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射频专家深度分析:WiFi 6中有多少商机?
  • 发布日期:2019-07-01      浏览次数:904
    • 在2018年10月,Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)将基于802.11ax标准的WiFi正式纳入正规军,成为第六代Wi-Fi技术。与此同时,还将Wi-Fi规格重新命名,标准802.11n改名Wi-Fi 4,标准802.11ac改名Wi-Fi 5,新标准802.11ax改名Wi-Fi 6,Wi-Fi 6从此走进了大众的视野。

      2019年被称为“Wi-Fi 6元年”这一点毋庸置疑,也有人称芯片厂商围绕Wi-Fi 6的卡位战已然打响,在WiFi6方兴未艾之际,Wi-Fi厂商看到了哪些潜在的机会?同时又面临哪些挑战?带着这些问题,与非网采访了Qorvo亚太区无线连接事业部市场经理 Jeff  Lin先生。

       


      Qorvo 亚太区无线连接事业部市场经理 Jeff  Lin

      相同的起跑线,谁先推出 Wi-Fi 6产品谁就赢

      Wi-Fi 6 是一个全新的规范, 相对于Wi-Fi 5, Wi-Fi 6加入了许多新的技术,对于Wi-Fi 6带来的新的市场机会,Jeff  Lin在采访中表示,正因为Wi-Fi 6不同于Wi-Fi 5,所有Wi-Fi 主晶片的供应商与相关的供应链厂商都必须针对Wi-Fi 6的技术规范来开发新的产品, 在相同的起跑点上, 谁能快推出Wi-Fi 6的产品谁就能取得技术地位, 早在2年多前当Wi-Fi 6 还处于早期标准制定阶段,Qorvo已经与坊间主流的Wi-Fi 主晶片厂商如高通与博通等进行前期的产品规格制定与技术交流,经过多次的改良与设计变更。

      目前针对高通与博通的Wi-Fi 6解决方案,Qorvo有其对应的中发射功率 (Middle Power) 与高发射功率 (High Power) 的前端射频模组 (Front-End Module; FEM) 并成功的导入所属的参考设计, 也藉由晶片厂商与服务运营商的推波助澜下, 从去年开始已有Wi-Fi 6的产品陆续的推出市场, 从企业级的无线Wi-Fi 路由器到家庭用的Wi-Fi Access Point, 主流规格皆已渐渐从Wi-Fi 5升级成Wi-Fi 6, Jeff 估计Wi-Fi 6的市场将会在2020年起开始喷发, Wi-Fi 6将成为未来5年的主流标准。

      通过分布式Wi-Fi实现无死角的网络覆盖是未来主流趋势
      在家庭网络中,当周围的用户集体上网时,很容易出现网络堵塞的情况,因此设备厂商和运营商都在极力解决这一难题。Qorvo公司曾提到,WiFi6带来的分布式Wi-Fi和每个房间部署一个发射架的设计将是一种新趋势,这是否意味着更多基础设施端的需求?

      Wi-Fi 6对于网状 (Mesh) 或是分布式 (Distributed) Wi-Fi的网络架构在规范中有明确的定义与说明, 在One Pod Per Room的概念里,Wi-Fi传输技术负责整个智慧家庭的传输主干,利用网状或是分布式Wi-Fi网络架构来实现无死角的网络覆盖,所有的信息透过Wi-Fi传输链接到家庭网关,再透过运营商所提供的宽带服务 (LTE、xPoN、xDSL、DOCSIS等等) 上传到云端,透过特殊的算法计算与通讯协议,进而实现一个完全无缝连结 (Seamless connection) 与室内漫游 (Indoor Roaming) 的室内全覆盖环境。

      Jeff  Lin分析,为了能支持与其他智能设备的连结互通,在分布式Wi-Fi网络里的每个Wi-Fi路由器必须要具备接收和传送蓝牙与ZigBee的传输技术,由于蓝牙与ZigBee都是短距离传输的技术,因此必须确保所有的指令都能被完整的传送与接收,透过分布式网络的架构,每个Wi-Fi路由器皆能完整的覆盖每一个小区域的范围,再经由Wi-Fi 传输当骨干将每个Wi-Fi路由互相连结进而达成全家覆盖的目标。

      基于这个架构,在智慧家庭的使用场景下,Wi-Fi AP的数量会由单个 (Single AP) 提升到多个 (Multiple APs),Wi-Fi AP裡面的射频元件也会从Wi-Fi Only 提升到Wi-Fi+ BLE + Zigbee Multiple Radio Chips的设计。目前已有网路设备开发商与网路服务运营商开始设计结合Wi-Fi 6与IoT物联网功能的智能网关 (Smart Gateway) 设备,预计在2020年正式推出市场。

      物联网搭载Wi-Fi 6将迎来爆发期
      未来Wi-Fi 将会是智能家庭网路的传输主干,为了落实智能家庭的应用,Wi-Fi必须先实现全家覆盖 (whole home coverage),而Mesh Wi-Fi让Wi-Fi信号全家覆盖的目标实现了,因为近年来Wi-Fi设备主流厂商如Google、Amazon、Netgear、EERO、Belkin等等对于Wi-Fi Mesh的推广与结合IoT家庭智能物联网的实际运用场景 (尤其是Google Home与Amazon Echo) 让Wi-Fi Mesh 的市场占有率在2018年提升到接近10%的份额,随著Mesh AP的日益普及,其IoT相关的产品需求也跟著提升,如智能摄像头、智能灯泡、智能传感器等等设备厂商也明显感受到需求的增长,从这些公司2018年一路长红的业绩便可看出端倪。

      Wi-Fi 6 对于Wi-Fi Mesh Network 有更完整的规划与规格标准制定,带来大的优势就在于各家Wi-Fi Mesh 解决方案的提供商在基于Wi-Fi 6的标准下能彼此的互联互通,不会再有相容性的问题来阻碍整个产业的发展与成长,大家在平等互惠的环境下把市场做大,让耕耘多年的物联网搭著Wi-Fi 6的顺风车并期待在2020年有爆发性的成长。

       

      5G与Wi-Fi6 将会互相支持互相配合
      关于5G和Wi-Fi 6相争的声音一直未断,有人认为5G在未来会有更多的应用场景,包括车联网、自动驾驶、人工智能等场景,但是也有人更看到Wi-Fi 6的发展前景,终Wi-Fi 6和5G将会以怎样的形式共存?

      Jeff站在Qorvo的角度分析认为,5G与Wi-Fi6 彼此不是与对立,而是一种互相支持互相配合的关係,因为5G与Wi-Fi在不同的环境与应用场景皆有其各自的优势与劣势,例如:5G的部建必须由电信运营商来主导,加上频段使用上会有收费的问题,因此整个运营成本会远比Wi-Fi来得高,Wi-Fi本身是使用免付费的开放频段,并且产业供应链与产品覆盖率完整,在Wi-Fi网路覆盖范围的场所与应用场景如家庭网路、公共区域 (机场、车站、体育馆等等)、特定场所 (校园、旅馆、卖场等等),Wi-Fi会是比较经济的选择,在Wi-Fi无法涵盖的范围如农村、山区、离岛等等人口密度低且网路基础建设比较薄弱的地区,就需要5G网路来支持。

      目前很多的解决方案提供商与电信网路服务运营商投入大量的时间与金钱在发展5G,然而,由于5G本身的规模太庞大,从一开始的规格制订就受到很多政策面上的限制 (如频段的分配),加上各国之间的政治角力 (如近日来沸沸扬扬的华为案与美中贸易战等等),不可讳言的5G面临很多的挑战。

      反观Wi-Fi,Wi-Fi可说是欢迎多人使用且产品覆盖率高的一项无线网路技术,大部分的关键技术是由Wi-Fi晶片提供商与射频方案解决方案厂商来主导,因此在新技术的导入与佈建上远比5G要来的容易,因此我认为Wi-Fi 6 的产品成熟度与规范的完整度会比5G来得快且健全。

      Qorvo身为射频元件的,对于5G与Wi-Fi 6的发展皆保持乐观审慎的态度,从积极地参与前期的规格制定到后续与解决方案提供商的共同开发然后与终端设备厂商完成产品量产、测试到佈建,Qorvo都实际的参与并透过技术支持与开发商伙伴们的密切的合作,让终端设备商在2018年即正式推出5G与Wi-Fi 6 相关的商业化产品,业界与同业对手。

      Wi-Fi 6产品已经得到认证,并进入量产阶段

      目前市场普遍认为WiFi6的普及可能还需要3年的时间,由于价格原因,WiFi6应用的是企业级市场,针对这部分市场Qorvo公司目前取得了哪些进展?在与客户交流中,WiFi6的企业级产品对射频器件是否有有别于以往的技术要求?

      Jeff在接受采访中坦言,您或许不知道, *款企业级Wi-Fi 6 无线路由器裡面放的就是Qorvo的5GHz 前端射频模组晶片, Qorvo在Wi-Fi 6 规范制定的前期就开始与主流的Wi-Fi 无线方案解决方案晶片商共同参与设计开发, 经过了两年多来的努力, 从去年开始已有企业级网路设备厂商陆续的推出商用产品, 如H3C、NEC、Rucks、EnGenius、HPE等等, 这些产品皆内建了Qorvo Wi-Fi 6 的前端射频模组晶片 (Front-End Module) 或是滤波器 (Filter), 这除了表示Qorvo在Wi-Fi 6 技术,也证明了Qorvo的Wi-Fi 6 相关解决方案与产品已经进入量产阶段。

      关于Wi-Fi 6在消费级市场的发展, Jeff表示,回顾Wi-Fi的演进,MIMO (Multi-Input Multi-Output) 让Wi-Fi 的设计从基本的1T1R (one transmission one receive) 一路升级到4T4R甚至已经有些网路设备厂商推出8T8RWi-Fi 无线路由器, 前端射频器件在整个Wi-Fi 路由器的成本会根据发射接收端的数目 (Spatial or Stream number) 与发射功率的不同 (High Power, Medium Power, Nominal Power) 会有所影响,如果是系统是2T2R, 中功率的前端射频模组 (Front-End Module) 占整个整本的比例大概在3%-5%,若是有高发射功率的需求且是4T4R或8T8R以至于三频 (Tri-Band) 的系统, 那麽前端射频器件加上相关滤波器的成本大概会占整体成本的5%-7%以上。

      Qorvo Wi-Fi 6 前端射频的产品已被市场主流的Wi-Fi 无线网路解决方案晶片厂商如高通、博通、英特尔与宽腾达认证并纳入其所属的参考设计,有了参考设计的辅助,产品开发商能缩短产品开发时间并简化产品验证的工作,加速Wi-Fi 6 商业化与出货的时程并降低整体系统的成本。同时,Qorvo 也跟网路产品开发商与网路服务提供商共同参与新型的网路应用与架构,进一步结合智慧物联网的概念与实际应用场景,Qorvo 不止止是射频元件的供应商,同时也是无线通信与物联网解决方案整合的系统商。

      一款产品从原型到量产,得到认证是必经之路,而且这也是复杂的路程,WiFi6设备的认证标准要在今年的Q3才能推出,摆在用户面前的问题是,当前市场上的路由器产品所采用的射频器件是标准器件,还是需要部分定制化的器件?如果是后者,Qorvo公司如何在认证标准未正式公布之前,确定风险较低的产品开发和供货策略?

      Jeff向与非网记者解释,先前已经提到早在2年多前当Wi-Fi 6 还处于早期标准制定阶段,Qorvo已经与主流的Wi-Fi 主晶片厂商高通 (Qualcomm) 与博通 (Broadcom) 进行前期产品规格制定,因此,针对高通与博通的Wi-Fi 6 参考设计平台,Qorvo已经推出相对应的前端射频器件并已进入量产阶段,由于高通与博通是Wi-Fi 6先行的解决方案提供商,其他的Wi-Fi主晶片厂商也以这两家厂商唯马首是瞻,因此其他Wi-Fi主晶片厂商对于Wi-Fi 6前端射频晶片规格也一併跟进高通与博通的设计,除了高通与博通,Qorvo也提供Wi-Fi 前端射频晶片给宽腾达 (Quantenna) 与英特尔 (Intel),并比照高通博通模式导入其Wi-Fi 6 参考设计平台并已开始提供样品给终端客户进行前期开发与产品验证。

      差异化定义Wi-Fi产品的类别划分
      伴随WiFi6路由器和智能终端设备的市场推进,Qorvo公司面向企业客户和消费市场分别有哪些针对性的产品线支持?面对这两类市场一些差异化的需求,目前Qorvo公司在进行哪些技术攻关?

      Jeff解释,在Qorvo的产品定位策略上,将Wi-Fi画分成三个不同的类别,分别是“零售市场” (Retail), “电信运营商暨网路服务供应商”(Carrier & Service Provider) 与企业用户 (Enterprise), 针对这三种不同的产品类别与应用,其产品的规格与设计也有所差异。

      Qorvo的产品线多元,无论是何种应用,都有其对应的解决方案:

      Qorvo中发射功率 (Middle Power) 与高发射功率 (High Power) 的前端射频模组 (Front-End Module; FEM) 提供高性价比的前端解决方案给针对家用零售与运营商Wi-Fi 系统使用,同时低功耗能的特性,同步降低Wi-Fi系统在散热设计上的难度与成本。

      针对企业级与电信运营商Wi-Fi设计规范与运用场景, Qorvo的前端射频模组提供5V至 3.3V电压的选择,除了前端射频模组外,针对不同的区域规范 (Territory Regulation),Qorvo也提供了边带滤波器 (Bandedge Filter) 与LTE-WiFi 并存滤波器 (LTE Co-existence Filter) 来因应,并同时能与FEM搭配使用,除此之外,Qorvo也另闢了一个名为iFEM (Integrated FEM) 的产品线,iFEM顾名思义就是将之前所提的Bandedge或是LTE Co-existence 滤波器整合进Wi-Fi 的前端射频模组,除了简化无线射频前端的设计,同时降低元件成本与线路匹配调校的时间。