全球新冠疫情已從多方面影響我們的生活。最突出的一點是，全球各地周期性的居家隔離指令已改變了我們經常使用的聯系方式。TeleGeography 調查研究公司的數據表明，2020 年，國際互聯網平均流量增長了 48%，高峰流量增長了 47%。這些數字是否會回到新冠疫情之前的狀態，還是將成為新常態，這有待觀察。Tony Testa 將與大家探討這一全新的虛擬環境，并從 Wi-Fi 視角來分析 Qorvo 等制造商如何開發解決方案，以幫助人們適應新環境。

 

Q：Tony，自從新冠疫情爆發以來，Wi-Fi 環境發生了怎樣的變化？

 

A：自從疫情爆發以來，每個人都經歷了工作或學校環境的變化。隨著在線人數越來越多，我們發現了大量新用例，如工作日家用 Wi-Fi、零售路由器、服務運營商部署，以及旨在擴大客戶端容量的企業 Wi-Fi 6 升級投資。同樣，針對在家工作 (WFH)、在線教育、Zoom 音樂課程/課外活動以及醫療預約/會議的應用變得更普及。

 

在疫情爆發初期，許多人都清楚，他們的家庭網絡并未達到增加使用量的標準。如果全家人同時上網，目前的覆蓋范圍和速度不能提供最佳的上網體驗。人們迫切需要提高個人用戶網絡速度，鋪設家庭網狀（每個房間一個 pod）網絡，而不是全家共用一個路由器。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 產品。通過提供進一步提高網絡速度和容量的產品，這些新一代技術將能夠滿足家庭網絡中的個人用戶需求。隨著 6E 的出現，利用 6 GHz 頻率范圍內的更多帶寬有助于提高網絡容量。Wi-Fi 6/6E 還可以為同一網絡上的更多用戶提供相同的體驗。此外，Wi-Fi 6 將實現 1.2 Gbps 網速，而 Wi-Fi 6E 將實現 5.4 Gbps 至 10 Gbps 的理論速度，較之 Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 是一個巨大進步。

 

Q：能不能談談三頻段 Wi-Fi 選項，它如何幫助我們應對網絡容量挑戰？

 

A：多年來，從 802.11n 或 Wi-Fi 4 標準開始，網關都是雙頻段（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 頻段有助于減輕嚴重飽和且易受干擾的 2.4 GHz 頻段負載，我們的無繩電話、藍牙和微波等家用電器都是在 2.4 GHz 頻段運行。

 

網關制造商一直在努力增加帶寬，2014 年，他們決定增加另外一個 5 GHz 頻段，創建三頻段。這一額外的帶寬增加了數據容量和覆蓋范圍，同時使家庭 Wi-Fi 網絡能夠容納更多用戶。與雙頻段相比，這種三頻段架構（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 提供了三個無線頻段，可在網絡上容納更多設備。

 

理解三頻段的一個簡單方法就是，如果其中一個頻段太過擁擠，其他兩個頻段就可以分擔一些負載，減少瓶頸，從而提高數據流量和速度。三頻段網絡網關允許用戶更有效地使用更高的頻譜，將更多的設備連接到互聯網。因此，如果使用包含多個網關的家庭網狀系統架構來覆蓋較大空間，則第二個 5 GHz 頻段（即 5.6 GHz）將充當兩個路由器之間的專用通信線路，與雙頻段配置相比，整個系統的速度可提高 180%。無論是家中有大量聯網設備，還是想確保順暢的流媒體和游戲體驗，三頻段都能夠提供所需的速度和容量。

 

Q：在三頻段架構中，如何實現個別頻段之間的共存？

 

A：我之前提到過，三頻段有許多優勢。5 GHz 頻段提供的帶寬是 2.4 GHz 頻段的六倍以上，足以支持當今的視頻流、聊天和游戲應用。但也有挑戰，比如這些頻段中密切聯合的許可蜂窩標準共存問題。

 

對于無線制造商來說，確保其產品內部及周邊保持頻段和標準共存尤為復雜。為保證實現這種共存，制造商使用了濾波器技術。為滿足網狀三頻段的需求，必須采用高抑制、低插入損耗和高功率處理的濾波器技術。體聲波 (BAW) 技術非常適合該應用，能夠滿足這些要求。Qorvo 開發了適用于 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，可滿足每個頻譜區域的共存需求。我們將這些濾波器集成在一個方便且功能齊全的前端模塊中，并將其作為獨立的產品提供給需要更高設計靈活性的制造商。使用 BAW 濾波器技術的另一個好處是，它能夠有效地散熱，從而幫助系統設計人員更輕松地滿足關鍵監管法規要求。

 

Q：關于網關和節點散熱挑戰，能否提供詳細信息？

 

A：在過去幾年，網關和節點設計發生明顯變化。為了與家居環境融為一體，它們變得更纖薄、更時尚。天線不再暴露在盒子外，而是嵌入內部，如同智能手機。隨著網關和節點變得越來越小并向三頻段架構遷移，更多的標準加入進來，如藍牙、藍牙低功耗、Thread 和 Zigbee，導致 RF 鏈越來越多，集成度越來越高，系統發熱量隨之增加。

 

當這些新趨勢出現時，網關和節點內部的元件越來越擁擠，散熱器不堪重負，人們開始要求降低系統發熱量。在外部環境中，還有更高溫度的網關應用，溫度最高可達 +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。許多系統制造商請求半導體設備供應商降低產品發熱量。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 技術在寬廣溫度范圍內都有良好的穩定性。此外，Qorvo 等 RFFE 模塊供應商過去幾年一直努力降低系統發熱量和整體功耗，以符合新的性能標準以及綠色能源要求，最終實現了當今小巧的家用路由器和網關。

 

Tony 的結語

毫無疑問，新冠疫情對我們所有人的生活都產生了影響。它進一步要求 Qorvo 等無線公司采用創新技術做出響應，以提供更好、更可靠且始終在線的連接。就像醫療機構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，通過創新技術（如 Wi-Fi 6 & 6E、5G、超寬帶等）保障互聯，確保人們的安全。

本文來自：Qorvo博客