|La 5G peut-elle remplacer le Wi-Fi 6 ?
Le 9 juin 2021 au soir, le sixième salon industriel « Puces que tout le monde dit / Je dis IC », organisé par Zhangjiang High Tech et Simu Research, s'est tenu à la Cité des Sciences de Zhangjiang. Zhang Pengfei, PDG de Broadcom Integration, y a prononcé un discours remarquable sur le thème « Reconstruction de l'Internet des objets #Wi-Fi #6 ». Le salon a attiré la participation de cadres moyens et supérieurs d'entreprises renommées telles que [敏感词], Huahong Hongli, Ziguang Zhangrui, Pingtouge et Intel.
Au cours de la communication sur place, Zhang Pengfei a eu une discussion animée avec le public sur place sur les points chauds de l'industrie, les opportunités industrielles, les stratégies d'entreprise et d'autres questions.
Zhang Pengfei, président-directeur général de l'intégration Broadcom
M. Zhang Pengfei est président-directeur général de Broadcom Integration, avec plus de 20 ans d'expérience dans l'industrie des semi-conducteurs. M. Zhang Pengfei a étudié au Département d'ingénierie électronique de l'Université Tsinghua. En 1994, il part aux États-Unis pour entreprendre des recherches postdoctorales à l'UCLA. Il a cofondé la société de conception de circuits intégrés resonext communications avec ses partenaires aux États-Unis et a été rachetée avec succès par RF micro devices, une société cotée aux États-Unis. En 2005, après le retour de Zhang Pengfei chez lui, il a créé l'intégration Broadcom dans le parc de haute technologie de Shanghai Zhangjiang, en se concentrant sur la R&D et la vente de puces de circuits intégrés de communication sans fil, fournissant des puces RF et SOC à microprocesseur sans fil de faible consommation et hautes performances pour clients nationaux et étrangers, y compris de nombreuses marques de renommée mondiale, et fournissant des solutions complètes pour le transport intelligent et l'Internet des objets. En avril 2019, l'intégration de Broadcom a été cotée au tableau principal des actions A.
Ce qui suit est le contenu du merveilleux discours de M. Zhang Pengfei compilé par Xinmou Research.
Zhang Pengfei :
Tout le monde connaît le Wi-Fi. Au moins un appareil de chaque main utilise le Wi-Fi. Au cours des deux dernières années, avec le lancement de la technologie Wi Fi #6, de nombreux terminaux ont été mis à niveau vers le Wi Fi #6, et le Wi Fi #6 a également attiré l'attention des médias et des informations. Aujourd'hui, j'aimerais parler de Wi Fi} 6 et de ses nouvelles mises à niveau technologiques, de nouveaux scénarios d'application et de nouvelles opportunités d'investissement.
Je vais le développer sur les points suivants :1. Origine de la technologie Wi-Fi ; 2. Cinq goulots d'étranglement applicatifs du Wi-Fi n°5 ; 3. Wi Fi # 6 neuf mises à niveau technologiques majeures ; 4. Comparez le Wi-Fi #6 et le 5g ; 5. Défi de conception de la puce Wi Fi #6 ; 6. L’essor de l’industrie du Wi-Fi ; 7. Prévision de l’ampleur du marché du Wi-Fi ; 8. Produits Wi-Fi intégrés Broadcom.
Origine de la technologie Wi-Fi
L'industrie de l'information électronique se développe depuis plus de 50 ans et a créé de nombreux produits qui ont changé le monde. Les ordinateurs et les téléphones portables sont les deux produits les plus représentatifs. La technologie de support importante derrière cela est la transmission et la connexion.
Nous utilisons chaque jour plus d'un protocole de transmission sans fil et chaque téléphone mobile contient au moins trois protocoles : réseau cellulaire, Wi-Fi et Bluetooth. Il existe trois dimensions importantes pour mesurer la technologie de transmission sans fil : la distance, la bande passante et la durée de vie de la batterie. D’un point de vue technique, il n’existe aucun moyen d’atteindre l’extrême de ces trois dimensions, même si le coût sera très élevé. C'est pourquoi il existe trois protocoles de transmission sans fil dans les téléphones mobiles. Le réseau cellulaire choisit une distance optimisée, le Wi-Fi choisit une bande passante optimisée et Bluetooth choisit une faible consommation d’énergie.
Depuis 1999, le WLAN dispose d'un protocole de communication sans fil Wi-Fi standard. Et après une longue période de développement, avant le Wi Fi #6, il a connu cinq générations de développement technologique. Le thème principal est d’améliorer la quantité de données transmises par unité de temps. Par exemple, la troisième génération de protocoles Wi-Fi 802.11a et 802.11g peut transmettre du courrier ; Le protocole Wi-Fi de quatrième génération permet à l'appareil de surfer librement sur Internet, et le protocole Wi-Fi de cinquième génération 802.11ac permet à l'appareil de lire des vidéos en douceur. Avec l'évolution de la technologie, de plus en plus d'utilisateurs utilisent le Wi-Fi, et le Wi-Fi a commencé à réussir dans l'industrie et le commerce. Des goulets d'étranglement pour les utilisateurs sont également apparus.
Cinq goulots d'étranglement applicatifs du Wi-Fi #5
Commençons par un scénario d'application Wi-Fi typique. Dans un environnement de bureau, il existe un point d'accès, qui peut être un routeur, un hotspot ou une passerelle. De nombreux appareils au bureau sont connectés à Internet extérieur via AP. Un AP et tous les appareils qui y sont connectés forment un BSS. Les appareils connectés au point d'accès sont appelés sta. Dans un BSS, il y a un AP. Lorsque tous les STAS accèdent au point d'accès à un moment donné, ils doivent s'emparer du support de transmission sans fil par des moyens compétitifs pour se connecter à Internet. Deux BSSS adjacents sont appelés OBSS.
Après avoir compris cela, nous pouvons découvrir quels goulots d'étranglement techniques existent dans la technologie Wi-Fi avant l'arrivée du Wi-Fi} 6.
(1) La coexistence de plusieurs appareils entraîne de graves congestions
Avec la large application du Wi-Fi, de plus en plus de STAS sont connectés à un point d'accès dans un BSS, et la probabilité que chaque employé accède au point d'accès est réduite. En effet, dans un BSS, si l'utilisation d'un canal atteint 75%, il atteint la saturation. Ajoutez un autre personnel et un carton sérieux se produira. Les OBSS interfèrent également les uns avec les autres.
(2) La proportion de données à trame courte est trop élevée
Lorsque AP transmet des données de personnel, il doit regrouper et envoyer les données. Ce processus générera une partie des frais généraux de gestion et de contrôle afin d’établir des connexions de données efficaces et sécurisées. Seulement, plus les données sont efficaces, plus l'utilisation des médias transmis est élevée. Habituellement, nous utilisons le Wi-Fi pour envoyer des messages courts, ce qui ne représente pas beaucoup de données efficaces. Ce n'est que lorsque des messages 4K et 8K sont envoyés qu'il peut y avoir une grande quantité de données valides. Dans ce cas, l’utilisation des médias sans fil dans le processus de regroupement est très, très faible.
(3) Grave pénurie de ressources spectrales
Nous utilisons 2.4 GHz, ce qui est le plus. Même avec une bande passante minimale de 20 MHz, seuls trois canaux sont disponibles. Si une bande passante de 40 MHz est utilisée, un seul canal peut être sélectionné dans la bande de 2.4 GHz. En termes de ressources en fréquences, le 2.4 GHz est très difficile à utiliser. Par exemple, pour le protocole 802.11ap, si une bande passante de 160 MHz est utilisée, même dans la bande de 5 GHz, seuls deux canaux peuvent être utilisés. Dans de nombreux cas, la congestion est due à un nombre insuffisant de canaux.
(4) Faible consommation d'énergie
Les utilisateurs de l’Internet des objets sont de plus en plus nombreux. Un attrait très important de l’application de l’Internet des objets est la réduction de la consommation d’énergie. Dans l’industrie du Wi-Fi, l’attention portée à une faible consommation d’énergie n’est pas encore suffisante. Les appareils électroniques d'aujourd'hui peuvent changer les piles une fois par an. Cela a été très bien fait. À l'ère de l'Internet des objets, en supposant qu'il y ait 100 appareils de ce type à la maison, il faudra changer deux piles chaque semaine, ce qui est très stressant pour les utilisateurs. Par conséquent, retarder la durée de vie de la batterie constitue un défi très important.
(5) Longue distance en extérieur
Le Wi-Fi est un protocole de transmission en intérieur. Pourquoi le faisons-nous en extérieur ? Aujourd’hui, avec l’avènement de l’Internet des objets, la demande de scènes extérieures augmente. Par exemple, pour la surveillance de la sécurité, les installations de loisirs et de divertissement, nous avons besoin de protocoles de transmission extérieurs plus fiables.
Ce sont les difficultés et les défis liés à l’efficacité des scénarios d’application Wi-Fi dus au développement rapide de l’industrie avant l’arrivée du Wi-Fi6. C'est également le contexte technique industriel permettant à l'IEEE de lancer le Wi-Fi 6 du point de vue de la formulation de normes sans fil.
Neuf mises à niveau technologiques du Wi-Fi #6
Que fait le Wi-Fi} 6 ? En résumé, il existe neuf mises à niveau technologiques majeures pour le Wi-Fi #6.
(1) Technologie de modulation d’ordre supérieur 1024qam.
Le Wi-Fi n°6 adopte une technologie de modulation 1024qam d'ordre supérieur et le taux de transmission de données maximum est augmenté de 25 % par rapport au Wi-Fi n°5.
Le Wi-Fi n°5 adopte la technologie de modulation 256qam et la densité de données d'un seul symbole est de 8. Le Wi-Fi n°6 adopte une modulation vectorielle de 1024qam et la densité de données d'un seul symbole atteint 10.
(2) multiplication par 4 des données de sous-porteuse
Le Wi-Fi adopte la technologie multi-porteuses. Le nombre de sous-porteuses Wi Fi #5 est de 256, le nombre de sous-porteuses Wi Fi #6 est multiplié par 4 et le nombre de sous-porteuses atteint 1024. L'augmentation des sous-porteuses présente deux avantages : l'un est d'améliorer l'utilisation du spectre, et l'autre est d'améliorer l'utilisation du temps de transmission.
Les paquets de sous-porteuses forment des groupes Ru de différentes tailles et sont alloués à chaque station en unités Ru. Grâce à la technologie OFDMA, différentes données d'information peuvent être regroupées dans le même paquet pour éviter le gaspillage de spectre causé par des paquets courts, réduire la concurrence entre STAS et réduire les délais.
La norme Wi Fi #5 prend déjà en charge la simultanéité multi-utilisateurs en liaison descendante ; Wi Fi # 6 ajoute la simultanéité multi-utilisateurs de liaison montante. Cela inclut de nombreuses exigences : mesure de matrice de canaux, gestion d'horloge, contrôle de puissance. La technologie MU-MIMO et la technologie OFDMA résolvent le problème de la transmission multi-appareils. La technologie OFDMA est résolue par multiplexage de fréquence et la technologie MU-MIMO est résolue par multiplexage spatial.
La technologie de coloration BSS tire les leçons du protocole 802.11ah. Par exemple, la transmission de données, c'est comme manger dans le hall. Chaque table est un BSS. En Wi Fi ＾ 5, vous ne pouvez pas parler tant qu'une personne parle dans le hall, mais en Wi Fi ＾ 6, vous pouvez parler tant que la personne à votre table ne parle pas. En utilisant cette méthode comme référence, 64 BSS différents peuvent coexister.
（6）TWT（ temps d'attente cible）
Le moyen le plus efficace de réduire la consommation d’énergie consiste à mettre en veille l’appareil inopérant. Étant donné que le Wi-Fi #6 dessert les applications Internet des objets, il est configuré pour permettre à STA de dormir en toute sécurité, mais il n'est pas connecté. L'AP et le personnel négocient le cycle de réveil, échangent régulièrement des informations, aident à augmenter le cycle de diffusion de l'AP et améliorent la capacité de contrôle de l'AP. En d'autres termes, le Wi Fi #6 réduit le nombre d'appareils concurrents et la consommation d'énergie en améliorant la capacité de gestion et de contrôle des appareils.
(7) Prise en charge des bandes de fréquences 2.4 GHz et 6 GHz
Afin de résoudre le problème des faibles ressources spectrales, le Wi-Fi #6 prend en charge les bandes 2.4 GHz et 6 GHz. La bande 2.4 GHz est ajoutée en raison de sa faible perte de transmission et de sa connexion fiable. La bande 6G est la bande exclusive du Wi Fi #6, qui multiplie par 3 les ressources spectrales (dont 59/29/14/7 canaux). Il n'existe pas de version historique d'autres appareils dans la bande 6G, il n'y a donc pas besoin de compatibilité et l'efficacité du système est encore améliorée.
Wi Fi # 6 produits exclusifs personnalisés à 20 MHz pour les exigences particulières des applications Internet des objets en matière de faible consommation d'énergie, de faible coût et de faible débit. Le terminal IOT # Wi Fi # 6 ne doit prendre en charge qu'une bande passante de 20 MHz. Le système est simple et adapté à l'éclairage, à l'entraînement, à la télécommande, au port, aux soins de santé, à la médecine et à d'autres scénarios d'application.
(9) Classe de sécurité WPA 3
Le niveau de sécurité de cryptage du Wi Fi #6 est mis à niveau de WPA 2 à WPA 3, et le mot crypté est 192B, ce qui peut résister à l'attaque « dictionnaire ». Pour protéger la sécurité avant le piratage des données, le niveau de sécurité dans les scénarios d'entreprise, familiale et d'entreprise est plus élevé que celui du réseau cellulaire.
Comparez le wi-fi6 et la 5g
Chaque fois que le réseau cellulaire est mis à niveau, quelqu’un viendra dire que le Wi-Fi n’est pas nécessaire. Cette affirmation est très populaire en 4G-LTE. Maintenant que le réseau cellulaire est passé à la 5g, va-t-il remplacer le Wi-Fi ? Je ne pense pas. Jetons un coup d'œil à la comparaison technique entre le Wi Fi #6 et le 5g.
Par rapport à la 5g, le Wi-Fi #6 a une meilleure capacité et un meilleur délai ; Le coût de couverture par unité de surface est également inférieur à 5 g ; La superposition du réseau 5G facilite l'accès au Wi-Fi ; La mise à niveau de la sécurité facilite la gestion et le contrôle des données, et la sécurité des données est plus fiable ; L'équipement compatible ascendant permet d'effectuer la mise à niveau du réseau étape par étape ; La bande de fréquences et le protocole unifiés au niveau mondial rendent le Wi-Fi n°6 plus facile à populariser que le 5G ; La nouvelle bande de fréquences 6 GHz améliore la compétitivité des nanoondes 5 g ; L'habitude des utilisateurs d'utiliser le Wi-Fi peut continuer à promouvoir la coexistence ; La statique intérieure et la dynamique extérieure se complètent et s’alimentent mutuellement. La 5G et le Wi-Fi continueront donc de cohabiter.
Défis de conception de la puce Wi-Fi 6
De nombreuses mises à niveau technologiques du Wi-Fi #6 mettent en avant des exigences élevées et de grands défis pour la conception des puces. Il comprend principalement plusieurs éléments : récepteur, émetteur, circuit en bande de base et synchronisation d'horloge. Dans le domaine des circuits en bande de base, l'industrie a commencé à utiliser 12 nm et 14 nm avec des processus plus élevés. Le contrôle de la puissance de transmission de l'horloge n'était pas disponible dans les anciens systèmes Wi-Fi et la conception de ces horloges est très difficile.
De nombreuses entreprises ont désormais conçu des puces Wi-Fi n° 6, la plupart étant des entreprises américaines.antenne La société a été la première à fabriquer des puces Wi-Fi #6 en 2016. Aujourd'hui, la société a été rachetée par Ansenmey. Il convient de noter que la norme Wi-Fi #6 a été formulée en 2019 et ne sera introduite dans l'industrie qu'en 2020. Pourquoi leur puce est-elle sortie plus tôt que la norme ? La raison la plus importante est que ces entreprises sont impliquées dans la formulation des normes, les normes sont donc très importantes pour notre développement industriel. Nous sommes trop coincés dans le lien avec la norme.
L'essor de l'industrie du Wi-Fi
Le développement de l’industrie du Wi-Fi n’est pas facile. Aujourd'hui, l'industrie du Wi-Fi a atteint 3300 37.5 milliards de dollars américains, avec XNUMX milliards de puces Wi-Fi. En moyenne, chaque personne dispose de deux appareils utilisant la technologie Wi-Fi.
Sur le marché des applications, le marché des routeurs et passerelles représente désormais près de 500 millions d'unités et maintient toujours une forte croissance. Les produits dont les expéditions annuelles s'élèvent à plus de 200 millions comprennent des téléviseurs, des haut-parleurs intelligents, des appareils électroménagers, des éclairages et des caméras de surveillance. Les produits dont les expéditions annuelles dépassent 100 millions comprennent les montres et les interrupteurs intelligents. Depuis 2017, le marché des puces Wi-Fi a augmenté d'un milliard de pièces par an.
Prévisions de taille du marché du Wi-Fi
En regardant uniquement le marché du Wi Fi #6, la tendance à la croissance du marché est évidente. Tout d'abord, le développement rapide de la 5g a entraîné une conversion rapide des appareils Wi-Fi# vers le Wi-Fi#6. Deuxièmement, la politique nationale de « double accélération du Gigabit » est bonne pour le marché du Wi-Fi#6. Troisièmement, l’augmentation rapide de la densité des appareils Internet des objets nécessite le Wi-Fi #6 pour améliorer l’expérience utilisateur. Enfin, on estime que plus de la moitié des appareils Wi-Fi adopteront le Wi-Fi #6 en 2025.
Le Wi-Fi n°6 constitue une opportunité particulière pour l'industrie chinoise des semi-conducteurs. En regardant l'histoire, chaque étape de mise à niveau technologique est un bon moment pour entrer dans l'industrie. L’émergence de nouvelles applications est également une période propice à l’innovation. Aiot et l'industrie 4.0 ont apporté de nouveaux marchés d'applications. Pour la Chine, nous disposons d’une chaîne industrielle complète. Dans le même temps, les politiques nationales promeuvent vigoureusement la sécurité de la chaîne industrielle. Il existe de nombreux avantages pertinents en termes d’investissement et de politiques, ce qui constitue une bonne opportunité pour le développement de l’industrie des semi-conducteurs.
Produits Wi-Fi intégrés Broadcom
Enfin, nous présentons l'intégration Broadcom de notre entreprise.
L'intégration Broadcom, fondée en 2005, se concentre sur l'industrie de la transmission sans fil et est cotée sur le tableau principal des actions A en 2019. L'accumulation de produits de l'intégration Broadcom s'effectue principalement dans deux directions : premièrement, les solutions intelligentes pour toute la maison, principalement Bluetooth puces et puces Wi-Fi pour l'Internet des objets ; Deuxièmement, les puces intelligentes de série à grande vitesse sont le principal fournisseur d'ensembles internationaux, etc., et d'une gamme complète de produits de puces de spécifications de véhicules.
En termes de produits, l'intégration Broadcom comprend actuellement deux produits principaux : la puce de processeur audio intelligent multi-mode double cœur Wi-Fi / BT / FM bk7271, qui dispose de riches ressources de traitement audio et vidéo, y compris un réseau de microphones, une réduction active du bruit, un mot-clé d'intelligence artificielle. réveil et autres technologies caractéristiques; La puce MCU Wi Fi #6 # Internet des objets bk7236 prend en charge le protocole Wi Fi #6, convient à la plupart des applications Internet des objets et a été certifiée par l'alliance Wi Fi #6.
Le salon industriel « Chip tout le monde dit que je dis IC » est une plate-forme d'échange de concepts normalisée et innovante construite conjointement par Zhangjiang High Tech et Simu Research. À l'avenir, la plateforme se concentrera sur les questions brûlantes du développement industriel, organisera régulièrement des salons et s'efforcera de construire la plateforme de sagesse, d'innovation et d'échange la plus influente de l'industrie des circuits intégrés.
Le contenu provient du réseau/Recherche Xinmou, ce site Web ne propose que des réimpressions. Les points de vue, positions et technologies de cet article n'ont rien à voir avec ce site Web. S'il y a une infraction, veuillez nous contacter pour la supprimer !
