无线通信下一波来袭,Wi-Fi 6、5G引领IoT

日期:2018-12-01
 
在无线的世界里,一直存在两种通信类别,一类是蜂窝网络,即2G、3G、4G、5G,另一类则是Wi-Fi技术,也就是IEEE 802.11 a/b/g/n/ac/ax,作为蜂窝网络的室内覆盖补充,Wi-Fi也承载着大量的数据流量卸载。
11月28日,在Qorvo北京新闻发布会上,Wi-Fi之父、现任Qorvo无线连接业务部总经理Cees Links分享了Qorvo在无线网络领域的全新规划,应用于室内的全新Wi-Fi 6技术更成为了发布会的主角,他相信,这项技术将在未来对于室内无线网络带来一次革新,给人们带来前所未有的网络体验。
 
 
Wi-Fi的发展不会终结
Cees Links首先介绍了5G、WiFi和物联网的进展。5G大家早已耳熟能详,而知道WiFi 6却不多。原来,WiFi联盟发现人们难以记住IEEE 802.11ax,所以决定使用WiFi 6来命名,它具有更高的传输速率和更优的性能。
 
 
他解释说,手机中有很多不同技术,包括蓝牙、WiFi、5G,都与Video相关。而传输距离,也就是范围,涉及到网络的覆盖。另一个无线传输相关的性能指标是传输速率,传输速率影响到上网速度,也就是在上网中能够获得多少数据,但是传输距离和传输速率两者是相对立的,也就是说二者此消彼涨。传输速率越高,传输距离越短。当使用WiFi的时候,就有很直观的感受。
他以家庭为例解释了传输速率,当一个人玩儿网络游戏,一个人在看视频时,留给第三个人的带宽就非常有限了,这个就是网络容量,它代表同一时间内能够支撑高速上网的用户数量。另一个问题是电池续航时间,功率越大,耗电量也越大。
随着技术的发展,人们对速率和带宽的需求越来越高。从2000年到2030年的需求变化表明,从3G、4G到5G,传输速率越来越高,现在能达到1G到10G。也就是说,这20年来速率大概是之前的20倍。从WiFi的发展来说,从第一代WiFi 11b到11g、11a、11n,一直到现在的WiFi 6,传输速率已达到1G到10G。随着速率的加快,我们可以实现更多的应用,从物联网、完整的视频、汽车应用,到4K视频都可以支持。
 
 
Cees Links说,在第一代WiFi出来时,有人曾说,我们不需要更高速率的WiFi,因为随着技术的发展,3G、4G的速率已经足够了。但是看一下这几年的发展,随着技术和产品的进步,人们对速率的需求越来越高,产品的变化也越来越快。他相信,这不是一个终结,可能将来会有更多应用需要更高的传输速率。
谈到电池续航时间,他认为,这是无线传输当中一个重要因素。使用手机时,没有人希望每天都去充电。从应用角度来说,最重要的部分是物联网应用,当使用各种各样传感器时,续航能力时间越长,意味着应用的可持续时间越长。
 
无线传输技术的终极对决
Cees Links表示,目前,根据无线传输频谱的可用性可以将其分为授权和非授权两大类。需要授权的频段更多是户外应用,如使用手机时需要SIM卡注册,接入运营商的2G、3G、Lte、5G网络。授权频段要求传输范围大,也就是说需要更高的功率才能传输更远的距离,比如在车上或火车上接入基站时就需要更高的功率来支撑。不需要授权的频段更多应用是在家中,如WiFi、蓝牙、Zigbee。低于10GHz以下的频段更多应用于生活当中,现在政府也在考虑放开10GHz到100GHz的频段。这些超过10GHz的频段能够提供更高的传输速率。
 
 
他承认,当前有各种各样的传输技术及各种各样的标准,有些支离破碎,让人们比较困惑。不过,这些技术和标准不外三类:短距离(10米)、局域(100米)和广域(几公里)。短距离的典型应用指个人电器,如手环、智能手表、计步器、键盘、鼠标等);局域的典型应用是室内网络,如互联网、电子邮件、电话、安全、能源管理、家庭监控等;广域的典型应用是室外网络,如手机、聊天、互联网、智能城市、工业4.0、农业、智能物流等。
三类应用中哪些技术和标准将成为终极对决的赢家呢?Cees Links认为,短距离中的手机内容传输将优先使用蓝牙,IoT检测与控制是低功耗蓝牙(BLE);局域中将更多选择WiFi、Zigbee等;而广域则主要是LTE、5G和NB-IoT。Qorvo支持所有这些标准,他相信未来将以这些标准为主。
他把Wi-Fi 6称为分布式Wi-Fi,每个房间有一个Pod,它可以提供更优异的性能。虽然每个人都意识到5G非常重要,在手机中会有广泛的应用。但现状是,我们生活中70%都在使用WiFi,在家中,会用WiFi传输各种数据,数据传输量占到5G的两倍左右。的确,如果用5G部署,需要更多的基站,也需要更多的投入,所以WiFi会存在很久,不会被5G所取代。
 
 
Cees Links说,传统WiFi和WiFi 6的区别在于,当需要在2G和5G之间切换时,现在使用的WiFi需要切换SSID(服务集标识),即将一个无线局域网分为几个需要不同身份验证的子网络,每个子网络都需要独立的身份验证,只有通过身份验证的用户才可以进入相应的子网络。WiFi 6的杀手锏是在WiFi 6架构部署一个路由器接入网络,在每个房间都有一个Pod连接到网络中。这个Pod是一个盒子,有可能是网关,也有可能是路由器或机顶盒。这个架构的好处是不管每个房间当中用的是2G或5G,对于家中用户来说,都可以使用一个唯一的SSID来访问所有房间的设备和网络,获得更高的传输速率。
WiFi 6另外一个优势是一栋大楼中的邻居或办公室,可以选择最优的通道,而不需要局限于某一个通道。这个结构是WiFi 6相对于传统WiFi的巨大进步,可以带来非常好的使用体验。
另一个需要解决的问题是,连接到住宅的数据速率已经成为WiFi连接瓶颈,虽然家中能够达到很高速率,1G或者7G,但是接入到家中的带宽仍然局限于100兆。因此,需要解决这一内外失衡问题,在家中建立一个分层架构,改善接入家中的传输速率。
他指出,数据速率的提升以及数据分层的重建应该能够创建更有意义的数据连接,运营商在竞相提高 FTTH、DOCSIS 3.1 以及 LTE/5G 网关的数据速率的同时,Wi-Fi 6也将提高实际数据吞吐量并侧重于提高网络容量,此外还将用于减少干扰的可靠技术以支持在智能家居中使用多个无线电系统。
 
 
他解释了WiFi 6将如何影响人们现在的生活,如何影响物联网的应用。因为WiFi 6采用分布式架构提供更高的传输速率,所以蓝牙智能家居设备可以通过每个房间的Pod连接到每个网络当中,并互相沟通。
 
超低功耗将引领物联网
Cees Links认为,所有智能家居设备及服务都可以连接到网络,通过网络连接控制数据库,也可以连接手机进行通信。物联网其实并不是一个物体组合,更多的是整体连接。所有物联网系统都可以抽象出一个模板,在这个系统中都会有四个元素。
 
 
以最简单的智能手环为例,它不仅一个物品,也是一种服务。智能手环会采集用户信息,并上传到数据库,数据库会分析数据,为我们的健身提供更好的建议。另一个实例是智能照明、智能门锁,都可以通过手机进行远程控制。当然,智能电子标签也属于这类应用,每个商品都可以实时更新价格,包括库存管理,并可以通过手机访问这些电子标签,实现智能零售。
 
从RF前端到系统级解决方案,Qorvo一网打尽
Cees Links指出,在物联网应用推进的过程中,面对越来越多的开放标准,如Wi-Fi、4G、蓝牙、Zigbee、NB-IoT、LoRa等,不同应用场景应采用适合各自的无线连接协议,不过随着市场越来越成熟,标准也将趋于简单。Qorvo并不在意哪个标准最终将赢得市场,而都会提供产品与技术支持。
作为全球领先的射频解决方案供应商,Qorvo致力于设计、开发和制造高质量RF组件实现无线通信。具体而言,Qorvo主要有两大产品线,一条产品线针对移动设备,另一条则更多聚焦于物联网与基础设施建设,低功耗产品则主要应用于智能电子标签、智能家居、智能灯和遥控器等领域。不久前,Qorvo宣布和世界级照明和物联网解决方案公司LEEDARSON(立达信)达成合作伙伴关系,以打造能够同时在ZigBee 3.0和蓝牙低功耗(BLE)5.0 协议下运行,并同时兼容最流行的物联网标准的智能家居照明产品系列。在该系列的首款产品——LEEDARSON智能灯泡和照明开关中,即集成了Qorvo适用于超低功耗无线应用的多协议/多通道智能家居通信控制器QPG6095。
 
 
他最后强调,Qorvo产品涉及整个物联网领域,无论是从短距离通信到局域网传输,还是从射频前端到模块,到芯片、软件、系统,都有相关的产品。Qorvo也在WiFi 6领域处于领先地位,主要得益于其优异的产品性能与无与伦比的高集成度设计。Qorvo也将紧随无线通信与物联网市场快速发展的步伐,提供更加全面的系统级支持,打造一个互连的世界,一个更美好的世界!
 

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