60GHz頻段技術(shù)日漸茁壯 802.11ad落實(shí)超高速無線互連
當(dāng)今數(shù)字世界所面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)不外乎為數(shù)據(jù)處理、儲(chǔ)存和傳輸。隨著支持全高清(FHD)視頻流媒體和4K視頻的移動(dòng)設(shè)備逐漸成為主流,消費(fèi)者對(duì)數(shù)據(jù)帶寬的需求仍持續(xù)成倍數(shù)增長。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/278921.htm現(xiàn)階段,第三代通用串行總線(USB 3.0)和以太網(wǎng)絡(luò)(Ethernet)等有線數(shù)據(jù)接口已達(dá)到Gbit/s的傳輸速率,但在無線傳輸方面,2.4GHz和5GHz的無線局域網(wǎng)絡(luò)(Wi-Fi)技術(shù),目前所在頻段早已非常擁擠且難以擴(kuò)展。
有鑒于此,應(yīng)用60GHz非授權(quán)頻段的802.11ad無線解決方案開發(fā)需求遂浮出水面,其可提供具備數(shù)千兆數(shù)據(jù)帶寬的寬帶網(wǎng)絡(luò),為滿足未來消費(fèi)者需求的理想選擇。在此為不熟悉頻段規(guī)范的讀者特別說明,非授權(quán)頻段是由當(dāng)?shù)仡l段監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供,使用者無需繳納監(jiān)管授權(quán)費(fèi)。Wi-Fi可在2.4GHz、5.0GHz及新的60GHz非授權(quán)頻段上運(yùn)作。
實(shí)現(xiàn)三頻Wi-Fi愿景 802.11ad開拓?zé)o線應(yīng)用
以數(shù)千兆位Wi-Fi聞名的IEEE 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)于2012年12月發(fā)布,提供高達(dá)7Gbit/s的無線數(shù)據(jù)傳輸速率。最近,業(yè)界暨Wi-Fi聯(lián)盟(Wi-Fi Alliance)及其合作伙伴推廣802.11ad后,相繼開始運(yùn)用802.11ad所帶來的千兆位容量于各式新型無線互連解決方案。
802.11ad可解決頻段擁擠的問題,同時(shí)改善設(shè)備的外觀工業(yè)設(shè)計(jì)并提供較其他無線技術(shù)更佳的用戶體驗(yàn)。首先是新一代2.4GHz/5.0GHz/60GHz三頻Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò),可將無線互連的速率容量提升至千兆位,創(chuàng)造新的室內(nèi)無線體驗(yàn);消費(fèi)者可使用支持802.11ad的智能手機(jī)連接到無線連接點(diǎn)(Access Point),并與其他支持802.11ad的設(shè)備如平板電腦、筆記本電腦、顯示器、網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存服務(wù)器(NAS)等交換數(shù)據(jù)(圖1)。如此一來,消費(fèi)者不用長時(shí)間等待,僅需數(shù)秒即可導(dǎo)入完整的媒體庫或下載一部完整的電影。
圖1 三頻Wi-Fi應(yīng)用情境圖
與此同時(shí),802.11ad將使移動(dòng)體驗(yàn)更上一層樓。隨著智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備效能媲美PC,用戶僅須攜帶移動(dòng)設(shè)備,透過無線網(wǎng)絡(luò)連接至更大或多個(gè)顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)和可擴(kuò)展性磁盤驅(qū)動(dòng)器的基座即可隨時(shí)進(jìn)行工作(圖2)。移動(dòng)設(shè)備和基座間的所有信息可透過802.11ad千兆無線連接傳輸。
圖2 無線擴(kuò)充基座應(yīng)用概念圖
由此可見,使用移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)所有運(yùn)算、互聯(lián)網(wǎng)、娛樂和游戲功能的時(shí)代已經(jīng)來臨,未來802.11ad將為無線連接市場帶來許多機(jī)會(huì),無論是用于實(shí)現(xiàn)辦公室內(nèi)的無線桌面PC體驗(yàn)或是家庭4K視頻流。
此外,旅客在旅途中還可享受卓越的同步與移動(dòng)情境體驗(yàn),如使用支持802.11ad的設(shè)備將數(shù)據(jù)快速備份至主機(jī)或在登機(jī)前從信息服務(wù)站下載一部電影,抑或是與朋友分享文件(圖3)。802.11ad的千兆位數(shù)據(jù)傳輸量可使設(shè)備僅需數(shù)秒即可完成文件傳輸,節(jié)省時(shí)間以處理更為重要的事務(wù)。
圖3 設(shè)備對(duì)設(shè)備高速數(shù)據(jù)分享
60GHz應(yīng)用漸具雛型 802.11ad芯片擴(kuò)大亮相
隨著802.11ad應(yīng)用情境日益明朗,通訊芯片商也開始展開技術(shù)和產(chǎn)品布局。例如,SiBEAM即已提供三款支持802.11ad的組件,包括802.11ad的媒體訪問控制層(MAC)/基帶處理器SB6501、適合移動(dòng)設(shè)備(直流電池供電)應(yīng)用的60GHz射頻收發(fā)器SB6510,以及固定設(shè)備(交流電源)的60GHz射頻收發(fā)器Sil6312;同時(shí)SB6501提供雙天線陣列,可增強(qiáng)連接主流系統(tǒng)單芯片(SoC)平臺(tái)所需的無線穩(wěn)定性并實(shí)現(xiàn)更靈活的數(shù)據(jù)接口。
現(xiàn)階段,市面上大多802.11ad芯片均內(nèi)建關(guān)鍵射頻電路及多種內(nèi)置天線,以提供優(yōu)異的無線性能、穩(wěn)定性及極佳的設(shè)計(jì)靈活性,并支持從移動(dòng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備至顯示器等不同的大小設(shè)備;同時(shí)可讓原始設(shè)備制造商(OEM)依不同應(yīng)用選擇和增添MAC/基帶處理器和射頻芯片組。
以消費(fèi)性電子類的移動(dòng)應(yīng)用來說,用戶會(huì)以水平或垂直的方式手持設(shè)備,OEM廠商可選擇為設(shè)備添加第二個(gè)802.11ad SB6510射頻IC,以加強(qiáng)天線密度進(jìn)而增強(qiáng)無線連接的穩(wěn)定性。至于以交流電源方式供電的無線傳輸產(chǎn)品,如電視機(jī)、無線路由器或儲(chǔ)存設(shè)備等,系統(tǒng)業(yè)者則可采用支持交流電供電的802.11ad芯片。
最新的802.11ad射頻芯片組在單一組件中整合功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)與多個(gè)相位陣列天線。以SiBEAM的802.11ad方案為例,其專利的內(nèi)置天線整合在基帶處理器中,由自適應(yīng)波束形成(Beamforming)和控制算法獨(dú)立控制,可提升無線連接性能和穩(wěn)定性。
有別于2.4GHz和5GHz Wi-Fi頻段,60GHz頻段上波束形成和控制功能在保持鏈路性能和穩(wěn)定性方面扮演更重要的角色。基帶和天線陣列協(xié)同工作,在兩個(gè)持續(xù)通訊的設(shè)備間「形成」和「控制」波束,兩個(gè)互通的設(shè)備間隨時(shí)與多個(gè)天線陣列互連,僅使用一條鏈路進(jìn)行傳輸和接收數(shù)據(jù);如果工作中的鏈路突然中斷,即會(huì)啟用另一條已建立的鏈路,以保持無線連接不中斷。上述所有功能皆能透過市面上最新的802.11ad解決方案實(shí)現(xiàn),對(duì)用戶來說十分簡易。
另一方面,802.11ad射頻芯片亦須支持USB 3.0和PCIe 1.0接口,以與主流應(yīng)用處理器連接;目前相關(guān)芯片商正積極開發(fā)802.11ad參考設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)模塊,進(jìn)而幫助系統(tǒng)制造商在短時(shí)間內(nèi)即可將802.11ad功能增添至其平臺(tái)上,并適用于不同的設(shè)備。
隨著每年智能手機(jī)的出貨量逾十億支,且越來越多設(shè)備成為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的一環(huán),Wi-Fi在過度擁擠的2.4GHz和5GHz頻段上帶寬不夠使用的情況只會(huì)變得更糟,因此,包括OEM廠商、網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)商、解決方案提供商及本地監(jiān)管機(jī)構(gòu)等無線產(chǎn)業(yè)成員都在積極尋找如60GHz等其他頻段來擴(kuò)展服務(wù)。
消費(fèi)者更是期盼新一代無線技術(shù)能一舉解決Wi-Fi頻段擁擠的問題,并提供全新的用戶體驗(yàn)。目前通訊產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈已看到802.11ad技術(shù)的潛力且著手推出相關(guān)解決方案,將能為移動(dòng)、PC、網(wǎng)絡(luò)和消費(fèi)性電子市場的客戶提供最具成本優(yōu)勢(shì)的802.11ad設(shè)計(jì)。
評(píng)論