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卓爾不群 CWave及其他UWB技術對比測試

2008-03-31 Fanny Mlinarsky;John Ziegler


    隨著近來媒體對UWB技術的關注程度增加,以及已經公布的22種基于UWB技術的無線USB (W-USB)產品通過了WiMedia Alliance認證,我們覺得是時候對這一激動人心的新的無線技術進行一下評估,以證實它是否真的如其所宣稱的那樣,傳輸速率達到每秒數百個MB,并能提供出色的QoS。
    我們的計劃是爭取一些UWB廠商的集體贊助,以推廣它們最近發布的UWB產品。試驗邀請了一些UWB芯片提供商和系統供貨商參加,或是共同贊助這一測試。唯一的贊助商和愿意參與這一測試的公司是UWB芯片開發商Pulse~LINK。
    Pulse~LINK 的CWave芯片組主要用于視頻傳輸,采用的是完整的點對點和點對多點通信系統,近距離的TCP/IP傳輸速度超過了500 Mbps,并正在接近890 Mbps。相比較而言,實際測得的通過WiMedia鏈路的傳輸速率低了一個數量級,近距離僅約為50 Mbps。
UWB應用
    盡管802.15.3的最初目的是用于帶QoS服務質量的無線視頻傳輸應用,但是WiMedia聯合會后來卻將目標轉向一些PC-centric W-USB應用。
    Pulse~LINK作為一家UWB技術的早期支持者,也將目光轉向了UWB的原始消費電子應用:高清晰度視頻傳輸領域。Pulse~LINK的策略來了個有趣的轉變,它們開發出了自己的CWave架構,不僅支持無線傳輸,還支持采用同軸、電力線和電話線的有線傳輸。
    CWave架構的一個創新性的特點是:任何使用了這種Pulse~LINK芯片的設備都能夠在一個802.15.3b MAC的條件下支持無線、同軸電纜線和電力線傳輸,支持HD高清晰度視頻傳輸在整個房間,任何可用媒體的傳輸。同步的802.15.3b MAC帶有底層的服務質量QoS設計,能夠支持整個家庭的流式視頻傳輸網絡設計,以及多通道音頻及高數據率網絡。
    將PC-centric WiMedia 產品和CE-centric Pulse~LINK產品能進行對比,乍看起來似乎并不妥當,但是隨著PC和CE設備功能融合進程的加快,兩類設備的使命都將是實現比特的更快流動、帶有QoS,以便支持高質量視頻、音頻及數據的傳輸分配。因此,我們此次測試的重點也就是圍繞UWB傳輸的速度和質量展開。

UWB 視頻傳輸
    在Pulse~LINK堅持了802.15.3最初的目標–支持對HD高清晰度內容和多通道音頻的流式傳輸的同時,WiMedia組織區 至少是在最初偏離這一目標。只有兩家WiMedia供貨商——Tzero和Sigma Designs曾發布了HD高清晰度視頻傳輸架構。而且,盡管這兩家公司早在2005年的消費電子展覽會(CES2005)上宣布開始供應UWB芯片,但至今還沒有推出商業上可用的產品,并都選擇了不將自己的參考設計提交用于此次測試。
    我們了解到,WiMedia有可能在不久的將來關注視頻應用,但在目前,絕大多數的商用WiMedia產品都針對W-USB。一個例外是,東芝公司的端口復制器通過一條UWB鏈路WiDV™,支持USB、千兆以太網(Gigabit Ethernet),以及一條視頻/音頻鏈路,WiDV™基于兼容WiMedia的無線接口。

視頻傳輸 – 吞吐容量及網絡架構考慮
    視頻內容經過編碼壓縮后進行傳輸和存儲。絕大多數的廣播和有線電視傳輸以及普通的DVD都使用的是MPEG-2壓縮格式。H.264/MPEG-4與JPEG 2000作為兩種新出現的視頻壓縮格式,它們的編碼壓縮效率與MPEG-2向你大約提高了一倍。

普通視頻格式和分辨率所要求的吞吐容量:

格式

高質量視頻所要求的平均吞吐量

480i60

1080p30

廣播、有線電視

MPEG-2

8Mbps

20Mbps

Windows
Media Video
DivX
XviD
QuickTime

MPEG-4 Part 10/H.264

5Mbps

12Mbps


    家庭中常用的視頻傳輸介質一般包括同軸電纜、雙絞線、電力線以及無線傳輸。為了滿足FCC聯邦通信委員會的有關發射限制的要求,有線視頻傳輸技術,如HomePlug™ 和HomePNA™都工作在低于30MHz的頻譜限幅以內。Pulse~LINK 拋棄了這些有線傳輸技術,率先使用了UWB。UWB具備的較寬的頻寬

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