USB3.0有源光纖能夠高速的傳輸數據,相較於普遍應用的百兆網絡(最大理論傳輸速率為12.5MB/ s)具有巨大的優勢,具體情況可以通過以下實驗看出。實驗中使用USB3.0有源光纖直連PC機及移動硬盤,從移動硬盤拷貝大容量文件,即使移動硬盤對數據傳輸速率有限製,從圖中也可以看到數據穩定傳輸速率仍舊達到了93.4MB/s,是百兆網絡的7倍以上。由此可以看出,USB3.0有源光纖進行數據傳輸優勢明顯。
3. 終端應用
在新的局域網架構中,USB3.0有源光纖提供USB3.0通道傳輸USB3.0信號,終端應用部分作為用戶接入局域網的窗口,需要支持USB3.0有源光纖的數據格式。
我們知道,通常用戶端使用的基本設備包括音頻設備、視頻設備及USB2.0/1.1/1.0設備等,雖然音視頻信號可以轉換為USB2.0信號,但是USB2.0的協議規範本身並不支持光傳輸,其數據編碼特性也不滿足光傳輸的要求,無法像USB3.0那樣,通過光電轉換實現在光纖上傳輸USB2.0數據,所以目前的USB3.0光電轉換電路不能直接支持USB2.0數據進行光電轉換。因此,為了能夠兼容更多的用戶設備,需要在終端部分首先進行USB2.0—USB3.0協議轉換,將用戶端的數據轉換為USB3.0數據,以使這些數據能夠在USB3.0有源光纖上進行傳輸。
基於上述的要求,在終端應用部分,構建了如下模型,這套模型主要涵蓋三類設備:音頻設備、視頻設備及USB設備。實際應用中,音頻、視頻會首先通過協議轉換轉換為USB2.0數據,通過USB2.0 HUB後再經過USB2.0-USB3.0協議轉換轉為USB3.0數據,通過USB3.0有源光纖進行傳輸;而USB設備(包括USB3.0/2.0/1.1/1.0設備)中的數據可以直接通過USB2.0 HUB後進行USB2.0-USB3.0數據轉換,之後進行傳輸。
全新局域網架構的應用
依托於USB3.0局域網架構,以USB3.0有源光纖及微雲終端為基礎,搭配主機(服務器或PC)、USB3.0集線器等硬件產品組成了一套微雲係統,如圖5。
在這套係統中,主機及協議轉換部分主要由主機及PCIE擴展卡組成,其主要工作是完成係統數據的運算、存儲及數據協議轉換。
在傳輸介質部分,使用USB3.0有源光纖進行數據傳輸,其具有超細、抗彎、支持熱插拔等特點,在大幅增加數據傳輸速率的同時,還能夠極大的擴展數據傳輸距離,在不增加任何中繼設備的情況下,傳輸距離可以達到一百米。
在終端應用部分,核心為微雲終端,微雲終端是一款用於虛擬化桌麵環境的新型客戶端設備,其內無處理器、無存儲器、無操作係統、無終端程序,接口包括USB3.0上行接口(用於與主機進行數據傳輸)、VGA接口、Audio接口、及USB2.0下行接口(用於連接外設),在其內部還能夠實現視頻/音頻信號與USB2.0信號的轉換,並運用了USB2.0與USB3.0數據格式互轉技術,可以將USB2.0數據與USB3.0數據進行互轉,使終端數據可以以USB3.0格式通過有源光纖進行傳輸。
利用USB3.0技術局域網架構的微雲係統,其數據傳輸速率相較於普通的百兆網絡是否會有顯著的提高,可以通過以下試驗確定。在微雲係統中,通過某一個微雲終端連接外部的USB設備,將USB設備中的文件拷貝到主機端,觀察數據傳輸速率。由下圖可以發現,數據穩定的傳輸速率可以達到79.6MB/s,在微雲係統中,因為從外部USB設備到主機端需要經過多個設備及協議轉換,會對數據傳輸速率造成不利的影響,數據傳輸速率略低於主機與設備直連的情況,但是相比普通的百兆網絡,仍具有巨大的優勢。
結束語
通過對當前局域網的現狀分析,可以發現數據傳輸速率已經成為局域網發展的瓶頸,影響了用戶的使用感受及工作效率。
基於USB3.0技術的局域網,利用USB3.0技術傳輸數據,極大提高了數據的傳輸速率,開創了局域網應用的全新領域,提高了用戶使用體驗及工作效率,可以預見,這種全新的局域網架構必定能夠得到廣泛的應用。