WiFi 之于 5G,也是一個不可或缺的角色,在當前 5G 商用初期,網絡還沒有實現全方位覆蓋,特別是很多智能終端設備不支持 5G 的情況下,采用“5G+WiFi”的 CPE,大行其道,被業內人士戲稱為“偽 5G”的過渡方案。就算是在不久的將來 5G 普及了,受限于高頻率下的基站覆蓋廣度,也不可能覆蓋每一個犄角格拉,在高速率、低成本的驅動下,強調高傳輸速率的 WiFi6 更會進一步普及。
WiFi6 在 WLAN 中角色,就像 5G 在 WWAN 中的角色,屬于在迎合消費者高帶寬需求下的一步步通信制式的升級演進。
注:LAN(Local Area Network,局域網 )、WAN(Wide Area Network,廣域網)、WLAN(Wireless LAN,無線局域網)、WWAN(Wireless WAN,無線廣域網)、LPWAN(Low Power WAN,低功耗廣域網)……
在主流的 WLAN 網絡技術派別中,WiFi 扮演著一個最親民、最大眾的角色,你可以不用 Bluetooth,不用 Zigbee,但你不可能不用 WiFi……
WiFi 之于 5G,也是一個不可或缺的角色,在當前 5G 商用初期,網絡還沒有實現全方位覆蓋,特別是很多智能終端設備不支持 5G 的情況下,采用“5G+WiFi”的 CPE,大行其道,被業內人士戲稱為“偽 5G”的過渡方案。
就算是在不久的將來 5G 普及了,受限于高頻率下的基站覆蓋廣度,也不可能覆蓋每一個犄角格拉,在高速率、低成本的驅動下,強調高傳輸速率的 WiFi6 更會進一步普及。
這里需要進一步說明的是,WiFi 中的 5G,和我們通常聽到的 5G(上一段提到的 5G)不是一回事。我們經常說的 5G 是第 5 代移動通信,而 WiFi 中的 5G,是 5GHz,指的是無線頻率 / 頻譜。
因為 WiFi 主要工作在非授權 ISM 頻段(Industrial Scientific Medical),其中可供 WiFi 使用的主要有 2.4GHz 頻段(范圍 2.4-2.4835GHz)和 5GHz 頻段(范圍 5.725-5.875GHz),都屬于微波頻段。
WiFi5 到 WiFi6,是一次技術演進,更是一次標準演進。行業規模有,市場空間也廣闊,只是創業機會很難發掘。這不是一個突破性和顛覆性的技術,從 WiFi4、WiFi5,到 WiFi6,只是一個原有技術的平滑升級演進,熱鬧的都是別人,游戲規則還是原來的規則,游戲選手還是原來的選手,大家共襄盛舉,一起看熱鬧。
機會是有的,但并非遍地黃金,只能沙中陶金。
下面我們看看 WiFi6 到底是什么。
首先,WiFi 這個詞是個“藝名”,底層的技術是無線通信技術,包括 WiFi6 所推崇的 MU-MIMO、OFDMA 等,對應的行業標準是 802.11 系列,幕后推動者是 IEEE,IEEE 最活躍的 Player 是以 Intel 為首的 IC 巨頭們。
即:標準制定是在 IEEE-SA,產業推廣是在 WiFi 聯盟,各司其職,互相利益捆綁。
WiFi 標準(802.11 系列)誕生于 1999 年,經歷了 20 年的發展,幾乎每 5 年左右就會有一次標準升級,主要目的是為了帶寬的升級。
其實在幾年之前,WiFi 還沒有像 2G、3G、4G、5G 一樣,用斷代的方式進行區分,行業內一般都按照 802.11 系列標準來區分,比如這款路由器支持 802.11b/g/n/ac……真正的斷代,是從 2018.10 月開始,WiFi 聯盟,作為一個“非盈利”的商業組織,為了更好的推廣 WiFi 技術,仿照移動通信命名的方式,給 WiFi 分了層級,這樣一來,清晰無比,大大方便了商業推(chao)廣(zuo)。
注:為什么說 WiFi 聯盟是一個商業組織?因為 WiFi 聯盟雖然標稱非營利組織,但是業務是牽扯到錢的,你以為每臺 WiFi 設備上的商標,是隨便貼的啊……所有 WiFi 產品,要通過 WiFi 聯盟認證,必須成為 WiFi 聯盟會員,還不算進行測試認證的費用。
去年熱傳的華為被 WiFi 聯盟暫停會員資格,如果成真,也會影響華為未來在 WiFi 領域的產業布局,標準參與度下降,自身技術利益難以保障;產品認證受阻,和其他產品互聯互通也會難以保障。對于 WiFi6,WiFi 聯盟 2019 年開始對設備進行認證,因此,2019 年也被成為 WiFi6 產業元年。
其中,本文關注的 WiFi6,就是基于最新的 802.11ax 標準,前文提到過,802.11 標準的演進,目的主要還是針對傳輸速率的提升。
從通信最基本原理(香農定理)看,無線通信傳輸速率提升最有效辦法就是加大帶寬,而帶寬增加的最直接粗暴的方法就是提高頻率,越往高頻,頻譜資源越豐富,GHz 頻段可比 MHz 頻段資源充裕多了。
因此 WiFi6 的重點放在了 5GHz 頻段,80MHz 的單頻寬下最大速率達到 600Mbps,用戶體驗可以大大提升。
除了頻率提升之外,WiFi6 還采用了 MU-MIMO 和 OFDMA 物理層技術,其實在無線通信領域,不同制式的無線通信方式,特別是底層技術,有著太多的重疊之處。
大家應該還有印象,在 5G 移動通信宣傳和普及文章中,也都強調 OFDMA、MU-MIMO 為技術核心。
筆者最早接觸 OFDMA,是在 2006 年左右,當時 WiMAX 技術(802.16 系列)作為一種新興的技術進行產業化推廣之時,也在著力宣傳其物理層的調制技術,OFDM 和 OFDMA……
所謂 OFDM 和 OFDMA,形象來說就像京藏高速的車道,每個用戶的通信就是一個車隊,車隊上拉著各種各樣的數據,有小轎車車隊,有出租車車隊,有貨車車隊……每個車隊來了,都給分配一條固定的車道,這就是 OFDM。因此就會出現小轎車車道空閑,而貨車車隊擁堵的情況,資源無法有效利用。而 OFDMA 則允許不同車隊根據車道空閑情況,見縫扎針地擠進去,每條車道又形成了幾個“子虛擬車道”,提升了效率和車道的利用率。
而 MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output,多用戶 - 多輸入多輸出)就更好理解了,MIMO 指的是多根天線,多根天線傳輸數據的能力肯定大大提高,就如同一車道變成四車道;而多用戶指的是基站同時可以跟多個用戶進行通信(注意,是同時,不是最大能支持多少用戶連接)。
其實從 WiFi4 開始,就已經支持下行的 MU-MIMO,無線路由器支持多天線多用戶,到了 WiFi6,上行和下行都支持多天線多用戶,可以支持 8 個用戶同時上行下行進行數據傳輸。
以上為 WiFi6 的兩個核心技術,總的來說,無線通信也就差不多這樣了,技術發展也基本上到頂了。不同通信的核心原理大同小異,技術重疊性很大。區別更多在于商業應用場景上,還有采用的無線通信頻譜,是授權頻段還是非授權頻段。
接下來我們看一下具體的產業發展情況,同別的移動通信領域一樣,WiFi 產業鏈也包括:芯片、模組、設備三大環節。其中設備包含發射終端(無線 AP)和接收端(各種 3C、物聯網設備等)。
終端的需求,是驅動 WiFi 產業最核心動力,每年全球 WiFi 芯片的出貨量高達數十億,其中智能手機每年 2019 年出貨量就高達 13 億,而 WiFi 幾乎是標配,占據了 WiFi 芯片的半壁江山。其余為筆記本電腦,平板電腦,物聯網終端設備,如智能家居、可穿戴設備、VRAR、車載電子設備等。
在 WiFi 芯片領域,還是以國際傳統 IC 設計和無線連接芯片廠商為主導,包括 Broadcom(博通)、Qualcomm(高通收購創銳訊 Atheros)、NXP(恩智浦收購 Marvell 的 WiFi 和藍牙業務)、TI(德州儀器) 、MTK(聯發科收購雷凌 Ralink)、Realtek(瑞昱)、Infineon(英飛凌收購賽普拉斯 Cypress)等。
而國內的 IC 設計新銳公司,也在布局該領域,包括樂鑫科技、博通集成、瑞芯微、海思、翱捷科技、北京新岸線、南方硅谷、亮牛半導體、聯盛德、矽昌通信、康希通信等。
當然,除了 WiFi 芯片,圍繞著 WiFi6 給整個 WLAN 市場帶來的更新換代機會,也會衍生出一些集成電路新的市場空間,比如 MCU,比如射頻前端芯片等等。
需要一提的是,翱捷科技(ASR)是集成電路領域的一顆冉冉升起的新星。最近剛剛獲得小米的戰略投資,其余投資方還包括元禾華創,興業證券,弘信資本,久有股權投資基金。
翱捷科技是一家由阿里巴巴集團投資的集成電路設計公司,專注于移動智能通訊終端、物聯網、導航及其他消費類電子芯片的的平臺研發、方案提供、技術支持等服務,產品線覆蓋包括 2G、3G、4G 在內的多制式通訊標準。
上一次翱捷科技引起關注是在 2018 年,在 2018 杭州云棲大會萬物智聯峰會上, 翱捷科技正式發布國內首款、采用超低功耗 LoRa 集成的單芯片 SoC-ASR6501,集成了賽普拉斯 PSoC 4100S Plus MCU 以及 Semtech 公司的 LoRa 收發器。
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