Trong thời gian gần đây, chúng ta thường được nghe đến công nghệ không dây siêu băng rộng UWB với tốc độ phá vỡ mọi kỷ lục và biệt danh thật ấn tượng "Gigabit over the Air". Chắc chắn UWB sẽ mở ra một tương lai hứa hẹn như "việc tải bộ phim HD trong tích tắc" cho các kết nối multimedia trong phòng khách, nhưng liệu sức mạnh này có thể "tăng tốc" cho ĐTDĐ hay các thiết bị di động MID đang ngày càng phổ biến?

 

Với đa dạng các tính năng từ thư điện tử, tin nhắn tức thời, các ứng dụng văn phòng cơ bản đến các ứng dụng đa phương tiện phức tạp, các thiết bị di động MID hay điện thoại di động ngày càng trở nên giống với laptop hơn. Tuy nhiên các thiết bị này vốn có bàn phím nhỏ, màn hình bé nên sẽ tốt hơn nếu chúng được hỗ trợ bằng các thiết bị ngoại vi khác như màn hình, bàn phím và ổ cứng ngoài. Do kích thước khá nhỏ nên có ít chỗ trên điện thoại cầm tay dành để cắm đủ các kết nối hữu tuyến với các thiết bị ngoại vi.

Công nghệ siêu băng rộng UWB có khả năng cung cấp phương thức kết nối không dây với các thiết bị ngoại vi này và đặc biệt hiệu quả với các kết nối đòi hỏi tốc độ cao như kết nối đến HDD ngoài và màn hình. Để làm được điều này, module UWB cho thiết bị di động  phải nhỏ, rẻ và khả năng thực thi (performance) đầy thuyết phục với công suất tiêu thụ ở mức tốt nhất.

Phổ tần cho UWB

Trong tình hình phổ tần dưới 5 GHz đang ngày càng "chật ních":  phổ tần 2,4 GHz được sử dụng rộng rãi cho Bluetooth tốc độ cơ bản, 802.11 và các dịch vụ WiMAX tiềm năng; băng tần từ 3 GHz đến 5 GHz dành cho các dịch vụ di động đang tồn tại và trong tương lai như WiMAX và LTE thì việc tích hợp công nghệ UWB trong điện thoại cầm tay sẽ gây can nhiễu lẫn nhau giữa UWB và các công nghệ trên.

Điều này có thể giải quyết bằng các cách sau: Thứ nhất, UWB chỉ hoạt động ở dải phổ tần trên 6 GHz nhằm tránh sự chồng lấn với các công nghệ khác. Thứ hai, sử dụng các bộ lọc với chỉ tiêu khắt khe để giảm đến mức tối thiểu việc phát ra UWB ngoài băng. Thứ ba, phối hợp báo hiệu giữa các công nghệ vô tuyến trong điện thoại cầm tay để “bỏ qua” truyền dẫn UWB trong trường hợp cần thiết.

Chuẩn UWB WiMedia hiện tại sử dụng 14 băng tần OFDM độ rộng 528 MHz, 8 trong số chúng hoạt động ở tần số trên 6 GHz. WiMedia cung cấp vài kỹ thuật để cải thiện việc thực thi công nghệ UWB khi có can nhiễu như thiết kế dựa trên OFDM và ghép xen thời gian – tần số.

UWB và Bluetooth, Wi-Fi

Công nghệ Bluethooth đang tồn tại cung cấp công suất tiêu thụ ở chế độ standby rất tốt và được ưa chuộng cho các kết nối tốc độ thấp như bàn phím, tai nghe…  Trong khi đó, công nghệ Wi-Fi được sử dụng rộng rãi và tối ưu cho các ứng dụng LAN hơn là các kết nối PAN (mạng khu vực cá nhân). Chúng cung cấp tốc độ số liệu vừa phải nhưng với nhiều ứng dụng phi-LAN như là ổ cứng ngoài hay kết nối màn hình…đỏi hỏi tốc độ cao thì chúng vẫn là sự thách thức cho công nghệ này. 802.11n cung cấp thông lượng cao hơn 802.11g nhưng không chắc sẽ được sử dụng cho các điện thoại cầm tay bởi vì yếu tố kích thước và chi phí.  

Công nghệ UWB dựa trên-WiMedia cung cấp tốc độ số liệu cao hơn một cách đáng kể so với công nghệ Wi-Fi hay Bluetooth phi-MIMO đang tồn tại và phù hợp với điện thoại cầm tay. WiMedia đang tồn tại cung cấp công suất tiêu thụ có thể so sánh được với 802.11 nhưng thông lượng lớn hơn, kết quả là hiệu quả sử dụng công suất cao hơn nhiều.

Tình hình phát triển và thương mại hóa công nghệ

Các sản phẩm thương mại USB không dây đã có mặt trên thị trường hơn một năm nay. Thật không may, những sản phẩm này đã ít thu hút mọi người và bộc lộ một số vấn đề về thực thi và phạm vi. Đó là bởi vì những sản phẩm này được tung ra trước khi có đầy đủ bộ giấy chứng thực (certification) từ WiMedia và USB-IF (USB Implementers Forum). Điều này khiến cho của UWB trở nên bị lu mờ. Nhưng hiện tại, khi bộ giấy chứng thực được thiết lập, mọi sự sẽ thay đổi.

Nhiều hãng sản suất đã tiến đến việc thiết kế các thiết bị UWB thế hệ thứ hai và thứ ba của họ. Hiện nay, tiêu biểu nó có thể cung cấp kết nối đáng tin cậy với tốc độ xác thực là 480 Mbps qua giao diện không gian với phạm vi 5m và ở tốc độ thấp hơn với phạm vi hơn 10 m.

Hiện nay, trên thị trường mới nổi lên các card mini PCI Express đính kèm USB không dây nhằm cung cấp một cách đơn giản để nâng cấp các PC truyền thống và kết hợp chặt chẽ với kết nối USB 2.0 tốc độ cao, được dựa trên Certified Wireless USB từ USB Implementers Forum. Chúng tạo nên các màn thực thi có tốc độ vượt quá 200 Mbps. Các hãng máy tính như Dell, Lenovo, NEC và Toshiba đang cung cấp những máy tính xách tay với công nghệ USB không dây tốc độ cao nhằm hướng tới sự cải tiến tốc độ và sự khả dụng của các thiết bị ngoại vi  tương thích USB. Phiên bản tiếp theo của USB không dây (Wireless USB 1.1) đang được phát triển bởi USB-IF và được mong đợi sẽ nâng cấp thông lượng (480 Mbps) và hiệu quả công suất.

Ngày nay, điện thoại cầm tay không chỉ đơn giản là để nghe, gọi, nhắn tin mà nó còn có nhiều ứng dụng phức tạp khác như email, đa phương tiện, ứng dụng văn phòng…. Điện thoại cầm tay vì thế đang ngày càng trở nên giống laptop hơn. Tuy nhiên, để nó có thể thực sự thay thế laptop thì còn nhiều thách thức cần phải vượt qua. Chỉ nhờ công nghệ siêu băng rộng UWB những vấn đề này mới có thể được giải quyết

Những cải tiến đáng kể

Bluetooth tốc độ cao và mạng IP của WiMedia IP đang được mong đợi sẽ hoàn thành vào đầu năm 2009. Không chỉ hỗ trợ các thiết bị USB hữu tuyến mà chúng còn có tiềm năng cải thiện một cách đáng kể thông lượng và việc tiêu thụ công suất.

Đặc biệt, Bluetooth tốc độ cao sử dụng công nghệ UWB sẽ hấp dẫn các ứng dụng cho điện thoại cầm tay. Trong mô hình ứng dụng này, sẽ thường trực có sóng vô tuyến Bluetooth công suất thấp (công nghệ Bluetooth đang tồn tại) mở kết nối. Khi có yêu cầu từ các ứng dụng trên điện thoại, báo hiệu trên các kết nối công suất thấp sẽ bật tắt sóng vô tuyến UWB. Điều này sẽ kết hợp các đặc tính thực thi tốt nhất của Bluetooth 2.4GHz và WiMedia UWB nhằm cung cấp kết nối công suất thấp luôn mở và thông lượng lên đến 150 lần của Bluetooth truyền thống.

Một ưu điểm khác của UWB là sự cùng tồn tại của các kênh tốc độ cao cho Bluetooth. Khi mà 802.11 cũng được đề xuất là kênh tốc độ cao luân phiên trong chuẩn Bluethooth thì điều này dẫn đến những vấn đề nghẽn phổ tần trong băng 2,4 GHz ngày càng tăng, khiến tốc độ thực tế của giải pháp này sẽ thấp hơn một cách đáng kể so với tốc độ 802.11 PHY có thể đưa ra.

UWB có phạm vi sử dụng từ PC đến điện thoại cầm tay bằng cách cung cấp công suất tiêu thụ thấp và kết nối PAN không dây tốc độ cao. Với việc thiết lập điều chỉnh các chuẩn, hoạt động của công nghệ UWB trên băng 6 GHz sẽ đơn giản hóa việc sử dụng công nghệ này trong các ứng dụng trên điện thoại cầm tay và tránh tắc nghẽn trong phổ tần 2,4 GHz khi sử dụng như kênh tốc độ cao cho ứng dụng Bluethooth.

Huyền Nga (theo eetindia)