Беспроводные HD-интерфейсы становятся все ближе

Взаимообогащающая конвергенция ИТ и бытовой электроники иногда приводит к неожиданным результатам: сегодня производители телевизоров оказались на переднем плане развития высокоскоростных беспроводных интерфейсов.

Эволюция или революция?

История технического прогресса изобилует примерами того, как вследствие удешевления вычислительных ресурсов параллельные интерфейсы вытесняются последовательными, работающими на все более высоких частотах и имеющими все большую пропускную способность: достаточно вспомнить судьбу ATA, LPT и SCART, вытесненных SATA, USB и HDMI. Разъемы при этом становятся все компактнее, а количество контактов в них и жил в проводах – все малочисленнее. Триумфально распространяющиеся в последние пять лет беспроводные интерфейсы, не имеющие ни контактов, ни жил, можно рассматривать как закономерный результат этого процесса.

TransferJet в качестве недостающего звена

Недругам теории эволюции и отказывающимся признавать родство беспроводных стандартов с их «меньшими братьями» стоит обратить внимание на технологию TransferJet, разрабатываемую Sony с 2005 г. Поскольку в ходе сеанса связи TransferJet-совместимые устройства должны находиться в физическом контакте (точнее, расстояние между их трансиверами не должно превышать 3 см), а пропускная способность составляет 375 Мб/с (с учетом служебной информации – 560 Мб/с), с точки зрения практического применения интерфейс весьма похож на привычный USB 2.0. Пользователь, подносящий камерафон к TransferJet-пиктограмме на корпусе телевизора, может просматривать отснятые изображения на большом экране: не правда ли, это очень напоминает реакцию современных ОС на подключение USB-накопителя?

Высокая частота (около 4,5 ГГц) и малая мощность радиоволн, задействованных в TransferJet, обусловливают их стремительное затухание за пределами трехсантиметрового радиуса, что решает проблемы, связанные с интерференцией и информационной безопасностью. В настоящее время в ассоциацию TransferJet входит 19 компаний (включая Canon), а первые продукты, поддерживающие данный стандарт, ожидаются на рынке уже в нынешнем году.

Естественный отбор – двигатель всякой эволюции

В отличие от своих проводных предшественников радиоинтерфейсы конкурируют не только за рынок, но и за эфир отдельно взятого помещения, в котором им приходится сосуществовать. Поскольку в борьбе за этот ресурс наступательная тактика чревата пирровыми победами (т. е. разрывами нужных пользователям беспроводных соединений), противникам приходится ограничиваться обороной, прибегая к различным средствам устранения интерференции. Поиск таких средств – приоритетное направление исследований, ведущихся в лабораториях крупнейших компаний и университетов мира.

Наиболее прямолинейным способом решения проблемы интерференции мог бы стать переход от перенаселенного частотного диапазона нынешних беспроводных технологий (1–10 ГГц) к диапазону волн миллиметровой длины (10–100 ГГц). Но в настоящее время он сдерживается дороговизной и энергоемкостью экзотического аппаратного обеспечения, необходимого для обработки столь высокочастотных сигналов. С другой стороны, согласно прогнозам экспертов следующее десятилетие ознаменуется активным освоением миллиметрового диапазона, так что для преодоления интерференции потребуется радикальное усовершенствование алгоритмов модуляции.

Впрочем, и борьба за рынок среди беспроводных стандартов также ведется нешуточная. Один из актуальных примеров – противостояние Wireless USB (или WUSB) и недавно анонсированного Bluetooth 3. Оба стандарта обеспечивают передачу до 480 Мб/с и работоспособность в пределах 10 м, что при условии широкого распространения позволит существенно изменить привычный стиль использования мобильных и стационарных устройств. Возможности уже первой волны WUSB-техники, представленной главным образом разными переходниками и адаптерами, впечатляют. Взять, к примеру, док-станцию Kensington K33920US, оснащенную разъемами для подключения дисплея, акустической системы, мышки и клавиатуры (а также принтера, внешних накопителей и т. д.). Чтобы «разбудить» все это оборудование, достаточно просто поднести к док-станции ноутбук. Согласитесь, что $150, запрашиваемые сегодня за это маленькое чудо эргономики, вовсе не кажутся избыточными. Если бы не одно «но»: интенсивность потока некомпрессированных видеоданных в формате Full HD превосходит возможности WUSB примерно на порядок. Поэтому видеосигнал (и без того зачастую изобилующий артефактами) приходится в подобных системах подвергать чреватому дальнейшей деградацией качества циклу компрессии/декомпрессии.

Ясно, что кино- и игроманы, а также профессиональные пользователи графических приложений на такой компромисс ни за что не пойдут. Бескомпромиссное же решение проблемы требует применения беспроводных технологий принципиально иного уровня производительности. По своим скоростным характеристикам они отличаются от Bluetooth, WUSB и Wi-Fi примерно как «феррари» от роликовых коньков. С основными игроками в этой ультравысокотехнологичной рыночной нише мы познакомимся далее.

WHDI и WirelessHD

Не успело стихнуть эхо войны между HD DVD и Blu-ray, как HD-телевидение вновь стало ареной борьбы несовместимых технологий. На сей раз в качестве враждующих сторон выступают:

* консорциум WirelessHD (WiHD; см. wirelesshd.org), объединяющий, в частности, Intel, LG, NEC, Samsung, Panasonic, Toshiba и делающий ставку на технологию компании SiBeam, основанной выходцем из калифорнийского университета в Беркли Бобом Бродерсеном (Bob Brodersen);

* консорциум WHDI (Wireless Home Digital Interface; см. whdi.org), образованный Sony, Motorola, Sharp, Hitachi и, опять-таки, Samsung с целью продвижения разработки израильской компании Amimon.

Хотя в рамках технологии SiBeam передатчик и приемник сигнала должны находиться в одной комнате, благодаря фирменной технологии «управления лучами» (beam steering) условие прямой видимости не является обязательным – она основана на принципе фазированной антенной решетки (ФАР), хорошо известном всем, кто причастен к военной радиолокации, и позволяющем гибко приспосабливаться к окружающим условиям за счет мгновенной перестройки диаграммы направленности. Что делать, если между телевизором и проигрывателем Blu-ray окажется человек (чье тело содержит 70 кг непроницаемой для СВЧ воды)? Можно направить энергию радиоволн на потолок или стены (в зависимости от отражающих способностей облицовочных материалов), и информация без помех продолжит поступать к приемнику «рикошетом»! По свидетельству очевидцев, наблюдавших беспроводные каналы WiHD в действии, разорвать их удается, лишь окружая трансивер сложенными «домиком» ладонями. На расстоянии до 10 м современные системы SiBEAM развивают скорость до 4 Гб/с, а теоретический их предел оценивается в 25 Гб/с, что дает солидный запас ресурса, необходимого для поддержки перспективных HD-форматов, отличающихся повышенным разрешением, частотой смены кадров и цветовой глубиной.

В свою очередь, название компании Amimon связано с использованием характерного для стандарта IEEE 802.11n принципа MIMO (Multiple Input Multiple Output) для управления пятью передающими и четырьмя принимающими антеннами. Значительная совместимость WHDI с WLAN на уровне аппаратной базы может облегчить вывод технологии Amimon на массовый рынок. Утверждается, что применяемые WHDI радиоволны с несущей 5 ГГц эффективно преодолевают стены, и что в идеальных условиях дальность распространения сигнала превосходит 30 м (отметим, что стоимость HDMI-кабелей такой длины исчисляется трех- и четырехзначными цифрами в долларах США). В реальных условиях пропускная способность WHDI находится в опасной близости от нижней границы, устанавливаемой требованиями полновесной спецификации Full HD (3 Гб/с). Затруднение преодолевается с помощью технологии кодирования JSCC (Joint-Source Channel Coding): это фирменное ноу-хау позволяет ранжировать данные в зависимости от заметности артефактов, порождаемых возможными ошибками в них, и оптимизировать распределение избыточной информации, необходимой для работы помехоустойчивых алгоритмов. Не гарантируя побитового соответствия изображений, передаваемых и принимаемых в формате 1080p, представители Amimon уверяют, что невооруженным глазом заметить разницу между ними невозможно.

Хотя фурор, произведенный на последних выставках потребительской электроники телевизорами Panasonic TC-P54Z1 и LG LHX с поддержкой сверхбыстрых беспроводных интерфейсов, дает основания ждать их появления на прилавках магазинов в ближайшие месяцы, темпы освоения ими рынка могут не оправдать прогнозов, высказываемых экспертами пару лет назад. По-видимому, главную опасность представляет стремительное развитие WLAN-медиацентров: изящные и недорогие, они могут находиться в непосредственной близости от телевизоров, нисколько не нарушая интерьера гостиной и играя роль декодера всевозможных мультимедийных форматов, поступающих к ним в исходном сжатом виде.

Впрочем, не пройдет и пяти лет, как всесильный закон Мура сделает технологии, подобные WHDI и WirelessHD, востребованными не только для трансляции Full HD-потоков, но и в обычной ИТ-практике.

ko-online.com.ua

Источник: Ромсат