Wi-Fi是數字時代的命脈
如果你問任何一個人，他們認為自己每天使用的最重要的技術是什么，他們很可能會說是Wi-Fi，尤其是在這個受疫情影響的世界。事實上，聯想（Lenovo）最近在全球范圍內進行的一項研究發現，擁有良好、可靠的Wi-Fi是人們所說的成功實現隨時隨地工作的最基本能力。同樣，在家里，如果Wi-Fi出現故障，即使是最狂熱的個人電腦(PC)和智能家居設備愛好者也會停止(zhi)使用它們，直到(dao)連接(jie)恢復。簡而言之，Wi-Fi是(shi)數字時(shi)代的命(ming)脈。
Wi-Fi 6引入多樣增強特性，速度快效率佳
考慮到Wi-Fi標(biao)準的(de)重要性，它在過去幾年里(li)的(de)快(kuai)速發(fa)展和進步就不足為奇了(le)。最新(xin)(xin)的(de)是(shi)Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E，由于增(zeng)(zeng)加了(le)6 GHz頻(pin)(pin)段，這(zhe)兩款產(chan)品為Wi-Fi使用(yong)提供了(le)巨大的(de)1.2 GHz新(xin)(xin)帶寬。Wi-Fi 6中(zhong)包(bao)含了(le)許多(duo)(duo)新(xin)(xin)的(de)增(zeng)(zeng)強功能，其中(zhong)包(bao)括支持下行鏈(lian)路和上(shang)行鏈(lian)路的(de)多(duo)(duo)用(yong)戶(hu)、多(duo)(duo)輸入(ru)、多(duo)(duo)輸出（Multi-User, Multiple Input, Multiple Output, MU-MIMO）和正交頻(pin)(pin)分復用(yong)多(duo)(duo)址接入(ru)（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, OFDMA）。
Wi-Fi中MU-MIMO的(de)(de)增(zeng)強版本增(zeng)加了可在Wi-Fi網(wang)絡(luo)上同時發(fa)送和接(jie)收的(de)(de)信號數量以及這些信號的(de)(de)范圍。Wi-Fi 6中的(de)(de)OFDMA支持(chi)提高了信號發(fa)送的(de)(de)效率。這兩種技(ji)術加上其(qi)他許多技(ji)術，使得支持(chi)Wi-Fi 6的(de)(de)網(wang)絡(luo)更快、更可靠，并且能夠支持(chi)更多的(de)(de)設備，即使是在現有的(de)(de)2.4和5 GHz信道上。
人們對Wi-Fi 6的關注主要集中在新標準帶來的速度提升上，畢竟，誰不想擁有更快的網絡呢？然而，對于智能家居和其他沒有大帶寬需求的物聯網設備(bei)（IoT）來(lai)說，這些速度差異其(qi)實真的無關緊要，因(yin)為單純(chun)提高數據(ju)傳(chuan)輸速率并不(bu)會(hui)讓連接設備(bei)運行得更好。
這是否(fou)意(yi)味著Wi-Fi 6對(dui)于物聯網類(lei)型的(de)(de)(de)(de)應用(yong)沒有用(yong)處？絕對(dui)不(bu)是。Wi-Fi 6的(de)(de)(de)(de)主要優勢在于它的(de)(de)(de)(de)頻譜效率、同時支(zhi)持(chi)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)數(shu)量(liang)增加，以及(ji)大幅(fu)提高的(de)(de)(de)(de)網絡可靠性和覆(fu)蓋范圍，而不(bu)僅(jin)只是速度。此外，Wi-Fi 6還支(zhi)持(chi)一項名為目(mu)標喚醒時間(jian)(Target Wake Time, TWT)的(de)(de)(de)(de)技術(shu)，該技術(shu)允許支(zhi)持(chi)該技術(shu)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)進入超低(di)功耗睡眠模式，從而提高能源效率。
低功耗Wi-Fi芯片和無線共存解決方案提升物聯網設計
說(shuo)到(dao)這，大多(duo)數(shu)物聯(lian)網(wang)設備(bei)(bei)傾向于在2.4 GHz Wi-Fi范圍(wei)內運行，這在很大程度(du)上是因為在這些(xie)較(jiao)(jiao)低頻(pin)率上發(fa)送和接收信號比在5或6 GHz等更(geng)高(gao)頻(pin)率上發(fa)射所需的(de)(de)功率更(geng)少。能源效率對(dui)(dui)于許多(duo)物聯(lian)網(wang)設備(bei)(bei)來說(shuo)是絕對(dui)(dui)必要的(de)(de)，尤其是那些(xie)由電(dian)池(chi)供電(dian)的(de)(de)設備(bei)(bei)，并且(qie)使用(yong)較(jiao)(jiao)少電(dian)源的(de)(de)能力可以(yi)顯著(zhu)提高(gao)物聯(lian)網(wang)設備(bei)(bei)的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)。事實上，在智(zhi)能門鎖的(de)(de)例子中，55微安(an)和250微安(an)的(de)(de)運行速度(du)之差(cha)，意味著(zhu)單節電(dian)池(chi)的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)為3年(nian)，而(er)不是不到(dao)一年(nian)。
然而，并非所有的Wi-Fi芯片都能在(zai)這種低功(gong)耗(hao)(hao)模(mo)式下(xia)工(gong)作。大多(duo)(duo)數(shu)Wi-Fi芯(xin)片(pian)在(zai)更高的(de)功(gong)率水平上運(yun)行，因為它(ta)們針對(dui)個(ge)人(ren)電腦、智能手(shou)機、智能電視(shi)等設(she)備(bei)的(de)高帶寬要(yao)求進行了優化。有鑒于此，Silicon Labs一(yi)直在(zai)開發低功(gong)耗(hao)(hao)的(de)Wi-Fi芯(xin)片(pian)，如RS9116系(xi)列SoC和(he)模(mo)塊便是專門針對(dui)物聯(lian)網(wang)設(she)備(bei)的(de)獨特(te)需求而設(she)計。RS9116系(xi)列產品(pin)不(bu)僅可以(yi)在(zai)上述(shu)較低的(de)功(gong)率水平下(xia)工(gong)作，而且(qie)還集(ji)成許(xu)多(duo)(duo)功(gong)能，可以(yi)讓開發人(ren)員(yuan)更輕(qing)松地設(she)置物聯(lian)網(wang)設(she)備(bei)；這些設(she)備(bei)由于尺(chi)寸較小或特(te)定的(de)設(she)計要(yao)求，幾乎不(bu)提(ti)供用戶界面。對(dui)于設(she)備(bei)制造(zao)商(shang)和(he)設(she)計師來(lai)說，這是一(yi)個(ge)至關重要(yao)的(de)區別。
另一(yi)(yi)(yi)個關(guan)鍵(jian)因素(su)是Wi-Fi與其(qi)(qi)他無線標準和(he)行(xing)業(ye)協議（如(ru)藍牙、低功耗藍牙等）同時運行(xing)。盡(jin)管Wi-Fi很棒，但它顯然(ran)不是家庭、企業(ye)或工(gong)業(ye)物聯網環境中唯一(yi)(yi)(yi)的(de)(de)無線解決方案。實際上，能夠與多種(zhong)無線信號和(he)平(ping)共存是至關(guan)重要(yao)(yao)的(de)(de)。重要(yao)(yao)的(de)(de)是，這種(zhong)共存不僅(jin)僅(jin)局限于物理層，還(huan)需要(yao)(yao)經過(guo)設計(ji)(ji)和(he)優化(hua)的(de)(de)軟件堆棧來同時運行(xing)。為此(ci)，Silicon Labs已(yi)經擁有一(yi)(yi)(yi)系列(lie)兼容支持Wi-Fi 4的(de)(de)芯片，它們可與藍牙和(he)其(qi)(qi)他協議一(yi)(yi)(yi)起(qi)工(gong)作。此(ci)外，該公(gong)司還(huan)預計(ji)(ji)推出一(yi)(yi)(yi)系列(lie)具有類似功能的(de)(de)Wi-Fi 6功能組(zu)件。這不僅(jin)使邏(luo)輯(ji)設計(ji)(ji)過(guo)程更容易，而(er)且(qie)將(jiang)Wi-Fi和(he)藍牙功能集成到單個芯片中，減少了將(jiang)部件安裝(zhuang)到設備系統中必要(yao)(yao)的(de)(de)物理尺寸要(yao)(yao)求。
除了支持多種物(wu)理標(biao)準外，由于Silicon Labs大量參與(yu)了新的(de)Matter協(xie)議(yi)的(de)開發，并且(qie)正努力提供(gong)與(yu)Matter互操作(zuo)性(xing)相(xiang)(xiang)關的(de)解(jie)決方案，更(geng)(geng)多信息請參見(jian)相(xiang)(xiang)關文章：全球(qiu)芯片挑戰(zhan)系列－Matter突(tu)破互通性(xing)壁壘讓(rang)智能家居(ju)更(geng)(geng)“智能”。Matter位于網絡(luo)堆棧的(de)應用層，因此(ci)，如果沒有提前完(wan)成集成工作(zuo)的(de)話(hua)，那么設計人員則需要額外的(de)努力在(zai)Wi-Fi解(jie)決方案的(de)硬件和軟件層中集成與(yu)其他(ta)Matter兼容(rong)設備的(de)連接能力。
小結
Wi-Fi顯然(ran)是(shi)現今(jin)一項(xiang)不(bu)可或缺的技術，無論在(zai)個人和職業生活中使用的各種智能(neng)設備(bei)都(dou)需要此技術，它的持續發展將在(zai)未(wei)來(lai)很長(chang)一段時間內成為設備(bei)設計和用戶體(ti)驗的關鍵因素。雖然(ran)標(biao)準不(bu)斷改良以迎(ying)合(he)更苛刻(ke)的市場(chang)需求，但是(shi)Wi-Fi解決(jue)方案并(bing)非適(shi)合(he)所有的應用。對于物(wu)聯網設備(bei)工(gong)程(cheng)師來(lai)說，專門針對他(ta)們(men)(men)需求的低(di)功耗Wi-Fi芯(xin)片將是(shi)他(ta)們(men)(men)在(zai)考慮無線解決(jue)方案時首(shou)要考慮的重點(dian)。
