| Artículos | 01 JUN 2010

Wireless USB

Tags: Histórico
Periféricos sin ataduras
Juan Blázquez.
USB es el conector más utilizado dentro y fuera del mundo del ordenador. Está presente en todo tipo de dispositivos. Sin embargo, la obligación de conectar por cable penaliza su comodidad de uso y limita su aplicación para muchos tipos de periféricos. La solución llega con una revisión de este conector, que permite mantener las ventajas de USB sin la limitación del cable: Wireless USB.

Para todos es evidente que la interfaz de conexión USB es la más utilizada para vincular dispositivos de distinta naturaleza y diferente propósito. Los dispositivos que integran esta interfaz en su electrónica se contabilizan por billones en el mundo entero, por lo que puede afirmarse que es la tecnología que más ha prosperado desde el comienzo de la informática como tal, y lo ha hecho en muy poco tiempo. Las claves de su fulgurante éxito tampoco son desconocidas para nadie. Reducido tamaño, buen rendimiento y, sobre todo, facilidad de uso y compatibilidad: para utilizar cualquier dispositivo USB basta con conectarlo.
Sin embargo, la constante miniaturización de los dispositivos y las posibilidades de conexión actuales lleva a los usuarios a exigir que los niveles de movilidad disponibles se incorporen a todas las áreas tecnológicas con las que se desenvuelven en su actividad profesional y privada. Si pueden hablar por teléfono, navegar en Internet, enviar correo y un sinfín de actividades sin necesidad de tener que buscar una fuente de alimentación eléctrica ni tener que preocuparse de llevar y conectar cables, por qué no pueden tener esas mismas facilidades para usar un disco duro externo, una impresora o una cámara de vídeo.
Usar funcionalidades que no estén integradas en el dispositivo de mano o en el portátil implica la maldición de los cables, con todos los engorros e incomodidades que algo aparentemente tan sencillo puede ocasionar. Mesas de trabajo enmarañadas, conectar/desconectar cables, transportarlos, perderlos… y otras situaciones incómodas que a todo usuario de dispositivos USB le han ocurrido alguna vez. Una dependencia de cable que no sólo se debe cuantificar en términos de incomodidades de usuario. También impide que esos beneficios de USB se puedan aplicar en muchas situaciones de conectividad de dispositivo que podían ampliar las facilidades de movilidad que los usuarios demandan.

Una solución al problema
Disponer de una solución que resuelva las limitaciones de aplicación de USB y acabe con las incomodidades del cable para usuario, son las razones por las que ha movilizado la industria para revisar las características del bus serie con cable y que ya tiene una implementación definitiva que se denomina Certified Wireless USB, USB Inalámbrico Certificado, también conocido como Wireless USB o, simplemente, W-USB. La razón de incluir en el nombre el término “Certificado” es consecuencia de la competencia que han mantenido el grupo de interés que ha desarrollado estas especificaciones con otras empresas que, a título individual, han lanzado otros desarrollos paralelos que poco o nada tienen que ver con las especificaciones del estándar W-USB. Para que el usuario final pueda distinguir entre las distintas tecnologías de USB inalámbrico que hay disponibles en el mercado, se ha incluido el término “certificado” en la denominación y se ha incluido también en el logotipo utilizado para designar los dispositivos que siguen estas especificaciones.
A grandes rasgos, W-USB es simplemente una extensión de USB cableado. La base tecnológica utilizada para su definición es la misma que la ya utilizada en este conector, por lo que la facilidad de uso, velocidad de transferencia y compatibilidad siguen las mismas pautas que eran conocidas para el USB que se viene utilizando hasta ahora. La diferencia, el gran cambio que introduce esta extensión, es la completa eliminación del cable, por lo que el enlace de los dispositivos cambia radicalmente manteniendo las mismas funcionalidades e incorporando otras que el nuevo medio de conexión posibilita. Aunque dicho así parece sencillo, lo cierto es que pasar la conexión USB de cable a radio ha exigido un gran esfuerzo técnico para resolver aspectos comprometidos y conseguir un USB con las mismas características de funcionamiento.

W-USB por dentro
El sistema Bus Serie inalámbrico está conformado por las mismas tres entidades que pueden identificarse de manera clara en las especificaciones de USB por cable, como no podía ser de otra manera, al ser heredera directa de esta ya veterana tecnología. En los módulos de dispositivo y host USB los cambios introducidos han sido mínimos, los justos para adaptarlos a las nuevas características de funcionamiento que implica la interconexión por radio. El nuevo medio de conexión juega un papel crucial en la definición y funcionamiento de W-USB, por lo que es el elemento donde más cambios se han introducido y ha caracterizado el diseño de las otras dos entidades involucradas, consecuencia directa de cambiar el cable por un medio de transmisión nuevo, distinto y peculiar como es la señal de radio. En el módulo de interconexión se definen el modelo y procedimiento de conexión por radio de los dispositivos USB con el host.
W-USB utiliza como medio para formar un bus serie lógico emisiones de radio por Ultra Wide Band, sobre frecuencias que oscilan entre los 3.1 a 10,6 Ghz, para cubrir un radio de hasta 10 metros de distancia, entregando tasas de transferencia de 110 Mbps, 480 Mbps cuando los enlaces acortan las distancias hasta un máximo de 3 mts. El bus puede conectar hasta 127 dispositivos simultáneamente en una topología en estrella que tiene al host como punto central desde donde se conectan punto a punto estos dispositivos. Los periféricos W-USB no conectan entre sí.
Al igual que ocurre con el cable, el anfitrión divide el ancho de banda disponible entre los dispositivos conectados, utilizando para ello la técnica de Acceso Múltiple con División del Tiempo. Es decir, a intervalos regulares, el anfitrión interroga a los periféricos que tiene identificados para comprobar si tienen que transmitir. En caso que el sondeo resulte positivo, el periférico inicia la transferencia de datos. Esta transferencia ha tenido que ser optimizada para conseguir equiparar las tasas de rendimiento en radio a las que se obtienen en el cable. Para ello, se sigue manteniendo la transferencia utilizando tres paquetes de control y datos, pero para hacer un uso más eficiente del medio se eliminan transacciones entre los extremos, agrupando varios paquetes de control en uno, utilizando lo que se denomina protocolo de transacciones partidas. Además, para adaptarse a las características del enlace atmosférico utilizado se implementa la transferencia en ráfagas, donde se agrupan los paquetes de datos para su intercambio y así reducir el esfuerzo de transmisión. En base a esta transmisión por ráfagas, se habilitan diferentes modalidades de transferencia de datos con las que responder en mejores condiciones a las necesidades de cada situación, según el tipo y propósito del periférico conectado. Se define una transferencia por interrupción para los intercambios cortos, que tienen una baja latencia y reducida tasa de fallo. Cuando el intercambio de datos ha de ser sostenido y fiable, como ocurre cuando se utilizan aplicaciones multimedia de imagen y/o sonido, se define las transferencias isocrónicas donde se garantiz

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