对于现在茁壮发展的无线鼠标, 有人给出了简单的总结:无线鼠标=有线鼠标-数据线+无线模块。
要说无线鼠标的工作原理,确实就是这么简单。但就是这些“简单”、“自由”、“尽在掌握”的畅快感受,无论是在生活还是工作中,总是人们不懈的追求和向往,所以这就让工程师和厂商们绞尽脑汁的让无线产品的性能不断攀升,大口大口的享受这块射频技术的大蛋糕。
MX900和扩展坞 Logitech供图
无线鼠标的工作原理
多数无线鼠标使用射频(RF)技术向计算机传输信息。由于基于射频,RF设备需要两个主要部件:发射器和接收器。其工作原理如下:
- 发射器安装在鼠标外壳内。它发送一个电磁(射频)信号将鼠标移动和所单击鼠标键的相关信息进行编码。
- 接收器与计算机相连。它接受信号,将信号解码并传送到鼠标驱动程序软件和计算机操作系统。
- 接收器可以是插入计算机中的单独设备、插入扩展插槽内的专用卡,也可以是内置部件。
关于鼠标识别部分的详细工作原理,可以参考光电鼠标的工作原理。
目前无线鼠标的传送方式
- 红外线
- 27MHz 射频 (无线电频率)
- 40/49MHz 射频 (无线电频率)
- 315/433MHz 射频 (无线电频率)
- 2.4GHz射频 (无线电频率)
- 蓝牙 (Bluetooth)
无线鼠标的优势
与常用于短距离无线通信的红外线技术(如电视遥控器)不同,RF设备在发射器(鼠标)和接收器之间不需要畅通的瞄准线。正如使用无线电波通信的其他类型的设备一样,无线鼠标信号可以穿过桌子或显示器等障碍物。
RF技术为无线鼠标提供了大量额外优势,其中包括:
- RF发射器需要很低的功率,可以使用电池操作
- RF部件很便宜
- RF部件重量轻
- 与目前市场中的多数鼠标一样,无线鼠标采用光学传感器技术而非早期的轨迹球系统。光学技术提高了精度,并且几乎可以让您在任何表面上使用无线鼠标——就线缆不再将您束缚在计算机附近这一点上来说,这是一个重要功能。
无线鼠标的配对和安全性
为了使鼠标中的发射器与其接收器通信,它们二者必须配对。这意味着,这两个设备使用一个公共识别码以相同的频率在同一个信道工作。信道仅仅是一个特定频率的代码。配对目的是排除自其它源和RF设备的干扰。
配对方法随鼠标厂商而不同。某些设备在提供时已经预先配对。其他设备则使用配对序列等方法,当您按特定按钮或者转动接收器和/或鼠标上的滚轮时,配对会自动开始。
为了保护鼠标向接收器发送的信息,多数无线鼠标都包括一个加密方案将数据加密为不可读取的格式。一些设备还使用一种跳频方法,使得鼠标和接收器按照预定方式自动改变频率。这样可以进一步防止干扰和窃听。
数字解析: 有关于27 Mhz 和2.4Ghz 以及Bluetooth
全球首个采用27 MHz RF无线技术的鼠标于1991年由罗技发布,而这位业界巨人于1998年发布了首款无线键鼠套装。至此,采用27 MHz RF无线技术的键鼠产品拉开了进军市场的序幕。
27MHz RF指的是使用27 MHz ISM(工业、科学、医学)无线频率带的一项技术,输出功率<54dBuV/m。在这个频率带中有四个全球范围的频道:其中两个用于无线键盘,另外两个用于无线鼠标;因为27Mhz最远有效传输距离仅为6英尺(182.88cm),为了防止出现频率干扰和传输不畅的情况,部分较新型的无线键鼠产品采用了双频道的方案。例如:双频道的无线键盘同时使用了频率为27.095Mhz(频道1)和27.195Mhz(频道2)的频段,而早期的单频道无线键盘则仅使用了频率为27.095Mhz或27.195Mhz的频段;同理,鼠标方面,双频道无线鼠标采用了同时使用的频率为27.045Mhz(频道1)和27.145Mhz(频道2)的方案,而单频道无线鼠标则仅使用27.045Mhz或27.145Mhz的频率。在这样的情况下,无线键盘和鼠标不但不容易出现互相干扰的情况,而且还因为双频道信号的使用而不容易出现信号“撞车”的情况。
此外,因为其他无线网络设备很少使用27Mhz频率,因此该类键鼠产品受到来自其他无线设备的干扰的可能性并不大。虽然占据了技术成熟、成本低和受干扰风险较低的优势,但27Mhz频段的劣势也是比较明显的。首先,该类键鼠产品仅支持单向传输,也就是说仅支持鼠标的发射端向信号接收器发送信号而不能“逆行”。另外,27MHz技术由于传输速率的原因,必须连续工作,因此功耗也比较大。此外无线安全级别较低、有效传输距离较短等均是27Mhz频率键鼠产品不可回避的劣势。
“2.4Ghz 非联网解决方案”也就是我们俗称的2.4G无线网络技术。它的优点是解决了27Mhz功率大、传输距离短、同类产品容易出现互相干扰等缺点而提出的。2.4G无线技术之所以是“2.4G”而不是“2.5G”是因为该技术使用的频率是2.4-2.485GHz ISM无线频段,该频段在全球大多数国家均属于免授权免费使用,这为产品的普及扫清了最大障碍。
确切地说“蓝牙”技术是由一家成立于1998年9月的私营非牟利组织Special Interest Group(简称SIG)制定的一个标准。SIG组织本身并不制造、生产或销售任何蓝牙设备。为什么说“蓝牙”本身是一个标准,而不是频率(RF)呢?因为蓝牙使用的频段和2.4G RF一致,均为在大多数国家免费、无授权的2.4-2.485GHz ISM(工业、科学、医学)之间,但蓝牙技术在普通2.4G无线技术上增加了自适应调频技术(adaptive frequency hopping,AFM ),实现全双工传输模式,并实现1600次/秒的自动调频。此外,该技术能够使蓝牙设备的接收方和传输方两者以1Mhz为间隔,在其划分的79个子频段上互相配对。
经过多年的发展,蓝牙技术已经由最初的1.0标准发展到当前的2.1标准(其中还包括1.1、1.2和2.0三个标准)。新代标准都在原有标准的基础上增强了数据传输速率、降低功耗并向下兼容低版本规范。可能因为蓝牙2.1版本推出较晚的原因(2007年8月1日SIG组织发布蓝牙2.1版本规范),目前微软、罗技最高端的蓝牙键鼠产品均仅支持2.0规范,其中包括微软多媒体娱乐套装8000和罗技diNovo Edge键盘。
无线鼠标的缺点
1.辐射问题不算大,真的不需要害怕。多数人很少会去关心自己所处环境的辐射,但是,这个每天被握在手里的辐射,又让人们的神经开始紧绷起来了。其实,目前主要采用的两种无线技术,辐射量小到可以忽略不计。所以,因为延时和辐射问题而拒绝无线鼠标,目前看来似乎有点不合理。
2. 挺能吃“电”。这也是网友反应最多的一个问题,有些无线鼠标的耗电量较大,需要经常更换电池,给不少网友增加了后期使用成本,不过从市场来看,电池的使用寿命在3个月左右的产品就是不错的选择,而且用户可以考虑使用充电电池来节约后期成本。
3.挺能“压秤”。鼠标内部装入电池后,会增加鼠标的重量,这会影响到与鼠标垫的摩擦力。这个问题和上述的电池寿命问题可以说是无线鼠标两个最大的问题。
4. 游戏玩家嫌它慢。随着鼠标芯片的发展与无线技术的应用,目前市场上的主流无线鼠标的延时不明显,可以满足一般家用或者办公用户的需求。但是对于专业游戏玩家,大多数无线鼠标都不适用。
5. 配对过程嫌麻烦。对于采用2.4GHz技术的无线鼠标,在第一次使用时,必须要经过码率配对过程,对于有些用户而言,比起有线鼠标,这个过程可能会显得比较麻烦。所以无线鼠标适配器虽然也都采用USB接口,但是在第一次使用之前,必须要经过配对过程。
6. 买得起才是硬道理。早期的无线鼠标,昂贵的价格并不是每位消费者都能接受,不过随着无线鼠标产品的增多,市场上低端无线鼠标已经与有线鼠标平起平坐,但是如果与同档次的有线鼠标相比,无线鼠标的售价会较高,所以价格因素也是网友不买无线鼠标的一个原因。
对于上述的用户反映,笔者觉得最重要的一点就是耗电问题,它是无线鼠标继续发展的一个突破口。于是我突发一个idea:如果能通过手指的按动就可以直接给鼠标供电,甚至储电,那简直是太完美了。并且根据本人的专业浅识,我认为这个电路应该很容易实现。(经过与网友的讨论和笔者的求证,上述观点在目前是错误的,有失这个行业的严谨风范,我真诚的向大家道歉,恳请原谅。原话保留,以供查证。)
这为可爱的老先生就是鼠标之父道格·恩格尔巴特,真想听听他此时此刻的内心感慨。
转自:无线鼠标剖析 |