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6GHz频段助力无线传输再升级,WiFi 6E芯片蓄势待发

海明观察 ? 来源:电子发烧友网 ? 作者:李诚 ? 2021-12-25 09:22 ? 次阅读
电子发烧友网报道(文/李诚)随着科技的进步,物联网、人工智能、大数据等技术与应用快速普及,作为终端设备与网络互联主要媒介的WiFi,为科技的演进提供了强有力的网络支持。
2020年1月,WiFi联盟首席执行官兼总裁Edgar Figueroa正式发布了WiFi 6E标准,并于同年4月,网络监管部门FCC通过了WiFi 6E开放6GHz频段的提案。
图源:博通
WiFi 6E是WiFi 6的补充,是在WiFi 6原有的2.4GHz和5GHz频段基础上增加了6GHz频段,该频段的工作频率在5925MHz至7125MHz之间,频段的补充为WiFi 6E新增了110个信道,这也就意味着使用WiFi 6E能够有效缓解与传统WiFi设备共用同一频段造成的网络拥堵的问题。
值得一提的是,在高速传输信道方面,WiFi 6E共有7个160MHz的信道,而目前的WiFi 6只有两个信道。也就是说在相同的网络与连接密度情况下,WiFi 6E能够实现更高的数据吞吐量以及更低的网络时延。
虽说直至现在WiFi 6还没有实现全面的普及,但随着高速率的网络需求愈发明朗,WiFi 6E有着很高的推广价值。加之近年来,移动智能通信终端、物联网、导航及其他消费类电子对高速率、低时延的WiFi芯片需求不断扩大,在庞大市场的驱使下,吸引了不少厂商着手布局WiFi 6E芯片,力图在市场爆发前夕抢占先机。
NXP CW641 WiFi 6E芯片
为顺应WiFi格局的转变以及满足市场的需求,让6GHz频段得到充分地利用,NXP也推出了首款WiFi 6E芯片,助力无线互联应用的发展。
CW641是一款三频4x4 WiFi 6E芯片,该芯片除了支持传统的2.4GHz和5GHz频段外还支持6 GHz频段以及160MHz信道,峰值传输速率可达4.8Gbps。
据NXP官方介绍,这款芯片是专为商用网关设计的,为芯片加入了上行和下行的OFDMA与MU-MIMO技术,通过这两项技术提高网络容量,以满足在商用场景中多设备接入的需求。
OFDMA技术是OFDM的进阶版,当设备在OFDM模式下进行数据上传与下载时,无论传输数据包的大小,每台设备都会占用一条信道,如果连接设备过多甚至会出现信道拥堵、传输速率降低、网络时延升高的现象。而这款芯片使用的OFDMA技术则不会出现这种问题。
在OFDMA模式下,可实现多设备的数据资源整合,共用同一条信道,通过合理的资源分配,提高多设备的平均传输速率并降低网络时延。同时还能自动识别传输较大数据包的终端设备,为其分配负载较低的信道,提升设备在大量数据传输时的流畅性。
MU-MIMO技术与OFDMA类似,最终也是为了实现提高带宽的利用率。两种同样的技术一起使用是为了提高与终端设备的兼容性,避免造成资源浪费,提升数据传输速率。
博通BCM4389 WiFi 6E芯片
博通在无线通信领域与高通一样,有着绝对领先的优势,同时也是苹果、三星等国际手机大厂的WiFi芯片主要供应商。博通在无线通信领域有着丰富的技术经验积累与敏锐的市场洞察力,超前部署了WiFi 6E芯片。
图源:博通
博通在WiFi 6E标准发布的一个月后,就推出了第一款可应用于移动终端设备的WiFi 6E芯片BCM4389,致力于为终端用户提供更优质的网络使用体验。
据博通表示,BCM4389是在WiFi 6芯片BCM4375的基础上进行产品研发的,与前代28nm
的产品相比,该芯片采用的是16nm工艺,通过缩短晶体管晶体管之间的连接距离,提升芯片运行效率,并降低系统功耗。同时片上集成了电源管理模块,简化了电源系统的架构,增强了与移动终端的适配性,极大限度地延长了终端设备的续航能力与电池的使用寿命。
在产品性能方面,BCM4389支持三频段并发的互联架构,可在WiFi与蓝牙同时运行的状态下,进一步优化无线射频连接的效率,提升网络数据的吞吐量,以及增强蓝牙音频连接的稳定性。据博通介绍,这款WiFi 6E芯片组的数据传输理论峰值可达2.4Gbps与前代WiFi 6芯片BCM4375相比,速率提升了5倍以上,并且时延小于1ms,该芯片目前已在住宅与企业网络中得到了广泛的部署。
图源:博通
上图为NETGEAR RAXE500路由器与三星Galaxy S21 Ultra 5G手机进行测试的数据吞吐量结果,据了解这两款产品均采用博通的BCM4389芯片。通过测试结果显示,在UDP模式下,数据发送峰值为2.01Gbps,数据接收峰值为1.92Gbps。在TCP模式下数据发送峰值为1.74Gbps,数据接收峰值为1.68Gbps。总的来说,这款芯片虽然采用的是WiFi 6E的标准,但是与其他厂商的产品相比,传输速率相对较低,毕竟是全球的第一款WiFi 6E产品,没有过多的相关经验作为技术支持,传输速率较低还是可以理解的。
结语
如今大数据、智能汽车等需要高传输速率、低延时的应用快速普及,致使WiFi芯片需求得到快速释放,促进了WiFi 6E芯片的渗透。MU-MIMO与OFDMA技术的引入,灵活地提高了WiFi 6E网络的容量,满足了智能家居多设备互联的应用需求,对智能家居的发展有着积极的推进作用。
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