关于连接的问答:Wi-Fi 开辟新的虚拟世界

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​全球新冠疫情已从多方面影响我们的生活。最突出的一点是,全球各地周期性的居家隔离指令已改变了我们经常使用的联系方式。TeleGeography 调查研究公司的数据表明,2020 年,国际互联网平均流量增长了 48%,高峰流量增长了 47%。这些数字是否会回到新冠疫情之前的状态,还是将成为新常态,这有待观察。Tony Testa 将与大家探讨这一全新的虚拟环境,并从 Wi-Fi 视角来分析 Qorvo 等制造商如何开发解决方案,以帮助人们适应新环境。
 
Q:Tony,自从新冠疫情爆发以来,Wi-Fi 环境发生了怎样的变化?
 
A:自从疫情爆发以来,每个人都经历了工作或学校环境的变化。随着在线人数越来越多,我们发现了大量新用例,如工作日家用 Wi-Fi、零售路由器、服务运营商部署,以及旨在扩大客户端容量的企业 Wi-Fi 6 升级投资。同样,针对在家工作 (WFH)、在线教育、Zoom 音乐课程/课外活动以及医疗预约/会议的应用变得更普及。
 
在疫情爆发初期,许多人都清楚,他们的家庭网络并未达到增加使用量的标准。如果全家人同时上网,目前的覆盖范围和速度不能提供最佳的上网体验。人们迫切需要提高个人用户网络速度,铺设家庭网状(每个房间一个 pod)网络,而不是全家共用一个路由器。这种情况正在全球各地上演。
 
为此,Qorvo 等公司推出了新一代 Wi-Fi 6/6E 产品。通过提供进一步提高网络速度和容量的产品,这些新一代技术将能够满足家庭网络中的个人用户需求。随着 6E 的出现,利用 6 GHz 频率范围内的更多带宽有助于提高网络容量。Wi-Fi 6/6E 还可以为同一网络上的更多用户提供相同的体验。此外,Wi-Fi 6 将实现 1.2 Gbps 网速,而 Wi-Fi 6E 将实现 5.4 Gbps 至 10 Gbps 的理论速度,较之 Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 是一个巨大进步。
 
Q:能不能谈谈三频段 Wi-Fi 选项,它如何帮助我们应对网络容量挑战?
 
A:多年来,从 802.11n 或 Wi-Fi 4 标准开始,网关都是双频段(即 2.4 Ghz 和 5 GHz)。与三频段 Wi-Fi 一样,双频段用于提高用户密度、速度和容量。增加 5 GHz 频段有助于减轻严重饱和且易受干扰的 2.4 GHz 频段负载,我们的无绳电话、蓝牙和微波等家用电器都是在 2.4 GHz 频段运行。
 
网关制造商一直在努力增加带宽,2014 年,他们决定增加另外一个 5 GHz 频段,创建三频段。这一额外的带宽增加了数据容量和覆盖范围,同时使家庭 Wi-Fi 网络能够容纳更多用户。与双频段相比,这种三频段架构(2.4 GHz、5.2 GHz 和 5.6 Ghz)使 5 GHz 频段的带宽增加了一倍。三频段 Wi-Fi 提供了三个无线频段,可在网络上容纳更多设备。
 
理解三频段的一个简单方法就是,如果其中一个频段太过拥挤,其他两个频段就可以分担一些负载,减少瓶颈,从而提高数据流量和速度。三频段网络网关允许用户更有效地使用更高的频谱,将更多的设备连接到互联网。因此,如果使用包含多个网关的家庭网状系统架构来覆盖较大空间,则第二个 5 GHz 频段(即 5.6 GHz)将充当两个路由器之间的专用通信线路,与双频段配置相比,整个系统的速度可提高 180%。无论是家中有大量联网设备,还是想确保顺畅的流媒体和游戏体验,三频段都能够提供所需的速度和容量。
 
Q:在三频段架构中,如何实现个别频段之间的共存?
 
A:我之前提到过,三频段有许多优势。5 GHz 频段提供的带宽是 2.4 GHz 频段的六倍以上,足以支持当今的视频流、聊天和游戏应用。但也有挑战,比如这些频段中密切联合的许可蜂窝标准共存问题。
 
对于无线制造商来说,确保其产品内部及周边保持频段和标准共存尤为复杂。为保证实现这种共存,制造商使用了滤波器技术。为满足网状三频段的需求,必须采用高抑制、低插入损耗和高功率处理的滤波器技术。体声波 (BAW) 技术非常适合该应用,能够满足这些要求。
 
Qorvo 开发了适用于 2.4 GHz、5.2 GHz 和 5.6 GHz 频段的 5 GHz 滤波器。这些滤波器具有较高的抑制率,可满足每个频谱区域的共存需求。我们将这些滤波器集成在一个方便且功能齐全的前端模块中,并将其作为独立的产品提供给需要更高设计灵活性的制造商。使用 BAW 滤波器技术的另一个好处是,它能够有效地散热,从而帮助系统设计人员更轻松地满足关键监管法规要求。
 
Q:关于网关和节点散热挑战,能否提供详细信息?
 
A:在过去几年,网关和节点设计发生明显变化。为了与家居环境融为一体,它们变得更纤薄、更时尚。天线不再暴露在盒子外,而是嵌入内部,如同智能手机。随着网关和节点变得越来越小并向三频段架构迁移,更多的标准加入进来,如蓝牙、蓝牙低功耗、Thread 和 Zigbee,导致 RF 链越来越多,集成度越来越高,系统发热量随之增加。
 
当这些新趋势出现时,网关和节点内部的元件越来越拥挤,散热器不堪重负,人们开始要求降低系统发热量。在外部环境中,还有更高温度的网关应用,温度最高可达 +95℃。因此,除了散热器,制造商还需要采用其他可行的解决方案。许多系统制造商请求半导体设备供应商降低产品发热量。我之前提到过,无论是以分立式的形式使用,还是用于功能齐全的 RF 前端 (RFFE) 模块中,BAW 技术在宽广温度范围内都有良好的稳定性。此外,Qorvo 等 RFFE 模块供应商过去几年一直努力降低系统发热量和整体功耗,以符合新的性能标准以及绿色能源要求,最终实现了当今小巧的家用路由器和网关。
 
Tony 的结语
 
毫无疑问,新冠疫情对我们所有人的生活都产生了影响。它进一步要求 Qorvo 等无线公司采用创新技术做出响应,以提供更好、更可靠且始终在线的连接。就像医疗机构在迅速推出各种解决方案一样,无线公司也在以闪电般的速度做出响应,通过创新技术(如 Wi-Fi 6 & 6E、5G、超宽带等)保障互联,确保人们的安全。

Wi-Fi 技术和趋势

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本文来自:Qorvo博客

 

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