Questões
1) Introdução
- Apresentar os conceitos básicos sobre a tecnologia
O objetivo do Wireless USB é conectar periféricos tais como impressoras,discos rígidos externos, placas de som, tocadores de mídia e até mesmo monitores de vídeo ao micro sem a utilização de fios. Isto pode ser feito de duas formas. Se o micro e/ou o dispositivo não tiver suporte ao WUSB, você precisará instalar um adaptador para converter uma porta USB convencional em uma porta WUSB. Se o micro e/ou o dispositivo já tiver suporte ao WUSB – ou seja, se eles já vierem com uma antena WUSB – nenhum dispositivo extra será necessário. Até 127 periféricos podem ser conectados usando uma única antena no micro.
A taxa de transferência máxima teórica do WUSB é a mesma do barramento USB 2.0: 480 Mbps (60 MB/s) se o dispositivo estiver em um raio de 3 metros de distância do micro ou 110 Mbps (13,75 MB/s) se o dispositivo estiver em um raio de 10 metros de distância do micro. Como você pode ver, quanto maior a distância o dispositivo estiver do micro, menor será a sua taxa de transferência. O Bluetooth é outra tecnologia que permite a conexão entre o micro e periféricos sem a necessidade da utilização de fios. Atualmente, no entanto, a tecnologia Bluetooth é voltada apenas para dispositivos de baixa velocidade, já que sua taxa de transferência máxima é de 1 Mbps (128 KB/s) ou 3 Mbps (384 MB/s), dependendo na geração do Bluetooth (1 e 2 com EDR, Enhanced Data Rate ou Taxa de Transferência de Dados Aprimorada, respectivamente). A próxima geração da tecnologia Bluetooth terá a mesma taxa de transferência do barramento WUSB, mas ela ainda não está disponível. A rede sem fio USB funciona na faixa de freqüência UWB (Ultra Wide Band ou Banda Ultra-Larga, que vai de 3,1 GHz a 10,6 GHz), enquanto que a tecnologia Bluetooth funciona na freqüência de 2,4 GHz, a mesma usada pelas redes sem fio IEEE 802.11 (Wi-Fi).
- Descrever os principais fornecedores/desenvolvedores
Agora você verá alguns exemplos reais da utilização do WUSB. Como mencionamos, se o micro não tiver suporte nativo ao WUSB você precisará comprar e instalar um adaptador WUSB, dispositivo mostrado na Figura 1.
Figura 1: Adaptador WUSB instalado em um notebook.
A mesma coisa vale para os periféricos USB; você precisa “transformá-los” em dispositivos WUSB usando um hub WUSB, igual ao da Figura 2 fabricado pela IOGEAR. O bacana do hub é que você pode conectar vários periféricos USB à mesma antena, dispensando assim a necessidade de comprar antenas adicionais para cada produto. Neste exemplo nós temos uma impressora conectada ao hub WUSB e, portanto, a conexão entre eles se dá de maneira sem fio.
Figura 2: Hub WUSB.
O WUSB permite a você conectar seu micro ao monitor de vídeo sem o uso de fios, o que é uma aplicação sensacional. A ASUS anunciou um monitor LCD com suporte nativo à conectividade WUSB, como mostrado na Figura 3. Você pode conectar qualquer tipo de monitor usando um adaptador WUSB, mostrado na Figura 4.
Figura 3: Monitor LCD da ASUS com suporte nativo ao WUSB.
Figura 4: Adaptador permite que monitores de vídeo sejam conectado ao micro usando WUSB.
Na Figura 5 nós temos outro exemplo, desta vez uma placa de som externa com suporte ao WUSB. A propósito, nós vimos uma demonstração desta placa de som em conjunto com o monitor sem fio da Figura 3 e o áudio e vídeo estiveram o tempo todo sincronizados.
Figura 5: Placa de som externa com suporte nativo ao WUSB.
- Apontar cronologia de evolução
- USB 0.7: novembro de 1994;
- USB 0.8: dezembro de 1994;
- USB 0.9: abril de 1995;
- USB 0.99: agosto de 1995;
- USB 1.0: janeiro de 1996;
- USB 1.1: setembro de 1998;
- USB 2.0: abril de 2000;
- USB 3.0 : novembro de 2008;
- WUSB : Em Desenvolvimento
- Destacar pontos relevantes
Alta Taxa de Transferência Baixo alcance Utiliza uma faixa de freqüência diferente das tecnologias semelhenates (3,1 GHz a 10,6 GHz)
2) Funcionamento
- Explicar os princípios básicos de funcionamento
Dado que não existe uma conexão física entre o host e o dispositivo, uma série de premissas devem que ser cumpridas para que se estabeleça uma conexão lógica. Para essa comunicação, o dispositivo WUSB assume vários estados que são relevantes para o host. O objetivo de seguir esses critérios é não só a criação de uma conexão, mas sim uma conexão segura antes que dados críticos passem no canal.
- Mostrar o fluxo de uma transmissão/recepção
Como o USB wired, cada transferência consiste logicamente em três pacotes: token, dados, e handshake. Entretanto, para aumentar a eficiência do uso da camada física eliminando transições caras entre a emissão e a recepção, os hosts combinam a informação de token múltipla em um único pacote. Nesse pacote, o host indica o tempo específico que os dispositivos apropriados devem aguardar até escutar um pacote de dados OUT, ou transmite um pacote de dados IN ou um handshake. O USB wireless pode definir novos tamanhos máximos do pacote para aumentar a eficiência do canal.
Figura 6: Fluxo de dados numa conexão WUSB.
A camada física wireless (i.e. PHY) formata as transmissões de rádio em uma faixa de freqüências, através de várias técnicas, em um canal através do qual as informações básicas são transmitidas e recebidas. A camada de ligação de dados codifica/decodifica as informações de entrada/saída (no alto da camada PHY) dos pacotes de dados, e fornece o conhecimento do protocolo da transmissão, a gerência e maneja os erros na camada física, no controle de fluxo e na sincronização do frame. A camada de ligação de dados inclui o MAC (Media Access Control) e LLC (Logical Link Control) para o controle da informação sobre o canal físico. As camadas de aplicação utilizam os serviços de baixo nível do canal fornecidos pelo MAC e pelo PHY.
- Desenhar topologia/arquitetura
A.Topologia física
No padrão WUSB não há conexões físicas dos dispositivos com o host. Entretanto, os dispositivos que estão dispostos num raio de até 10 metros distância são capazes de estabelecer comunicação com o host. A Figura 7 exemplifica a topologia física de uma rede de dispositivos WUSB, incluindo o uso de um dispositivo adaptador para USB com fio (Device Wire Adapter, DWA).
Figura 7: Topologia física de uma rede de dispositivos WUSB.
B.Topologia lógica
Utilizando um modelo hub and spoke, onde o hub do modelo, no centro, é o host e os dispositivos são as pontas finais de cada spoke, sendo cada spoke uma conexão ponto-a-ponto entre o dispositivo e o host.
Dado que os dispositivos WUSB não dependem de portas físicas, a limitação de conexão de dispositivos depende diretamente da quantidade de dispositivos sem-fio suportada pelo protocolo, sendo este limite de 127 dispositivos. A Figura 8 ilustra o modelo da topologia WUSB.
Figura 8: Topologia lógica de uma rede de dispositivos WUSB
- Detalhar elementos que fazem parte de todo o processo
Ver no item 1) Introdução, tópico * Descrever os principais fornecedores/desenvolvedores
- Apontar os protocolos e tipos de acesso envolvidos
O protocolo do Wireless USB utiliza a modulação por tempo conhecida como TDMA (Time Division multiple Access). No Wireless USB a taxa de transmissão é escalonável, isso ocorre pelo fato de utilizar mecanismo de correção de erros (FEC) só quando é necessário (quando está ocorrendo um número muito grande erros e pedidos de retransmissão), ou seja, quando a conexão não está sofrendo interferências, a transmissão é feita com os pacotes puros, mas quando a conexão está muito "turbulenta", entra o FEC que acaba diminuindo um pouco o desempenho da conexão, mais em compensação continua com ela estabelecida. Os comandos sinalizadores do Wireless USB são análogos aos do USB. Para evitar um desperdícios de mandar vários pacotes com os sinalizadores e com cada um com chances de chegarem com erro, é criado um pacote único com todos esses sinalizadores juntos que é enviado ao seu destino, evitando assim o envio de muitos pacotes seguido de tempo de espera da resposta. Alem disso, para aumentar o desempenho do sistema, o Wireless USB ainda pode mudar o tamanho do pacote dependendo da situação do meio de comunicação.
3) Estágio atual
- Atualizar quanto ao momento que vive a tecnologia
Para que ele se popularize, é necessário que o custo dos transmissores caia para uma faixa igual ou inferior ao que os transmissores Bluetooth custam hoje em dia, o que só acontece quando eles passam a ser produzidos em grande quantidade. Existe ainda a questão da aceitação do público: será que um volume suficiente de usuários aceitará pagar mais caro por dispositivos WUSB, ou será que continuarão preferindo usar cabos?
- Apontar eventuais problemas (tráfego, frequência, limitações, capacidade)
O USB cabeado oferece a vantagem de fornecer energia, o que permite que diversos modelos de mp3players e outros dispositivos sejam carregados através da porta USB, sem falar nas gavetas para HDs de 2.5", que acionam o HD utilizando a própria energia fornecida pela porta, sem precisar de fonte. Para eles, não faz sentido migrar para o WUSB, já que ele não resolve o problema da alimentação elétrica.
- Exemplificar com matérias de revistas, livros e internet
http://info.abril.com.br/noticias/blogs/gadgets/blog-gadgets-info/111814/
4) Características técnicas
- Mostrar o espectro de frequência utilizado
A rede sem fio USB funciona na faixa de freqüência UWB (Ultra Wide Band ou Banda Ultra-Larga, que vai de 3,1 GHz a 10,6 GHz).
- Explicar sobre o tipo de modulação
A Modulação utilizada é o Multiband Orthogonal frequency-division multiplexing (MB-OFDM)
- Apresentar os tipos de acesso. Ex: TDMA, FDMA , CDMA , etc
O protocolo do Wireless USB utiliza a modulação por tempo conhecida como TDMA (Time Division multiple Access).
- Potência
Em modo "Dormir" 10 microwatts e em transferência 600 miliwatt.
- Alcance
Numa distância de até 3 metros, pode-se alcançar uma taxa de transferência de dados de 480Mb/s; esta taxa diminui para 110Mb/s em distâncias entre 3 e 10 metros.
- Consumo
5) Protocolos
- Apresentar os protocolos usados na comunicação entre os elementos
Entre os elementos de comunicação, host e device, o protocolo usado é o Wireless USB. Também o MAC protocol na camada de Enlace e o PHY.
- Detalhar o formato dos protocolos
- Apontar as normas que regem este protocolo (RFC, por exemplo)
WUSB: Wireless Universal Serial Bus Specification Revision 1.1 released September 9, 2010
MAC: [RFC 2892]
PHY: [RFC 1103]
- Definir o órgão que coordena esta normatização
O IEEE e o Protocolo foi criado pelo Wireless USB Promoter Group.
- Identificar endereço de consulta à norma
http://www.usb.org/developers/wusb/docs
6) Serviços
- Descrever serviços básicos disponíveis. Ex: mensagem, dados, mobilidade IP
Entre os serviços básicos do WUSB estão os mesmo do padrão USB cabeado, como, conectar um PC com um pendrive ou impressora, mouse e teclado. Além deles também consegue ligar diretamente um dispositivo a outro, assim, permite que uma câmera imprima fotos na impressora, ou o mp3player toque músicas armazenadas em um HD externo e outros serviços.
- Apresentar interação com Internet
O WUSB não se destina a concorrer com as redes wireless, já que ele só funciona a distâncias muito curtas. Você poderia compartilhar a conexão com a web entre dois notebooks, ou entre um PC e um palmtop usando o WUSB, mas não seria o tipo de solução que você utilizaria na sua rede doméstica, por exemplo.
- Apontar serviços avançados disponíveis: Ex: LBS, segurança,
Para que não haja interferencia de terceiros na transmissão de dados o dispositivos e hosts fazem uso de criptografia simétrica, utilizando o algoritmo de criptografia AES, Advanced Encryption Standard. Também são utilizados meios de associação para garantir a apresentação dos dispositivos a um host. A associação pode ocorrer fora do canal de comunicação ou usando criptografia de chave pública.
- Citar outros serviços ou possíveis aplicações futuras.