡出，让MBOA在以后的发展过程中渐渐成为主流，但这多少曾让WUSB一度显得中气不足。
且目前市场上的无线USB技术产品也是各自为战。现在的WUSB产品就有WiMedia联盟的Certified Wireless USB、英国CSR公司宣布开发的WiMedia/Bluetooth联合产品、美国力科公司的Certified WUSB试验产品、飞思卡尔半导体和贝尔金公司的Cable-Free USB产品等等。而正是由于WUSB设备的标准不统一，相互间或多或少肯定会存在互兼容问题，普及度又都还不高，造成其芯片成本居高不下。要想改变这种状况，只有让WUSB真正地在电脑及数码设备中普及后方能达成。
此外，不可忽略的是，虽然WUSB在传输速度上明显强于以802.11n为代表的主要竞争对手Wi-Fi，但近年来由于Wi-Fi发展得顺风顺水，再加上它可超100米的覆盖范围、更强的穿墙能力（MIMO产品）、在笔记本电脑上更好的普及度及越来越低的价格，这些都暂时降低了用户对WUSB的需求迫切度。
WUSB进入实际应用阶段
蜕变前的过程虽然漫长，但无可否认的是横跨PC、消费电子和Mobile三大领域的WUSB取代USB成为电脑主流接口之一的趋势不可阻挡。据权威机构预测，“2008年UWB芯片市场年增长率将超过400%，到2011年出货量会接近3亿颗，UWB相关产业即将进入腾飞阶段，各国都在加紧进行UWB产品的测试评估，争取用最短的时间确定UWB频谱规范”。在这种浪潮下，作为UWB最主要应用技术的WUSB的普及亦指日可待，各大厂商亦加大了无线USB技术的研发推广力度。
目前，在WUSB研发上，其MAC和PHY芯片的集成度越来越高，已成功实现单芯片集成。在WUSB应用上，已成功实现USB HUB互联、个人局域网、高清晰电视（HDTV）数据传输、文档打印、TV传送、磁盘备份、数码文件下载、MP3/MP4传输等应用。在WUSB推广上，无线USB目前已从标准和认证测试阶段，进入产品上市推广阶段。今年，将有更多的直接嵌入WUSB终端的笔记本电脑、数码相机、MP3/MP4播放器和手机产品大量上市。2009年，WUSB市场很可能进入爆发增长期，很多PC、外设、显示设备和消费类电子产品将大量采用WUSB产品。
此外，值得关注的是，作为WUSB在无线个域网领域普及的最大对手，蓝牙技术与WUSB技术有融合的趋势。目前最新的蓝牙 3.0标准已明确将把WUSB的核心技术UWB作为其核心技术应用，可以肯定的是蓝牙3.0为了在PC上更好地推广，必将与WUSB技术进行兼容和互融（类似产品已推出），从另一角度来看，这也将促进WUSB设备的普及进程。
大到PC、家电领域，小到USB HUB、手机、耳机、相机、MP3、键鼠、打印机等领域，WUSB的身影都开始频现。在这种浪潮下，WUSB的触角也越伸越广，一些厂商甚至开始尝试在一些从未涉足过的新领域研发推广WUSB技术。例如，Realtek与华硕正在合作开发无线液晶显示器，内建瑞昱半导体的整合型无线USB模块，可减少办公室内线材杂乱的问题，亦能让液晶显示器操作摆放更方便（系统的联机以及断线设定可以完全自动化），真正变成即插即用。
写在最后
高速、安全及低成本，以UWB技术为主导技术，WUSB可以在短距离内实现视频、音频和宽带数据流的高速传输，是数字家庭及SOHO无线组网和其他小范围内无线替代USB等有线连接方式的首选技术，其发展潜力及市场空间不可估量。
随着以WiMedia-MBOA联盟为主导的MB-OFDM技术在市场上相继被主流的WUSB及蓝牙等标准采用，以MB-OFDM为代表的UWB技术成为事实上的未来超宽带无线技术国际规范已势所必然，这为WUSB技术的发展扫清了潜在的障碍。
USB有庞大的市场基础，要用WUSB直接取代它是不现实的，但WUSB的未来应用范围注定将非常广泛，它不仅限于PC（台式机和笔记本电脑等）领域，它将同USB一样，凭借其可以支持多路高清视频流传输的性能，取代目前短距离的有线连接，实现无线传输的最佳方式，无线USB正从实验室走到我们的生活中来。
