有线传输技术“老兵新传”

在我们还享受着USB 2.0所带来的高速传输体验时，它的接班人USB3.0标准正紧锣密鼓地制定着。据悉，新标准预计将在今年晚些时候正式推出。那么，USB 3.0有什么特点?它在速度上比USB 2.0有多大的提升?我们是否真的需要USB 3.0?下面，就让本文提前带您领略这个新标准的魅力。

很多读者可能会有这样的疑问，USB 2.0的理论速度有480Mbps，在现在甚至今后一段时间内都足够用了，为什么要急着制定新标准呢?如果你也这样认为，那说明你还没有真正了解USB。

原因：什么促使了新标准的制定?

USB标准：Universal serial Bus的缩写，由英特尔、康柏、IBM等多家公司于1994年联合制定，中文直译是“通用串行总线”接口。正如它的名字，USB是一种串行总线系统，最大可以提供5V的电压以及500mA电流。USB支持热插拔和即插即用的特性为用户提供了很多方便，这也是它能迅速流行的原因。USB从制定至今已从1.0标准发展到2.0标准，传输速度也由最初的12Mbps飙升到480Mbps，而即将推出的USB 3.0标准更是可达到4.8Gbps。

首先是速度问题，USB是一种串行总线，带宽是由各设备平均共享，所以即便只接入一个设备，它的理论传输速度也不可能达到480Mbps。举一个例子，我们熟悉的IEEE 1394的理论传输速度只有400Mbps，还不如USB 2.0，但为什么它的实际传输速度却比USB 2.0快不少?这是因为IEEE1394采用点对点传输模式，设备可以独享带宽，所以实际的传输速度更接近理论值。也正是由于其点对点传输的特性，IEEE1394还可以独立于电脑而直接在设备之间传输数据。虽然USB也曾通过USB OTG技术被赋予了同样的能力，但由于推广效果不理想而没有成为主流。

USB 2.0的另一个大问题是供电。按照USB规范，单个USB接口只能提供500mA的电流，一旦设备请求更大的电流供应便会由于供电量超过设计而造成很多的问题。这一问题在移动硬盘上表现最为明显，据不完全统计，80％以上的移动硬盘问题都是由于供电不足所引起。对此，惟一的解决方法就是通过多口取电或者外接电源，而这又带来了另一个困扰，即线缆的杂乱和使用上的不便。面对这些不足，USB 2.0已难以支持，于是以英特尔为首的一批企业，组成了USB 3.0推广集团，开始研发并推广USB 3.0标准。

蜕变：USB 3.0有哪些改进?

首先针对速度问题，USB 3.0理论传输速度被提升到惊人的4.8Gbps，在USB2.0的基础上整整翻了十倍，甚至高于SATA等内部接口。是什么让USB 3.0能获得如此大的速度提升呢?秘密在于它的传输介质。USB 3.0除了使用铜作为传输介质外，还引入了光纤，而光纤的理论传输速度是相当惊人的。据悉，在使用光纤作为传输介质后，USB 3.0的传输速度可达到USB 2.0速度的20 倍甚至30倍，可见，目前USB 3.0定义的4.8Gbps传输速度并没完全发挥出光纤的优势，随着进一步的发展，相信USB3.0在传输速度上再获提升将不成问题。

在供电方面，USB 3.0又有哪些改进呢?我们可以从USB 3.0提供电流的单位由mA变为A上看出端倪。据称，USB 3.0有望提供1A的电流供应，比USB2.0多出一倍，这意味着一个USB 3.0接口就可以满足原来必须通过双口取电的设备需求，从而极大地降低因供电不足而引起的故障，还解决了线缆杂乱的问题。可见USB 3.0相比前代标准在速度和易用性上都有了不小的提升。

基础：USB 3.0的架构及工作原理

与此前的升级一样，USB 3.0仍然采用与USB 2.0相同的架构，因此它能够向下兼容以前的USB版本。所以USB 2.0的设备可以插在USB 3.0的接口上，USB 3.0的设备同样也能在USB 2.0接口上使用，保证了它们之间的平滑过渡。那么，USB 3.0是如何向下兼容的?USB3.0的接口采用了9针脚设计，其中+5v取电、数据一、数据+、GND接地这4个针脚与USB 2.0完全相同，而另外5个则是专门为USB 3.0准备的。USB 3.0并非广播总线，它在USB 2.0的基础上增加了一个SS Hub和一个USB 2.0 Hub，在包头中采用发送列表区段来进行发包，SS Hub上行接口提供分散式的USB 3.0互联，而USB 2.0 Hub下行接口支持USB 3.0设备，从而兼顾高速传输和良好的兼容性。

而在数据的传输上，为了取代USB 2.0所采用的轮流检测和广播机制，USB 3.0采用了一种封包路由技术，并且仅容许终端设备有数据要发送时才进行传输。新的链接标准还让每一个组件支持多种数据流，并且每一个数据流都能够维持独立的优先级，该功能可在视频传输过程中用来终止造成抖动的干扰，数据流的传输机制也使固有的指令队列成为可能，因而USB 3.0接口的数据传输将更为优化。

竞争：uSB 3．0面临的对手

虽说USB 3.0改进的部分不少，但由于USB的普及程度已经达到了垄断的级别，所以从它出世起就命里注定要遭到对手的围攻。其中最强劲的两个对手恐怕就是eSATA和IEEE 1394。

先来说说eSATA。eSATA基于SATA总线，简单说就是放在机箱外面的SATA接口，它为外置阵列等昔日的高端应用提供有一个更为廉价的解决方案。eSATA的理论速度与SATA一样可以达到3Gbps，而且由于是原生的接口，eSATA接口传输数据时无需桥接芯片，传输速度远高于USB 2.0和IEEE 1394。但eSATA也有它致命的缺点，首先，eSATA接口本身不提供电力供应，必须要使用辅助供电，这也造成了和USB 2.0相同的线缆繁杂问题；第二，eSATA接口和传输线缆都比较“娇气”，理论插拔寿命远不如USB，这点极大地妨碍了其普及速度。而且连SATA接口都不是每台机器都有，更不要说eSATA，这也在无形中提高了用户使用eSATA设备的门槛。

再来看看IEEE 1394，IEEE 1394接口也称“火线”接口，可以同时传送数字视频信号以及数字音频信号，这使得IEEE 1394接口更适合多媒体方面的应用，这就在定位上与USB拉开一些差距。相对于模拟视频接口，IEEE 1394主要的好处是可以无损传输、采集视频，所以我们看到大部分DV都带有IEEE 1394接口，虽然这部分DV可能同时也提供有USB接口，但视频采集工作还是主要由IEEE 1394接口完成。

挑战：无线传输技术的威胁?

就目前看来，无线传输无疑是大势所趋，其优势非常明显：可以让我们摆脱线缆的束缚，更自由的使用电脑。所以USB 3.0作为新一代有线传输技术，似乎同样要面对多种无线传输技术的挑战，但让我们来看看无线传输技术中具有代表性的WUSB和WiMAX。WUSB以其良好的兼容性，超高的传输速度取胜，但由于普通用户对大型无线数据传输的需求还不是那么明显，所以各厂商的WUSB设备也只是停留在概念阶段，想必离普及还有需要相当长的时间。而WiMAX的优势则在于更远的传输距离，它能实现50km的无线信号传输距离，更适合应用在手机等无线通讯设备。所以其直接竞争对手并不是USB这样的高速传输接口而是无线通讯标准，与USB 3.0也就没有正面的冲突。

总的来说，无线传输技术是未来的趋势，但目前还不够成熟，信号稳定性、无线电的干扰以及对人体健康的影响都是其面临的问题。而有线传输技术除了线缆较为I繁杂和使用不够自由之外，还没有什么明显的不足之处，所以无线传输技术目前并不会直接影响到USB 3.0的发展空间。在USB3.0成熟之时消费者们也大可以放心得去购买USB 3.0产品而不用担心会被淘汰。

展望：USB 3.0未来的发展

现在看来，USB 3.0的前途一片明朗，多个快速普及的条件它都具备。首先是兼容性，USB 3.0接口虽然比USB 2.0多了五个针脚，但却可以很好地向下兼容，而高度的兼容性也正是USB的魅力所在。在众多“大腕”的支持之下，USB似乎从来都不愁没有足够支持它的设备，这也是它能够在普通家用市场压制IEEE 1394和eSATA等接口的原因之一。至于同样重要的成本问题，既然USB 3.0可以与前作兼容，又具有超高的普及程度，保持成本低廉这一优势相信也不成问题。除开无线应用，USB 3.0在技术层面上还没有明显的瓶颈，虽然从市场来看，由于普及程度高，所以似乎缺乏能够刺激市场的因素。不过这并不会阻碍USB 3.0的发展，反而从另一个侧面反映出USB接口在市场上的主导地位，而凭借此前积累下的优势，再加上USB促进组织各成员的努力，相信USB 3.0在推广方面不应该存在什么问题。

WUSB：是由无线USB促进组织于2004年制定。可以在3m的距离范围内提供480Mbps的传输速率，而在10m的极限距离下还可以提供110Mbps的传输速率。WUSB使用3.1GHz到10.6GHz的频段，不会与现有的Wi-Fi和蓝牙设备互相干扰。其作用主要是为个人、小型网络提供高速、方便的无线联网环境。

WIMAx：又称IEEE 802.16a标准或广带无线接入(Broadband Wireless Access，BWA标准)。它是一项无限城域网(WMAN)技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。它用于将IEEE 802.11a无线接入热点连接到互联网，也可连结公司与家庭等环境至有线骨干线路。它可作为线缆和DSL的无线扩展技术，从而实现无线宽带接入。