无线新未来 WiGig和wPCIe技术标准简析

   时间回到2009年，当我们还在考虑是否要升级到300M无线网络的时候，当IEEE（美国电气和电子工程师协会）还正在着手研发下一代千兆（1Gbps）网无线标准——802.11ac/802.11ad的时候，一个全新的无线吉比特联盟（Wireless Gigabit Alliance）悄然成立了，这一无线联盟仅用不到一年的时间就完成了新千兆无线网络标准的制定工作，并于2010年5月颁布了正式的WiGig（Wireless Gigabit，无线千兆比特）标准。

    为什么全新的WiGig标准能制定的如此高效呢？如果你了解这个联盟的组成成员，你就不会对这样的速度感到惊奇了。下面就让我们一起来看看这个联盟的阵容究竟有多豪华。

    最强阵容打造WiGig千兆无线技术

    为了让全新的千兆无线标准获得更多组织和公司的认可，WiGig联盟广泛吸收了业内顶尖企业的代表，其中董事会成员包括：Intel、微软、NVIDIA、诺基亚、戴尔、思科、三星、LG、松下、东芝、NEC、联发科、Atheros、Broadcom、Marvell和Wilocity。而“Contributors”贡献者级别的会员则包括：AMD、安捷伦、 NXP、Realtek、意法半导体、德州仪器、韩国SK电信、三星机电、Beam Networks、Ralink、Tensorcom、HARMAN、PeRaSo和中国国家通信计量站（TMC）。

WiGig联盟的“豪华阵容”

    全新的WiGig 1.0标准确实让人惊喜，不仅它的无线数据传输率可以达到7Gbps，而且它还可以满足多种平台应用的需要，让无线高清传输成为可能。通过WiGig技术，传输一部DVD视频文件仅需十几秒，相比使用IEEE 802.11n无线网络传输，可节省90%以上的时间。

   WiGig技术

    WiGig（Wireless Gigabit，无线千兆比特）是一种传输速率超千兆的短距离无线技术，主要目的是实现家庭快速传输大容量文件。WiGig技术使用60千兆赫（60GHz）频段，利用这一频段，可在近距离内实现极高的传输速率，比目前的WiFi速率快10倍以上；不过略显遗憾的是，WiGig技术的实际传输距离仅有10～20米，目前只能满足家庭环境的需求。

　　WiGig 1.0无线标准的核心内容： 　　

　　支持高达7Gbps的数据传输速率，比802.11n的理论传输速率快十倍以上。 　　

　　作为802.11介质访问控制层（MAC）的补充和延伸，并兼容IEEE 802.11标准。 　　

　　物理层同时满足了WiGig设备对低功耗和高稳定的要求，可确保设备互操作性和以千兆以上速率通信的要求。 　　

　　支持特定的系统接口，如PC外围设备的系统总线、HDTV的显示接口以及显示器和投影仪等。 　　

　　支持波束成形技术，支持10米以上的可靠通讯。 　　

　　为WiGig设备提供广泛、高级的安全和功耗管理机制。

    WiGig将成为无线网络的未来？

    那么WiGig技术就是无线网络新的未来吗？虽然它的无线传输速率很快，7Gbps也确实很有吸引力，但它的无线传输距离只有10～20米，又如何满足大范围的无线网络需求呢？下面就让我们一起来看看WiGig的技术优势。

    1、WiGig融合WiFi

    WiGig技术中的绝大部分都是由传统WiFi技术延伸而来的，因此它拥有向下兼容802.11n网络的能力。也就是说，当用户距离AP(无线热点)较远时，其无线连接将选择传输速度较慢但传输距离更远的802.11n网络；而当用户距离AP较近时，系统将自动切换到60GHz频段，从而获得7Gbps的连接速率。

    而在无线网络安全方面，WiGig也将兼容802.11的WPA2加密算法，这样既保证了它与现有无线网络的互联互通，又提升了WiGig网络的安全性。

    2、WiGig将适合多平台应用

WiGig目标：多平台应用

    WiGig不仅能满足家庭环境高分辨率视频信号的传输需求，同样可以满足移动领域的需求，比如让手机无线连接电视、电脑，传输视频、音乐或照片等。此外，它还有望替代HDMI或Display Port接口，形成特定的系统接口，从而实现显卡与显示设备间的无线连接。

    凭借自身的技术优势，以及各大IT巨头的鼎力支持，我们有理由相信WiGig就是无线网络的未来。

    WiGig更进一步：wPCIe技术标准

    在WiGig 1.0标准正式颁布后的两个月，WiGig联盟董事会成员之一的Wilocity公司（由原Intel迅驰团队的部分核心研发人员在2007年成立）又公布了WiGig的进一步计划——wPCIe，在WiGig标准的基础上，把计算机中的PCI-E总线也搬到60GHz的无线频段上来，从而实现各种外设与笔记本的无线连接。

    wPCIe（wireless PCI Express），它是无线PCI-Express标准的正式注册商标，因此它对名称的大小写有严格规定。wPCIe的技术原理比较容易理解，即将芯片组与外设之间的PCI-E总线连接通过WiGig 1.0无线技术完成，也就是将笔记本/PC的扩展槽无线化。

wPCIe系统结构图

    我们可以看到，wPCIe的系统结构图分为两部分：第一部分是传统的CPU、内存、南北桥系统；第二部分则是新加入的，它包括连接在南桥的上游接口、无线传输部分、下游接口以及其它设备等。

    当用户将USB、e-SATA等设备插入“DockingZone”时，“DockingZone”就会迅速将这些信号传递给下游接口，下游接口再将数据转移到虚拟的PCI-to-PCI桥接器。随后，这些数据通过虚拟的PCI-PCI桥接器被全部转换为无线信号，然后传递给上游接口，上游接口会将数据通过南桥的PCI-E总线再次传输至系统。wPCIe的工作是完全独立的，操作系统完全不需要知道PCI-E总线中间是否经过了无线转接。

wPCIe应用范围广泛

    一个理想化的DockingZone接收器可以包括独立显卡、声卡，USB 3.0、eSATA、FireWire等控制器，可以提供外接显示和各种外设接口。这样如显示器、音箱、麦克风、U盘、移动硬盘、摄像头等等的所有外设都可以连接在“DockingZone”这个无线扩展槽上，我们也无需再为某种设备单独设计无线接口。

    目前wPCIe标准可提供7Gbps带宽，转接为PCI-E总线后，至少可以提供PCI-E 2.0 x1的带宽；此外，它还向下兼容2.4GHz/5GHz频段WiFi标准，即“DockingZone”可同时保持WiFi连接。

    wPCIe在实际应用中的优势

　　了解了wPCIe在技术方面的知识，我们再来看看它在实际应用中能给我们带来哪些出色的体验。

　　首先，与WiGig相同，wPCIe将为我们提供更加便利的无线连接。

　　其次，对于笔记本、上网本、平板电脑等移动设备来说，wPCIe技术将扩展出更多的功能。以前，由于这些移动设备本身的接口较少，只有寥寥几个USB和e-SATA等接口，在实际应用中常常出现捉襟见肘的情况。而在应用了wPCIe技术后，利用“DockingZone”设备，用户可以扩展出更多的外设接口。而且根据wPCIe的技术特性，终端设计人员几乎可以把目前所有出现在台式电脑上的接口全部都利用“DockingZone”集成到无线扩展底座上，然后统一通过wPCIe技术和电脑连接。

　　然后，wPCIe还可以帮助用户扩展全新的接口。例如一台老旧电脑只有USB2.0接口，不支持全新的USB3.0和e-SATA接口。如果用户想使用这两个接口的设备，要么升级主板，要么利用扩展卡进行扩展，但前者投入太高，后者在速度上又很难达到新接口的标准。而应用wPCIe技术后，用户只需要购买带有这些新接口的“DockingZone”扩展底座，就可以轻松享受新设备带来的便利。wPCIe 7Gbps的带宽完全可以满足主流外设的基本带宽需求。

　　最后，wPCIe还能实现外接无线显卡。虽然目前wPCIe的带宽还不能完全满足高端显卡的需求，但对于GeForceGT220、RadeonHD5550这类低端入门级显卡还是足够的。而且通过wPCIe无线技术连接无线显卡，可有效减少移动设备的发热量，增加设备的续航时间，提升移动应用体验。

    总结：期待wPCIe产品问世

　　根据Wilocity公司的规划，wPCIe设备样品有望在今年二季度以后问世，并且我们所说的“DockingZone”将很可能作为类似移动扩展槽的设备成为wPCIe的第一批产品，届时我们将体验到统一接口的便利。相信随着wPCIe技术的进一步发展，未来的外围设备将很可能直接集成“DockingZone”，这样这些设备就可以直接通过无线连接计算机的南桥，在拥有高速无线连接的同时，彻底摆脱有线线缆的束缚，让我们享受到真正自由的无线互联新生活。