ot;display: block;">在2007年全球Wi-Fi高峰會議上,Wi-Fi聯(lián)盟高級總監(jiān)Karen Hanley在其“全球Wi-Fi發(fā)展及部署”的演講中以具體數(shù)字描畫出下一代Wi-Fi的誘人前景:2012年Wi-Fi行業(yè)總值將達(dá)到120億美元,約有20萬個Wi-Fi“熱點”遍布于機場、咖啡廳、旅館、公園、會展中心、購物區(qū)等場所,甚至是火車和汽車上。隨著規(guī)范的進(jìn)一步發(fā)展,在全球范圍內(nèi),Wi-Fi技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域正逐漸發(fā)生變革,從過去以PC為主的應(yīng)用擴展到消費電子產(chǎn)品以及手持終端產(chǎn)品中,下一代Wi-Fi將成為連接計算設(shè)備、通訊設(shè)備與消費電子設(shè)備的主流技術(shù)。
Wi-Fi在全球應(yīng)用領(lǐng)域的變化趨勢也折射出中國本土消費電子領(lǐng)域的市場發(fā)展方向,而即將到來的北京奧運會又將激發(fā)出更多的無線應(yīng)用商機。據(jù)悉,2008年奧運會期間,眾多奧運場館中都將大量使用Wi-Fi技術(shù),參加北京奧運會的數(shù)百萬人將能體驗到高速無線數(shù)據(jù)通信服務(wù)；此外,地鐵上也將部署Wi-Fi網(wǎng)絡(luò),在奧運期間即使身處地鐵車廂也能收看到奧運賽況。與各類WLAN應(yīng)用相關(guān)的Wi-Fi產(chǎn)品方案也陸續(xù)出臺,尤其是草案產(chǎn)品在“標(biāo)準(zhǔn)滯后,產(chǎn)品先行”的狀況下備受關(guān)注。有數(shù)據(jù)顯示,到2012年全球約有90%的Wi-Fi芯片產(chǎn)品都將支持標(biāo)準(zhǔn)。無論是標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證產(chǎn)品的出臺以及公共網(wǎng)絡(luò)的部署,還是個人消費終端功能的新需求,都將為Wi-Fi產(chǎn)業(yè)帶來新的增長點,創(chuàng)造更多無線應(yīng)用商機。
先進(jìn)技術(shù)助力.11n躍升下一代Wi-Fi主流
隨著無線多媒體設(shè)備的普及以及高帶寬應(yīng)用需求的增加,WLAN必須具有更高的數(shù)據(jù)率。基于MIMO空中接口技術(shù),使用多個接收機和發(fā)射機,可以在同一頻道同時傳輸兩組或兩組以上的數(shù)據(jù)流。與前代技術(shù)相比,的覆蓋范圍擴大2倍,性能增加5倍,改變了Wi-Fi配置和使用的方式,支持更大的海量數(shù)據(jù)應(yīng)用,包括視頻。從性能指標(biāo)上看,已然成為下一代主流Wi-Fi技術(shù)。
實現(xiàn)的高速率不僅源于MIMO技術(shù),還得益于OFDM技術(shù)。MIMO-OFDM技術(shù)通過在OFDM傳輸系統(tǒng)中采用陣列天線實現(xiàn)空間分集,提高了信號質(zhì)量,并增加了多徑的容限,使無線網(wǎng)絡(luò)的有效傳輸速率有質(zhì)的提升。使在支持頻段和5GHz頻段的基礎(chǔ)上,使無線傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度得到極大提升。由于采用智能天線技術(shù),解決了的傳輸覆蓋范圍問題,通過多組獨立天線組成的天線陣列系統(tǒng),動態(tài)調(diào)整波束方向,保證用戶能接收到穩(wěn)定的信號,同時也能有效減少其它噪音信號的干擾,使無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離增加到幾公里,移動性顯著增強。
圖:智能無線網(wǎng)體系打破WLAN局限,智能交架構(gòu)換滿足不同應(yīng)用需求。
而在兼容性方面,通過采用軟件無線電技術(shù)解決不同標(biāo)準(zhǔn)采用不同的工作頻段、不同的調(diào)制方式,造成系統(tǒng)間難以互通,移動性差等問題。軟件無線電技術(shù)實現(xiàn)無線局域網(wǎng)與無線廣域網(wǎng)融合,并能容納各種標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議,提供更為開放的接口,最終大幅提升了網(wǎng)絡(luò)的靈活性,使得WLAN不但能實現(xiàn)向前向后兼容,而且可以實現(xiàn)WLAN與無線廣域網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合,例如3G。此外,技術(shù)還采用了最新的安全技術(shù)WPA2,配置AES加密,支持五種可擴展身份驗證協(xié)議,支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型應(yīng)用和多用戶接入、幫助企業(yè)消除信號盲點等等,從而提高工作效率。
盡管現(xiàn)階段實際部署最多的仍然是,但的安全以及QoS特性吸引眾多商家從b/g升級。在這種情況下,如何保護(hù)用戶在現(xiàn)有設(shè)備上的投資就成為設(shè)備廠商面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。作為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的參與者和制定者之一,Trapeze?Networks公司使用“分離-MAC”架構(gòu)和輕量級接入點,并通過控制器處理接入點的流量轉(zhuǎn)發(fā)。“為了緩解對有線網(wǎng)絡(luò)的壓力,以及保護(hù)用戶對現(xiàn)有設(shè)備的投資,我們開發(fā)了Smart Mobile (智能交換)架構(gòu)。”該公司戰(zhàn)略技術(shù)首席工程師Matthew Gast介紹。
Smart Mobile是一種突破性技術(shù),克服了目前WLAN架構(gòu)的限制。“該技術(shù)支持,可以根據(jù)底層應(yīng)用的要求,實現(xiàn)集中式和分布式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),從而優(yōu)化業(yè)務(wù)流、大幅縮短時延、實現(xiàn)卓越的可擴展性,無需花費高昂的成本升級網(wǎng)絡(luò)控制器基礎(chǔ)設(shè)施。”Matthew Gast強調(diào),“Smart Mobile首次使得企業(yè)能夠經(jīng)濟有效地部署安全可靠和具有良好可擴展的企業(yè)級無線局域網(wǎng),支持要求苛刻的數(shù)據(jù)和語音應(yīng)用,同時可實現(xiàn)不受限制的室內(nèi)和戶外覆蓋。”
標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程加速,.11n應(yīng)用向消費電子滲透
目前,IEEE正在加緊對于標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗證,在全球已有3900中產(chǎn)品通過Wi-Fi認(rèn)證的基礎(chǔ)上,Wi-Fi聯(lián)盟推出 draft 2.0認(rèn)證。其中對于草案產(chǎn)品兼容和互操作性的工作更是緊鑼密鼓,包括Broadcom、高通、英特爾等企業(yè)就標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成了一定共識,都在積極推進(jìn)IEEE 對于最終標(biāo)準(zhǔn)的頒布。截止2007年9月底,已有超過95款產(chǎn)品獲得Wi-Fi聯(lián)盟認(rèn)證。在本文發(fā)稿前,IEEE 會議對.11n標(biāo)準(zhǔn)draft 3.0進(jìn)行了投票表決,且已收到超過八成的贊成票。目前任務(wù)組的計劃是解決來自draft3.0投票過程中的意見,并將在2008年三月份的會議上形成draft4.0。
在應(yīng)用趨勢方面,手持設(shè)備和消費類電子產(chǎn)品正成為Wi-Fi市場增長的主要驅(qū)動力。隨著支持Wi-Fi的消費電子產(chǎn)品日益增多,連網(wǎng)娛樂設(shè)備中的增長速度將超過其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。許多消費電子產(chǎn)品供應(yīng)商認(rèn)為Wi-Fi是將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容傳送到其產(chǎn)品中的主要方式。越來越多的消費者希望從網(wǎng)絡(luò)上獲得視頻內(nèi)容,并進(jìn)行多場所分發(fā),以往的Wi-Fi技術(shù)不具有傳送這些內(nèi)容的足夠帶寬,尤其是遠(yuǎn)距離傳送,而現(xiàn)在方案則能幫助解決這些問題。
圖1:市場應(yīng)用發(fā)展趨勢。
事實上,在消費電子領(lǐng)域的增長是Wi-Fi在PC和路由器市場中逐步發(fā)展的結(jié)果。作為高端筆記本的標(biāo)準(zhǔn)配置帶動支持的家庭路由器發(fā)展,而路由器和網(wǎng)關(guān)得到廣泛布署,以及終端用戶對消費電子設(shè)備獲取流媒體內(nèi)容的需求,又將促使消費電子OEM在其產(chǎn)品中集成Wi-Fi功能。
“的傳輸速率超過最快的有線以太網(wǎng),且允許在多個消費電子設(shè)備中同時傳送多重高清視頻流。”Broadcom公司副總裁兼家庭與無線業(yè)務(wù)總經(jīng)理Michael Hurlston表示,在今天的家庭網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)用戶需要高清視頻流、聽音樂和傳送大量文件,而可滿足這些需求。Marvell半導(dǎo)體德國分公司W(wǎng)LAN區(qū)域工程經(jīng)理Peter Grabienski也指出,的關(guān)鍵應(yīng)用在于視頻。除了為企業(yè)和公共熱點帶來益處,還為家庭和個人用戶體驗豐富的多媒體應(yīng)用開辟了新機會。很多消費電子設(shè)備廠商已經(jīng)開始有意識地在娛樂或便攜終端中植入Wi-Fi功能,例如微軟的Zune音樂播放器、尼康的Coolpix數(shù)碼相機和蘋果公司的Apple TV等。
“產(chǎn)品將會在2008年下半年和2009年成為主流,且價格將會繼續(xù)下降。”科勝訊(Conexant)公司營銷執(zhí)行總監(jiān)Jayant Somani指出,具有1×1和1×2配置的方案將在低功耗應(yīng)用方面?zhèn)涫芮嗖A。一些對功耗敏感的產(chǎn)品,例如多媒體智能手機將需要更低功耗的方案。目前在摩托羅拉、索愛、NEC、諾基亞等手機制造商所提供的3G手機上,支持Wi-Fi 已經(jīng)成為標(biāo)配功能。可以預(yù)見,隨著進(jìn)一步向低功耗嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域滲透,未來將有更多的解決方案集成進(jìn)手機中,支持更高帶寬的視頻等應(yīng)用。
突破體積功耗瓶頸,單芯片方案顯優(yōu)勢
時下,消費電子領(lǐng)域幾乎所有主要的OEM都將無線網(wǎng)絡(luò)能力集成到其產(chǎn)品中。為滿足系統(tǒng)產(chǎn)品對體積和功耗等方面的苛求,他們正在尋找小尺寸、低功耗且具有低CPU負(fù)載的產(chǎn)品,而WLAN芯片廠商也紛紛借助先進(jìn)的工藝技術(shù)實現(xiàn)小型化方案。從未來發(fā)展看,單芯片方案將是主導(dǎo)。“單片解決方案對開發(fā)家用消費類電子產(chǎn)品至關(guān)重要。”市場調(diào)查公司ABI Research的首席分析師Philip Solis指出,在家中的設(shè)備之間傳送多媒體內(nèi)容,將極大地受益于單片解決方案,因為單片解決方案成本較低、尺寸較小并減少了外部組件數(shù),因此更容易設(shè)計到產(chǎn)品中。”
例如Broadcom公司的BCM4322就是一款單芯片解決方案,該產(chǎn)品集成了媒體訪問控制器(MAC)、基帶處理器、和5GHz無線收發(fā)器、多頻帶功率放大器以及其他無線局域網(wǎng)組件,可同時支持幾路多媒體應(yīng)用,包括高清視頻流。此外,BCM4322還是第一個采用65nm CMOS工藝制造的解決方案。其尺寸不到多芯片方案的一半,功耗低50%。因此制造商能夠?qū)⒓拥揭郧皬奈淳哂袩o線局域網(wǎng)功能的消費類電子產(chǎn)品上,如電視機、機頂盒和便攜式攝像機。BCM4322是第二代Broadcom Intensi-fi產(chǎn)品,Intensi-fi技術(shù)符合IEEE 2.0版規(guī)范草案。這款WLAN芯片采用獨特的架構(gòu),最高數(shù)據(jù)速率為300Mbps,實際吞吐量超過200Mbps。BCM4322還采用了一些創(chuàng)新方法,以實現(xiàn)更加可靠的無線連接,并擴大無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。
另一款單芯片方案是科勝訊公司的低功耗產(chǎn)品系列CX53322和CX53328。該方案采用專利PowerSave技術(shù),可提供智能的功率控制能力和低功耗待機模式,以減少峰值和總體功耗,并延長電池壽命。這些高度集成的無線單芯片基于完整獨立的媒體存取控制架構(gòu),可以減少主機負(fù)載,易于集成到低端嵌入式應(yīng)用中。CX53322帶有一個USB接口,而CX53328具有一個串行外設(shè)接口和安全數(shù)字輸入輸出接口。該方案的另外一個特點是在小于64平方毫米的占位面積上, 集成了 Wi-Fi射頻和相關(guān)外部元件的能力,可為制造商節(jié)省空間和增加設(shè)計靈活性。
在方案部署方面,支持多種不同模式,并可通過定義來兼容現(xiàn)有系統(tǒng)。工作在頻段上的必須支持g和b；工作在5GHz頻段上的必須支持a。最低數(shù)據(jù)率為,理論上所能實現(xiàn)的最大吞吐率達(dá)600Mbps。但在實際設(shè)計中通常有許多折衷和約束,首要的也是最重要的就是成本問題。設(shè)計方案必須考慮天線的成本因素；此外還要考慮功耗、天線間距、發(fā)射功率限制等問題。
作者: 胡萍
