下面是小编为大家整理的电子行业WiFi6行业专题:WiFi6,新一代无线互联技术及相关芯片厂商梳理,供大家参考。
目录
小米发布会提到的
WiFi
6
是什么?
......................................................................................... 1
引子:小米
10
支持 WiFi
6 ,同时发布 WiFi
6
路由器
............................................................ 1
WiFi
6
是新一代 WiFi
标准,性能较上一代全面提升
.............................................................. 1
WiFi
6
应用场景丰富,未来将携手蓝牙重塑连接价值
............................................................ 4
商用化节奏:路由器作为基础设施先行,为终端培育应用环境
............................................. 5
WiFi
6
芯片:海外大厂引领,建议关注国内新锐厂商
........................................................... 7
风险因素
....................................................................................................................................... 8
插图目录
图
1 :小米
10
全系列适配
WiFi
6
............................................................................................ 1
图
2 :小米首款支持 WiFi
6
的路由器
AX3600
...................................................................... 1
图
3 :
WiFi
标准发展历程
......................................................................................................... 2
图
4 :
OFDMA
与
OFDM
技术的差异
..................................................................................... 3
图
5 :
WiFi
6
理论带宽
.............................................................................................................. 3
图
6 :
TWT
的工作原理
............................................................................................................ 4
图
7 :
WiFI
6
主要适用场景总结
.............................................................................................. 4
图
8 :全球 WiFi
芯片市场规模
................................................................................................ 5
图
9 :国内路由器销量
.............................................................................................................. 6
图
10 :高通
Networking
Pro
四大平台
................................................................................... 8
表格目录
表
1 :
WiFi
4 、 WiFi5 、 WiFi
6
对比
......................................................................................... 2
表
2 :物联网主要通信方案
...................................................................................................... 5
表
3 :目前已发布的 WiFi
6
路由器产品列表
........................................................................ 6
表
4 :目前已发布的支持 WiFi
6
的终端设备列表
.................................................................. 7
表
5 :国内 WiFi
芯片厂商现有产品的技术及应用场景梳理
................................................. 8
▍ 小米发布会提到的
WiFi
6
是什么?
引子:小米 10 支持 WiFi 6,同时发布 WiFi 6 路由器 2020
年
2
月
13
日,小米新品发布会上的新旗舰机型小米
10
全系列标配
WiFi6 ,与此同时小米还推出旗下首款支持 WiFi
6
的路由器:小米
AIoT
路由器
AX3600 , AX3600
采用外置
7
天线设计,其中包括
1
支
IoT
设备天线、 2
支
2.4GHz
天线、 4
支
5GHz
天线,确保信号覆盖范围更广,穿墙性能进一步加强。小米认为
WiFi
6
是未来
5
年的 WiFi
标准,同时从手机终端和路由器终端进军 WiFi
6 ,有望引领
WiFi
6
产业发展,一时间“ WiFi
6 ”成为科技界关注焦点。
图 1:小米 10 全系列适配 WiFi 6
资料来源:小米公司官网 图 2:小米首款支持 WiFi 6 的路由器 AX3600
资料来源:小米公司官网
WiFi 6 是新一代 WiFi 标准,性能较上一代全面提升 2018
年
WiFi
联盟正式将
802.11ax
认可为第六代
WiFi
技术,并命名为
WiFi
6。
WiFi
6
是
802.11ax
协议的简称, 802.11ax
是一项无线局域网标准,其标准草案由
IEEE
标准协会的
TGax
工作组制定,于
2014
年
5
月成立。
TGax
工作组针对
802.11ax
曾在
2016
年 11
月和
2017
年
9
月分别提出了第一版和第二版标准草案,然而均未能获得
802.11ax
工作小组
75% 以上成员投票认可。
2018
年
10
月
3
日, WiFi
联盟将第三版的
802.11ax
标准正式列为继
802.11ac
之后的第六代
WiFi
技术,并命名为
WiFi
6 ,正统地位由此确定。
2019
年第三季度, WiFi
联盟( WiFi
Alliance )宣布正式启动
WiFi
6 ( 802.11ax )认证计划,开启 WiFi6
的商用之路。
图 3:WiFi 标准发展历程
资料来源:《WiFi 6
与 5G 技术及应用场景白皮书》(华为)
WiFi
6
技术能力提升体现在广连接、高速率、低时延、低功耗。
WiFi
6
同时支持
2.4GHz和
5GHz ,并具备向下兼容特性(兼容
WiFi
5
及之前协议的终端接入)。与前几代
WiFi
标准相比, WiFi
6
引入
MU-MIMO 、 OFDMA 、 MCS 、 TWT
等技术,实现性能全面提升:
1)
广连接,2)高速率,3)低时延,4)低功耗。
具体来说:
表 1:WiFi 4、WiFi5、WiFi 6 对比
WiFi 4(802.11n) WiFi 5 (802.11ac) WiFi 6 (802.11ax) 频带(GHz)
2.4 和 5 5 2.4 和 5 多路复用方案 OFDM OFDM OFDMA 信道带宽(MHz)
20, 40 20, 40, 60, 80, 160, 80+80 20, 40, 60, 80, 160, 80+80 子载波间隔(非遗留部分)
312.5kHz 312.5kHz 78.125kHz 符号持续时间,不包括保护间隔(μsec)
3.2
3.2
3.2, 6.4, 12.8 保护间隔/循环前缀(μsec)
0.8 0.4 或 0.8 0.8, 1.6 或 3.2 空间流的数量 1~4 1~8 1~8 MU-MIMO:下行链路和上行链路, MU-MIMO:仅下行链路,最多 4 用 多用户(MU)技术 不可用 最多 8 个用户 户
波数,也称为音调)数据子载波调制 频道编码
最大理论数据速率(Mbps)
资料来源:WiFi 联盟,
—— MU-MIMO
技术:有利于同时连接更多设备。
MU-MIMO
即多用户输入输出技术,
改善了路由器天线闲置的情况,允许路由器分割天线,独立地为不同的设备传输。
2015
年推出的 WiFi5
( 802.11ac )
Wave
2
当时支持的最大规格是
4 × 4
MU-MIMO ,可以同时向
4
个终端共享下行的
MU-MIMO
数据包。相较而言, WiFi
6 ( 802.11ax )拥有
8 × 8
MU- MIMO ,可以同时向
8
个终端共享上行、下行的
MU-MIMO
数据包。
—— OFDMA
技术:提高信道利用效率,实现低时延。
WiFi
5
及之前
WiFi
标准采用
OFDMA:下行链路和上行链路 资源单元(RU)大小(子载 全通道带宽
全通道带宽
26, 52, 106, 242, 484, 996, 2*996 BPSK, QPSK, 16QAM, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, 64QAM 256QAM 256QAM, 1024QAM BCC(强制性)
BCC(强制性)
BCC(强制性)
LDPC(可选的)
LDPC(可选的)
LDPC(强制性)
上行调度(由接入点管理)
不可以 不可以 可以 150(40MHz 1SS) 433(80MHz 1SS) 600.4(80MHz 1SS) 600(40MHz 4SS) 6933.3(160MHz 8SS) 9607.8(160MHz 8SS)
的都是
OFDM (正交频分复用)调制方式,随着用户数量的增多,用户之间的数据请求会发生冲突,服务质量较差。
WiFi6
采用的是在蜂窝网络中普遍应用的
OFDMA (正交频分多址)调制方式,将无线信道划分为多个子信道,形成一个个频率资源块,用户数据承载在每个资源块上,而不是占用整个信道,从而实现在每个时间段内多个用户同时并行传输效率得到提高,降低了排队等待时延。
图 4:OFDMA 与 OFDM 技术的差异
资料来源:WiFi 联盟
—— MCS(调制与编码策略):理论带宽提高至
9.6Gbps。
WiFi5
最高只支持
256-QAM
(正交振幅调制), WiFi
6
可支持到
1024-QAM 。一般调制码的密度越大,承载的数据量也就越大,因此
WiFi6
相较
WiFi5
在承载数据量的能力上提高了
2
到
3
倍。从数据传输效率角度来看, WiFi
6
单条空间流
80M
带宽的关联速率从
433Mbps
提升到了
600Mbps ,理论最大关联速率( 160M
带宽, 8
条空间流)提升至
9.6Gbps
左右。
图 5:WiFi 6 理论带宽
资料来源:《WiFi 6
与 5G 技术及应用场景白皮书》(华为)
—— Target
Wake
Time:令
IoT
设备更省电,有效提升续航时间。
WiFi
6 ( 802.11ax )加入了
Target
Wake
Time ( TWT )机制,它允许设备协商什么时候和多久会唤醒发送或
接收数据,无线接入点可以将客户端设备分组到不同的
TWT
周期。处于非数据传输状态的
IoT
设备便会休眠省电,整体终端功耗可节约
30% 以上,从而显著提升其续航时间。
图 6:TWT 的工作原理
资料来源:CommScope WiFi 6 应用场景丰富,未来将携手蓝牙重塑连接价值 WiFi
6
应用前景广阔,加速室内物联网场景落地。
受益于性能全面升级, WiFi
6
除
了满足传统
WiFi
的场景外(如手机、笔电及其他
IoT
设备),
还能满足更加广泛的下一代物联网连接场景的需求,如用于企业
VR/AR/4K
应用、仓储物流
AGV 、商超工厂资产管理的
IoT
等场景。根据
Markets
and
Markets ,目前全球
WiFi
芯片市场空间约
176
亿美金,随着 WiFi
6
持续普及, ASP
提升逻辑下将驱动整体空间有望进一步扩张。
图 7:WiFI 6 主要适用场景总结
资料来源:《WiFi 6
与 5G 技术及应用场景白皮书》(华为)
图 8:全球 WiFi 芯片市场规模(亿美元)
250
200
150
158.9 164.46
176.2 176.2
182.3 188.7 197.2
100
50
0 2016 2017E 2018E 2019E 2020E 2021E 2022E
资料来源:Markets and Markets,
(华为)
未来
WiFi+蓝牙双模有望重塑连接价值,成为物联网优质选择。
目前我们观测到产
业界已开始推出集成蓝牙协议的 WiFi
芯片,我们判断未来这种
WiFi+ 蓝牙双模芯片有望成为物联网无线连接技术的主流方案之一。
WiFi
和蓝牙各具优势, WiFi
数据传输速度和覆盖范围强于蓝牙,而蓝牙在低功耗、与手机交互等方面优于
WiFi ,两者可以形成优势互补。在WiFi+ 蓝牙双模方案中,蓝牙负责实现唤醒功能, WiFi
实现高速数据传输,优化
IoT
互联生态。
表 2:物联网主要通信方案
NB-IoT LoRa Zigbee WiFi 蓝牙 组网方式 基于现有蜂窝组网 基于 LoRa 网关 基于 Zigbee 网关 基于无线路由器 基于蓝牙 Mesh 网关
网络部署方式
节点 节点+网关(网关部署要求较高)
节点+网关
节点+路由器
节点 传输距离 大于 10 公里 大于 10 公里 10-100 米 50 米 10 米
单网接入节点容量
约 20 万 约 6 万,一般 500- 5000 约 6 万,一般 200- 500
约 50
理论上 6 万
电池续航 理论约 10 年/AA 电池 5-10 美元,未来目 理论约 10 年/AA 电池
理论约 2 年/AA 电池 数小时 数天 成本 标 1 美元 约 5 美元 1-2 美元 7-8 美元
频段
传输速度 License 频段,运营商频段 理论 160Kbps- 250Kbps,实际一般 Unlicense 频段, Sub-GHZ 0.3-50 Kbps Unlicense 频段, 2.4GHZ 理论 250 Kbps,实际一般小于
2.4G 和 5G 2.4G
2.4G:1M-11M 1M 5G:1N-50M
资料来源:WiFi 联盟,
商用化节奏:路由器作为基础设施先行,为终端培育应用环境 目前
WiFi
6
产业化处于初级阶段,路由器作为基础设施率先落地。
正如
5G
网络正式
小于 100Kbps
100Kbps
网络时延 6s-10s TBD 小于 1s 小于 1s 小于 1s
适合领域 户外场景、 LPWAN,大面积传感器 户外场景、 LPWAN,大面积传感器,可搭私有网络
常用于室内场景
常用于室内场景
联网所需时间 3s
30ms 3s 10s
商用之前必须先大量建设
5G
基站, WiFi
6
大规模普及之前也必须先构建网络基础设施
(路由器)。
具体来说,WiFi
6
普及的第一步是路由器端先升级为
WiFi
6
标准,为终端用户提供良好的应用环境,第二步才是终端厂商跟随技术升级趋势推出支持
WiFi
6
的移动设备及物联网设备。
2018
年
6
月,华硕率先推出支持
WiFi
6
的路由器
ROG
Rapture
GT-
AX11000 ,此后
TP-Link 、 NETGEAR 、 CISCO
等品牌厂商也陆续推出 WiFi
6
路由器,根据我们梳理目前市面上至少有
20
款路由器支持 WiFi
6 。
CISCO
资料来源:小米、TP-Link、华硕等公司官网,
图 9:国内路由器销量(亿台)
2.5 销量(亿台)
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
2013
2014
2015
2016
2017
资料来源:Wind,
部分手机及笔电品牌已在旗舰产品搭载
WiFi
6,IoT
终端大规模商用尚需时日。
受益
于路由器的率先落地, 2019
年起三星、苹果、小米等手机品牌陆续在旗舰机型中搭载
WiFi 6 ,微软及戴尔也推出了支持 WiFi
6
的笔记本电脑。未来随着 WiFi
6
芯片...