| Can 5G replace Wi-Fi 6?Pada malam tanggal 9 Juni 2021, salon industri keenam "Chip Everyone Says/I Say IC" yang diselenggarakan oleh Zhangjiang Hi-Tech dan Xinmo Research diadakan di Kota Sains Zhangjiang. Selama salon tersebut, Zhang Pengfei, Ketua dan CEO Broadcom Integration, memberikan pidato yang luar biasa dengan tema "Rekonstruksi Internet of Things: Bicara tentang Wi-Fi 6". Salon ini menarik partisipasi para eksekutif tingkat menengah dan tinggi dari perusahaan-perusahaan ternama seperti Huawei, Huahong Grace, Unisoc, Pingtouge, dan Intel.Selama sesi komunikasi di lokasi, Zhang Pengfei terlibat diskusi hangat dengan para hadirin mengenai isu-isu terkini di industri, peluang industri, strategi perusahaan, dan masalah lainnya. Zhang Pengfei, Ketua dan CEO Broadcom IntegrationMr. Zhang Pengfei is the chairman and CEO of Broadcom Integration and has more than 20 years of experience in the semiconductor industry. Mr. Zhang Pengfei studied in the Department of Electronic Engineering at Tsinghua University with his bachelor's, master's and doctoral degrees. In 1994, he went to the United States to engage in postdoctoral research at the University of California, Los Angeles (UCLA). He once co-founded Resonext Communications, an integrated circuit design company in the United States with his partners, which was later successfully acquired by RF Micro Devices, a listed company in the United States. In 2005, after Zhang Pengfei returned to China, he established Broadcom Integration in Shanghai Zhangjiang High-Tech Park, focusing on the R&D and sales of wireless communication integrated circuit chips. It provides low-power, high-performance wireless radio frequency and microprocessor SOC chips to domestic and foreign customers, including many world-renowned brands, and provides complete solutions for intelligent transportation and the Internet of Things. In April 2019, Broadcom Integration was listed on the A-share main board.Berikut ini adalah isi pidato luar biasa Bapak Zhang Pengfei yang dikumpulkan oleh Xinmo Research.Zhang Pengfei:
Semua orang familiar dengan Wi-Fi, dan setiap orang setidaknya memiliki satu perangkat yang menggunakan Wi-Fi. Dalam dua tahun terakhir, dengan diluncurkannya teknologi Wi-Fi 6, banyak produk terminal telah ditingkatkan ke Wi-Fi 6, dan Wi-Fi 6 juga menarik perhatian media dan berita. Hari ini, saya ingin berbicara kepada Anda tentang Wi-Fi 6 dan apa saja peningkatan teknologi baru, skenario aplikasi baru, dan peluang investasi baru yang dimilikinya.Saya akan menguraikan poin-poin berikut ini:1. Asal usul teknologi Wi-Fi; 2. Lima hambatan aplikasi utama Wi-Fi 5; 3. Sembilan peningkatan teknologi utama Wi-Fi 6; 4. Perbandingan Wi-Fi 6 dan 5G; 5. Tantangan desain chip Wi-Fi 6; 6. Kebangkitan industri Wi-Fi; 7. Perkiraan ukuran pasar Wi-Fi; 8. Produk Wi-Fi terintegrasi Broadcom.
Asal Usul Teknologi Wi-Fi
Industri informasi elektronik telah berkembang selama lebih dari 50 tahun dan telah menciptakan banyak produk yang telah mengubah dunia. Komputer dan telepon seluler adalah dua produk yang paling representatif. Teknologi pendukung yang sangat penting di balik ini adalah transmisi dan koneksi.We use more than one wireless transmission protocol every day, and every mobile phone contains at least three protocols: cellular network, Wi-Fi and Bluetooth. There are three important dimensions for measuring wireless transmission technology: distance, bandwidth and battery life. From a technical perspective, there is no way to achieve the ultimate in these three dimensions, and even if it is done, the cost will be very high. This is why there are three wireless transmission protocols in mobile phones. Cellular networks choose to optimize distance, Wi-Fi chooses to optimize bandwidth, and Bluetooth chooses low power consumption.Sejak tahun 1999, WLAN telah memiliki standar protokol komunikasi nirkabel Wi-Fi. Dan setelah periode pengembangan yang panjang, sebelum Wi-Fi 6, ia mengalami lima generasi pengembangan teknologi, dan tema utamanya adalah meningkatkan jumlah data yang ditransmisikan per satuan waktu. Misalnya, protokol Wi-Fi generasi ketiga 802.11a dan 802.11g dapat mengirimkan email; protokol Wi-Fi generasi keempat memungkinkan perangkat untuk menjelajahi internet dengan bebas, dan protokol Wi-Fi generasi kelima 802.11ac memungkinkan perangkat untuk memutar video dengan lancar. Dengan peningkatan teknologi, semakin banyak pengguna yang menggunakan Wi-Fi, dan Wi-Fi mulai berhasil di industri dan bisnis. Hambatan pengguna juga mulai muncul.
Lima hambatan utama penerapan Wi-Fi 5
Let’s first look at a typical Wi-Fi application scenario. In an office environment, there is an AP, which can be a router, a hotspot, or a gateway. Many devices in the office are connected to the outside Internet through APs. An AP and all devices connected to it form a BSS. The devices connected to the AP are called STA. Within a BSS, there is an AP. All STAs accessing the AP at a certain point in time need to compete for the wireless transmission medium to connect to the Internet. Two adjacent BSS are called OBSS.Setelah memahami hal ini, kita dapat mengetahui kendala teknis apa saja yang ada dalam teknologi Wi-Fi sebelum hadirnya Wi-Fi 6.(1) Keberadaan beberapa perangkat secara bersamaan menyebabkan kemacetan yang seriusDengan semakin meluasnya penggunaan Wi-Fi, semakin banyak STA yang terhubung ke AP dalam sebuah BSS, dan probabilitas setiap STA mengakses AP semakin berkurang. Situasi sebenarnya adalah, dalam sebuah BSS, jika pemanfaatan saluran mencapai 75%, maka sudah mencapai titik jenuh. Menambahkan STA lain akan menyebabkan lag yang serius. OBSS pun masih saling mengganggu.(2) The proportion of short frame data is too highKetika AP mengirimkan data STA, ia perlu mengemas data tersebut dan mengirimkannya. Proses ini akan menghasilkan beberapa overhead manajemen dan kontrol untuk membuat koneksi data yang efektif dan aman. Semakin banyak data yang valid, semakin tinggi pemanfaatan media transmisi. Biasanya, yang kita kirim melalui Wi-Fi adalah pesan-pesan pendek, dan jumlah data efektifnya tidak besar. Hanya ketika mengirimkan informasi 4K dan 8K akan ada sejumlah besar data yang valid. Dalam hal ini, pemanfaatan media nirkabel selama proses perakitan paket sangat, sangat rendah.(3) Kekurangan sumber daya spektrum yang seriusKami paling sering menggunakan pita frekuensi 2.4 GHz. Bahkan dengan bandwidth terkecil 20 MHz, hanya ada tiga saluran yang tersedia. Jika bandwidth 40 MHz digunakan, hanya satu saluran yang dapat dipilih di pita 2.4 GHz. Dari perspektif sumber daya frekuensi, 2.4 GHz sangat sulit digunakan. Misalnya, jika protokol 802.11ap menggunakan bandwidth 160 MHz, hanya dua saluran yang dapat digunakan bahkan di pita 5 GHz. Kemacetan dalam banyak kasus disebabkan oleh kurangnya saluran.There are more and more users of the Internet of Things, and a very important requirement for the application of the Internet of Things is to reduce power consumption. In the Wi-Fi industry, low power consumption is still not paid enough attention. Today’s electronic devices can have their batteries replaced once a year. It's been done very well. When the Internet of Things era arrives, assuming there are 100 such devices at home, two batteries will have to be replaced every week, which will put a lot of pressure on users. Therefore, delaying battery life is a very important challenge.(5) Outdoor long distanceWi-Fi is an indoor transmission protocol, why use it outdoors? Now with the arrival of the Internet of Things, the demand for outdoor scenes has increased. For example, for security monitoring and leisure and entertainment facilities, we need more reliable outdoor transmission protocols.Semua ini adalah kesulitan dan tantangan dalam efisiensi yang muncul dalam skenario aplikasi Wi-Fi karena perkembangan industri yang pesat sebelum hadirnya Wi-Fi 6. Ini juga merupakan latar belakang teknis industri bagi IEEE untuk meluncurkan Wi-Fi 6 dari perspektif perumusan standar nirkabel.
Wi-Fi 6 sembilan peningkatan teknis utama
Apa saja yang telah dilakukan oleh Wi-Fi 6? Singkatnya, Wi-Fi 6 memiliki sembilan peningkatan teknis utama.(1) Higher-order modulation technology 1024QAM.Wi-Fi 6 menggunakan teknologi modulasi 1024QAM kelas atas, yang meningkatkan kecepatan transmisi data maksimum sebesar 25% dibandingkan dengan Wi-Fi 5.Wi-Fi 5 menggunakan teknologi modulasi 256QAM, dan kepadatan data simbol tunggalnya adalah 8. Wi-Fi 6 menggunakan modulasi vektor 1024QAM, dan kepadatan data simbol tunggalnya mencapai 10.(2) Data subcarrier meningkat sebanyak 4 kaliWi-Fi menggunakan teknologi multi-carrier. Jumlah sub-carrier pada Wi-Fi 5 adalah 256. Wi-Fi 6 telah meningkat 4 kali lipat, dan jumlah sub-carrier telah mencapai 1024. Peningkatan sub-carrier memiliki dua manfaat, pertama untuk meningkatkan pemanfaatan spektrum, dan kedua untuk meningkatkan pemanfaatan waktu transmisi.Subcarrier dikelompokkan ke dalam kelompok RU dengan ukuran berbeda dan dialokasikan ke setiap STA dalam satuan RU. Dengan menggunakan teknologi OFDMA, data informasi yang berbeda dapat dikemas ke dalam paket yang sama untuk menghindari pemborosan spektrum yang disebabkan oleh paket pendek. Hal ini juga mengurangi persaingan antar STA dan mengurangi latensi.Standar Wi-Fi 5 sudah mendukung konkurensi multi-pengguna downlink; Wi-Fi 6 menambahkan konkurensi multi-pengguna uplink. Ada banyak persyaratan: pengukuran matriks kanal, manajemen clock, kontrol daya. Baik teknologi MU-MIMO maupun teknologi OFDMA memecahkan masalah transmisi multi-perangkat. Teknologi OFDMA memecahkannya melalui penggunaan ulang frekuensi, sedangkan teknologi MU-MIMO memecahkannya melalui multiplexing spasial.Teknologi pewarnaan BSS memanfaatkan protokol 802.11ah. Sebagai contoh, transmisi data seperti makan di aula. Setiap meja adalah BSS. Di bawah Wi-Fi 5, Anda tidak dapat berbicara selama ada satu orang yang berbicara di aula, tetapi di bawah Wi-Fi 6, Anda dapat berbicara selama orang di meja tidak berbicara. Dengan metode ini, 64 BSS berbeda dapat hidup berdampingan.（6）TWT（ target waktu tunggu）Cara paling efektif untuk mengurangi konsumsi daya adalah dengan menempatkan perangkat yang tidak aktif ke mode tidur. Karena Wi-Fi 6 melayani aplikasi Internet of Things, ia diatur untuk memungkinkan STA (Stack-to-Access) untuk tidur dengan aman tetapi tetap offline. AP (Access Point) dan STA bernegosiasi tentang periode bangun dan bertukar informasi secara teratur untuk membantu meningkatkan periode siaran AP dan meningkatkan kemampuan kontrol AP. Dengan kata lain, Wi-Fi 6 mengurangi jumlah perangkat yang bersaing dan mengurangi konsumsi daya dengan meningkatkan kemampuan manajemen dan kontrol perangkat.(7) Supports 2.4GHz and 6Ghz frequency bandsUntuk mengatasi masalah kekurangan sumber daya spektrum, Wi-Fi 6 mendukung pita frekuensi 2.4 GHz dan 6 GHz. Pita 2.4 GHz ditambahkan karena kerugian transmisi yang rendah dan koneksi yang andal. Pita frekuensi 6 GHz adalah pita frekuensi eksklusif Wi-Fi 6, yang meningkatkan sumber daya spektrum hingga 3 kali lipat (termasuk saluran 59/29/14/7). Tidak ada perangkat lain dengan versi lama di pita frekuensi 6 GHz, sehingga kompatibilitas tidak diperlukan, dan efisiensi sistem semakin meningkat.Wi-Fi 6 memiliki produk eksklusif 20MHz yang disesuaikan untuk kebutuhan khusus konsumsi daya rendah, biaya rendah, dan kecepatan rendah untuk aplikasi Internet of Things (IoT). Terminal IoT Wi-Fi 6 hanya perlu mendukung bandwidth 20MHz, sistemnya sederhana, dan cocok untuk penerangan, hiburan, kendali jarak jauh, perangkat yang dapat dikenakan, perawatan kesehatan, medis, dan skenario aplikasi lainnya.(9) Tingkat keamanan WPA 3The encryption security level of Wi-Fi 6 has been upgraded from WPA 2 to WPA 3, with an encryption word of 192b, which can resist "dictionary" attacks. To protect the security of data before it is cracked, the security level in company, home, and enterprise scenarios is higher than that of cellular networks.
Perbandingan antara Wi-Fi 6 dan 5G
Setiap kali jaringan seluler ditingkatkan, seseorang akan muncul dan mengatakan bahwa Wi-Fi tidak lagi diperlukan. Pernyataan ini sangat populer pada era 4G-LTE. Sekarang jaringan seluler telah berkembang ke 5G, akankah mereka menggantikan Wi-Fi? Saya rasa tidak mungkin. Mari kita lihat terlebih dahulu perbandingan teknis antara Wi-Fi 6 dan 5G.Dibandingkan dengan 5G, Wi-Fi 6 memiliki kapasitas dan latensi yang lebih baik; biaya cakupan per satuan luas juga lebih rendah daripada 5G; lapisan jaringan 5G membuat Wi-Fi lebih mudah diakses; peningkatan keamanan memudahkan pengelolaan dan pengendalian data, dan keamanan data lebih andal; peralatan yang kompatibel ke depan memungkinkan peningkatan jaringan dilakukan secara bertahap; pita frekuensi dan protokol yang ter统一 secara global membuat Wi-Fi 6 lebih mudah dipopulerkan daripada 5G; pita frekuensi 6GHz yang baru ditambahkan meningkatkan daya saing gelombang milimeter 5G; kebiasaan pengguna dalam menggunakan Wi-Fi dapat terus mendorong koeksistensi; kondisi statis di dalam ruangan dan dinamika di luar ruangan saling melengkapi dan mendorong satu sama lain. Oleh karena itu, 5G dan Wi-Fi akan terus hidup berdampingan.
Design challenges of Wi-Fi 6 chips
Banyak peningkatan teknis pada Wi-Fi 6 menuntut desain chip yang canggih dan menimbulkan tantangan besar. Hal ini terutama mencakup beberapa komponen: penerima, pemancar, sirkuit baseband, dan sinkronisasi clock. Di bidang sirkuit baseband, industri telah mulai menggunakan proses yang lebih tinggi, yaitu 12nm dan 14nm. Kontrol daya transmisi clock tidak tersedia pada clock sistem Wi-Fi di masa lalu, dan desainnya sangat sulit.Banyak perusahaan kini telah mendesain chip Wi-Fi 6, sebagian besar adalah perusahaan Amerika. Perusahaan pertama yang membuatnya adalah Quantenna. Mereka membuat chip Wi-Fi 6 pada tahun 2016. Sekarang perusahaan ini telah diakuisisi oleh ON Semiconductor. Perlu dicatat bahwa standar Wi-Fi 6 dirumuskan pada tahun 2019 dan baru akan diperkenalkan ke industri pada tahun 2020. Mengapa chip mereka keluar lebih awal daripada standar tersebut? Alasan terpenting adalah bahwa perusahaan-perusahaan ini adalah pembuat yang berpartisipasi dalam perumusan standar, sehingga standar sangat penting untuk pengembangan industri kita. Kita terlalu terpaku pada proses standar.
The rise of the Wi-Fi industry
Perkembangan industri Wi-Fi bukanlah hal yang mudah. Saat ini, skala industri Wi-Fi telah mencapai 3.3 triliun dolar AS, dengan 37.5 miliar chip Wi-Fi. Rata-rata, setiap orang memiliki dua perangkat yang menggunakan teknologi Wi-Fi.In the application market, the router and gateway market is now close to 500 million units and is still maintaining strong growth. Products with annual shipments of over 200 million include TVs, smart speakers, home appliances, lighting and surveillance cameras. Products with annual shipments of over 100 million include watches and smart switches. Since 2017, the Wi-Fi chip market has grown by 1 billion units per year.
Wi-Fi market size forecast
Jika hanya melihat pasar Wi-Fi 6 saja, tren pertumbuhan pasarnya sangat jelas. Pertama, perkembangan pesat 5G telah mendorong konversi perangkat Wi-Fi ke Wi-Fi 6 secara cepat. Kedua, kebijakan nasional "Peningkatan Kecepatan Gigabit Ganda" berdampak baik bagi pasar Wi-Fi 6. Ketiga, peningkatan pesat kepadatan perangkat IoT membutuhkan Wi-Fi 6 untuk meningkatkan pengalaman pengguna. Terakhir, diperkirakan lebih dari setengah perangkat Wi-Fi akan menggunakan Wi-Fi 6 pada tahun 2025.Wi-Fi 6 merupakan peluang istimewa bagi industri semikonduktor Tiongkok. Melihat ke belakang, setiap tahapan peningkatan teknologi merupakan waktu yang tepat untuk memasuki industri ini. Munculnya aplikasi baru juga merupakan waktu yang tepat untuk inovasi. AIOT dan Industri 4.0 telah membawa pasar aplikasi baru. Bagi Tiongkok, kita memiliki rantai industri yang lengkap. Pada saat yang sama, kebijakan nasional secara aktif mendorong keamanan rantai industri. Terdapat banyak manfaat terkait dalam hal investasi dan kebijakan. Ini adalah waktu yang tepat untuk pengembangan industri semikonduktor.
Produk Wi-Fi Terintegrasi Broadcom
Terakhir, mari kita perkenalkan situasi integrasi Broadcom di perusahaan kami.Broadcom Integration, yang didirikan pada tahun 2005, berfokus pada industri transmisi nirkabel. Perusahaan ini terdaftar di bursa saham utama A-share pada tahun 2019. Pengembangan produk Broadcom Integrated terutama terbagi dalam dua arah: pertama, solusi cerdas untuk seluruh rumah, terutama chip Bluetooth dan chip Wi-Fi IoT; kedua, chip seri kecepatan tinggi cerdas, yang merupakan pemasok utama chip ETC internasional dan berbagai produk chip kelas otomotif.Dari segi produk, Broadcom Integration saat ini memiliki dua produk unggulan: chip prosesor audio pintar dual-core multi-mode Wi-Fi/BT/FM BK7271, yang memiliki sumber daya pemrosesan audio dan video yang kaya, termasuk susunan mikrofon, pengurangan kebisingan aktif, pengaktifan kata kunci kecerdasan buatan, dan teknologi unik lainnya; chip MCU IoT Wi-Fi 6 BK7236, mendukung protokol Wi-Fi 6, cocok untuk sebagian besar aplikasi IoT, dan telah disertifikasi oleh Wi-Fi 6 Alliance.Forum industri "I Say IC" adalah platform pertukaran konsep yang inovatif dan rutin, yang dibuat bersama oleh Zhangjiang Hi-Tech dan Xinmo Research. Di masa mendatang, platform ini akan menyelenggarakan forum rutin yang berfokus pada isu-isu hangat dalam pengembangan industri dan berupaya menciptakan platform komunikasi, inovasi, dan pengetahuan industri IC yang paling berpengaruh.
Konten ini berasal dari Internet./Penelitian intiSitus web ini hanya menyediakan pencetakan ulang. Pandangan, pendirian, teknologi, dll. dari artikel ini tidak ada hubungannya dengan situs web ini. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya!
