日前,博通集成電路(上海)股份有限公司(603068.SH)的BK7236芯片率先通過國際Wi-Fi 聯盟組織(“Wi-Fi聯盟”)的Wi-Fi 6認證測試,成為全球首款支持Wi-Fi 6的物聯網芯片。該芯片重新定義了原先IoT應用的Wi-Fi連接生態(tài),開啟了物聯網全面進軍Wi-Fi 6時代的新篇章。
Wi-Fi應用概述
隨著萬物互聯時代的到來,每年有上百億臺甚至上千億臺的智能設備接入云端。在無線局域網的應用中,Wi-Fi(Wireless Fidelity)技術幾乎擁有壟斷地位。據Wi-Fi聯盟統(tǒng)計,在全球范圍內,目前已有超過100億臺Wi-Fi設備用于無線連接,其中超過一半的數據流量是通過Wi-Fi承載和實現的。由于Wi-Fi技術具有短距傳輸、高速率等特點,其率先在手機、筆記本電腦等消費級電子終端設備上實現大規(guī)模應用,并已逐步向物聯網、虛擬現實等應用場景滲透。
與此同時,在過去20年中,Wi-Fi技術標準也在持續(xù)演進,演進方向是持續(xù)增加帶寬,提升信息傳送速率。從最初第3代的802.11.ag只能傳送文本文件,僅適用于收發(fā)郵件,到第4代的802.11n已能用來瀏覽網頁,到第5代的802.11ac已可用于流暢播放視頻。但之前任何一代Wi-Fi都有一個固有的應用局限,就是多設備共存時的傳輸帶寬問題,直到Wi-Fi聯盟推出最新標準的Wi-Fi 6,這個問題才得以圓滿解決。
Wi-Fi6技術特點
Wi-Fi 6通過引入OFDMA、MU-MIMO、1024QAM、BSS Coloring、TWT等無線通信技術,徹底解決了多用戶共存時通信帶寬利用效率問題,并同時實現了大容量、高速率和低延時的特點,這些優(yōu)勢和特點,都將極大促進Wi-Fi 6技術在物聯網領域的廣泛應用。
1、OFDMA(正交頻分多址):在頻域上將無線信道劃分為多個子信道(子載波),形成多個時頻資源塊,用戶數據承載在每個資源塊上,而不用占據整個信道,可實現在每個時間段內多個用戶同時傳輸,從而提升了效率,降低了排隊等待時延。
2、MU-MIMO(多用戶、多輸入、多輸出):多輸入多輸出技術已經成為下一代無線通信系統(tǒng)的關鍵技術之一。與單用戶MIMO相比,多用戶MIMO能有效提高系統(tǒng)吞吐量,提升通信效率。
3、1024 QAM:QAM即正交振幅調制,把數據信號轉換為無線電波傳輸的過程。QAM級別越高,每次發(fā)射的無線信號中包含的數據就越多。Wi-Fi 5支持256 QAM,而Wi-Fi 6支持1024 QAM,數據傳輸速率進一步提升。
4、BSS Coloring:BSS Coloring是一種用于解決由于重疊基本服務集提升空間重用率的方法,通過在數據報頭加入BSS Color,讓數據可在同一信道傳輸而不會互相干擾。
5、TWT:Wi-Fi 6通過采用TWT定時喚醒技術,可以定義每個終端的不同喚醒時間,只有終端設備在收到自身的喚醒信息后才進入工作狀態(tài),其余時間均處于休眠狀態(tài),從而顯著降低系統(tǒng)功耗。
Wi-Fi 6市場展望
正是由于Wi-Fi 6在傳輸帶寬、時延、連接密度等多方面性能的明顯提升,其場景適應性也明顯增強,市場容量將得以快速增長。
根據Gartner預估,Wi-Fi 6到2025年市場規(guī)模將達到220億美金,年均復合增長率為114%。未來數年內,基于Wi-Fi 6的無線產品將會迅速進入市場,并成為無線連接應用的關鍵力量。
博通集成發(fā)布全球首顆物聯網Wi-Fi 6芯片BK7236
作為領先的無線芯片廠商,博通集成(Beken)瞄準市場容量最大、應用場景最為廣闊的智能家居物聯網應用場景,推出了應用于物聯網領域的全球首顆Wi-Fi 6芯片BK7236。
與目前應用于物聯網領域的Wi-Fi 4產品比較,基于Wi-Fi 6協議的BK7236具備顯著優(yōu)勢,主要有:
1、更遠的通信距離,更強的抗干擾能力
BK7236室內OFDM模式通信距離達到100米,相比Wi-Fi 4提升2倍。此性能將顯著提升Wi-Fi產品如智能燈、智能插座以及智能開關產品的用戶體驗。
2、超低功耗,超長續(xù)航
在多用戶場景下,BK7236功耗只有Wi-Fi 4產品的1/3。功耗的降低將會大大有利于Wi-Fi產品在電池供電應用場景的應用,從而有力推動物聯網智能連接市場的發(fā)展。
3、更大容量和吞吐量
在100ms響應時間要求下,采用BK7236可以支持160個連接設備,相比Wi-Fi 4 產品,總吞吐量和容量提升4倍。
4、更高速率
BK7236支持的數據傳輸速率達到230 Mbps,相比Wi-Fi 4產品,數據速率提升超過50%。
BK7236具備的其他技術特點
作為全球首顆應用于物聯網領域的Wi-Fi 6芯片,BK7236在增加了支持Wi-Fi 6新特性的同時,充分考慮市場實際應用需求,還具備如下特點:
1、集成Wi-Fi 6和藍牙雙模5.2標準;
2、同時支持經典藍牙和低功耗藍牙連接;
3、支持豐富外設,如PWM、I2C、UART、SPI、SDIO以及IrDA;
4、支持低功耗睡眠模式,MCU可以進入睡眠狀態(tài),達到微安級的睡眠電流;
5、支持經典藍牙1 Mbps速率連接,同時支持BLE 5.2速率和全部功能,包括Long Range、High Data Rate、以及四天線的AoA/AoD定位;
6、內部集成了真隨機數發(fā)生器和安全模塊,保證通信的安全和快速的身份驗證和網絡連接。
7、BK7236產品采用QFN 4X4封裝,為全球Wi-Fi產品的最小封裝,非常適合嵌入式產品的設計和開發(fā)。
隨著Wi-Fi 6技術的推廣, Wi-Fi 6在物聯網上的應用將會變得越來廣泛。博通集成(Beken)的BK7236產品憑借其多設備接入、高抗干擾能力、更遠通訊距離、更低功耗等特性,將會在包括智能家電市場(冰箱、空調等)、無人機與航模市場、模塊市場、電工(照明和插座開關)市場等物聯網領域,發(fā)揮更大作用。