“全球芯片挑戰(zhàn)”系列文章的第四篇內(nèi)容：探討新一代Wi-Fi 6技術(shù)如何改變物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，TECHnalysis Research總裁兼首席分析師Bob O’Donnell將繼續(xù)為您帶來(lái)精辟的趨勢(shì)解析。本篇內(nèi)容聚焦行業(yè)矚目的Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)況，以及其未來(lái)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用潛力。即刻點(diǎn)擊文末的閱讀原文訪問Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）在線社區(qū)瀏覽完整文章。
Wi-Fi是數(shù)字時(shí)代的命脈
如果你問任何一個(gè)人，他們認(rèn)為自己每天使用的最重要的技術(shù)是什么，他們很可能會(huì)說是Wi-Fi，尤其是在這個(gè)受疫情影響的世界。事實(shí)上，聯(lián)想（Lenovo）最近在全球范圍內(nèi)進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，擁有良好、可靠的Wi-Fi是人們所說的成功實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地工作的最基本能力。同樣，在家里，如果Wi-Fi出現(xiàn)故障，即使是最狂熱的個(gè)人電腦(PC)和智能家居設(shè)備愛好者也會(huì)停止使用它們，直到連接恢復(fù)。簡(jiǎn)而言之，Wi-Fi是數(shù)字時(shí)代的命脈。
Wi-Fi 6引入多樣增強(qiáng)特性，速度快效率佳
考慮到Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的重要性，它在過去幾年里的快速發(fā)展和進(jìn)步就不足為奇了。最新的是Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E，由于增加了6 GHz頻段，這兩款產(chǎn)品為Wi-Fi使用提供了巨大的1.2 GHz新帶寬。Wi-Fi 6中包含了許多新的增強(qiáng)功能，其中包括支持下行鏈路和上行鏈路的多用戶、多輸入、多輸出（Multi-User,Multiple Input,Multiple Output,MU-MIMO）和正交頻分復(fù)用多址接入（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access,OFDMA）。
Wi-Fi中MU-MIMO的增強(qiáng)版本增加了可在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)發(fā)送和接收的信號(hào)數(shù)量以及這些信號(hào)的范圍。Wi-Fi 6中的OFDMA支持提高了信號(hào)發(fā)送的效率。這兩種技術(shù)加上其他許多技術(shù)，使得支持Wi-Fi 6的網(wǎng)絡(luò)更快、更可靠，并且能夠支持更多的設(shè)備，即使是在現(xiàn)有的2.4和5 GHz信道上。
人們對(duì)Wi-Fi 6的關(guān)注主要集中在新標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)的速度提升上，畢竟，誰(shuí)不想擁有更快的網(wǎng)絡(luò)呢？然而，對(duì)于智能家居和其他沒有大帶寬需求的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（IoT）來(lái)說，這些速度差異其實(shí)真的無(wú)關(guān)緊要，因?yàn)閱渭兲岣邤?shù)據(jù)傳輸速率并不會(huì)讓連接設(shè)備運(yùn)行得更好。
這是否意味著Wi-Fi 6對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)類型的應(yīng)用沒有用處？絕對(duì)不是。Wi-Fi 6的主要優(yōu)勢(shì)在于它的頻譜效率、同時(shí)支持的設(shè)備數(shù)量增加，以及大幅提高的網(wǎng)絡(luò)可靠性和覆蓋范圍，而不僅只是速度。此外，Wi-Fi 6還支持一項(xiàng)名為目標(biāo)喚醒時(shí)間(Target Wake Time,TWT)的技術(shù)，該技術(shù)允許支持該技術(shù)的設(shè)備進(jìn)入超低功耗睡眠模式，從而提高能源效率。
低功耗Wi-Fi芯片和無(wú)線共存解決方案提升物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)
說到這，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備傾向于在2.4 GHz Wi-Fi范圍內(nèi)運(yùn)行，這在很大程度上是因?yàn)樵谶@些較低頻率上發(fā)送和接收信號(hào)比在5或6 GHz等更高頻率上發(fā)射所需的功率更少。能源效率對(duì)于許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來(lái)說是絕對(duì)必要的，尤其是那些由電池供電的設(shè)備，并且使用較少電源的能力可以顯著提高物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用壽命。事實(shí)上，在智能門鎖的例子中，55微安和250微安的運(yùn)行速度之差，意味著單節(jié)電池的使用壽命為3年，而不是不到一年。
然而，并非所有的Wi-Fi芯片都能在這種低功耗模式下工作。大多數(shù)Wi-Fi芯片在更高的功率水平上運(yùn)行，因?yàn)樗鼈冡槍?duì)個(gè)人電腦、智能手機(jī)、智能電視等設(shè)備的高帶寬要求進(jìn)行了優(yōu)化。有鑒于此，Silicon Labs一直在開發(fā)低功耗的Wi-Fi芯片，如RS9116系列SoC和模塊便是專門針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的獨(dú)特需求而設(shè)計(jì)。RS9116系列產(chǎn)品不僅可以在上述較低的功率水平下工作，而且還集成許多功能，可以讓開發(fā)人員更輕松地設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備；這些設(shè)備由于尺寸較小或特定的設(shè)計(jì)要求，幾乎不提供用戶界面。對(duì)于設(shè)備制造商和設(shè)計(jì)師來(lái)說，這是一個(gè)至關(guān)重要的區(qū)別。
另一個(gè)關(guān)鍵因素是Wi-Fi與其他無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)協(xié)議（如藍(lán)牙、低功耗藍(lán)牙等）同時(shí)運(yùn)行。盡管Wi-Fi很棒，但它顯然不是家庭、企業(yè)或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中唯一的無(wú)線解決方案。實(shí)際上，能夠與多種無(wú)線信號(hào)和平共存是至關(guān)重要的。重要的是，這種共存不僅僅局限于物理層，還需要經(jīng)過設(shè)計(jì)和優(yōu)化的軟件堆棧來(lái)同時(shí)運(yùn)行。為此，Silicon Labs已經(jīng)擁有一系列兼容支持Wi-Fi 4的芯片，它們可與藍(lán)牙和其他協(xié)議一起工作。此外，該公司還預(yù)計(jì)推出一系列具有類似功能的Wi-Fi 6功能組件。這不僅使邏輯設(shè)計(jì)過程更容易，而且將Wi-Fi和藍(lán)牙功能集成到單個(gè)芯片中，減少了將部件安裝到設(shè)備系統(tǒng)中必要的物理尺寸要求。
除了支持多種物理標(biāo)準(zhǔn)外，由于Silicon Labs大量參與了新的Matter協(xié)議的開發(fā)，并且正努力提供與Matter互操作性相關(guān)的解決方案，更多信息請(qǐng)參見相關(guān)文章：全球芯片挑戰(zhàn)系列－Matter突破互通性壁壘讓智能家居更“智能”。Matter位于網(wǎng)絡(luò)堆棧的應(yīng)用層，因此，如果沒有提前完成集成工作的話，那么設(shè)計(jì)人員則需要額外的努力在Wi-Fi解決方案的硬件和軟件層中集成與其他Matter兼容設(shè)備的連接能力。
小結(jié)
Wi-Fi顯然是現(xiàn)今一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)，無(wú)論在個(gè)人和職業(yè)生活中使用的各種智能設(shè)備都需要此技術(shù)，它的持續(xù)發(fā)展將在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)成為設(shè)備設(shè)計(jì)和用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵因素。雖然標(biāo)準(zhǔn)不斷改良以迎合更苛刻的市場(chǎng)需求，但是Wi-Fi解決方案并非適合所有的應(yīng)用。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備工程師來(lái)說，專門針對(duì)他們需求的低功耗Wi-Fi芯片將是他們?cè)诳紤]無(wú)線解決方案時(shí)首要考慮的重點(diǎn)。
