以下文章來源于鮮棗課堂 ,作者小棗君
編輯:感知芯視界 萬仞
2023年9月25日,華為正式發布MATE60系列手機,引發了全社會的關注。
這款手機不僅擁有神秘的5G芯片,還支持特有的衛星通話功能,是大家熱議的焦點。
小棗君今天的這篇文章,既不講芯片,也不提衛星通話。我要介紹的,是MATE60的另一個低調但重要的功能——星閃。
什么是星閃
星閃,官方英文名叫做NearLink,是一種專門用于短距離數據傳輸的新型無線通信技術。
它對標于藍牙和Wi-Fi等傳統技術,進行了大量的創新升級(還引入了一些5G關鍵技術),實現了速率、時延、傳輸距離、安全性、可靠性的全面提升。
換句話說,星閃,其實就是一種增強版的“Wi-Fi+藍牙”混合體。
星閃的發展歷程
在詳細介紹星閃的技術細節之前,我們還是先回顧一下它的誕生背景和發展歷程。
大家都知道,星閃是源自華為的技術。但是,華為當年之所以推出星閃,更多是出于無奈。或者說,星閃,是一項被逼出來的技術。
2019年5月15日,美國商務部把華為列入“實體清單”,對其進行制裁和封鎖。
消息一出,包括藍牙技術聯盟、Wi-Fi聯盟、SD聯盟、國際固態技術聯盟、USB聯盟等在內的眾多國際技術組織,不管是瞎湊熱鬧,還是受到美方壓力,也紛紛落井下石,加入了封鎖行列。
他們幾乎同時宣布暫停了華為的成員資格——不僅從官網刪除了華為的名字,還取消了對華為的技術授權。
要知道,華為并不是這些技術組織的單純受益者,而是重要且長期的技術貢獻者,是核心成員。
事情發生之后,很快引起了軒然大波。大家總算看清了這些組織的真面目,所謂的“公平公開、無國界”,其實都是謊言,背后全是政治。
面對打壓,華為也沒有坐以待斃。幾天后,他們就拿出了自己的反擊方案,一種被稱為超級藍牙(X-BT)的技術。
這項技術除了涵蓋傳統藍牙的所有功能之外,還具有電磁環境、感知功率、自適應等功能,綜合性能遠超傳統藍牙。
2019年5月21日,在英國倫敦的榮耀20手機發布會上,華為正式公布了這項技術。
不知道是不是為了嘲諷藍牙,華為還將這項技術取了個昵稱——“綠牙”。
有意思的是,眼看著華為要立起爐灶,在發布會的前一天,Wi-Fi聯盟、藍牙聯盟等行業組織,又恢復了華為的成員資格。這種行為,簡直令人無語。
這次“除名”事件,給所有中國科技企業敲響了警鐘——技術標準,絕對不能盲目依賴國際技術標準組織。
事件告一段落之后,華為決定將超級藍牙項目繼續推進下去。
他們深知僅靠自己的力量,是不可能推動一項技術持續長久發展的。于是,他們開始號召國內的產業鏈企業共同加入,組成一個新的技術聯盟。
這一舉動,得到了政府層面的大力支持。2020年,工信部號召國內企業聯合研發“星閃”技術。2020年9月22日,星閃聯盟正式成立。
那時候的星閃,叫SparkLink
星閃聯盟成立之初,擁有80家成員單位,包括中國信通院、中國標準化研究院、中國移動、北汽、華為、聯想、小米、OPPO、聯發科、紫光展銳、大唐、中興等。
擔任聯盟理事長的,是國際標準化組織(ISO)原主席張曉剛。副理事長,是中國信通院副院長王志勤。聯盟專家委員會主任,是中國工程院院士鄔賀銓。
星閃聯盟成立后,開始集中力量進行相關標準規范的制定工作。
2022年11月,星閃聯盟正式發布了星閃1.0版本。不久后,2023年4月,1.1版本也問世了。
2023年8月4日,在華為HDC.Together2023開發者大會上,華為終端CEO余承東正式宣布,將星閃納入鴻蒙生態。
這一舉動,正式拉開了星閃商用的序幕。
星閃的關鍵技術
接下來,我們詳細了解一下星閃的技術架構和特點。
前面我們提到,星閃是增強版的“Wi-Fi+藍牙”。為了實現這兩種不同的特性,星閃采用了特殊的架構設計:
星閃技術的系統框架
(來源:《星閃無線短距通信技術(SparkLink1.0)產業化推進白皮書》)
我們可以看到,系統一共分為三層,從上到下分別是:基礎應用層、基礎服務層、星閃接入層。
基礎應用層用于實現各類應用功能,服務于包括汽車、家居、影音等不同場景。
基礎服務層包括很多的基礎功能單元,通過它們實現對于上層應用功能以及系統管理維護的支持。
星閃接入層,最為特別。它提供了SLB(基礎接入)和SLE(低功耗接入)兩種通信接口,分別對應于Wi-Fi和藍牙兩種不同類型的網絡場景需求。
兩種接口的底層技術不太一樣,性能指標也有差異。我們分別來看看:
SLB(基礎接入)
SLB,對標Wi-Fi,追求大帶寬、大容量、高精度。
SLB支持單載波/多載波,工作頻段在5GHz的非授權頻段,單載波帶寬最小20MHz,向上支持40/60/80/100/160/320MHz,調制方式支持QPSK、16QAM、64QAM、256QAM、1024QAM。
SLB采用超短幀、多點同步、雙向認證、快速干擾協調、雙向認證加密、跨層調度優化等多項技術,融合了大量5G技術,包括支持類似5G的異步HARQ(混合自動重傳請求)技術,類似5G的頻域調度設計和幀結構等,以此提升通信性能。
SLB性能指標
(來源:《星閃無線短距通信技術(SparkLink1.0)產業化推進白皮書》)
SLE(低功耗接入)
SLE,對標藍牙,追求低功耗、低時延、高可靠性。
SLE使用單載波傳輸,工作頻段在2.4GHz的非授權頻段,帶寬支持1MHz、2MHz和4MHz,調制方式支持GFSK、BPSK、QPSK和8PSK。
SLE支持1對多可靠組播,支持4KHz短時延互,安全配對,隱私保護等特性,在盡可能保證傳輸效率的同時,充分考慮了節能因素。
SLE性能指標
(來源:《星閃無線短距通信技術(SparkLink1.0)產業化推進白皮書》)
在組網上,星閃和傳統技術類似,也是點對點(P2P)或點對多點(P2MP)。
星閃節點分為管理節點(G節點,Grant)和終端節點(T節點,Terminal)。其中,G節點為其覆蓋下的T節點提供連接管理、資源分配、信息安全等接入層服務。單個G節點以及與其連接的T節點,共同組成一個通信域。
再說說安全性。
星閃采用了多種安全機制,保護安全和隱私。例如,使用了128位AES加密算法,對數據進行加密和解密,防止數據被竊取或篡改。再例如,使用了雙向認證和密鑰協商機制,確保設備之間的身份驗證和密鑰生成。
總而言之,我們可以看出:星閃的各方面能力,明顯超過了Wi-Fi和藍牙。個別指標,可以說是“遙遙領先”。
技術參數對比(背景條件復雜,僅供參考)
星閃的應用場景
星閃是短距離無線通信技術。它的應用場景,仍然對標Wi-Fi和藍牙。
但是,它的技術性能有了很大提升,所以,可以帶給用戶更好的使用體驗,進行應用場景拓展。
消費電子場景
星閃標準確定后,率先進行商業落地的,就是消費電子場景,例如手機、平板、鼠標、鍵盤、耳機、音箱、手寫筆等。
星閃技術的低功耗特點,可以大幅減少設備的耗電量,增加待機時長,避免頻繁充電。
星閃的高速率、低時延,讓高品質多聲道無損音頻傳輸成為可能。目前的藍牙,只能支持立體聲高清。
基于星閃技術的無線鼠標連接,在回報率上有大幅提升。
之前展示的星閃技術鼠標,平均刷新率可以達到4KHz,是傳統2.4GHz鼠標的4倍,平均傳輸時延是413.14μs,是2.4G鼠標的1/4。對于游戲玩家來說,這可以顯著改善使用體驗。
星閃鼠標的刷新率演示
星閃具有極強的抗干擾性。在地鐵、高鐵、機場等復雜電磁環境場所,它可以更加穩定地工作,減少傳輸抖動甚至掉線。
如今,很多用戶都喜歡使用無線投屏和多屏協同。這就涉及到視頻信號的無線傳輸。
利用星閃技術的高速率優勢,可以輕松完成4K分辨率的遠程投屏。進行多屏協同時,憑借星閃微秒級的時延,可以快速識別焦點設備,做到無縫無感體驗。
智能家居場景
星閃的連接數達到百級,對于現在越來越多的智能家居終端來說,是很有必要的。用戶可以連接更多的設備,也不用擔心相互之間的干擾。
星閃的通信距離長,是藍牙的2倍,有利于實現全屋的無死角覆蓋。
現在很多家庭有客廳娛樂,體感游戲。星閃可以同時支持多個手柄控制器和體感傳感器,讓更多的家庭成員參與,也會帶來更完美的游戲體驗。
工業制造場景
現在是萬物互聯時代,除了消費互聯網之外,行業互聯網也發展迅速。
我們一直在說5G的行業賦能,其實,藍牙、Wi-Fi這樣的短距無線技術,在企業和園區也有大量使用。
星閃的性能比藍牙、Wi-Fi更強,在帶寬、時延、連接數、安全性、可靠性方面有顯著優勢,更適合垂直行業場景的需求。
智能汽車場景
星閃剛啟動的,就已經有車企加入。這說明,汽車內部通信,對無線技術的強烈需求。車機互聯、車內影音、雷達傳感等,都需要靠譜的無線技術進行支撐。
星閃聯盟與星閃標準
星閃聯盟成立之初,擁有80家成員單位。如今,經過三年的發展,這一數字已經超過320家。
這些成員,既有科研院所、高等院校,也有運營商、設備商、半導體廠商、手機廠商,還有一些是來自汽車等垂直行業的企業。
他們共同致力于推動星閃的生態建設,形成了從芯片、模組到應用場景的端到端覆蓋。
前面我們提到,星閃的1.1版本規范已經在2023年4月發布。現在,星閃聯盟正在加緊2.0版本的標準化工作。
來源:《星閃無線短距通信技術產業化推進白皮書》
據了解,2.0版本將在高精定位、感知、覆蓋增強、mesh組網以及QoS增強等方向進行重點增強,還將在星閃原生應用、人機接口以及對第三方應用開放接口等方面進行重點定義。
星閃聯盟對這個新版本寄予厚望。星閃技術的真正騰飛,很可能就始于2.0版本。
星閃的未來
星閃的技術性能是令人驚喜。但是,我們也需要認識到,擺在星閃面前的路,充滿荊棘與未知。
一項通信技術能不能獲得成功,技術指標從來都不是第一要素。能不能獲得產業鏈的支持,才是關鍵。
星閃聯盟300多個成員,幾乎都是國內企業。那么,國外企業的態度如何呢?這項技術,是不是只有我們自己玩?僅靠國內的力量,我們能不能把它捧成真正的世界標準?
藍牙技術聯盟(擁有36000多家成員)和Wi-Fi聯盟(擁有850多家成員),經過20多年的苦心經營,可謂根深蒂固。撼動他們的地位,難度可想而知。
最理想的結局,星閃獲得全球認可,徹底取代藍牙和Wi-Fi(至少取代藍牙)。
如果無法取代,那么,是不是可以共存?
很難。
現在的終端設備都講究功耗極低、體積極小。增加對一項無線技術的支持,并不是加一個芯片那么簡單,基帶射頻等方面都要有改動,整體設計要變,牽一發而動全身。
所以說,過渡也許可以,長遠來看,終端不太可能同時支持兩種具有相同作用且差異較大的通信技術。
如果形成兩條技術路線,那么就存在強迫全球產業鏈進行“二選一”的問題。總不能以后所有產品都設計兩個版本:一個星閃版,一個藍牙版。
結語
最后,我再啰嗦幾句個人觀點。
首先,星閃這條路,我覺得必須要走下去。
在目前的國際形勢下,星閃技術的存在是極有必要的。在關鍵的技術應用領域,我們需要有能夠自主掌控的技術,不然就會受制于人,被“卡脖子”。
其次,星閃的出現,證明了中國通信企業的實力。
星閃的優勢在于技術性能。它的出現,體現了國內企業具有推出國際先進水平通信技術標準的能力。對于這點,我們還是應該感到自豪的。
第三,星閃技術充滿亮點,展現了通信技術仍有較大的創新空間。
一直以來,我們都在強調標準的統一。其實,標準統一,并不全是好處。
比如說,在標準組織里,話語權和投票權重往往掌握在巨頭的手里。少數企業,尤其是中小型企業的創新,往往不被重視。標準組織內部,隨著時間的推移,會出現大量的妥協和交易。
原本的挑戰精神,逐漸磨滅。屠龍少年,終成惡龍。
標準就一定是對的嗎?當然不。
通信的應用場景和需求是復雜的。對于短距離無線通信技術來說,更是如此。復雜的場景,召喚多樣化的技術。小技術,往往更輕量化、更簡潔、更高效。
中國有句古話:分久必合,合久必分。也許,允許多種標準路線的并行(哪怕是試行幾年),會刺激更大的技術進步。
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