全球新冠疫情已從多方面影響我們的生活。最突出的一點(diǎn)是，全球各地周期性的居家隔離指令已改變了我們經(jīng)常使用的聯(lián)系方式。TeleGeography調(diào)查研究公司的數(shù)據(jù)表明，2020 年，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)平均流量增長(zhǎng)了 48%，高峰流量增長(zhǎng)了 47%。這些數(shù)字是否會(huì)回到新冠疫情之前的狀態(tài)，還是將成為新常態(tài)，這有待觀察。Tony Testa 將與大家探討這一全新的虛擬環(huán)境，并從 Wi-Fi 視角來分析 Qorvo 等制造商如何開發(fā)解決方案，以幫助人們適應(yīng)新環(huán)境。

Tony，自從新冠疫情爆發(fā)以來，Wi-Fi 環(huán)境發(fā)生了怎樣的變化？

自從疫情爆發(fā)以來，每個(gè)人都經(jīng)歷了工作或?qū)W校環(huán)境的變化。隨著在線人數(shù)越來越多，我們發(fā)現(xiàn)了大量新用例，如工作日家用 Wi-Fi、零售路由器、服務(wù)運(yùn)營(yíng)商部署，以及旨在擴(kuò)大客戶端容量的企業(yè) Wi-Fi 6 升級(jí)投資。同樣，針對(duì)在家工作 (WFH)、在線教育、Zoom 音樂課程/課外活動(dòng)以及醫(yī)療預(yù)約/會(huì)議的應(yīng)用變得更普及。

在疫情爆發(fā)初期，許多人都清楚，他們的家庭網(wǎng)絡(luò)并未達(dá)到增加使用量的標(biāo)準(zhǔn)。如果全家人同時(shí)上網(wǎng)，目前的覆蓋范圍和速度不能提供最佳的上網(wǎng)體驗(yàn)。人們迫切需要提高個(gè)人用戶網(wǎng)絡(luò)速度，鋪設(shè)家庭網(wǎng)狀（每個(gè)房間一個(gè) pod）網(wǎng)絡(luò)，而不是全家共用一個(gè)路由器。這種情況正在全球各地上演。

為此，Qorvo 等公司推出了新一代 Wi-Fi 6/6E 產(chǎn)品。通過提供進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)速度和容量的產(chǎn)品，這些新一代技術(shù)將能夠滿足家庭網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)人用戶需求。隨著 6E 的出現(xiàn)，利用 6 GHz 頻率范圍內(nèi)的更多帶寬有助于提高網(wǎng)絡(luò)容量。Wi-Fi 6/6E 還可以為同一網(wǎng)絡(luò)上的更多用戶提供相同的體驗(yàn)。此外，Wi-Fi 6 將實(shí)現(xiàn) 1.2 Gbps 網(wǎng)速，而 Wi-Fi 6E 將實(shí)現(xiàn) 5.4 Gbps 至 10 Gbps 的理論速度，較之 Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 是一個(gè)巨大進(jìn)步。

能不能談?wù)勅l段 Wi-Fi 選項(xiàng)，它如何幫助我們應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量挑戰(zhàn)？

多年來，從 802.11n 或 Wi-Fi 4 標(biāo)準(zhǔn)開始，網(wǎng)關(guān)都是雙頻段（即 2.4 Ghz 和 5 GHz）。與三頻段Wi-Fi一樣，雙頻段用于提高用戶密度、速度和容量。增加 5 GHz 頻段有助于減輕嚴(yán)重飽和且易受干擾的 2.4 GHz 頻段負(fù)載，我們的無繩電話、藍(lán)牙和微波等家用電器都是在 2.4 GHz 頻段運(yùn)行。

網(wǎng)關(guān)制造商一直在努力增加帶寬，2014 年，他們決定增加另外一個(gè) 5 GHz 頻段，創(chuàng)建三頻段。這一額外的帶寬增加了數(shù)據(jù)容量和覆蓋范圍，同時(shí)使家庭 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)能夠容納更多用戶。與雙頻段相比，這種三頻段架構(gòu)（2.4 GHz、5.2 GHz 和 5.6 Ghz）使 5 GHz 頻段的帶寬增加了一倍。三頻段 Wi-Fi 提供了三個(gè)無線頻段，可在網(wǎng)絡(luò)上容納更多設(shè)備。

理解三頻段的一個(gè)簡(jiǎn)單方法就是，如果其中一個(gè)頻段太過擁擠，其他兩個(gè)頻段就可以分擔(dān)一些負(fù)載，減少瓶頸，從而提高數(shù)據(jù)流量和速度。三頻段網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)允許用戶更有效地使用更高的頻譜，將更多的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。因此，如果使用包含多個(gè)網(wǎng)關(guān)的家庭網(wǎng)狀系統(tǒng)架構(gòu)來覆蓋較大空間，則第二個(gè) 5 GHz 頻段（即 5.6 GHz）將充當(dāng)兩個(gè)路由器之間的專用通信線路，與雙頻段配置相比，整個(gè)系統(tǒng)的速度可提高 180%。無論是家中有大量聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，還是想確保順暢的流媒體和游戲體驗(yàn)，三頻段都能夠提供所需的速度和容量。

在三頻段架構(gòu)中，如何實(shí)現(xiàn)個(gè)別頻段之間的共存？

我之前提到過，三頻段有許多優(yōu)勢(shì)。5 GHz 頻段提供的帶寬是 2.4 GHz 頻段的六倍以上，足以支持當(dāng)今的視頻流、聊天和游戲應(yīng)用。但也有挑戰(zhàn)，比如這些頻段中密切聯(lián)合的許可蜂窩標(biāo)準(zhǔn)共存問題。

對(duì)于無線制造商來說，確保其產(chǎn)品內(nèi)部及周邊保持頻段和標(biāo)準(zhǔn)共存尤為復(fù)雜。為保證實(shí)現(xiàn)這種共存，制造商使用了濾波器技術(shù)。為滿足網(wǎng)狀三頻段的需求，必須采用高抑制、低插入損耗和高功率處理的濾波器技術(shù)。體聲波 (BAW) 技術(shù)非常適合該應(yīng)用，能夠滿足這些要求。Qorvo 開發(fā)了適用于 2.4 GHz、5.2 GHz 和 5.6 GHz 頻段的 5 GHz 濾波器。這些濾波器具有較高的抑制率，可滿足每個(gè)頻譜區(qū)域的共存需求。我們將這些濾波器集成在一個(gè)方便且功能齊全的前端模塊中，并將其作為獨(dú)立的產(chǎn)品提供給需要更高設(shè)計(jì)靈活性的制造商。使用 BAW 濾波器技術(shù)的另一個(gè)好處是，它能夠有效地散熱，從而幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員更輕松地滿足關(guān)鍵監(jiān)管法規(guī)要求。

關(guān)于網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)散熱挑戰(zhàn)，能否提供詳細(xì)信息？

在過去幾年，網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)發(fā)生明顯變化。為了與家居環(huán)境融為一體，它們變得更纖薄、更時(shí)尚。天線不再暴露在盒子外，而是嵌入內(nèi)部，如同智能手機(jī)。隨著網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)變得越來越小并向三頻段架構(gòu)遷移，更多的標(biāo)準(zhǔn)加入進(jìn)來，如藍(lán)牙、藍(lán)牙低功耗、Thread 和 Zigbee，導(dǎo)致 RF 鏈越來越多，集成度越來越高，系統(tǒng)發(fā)熱量隨之增加。

當(dāng)這些新趨勢(shì)出現(xiàn)時(shí)，網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的元件越來越擁擠，散熱器不堪重負(fù)，人們開始要求降低系統(tǒng)發(fā)熱量。在外部環(huán)境中，還有更高溫度的網(wǎng)關(guān)應(yīng)用，溫度最高可達(dá) +95℃。因此，除了散熱器，制造商還需要采用其他可行的解決方案。許多系統(tǒng)制造商請(qǐng)求半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商降低產(chǎn)品發(fā)熱量。我之前提到過，無論是以分立式的形式使用，還是用于功能齊全的 RF 前端 (RFFE) 模塊中，BAW 技術(shù)在寬廣溫度范圍內(nèi)都有良好的穩(wěn)定性。此外，Qorvo 等 RFFE 模塊供應(yīng)商過去幾年一直努力降低系統(tǒng)發(fā)熱量和整體功耗，以符合新的性能標(biāo)準(zhǔn)以及綠色能源要求，最終實(shí)現(xiàn)了當(dāng)今小巧的家用路由器和網(wǎng)關(guān)。

Wi-Fi 技術(shù)和趨勢(shì)

如欲獲得 Wi-Fi 專家 Tony Testa 給出的切實(shí)可行的設(shè)計(jì)建議，請(qǐng)閱讀該系列其他博客

審視家庭自動(dòng)化領(lǐng)域的大幅增長(zhǎng)

我們來討論一下Wi-Fi 6E - 6 GHz Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)

Tony 的結(jié)語

毫無疑問，新冠疫情對(duì)我們所有人的生活都產(chǎn)生了影響。它進(jìn)一步要求 Qorvo 等無線公司采用創(chuàng)新技術(shù)做出響應(yīng)，以提供更好、更可靠且始終在線的連接。就像醫(yī)療機(jī)構(gòu)在迅速推出各種解決方案一樣，無線公司也在以閃電般的速度做出響應(yīng)，通過創(chuàng)新技術(shù)（如 Wi-Fi 6 & 6E、5G、超寬帶等）保障互聯(lián)，確保人們的安全。

Bluetooth? 字標(biāo)和標(biāo)識(shí)是 Bluetooth SIG, Inc. 的注冊(cè)商標(biāo)，Qorvo US, Inc. 在獲得許可的情況下使用這些標(biāo)識(shí)。其他商標(biāo)和商號(hào)分別歸屬于各自所有者。

審核編輯黃昊宇