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WLAN由PC网络向消费电子扩展

发布时间:2022-03-30 发布时间:
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WLAN标准不断推出更高的版本,请问最新标准制定情况如何? Michael Hurlston

已完全获得批准的IEEE WLAN最新标准是802.11g,可提供54Mbps的数据传输速率。IEEE委员会目前正在开发下一代标准 (802.11n)的规范。由于IEEE Task Group N(TGn)不能对一个单一提案获得75%的一致意见,所以批准一个联合提案组来开发并提交一个结合了两个先前提案要素的规范。为了加速这个过程,包括 Broadcom在内的30多家顶级公司成立了加强无线联盟(EWC)。这个组织开发了第一个完整的规范,并且正在与联合提案组进行合作,来加入满足所有细分市场需求的功能。这个过程继续向前发展,联合提案组可能不久之后就将提交一个具有75%以上支持率的提案,这是建立一个官方的802.11n规范草案所必需的。 Bruce Kraemer

在过去15年来,802.11的PHY(物理层)己经历了几次修订。最初的版本采用了未经批准的从2.4GHz到2.85GHz的频谱,其数据传输速率从1Mbps到2Mbps。之后推出了802.11b,它提高了传输速率,最高达到11Mbps。后来推出的802.11a及802.11g,它们的传输峰值分别在5GHz和2.4GHz带宽上达到54Mbps。

正在开发中的最新版本为802.11n,它要开发出更高数据吞吐速率的MAC(媒体接入控制)和PHY。高吞吐数据率项目的目标是提供一个新的PHY和与之相关的MAC加强版本,使其最低可用传输速率达到 100Mbps,而且数据无误差。

尽管目前传输速度能达到100Mbps是个挑战,但有提议说空中最大传输速率可达到600Mbps,而MAC层的效率可以提高到50%至85% 之间,这样,用户的有效载荷数据速率可以达到500Mbps。但在广大的家庭或者办公室应用中,实际的数据传输速率以及传输范围尚要进一步提高。

预计新版本将在2007年春天完成并公布。

作为对PHY层加强版本的补充,MAC层的修订提供了许多附加功能,如QoS(服务质量)、安全及网络管理。现在正在进行修订工作的有K、 P、R、S、T、U、V和W任务组。以下就每个修订予以简短说明:

K是无线资源测量,该任务组将定义无线资源测量的加强版,它可以在更高层中向我们报告无线和网络状态;该任务组通过收集和获得无线介质信息以及在无线介质上的802.11通信量,来改进802.11 的网络管理。

P是在车辆环境下(WAVE)的无线接入。该任务组的目的是增强 802.11对智能交通系统(ITS)应用的支持。这包括高速运行车辆间以及车辆与路边ITS许可的基础设施之间的数据交换。

R是快速漫游/快速基站服务站转换,该任务组用来支持减少或者避免当BSS转移时数据连接的丢失量。

S是MESH网络,本修正版用来支持ESS,采用ESS,家庭、医院、机场、居民区和校园可以实现无线连接。

T是测试,该规范详细说明了当连接外部仪器,例如测试仪时的测量问题。

U是无线内部网络,其目的是建立一个修正版本,用来跟踪在一个IEEE802.11接入网络和任何相连的外部网络之间的内部工作问题。

V是网络管理,用来扩展802.11MAC/PHY,从而支持网络管理。

W是保护管理框架,其用来加强媒体接入控制层,从而达到进行数据集成、原始数据确认、回复保护以及在实际管理框架中反鉴定和分离框架下的数据保密。

罗振源 IEEE 802.11a、802.11b和802.11g标准已经获得批准有一段时间了。最近业界正在进行802.11n标准的开发,TI是其中一个重要参与者。从WLAN发展的历史看,互操作性和标准的兼容性一直是市场接受度高低和用户是否积极应用的关键因素。TI认为,802.11n 标准要被市场接受,进而获得规模应用的前提也离不开与工业标准的兼容。只有这样,才能保证不同供应商提供的硅解决方案能够相互“ 通话”。如果不能进行互操作的非成熟方案被引入市场,终端用户就会对WLAN产生疑惑,从而形成恶性循环。 Jerry Loraine

WLAN标准存在两个主要的发展趋势。

其一,在802.11n方面,WLAN行业领导厂商如Intel、Broadcom、 Marvel及Atheros等最近共同组建了一个名为加强无线联盟的组织,目的是设定可以进行互操作的实际行业标准,并将其变成IEEE 标准,这些努力将大大地加快这项新技术被市场采纳和使用的速度。相反的,其竞争标准超宽带(UWB)的主要瓶颈之一,在于存在两个不同的阵营,业界巨子各支持一方,无法就最终标准达成一致。

802.11n的优势在于除了与UWB一样,能够提供更长的距离和更大数据吞吐量之外,还能与全球范围内大量现有的WLAN基础设备后向兼容。手机的情况就是最佳的例子,即使推出了新标准或分配了新频谱范围,手机仍然能够支持旧有的标准和频谱,所以对于最终用户来说是无缝隙的。

802.11n将使802.11产品从标准的以数据为中心的应用(因特网)发展开来,转移到其他大型消费ic37,如媒体分发。802.11n 开辟了新的市场空间,可使现有的WLAN市场份额增加一倍。

其二是嵌入式解决方案。802.11的较低电池功耗和价格点,使其可应用于大多数具有较低性能要求或低成本开支的消费电子产品中。相机、游戏机和媒体播放器均可以采用802.11实现无缝连接,为这项技术带来了极其可观的新市场。

WLAN在PC网络中获得应用,未来它还向哪些新领域扩展?特别是在数字家庭中,它适合怎样的应用? Michael Hurlston

WLAN产品由于向因特网连接设备的用户提供方便而获得巨大成功。这种技术今天普遍应用于手提电脑,而且正在拓展到其他领域,如无线打印机、数码相机、游戏系统以及VoIP电话。由于WLAN下一代标准将允许较高的速率,因而它将成为整个家庭中传输高清晰度视频和音频的备选技术。这不仅仅因为WLAN具有足够的带宽,而且它提供从一个中央点向各个房间中远处的电视机和机顶盒传输统一信号流的能力。 Broadcom在WLAN领域非常强,而且也是很多其他数字娱乐和家庭网络市场的先驱,包括数字线缆和人造卫星、DSL、VoIP、蓝牙、千兆以太网以及网络化家庭存储。许多制造商正在将多种家庭网络技术集成到同一个设备中———只要消费者要求更多的“连接”设备在他们整个家庭内分享数字内容,这种趋势就将继续。

罗振源

WLAN的前景非常光明,它已经在企业和SOHO(中小企业和家中办公)一族的网络/PC领域获得巨大成功,而下一波WLAN的发展将由消费电子推动,这些消费电子产品包括住宅网关(RG)、数码相机(DSC)、便携游戏设备、IP机顶盒(IP STB)、便携媒体播放器(PMP)以及无线IP电话(WIPP)等等,这些产品我们可以在一个数字家庭中看到。在数字家庭中,一个较为直观的WLAN应用就是线缆的替代。但如果你要看WLAN到底提供了哪些附加价值,那应该是在多媒体数据的传送和因特网的数据接入方面。当用户获得了音频/视频/图片内容后,他们希望在不同设备间传递这些资料,例如,把电影从RG传送到PMP,或者将图片从DSC传送到RG上。内容的可移动性是WLAN带给消费电子产品的关键价值。

TI有一个建立数字家庭的完整产品线。其中,WLAN 1351单芯片802.11g器件因具有低功耗和高性能,很适合便携产品领域;而对于功耗不是最重要考虑因素的基础架构产品,如RG和STB来说,TI 有WLAN 1350A产品可以使用,它具有高数据吞吐率和高性能。WLAN 1350A的高数据吞吐率可以解决在整个家庭中的100%的覆盖率问题。对于那些具有USB接口的设备,如PC、数字摄像机以及存储设备,TI 的1450 WLAN USB解决方案可以通过这些设备的USB接口实现802.11g 的连接性。 Bruce Kraemer

业内分析报告认为WLAN每年的出货量超过1.2亿个,而且我们预计市场的需求仍在增加,因此,我们很看好WLAN的市场。

WLAN市场起源于对移动数据的采集,例如库存控制。企业的数据网络化应用很快扩展到那些需要数据漫游的场所,如机场、饭店、会议中心及大学校园。人们对于WLAN认知度不断提高,而家庭和零售店中笔记本电脑数量增加,大家希望不用以太网线缆直接连接因特网, WLAN开始广泛应用。而一些创新应用,如采用无线技术来传输音频及视频内容,也使WLAN开始与数字家庭有关。WLAN技术将继续在上述各个市场增长。而随着WLAN器件的功耗不断减少,尺寸不断缩小,一些 WLAN的新兴市场正在兴起,例如采用电池的手持设备,包括手机和PDA。 Jerry Loraine

WLAN技术将在全球范围用于数据、声音和媒体的无线分发,其性能和价格点已达到理想的水平,目前,任何消费电子多媒体产品中只需增加少量成本便可拥有WLAN无线连接。SiGe半导体坚信,WLAN技术已经达到可开发专用WLAN产品的市场规模。

SiGe半导体针对WLAN市场开发功率放大器和完整的前端模块(front end module,FEM),其产品是单一封装的完整无线射频(RF)解决方案———这有助开发人员快速将产品推向市场,而不会浪费宝贵的时间来调试RF产品。此外,由于SiGe的解决方案经过全面测试,因此产品开发和生产良率得以提升,从而节省成本。

SiGe半导体的功率放大器和前端模块均具有高功效,以高输出功率进行传输(可以达到较长距离),同时维持合理的电池寿命。

UWB技术的传输速度比WLAN快,功耗比WLAN低,您如何看待两种技术的发展前景? Michael Hurlston

我们认为UWB和WLAN是互补的技术,它们各自具有独特的功能。虽然UWB具有较高的传输速度,但是它的有效范围非常有限,这对于支持整个家庭的无线网络是不够的。基本上,UWB将是短程线缆的一种替代技术(尤其当它进一步与蓝牙融合时),而WLAN将是一种整体家庭的无线网络技术。

罗振源

UWB是一种采用宽频谱、传输速率极高、功耗极低的无线技术。其目标应用是无线个人局域网(PANs),而WLAN应用于无线局域网。 UWB非常适合短距离、高带宽的信息传输,传输距离为10米,而WLAN 的工作距离为100米,所以,TI认为UWB是WLAN技术的一个补充技术,而不是一个竞争性技术。一些人认为UWB是消费电子领域的“无线USB”,因为这一应用需要高数据和媒体传输速率。超过10米之后,WLAN 就是一个非常好的无线连接技术。总之,每一种技术在数字家庭中都有合适的应用。 Bruce Kraemer

由于数据传输速率快,UWB技术非常吸引人。但UWB也面临几大问题:一是UWB有两种完全不同的标准团体,相互间的技术不兼容;二是在全球许多国家,获得频谱资源的批准有一定难度。同时,应用虽然需要低功耗的传输技术,但这又限制了通信的距离。

如果802.11n版本将来颁布的话,我们希望802.11能在每个国家都用单一的标准,传输峰值能达到600Mbps,并能极大地改善MAC 的效率,使它能提供很高的有效载荷速率。总之,当UWB技术被广泛使用的同时,我们希望802.11n技术比UWB技术应用更广泛。 Jerry Loraine

UWB虽然具有某些内在的优势,但也存在一些缺陷,可能影响其成功发展,特别是在以下两方面:一是由于两项竞争的UWB提案均获业界领导厂商支持,而且二者的基础技术互不兼容,所以要实现标准化的路程还很遥远。相反,802.11n通过EWC联盟已经建立了行业标准,它获得所有主要WLAN公司的支持,这些公司承诺确保产品之间具备互操作性,因此这个标准将更容易获得IEEE委员会的批准。

其二,UWB没有大规模安装,而802.11n本身则拥有与现有标准的后向兼容性(802.11a/b/g)特性。随着应用不断增长,采用 802.11标准的热点(hotspot)已经遍布全球,因此,一张802.11n 卡便可以在全球范围内支持数据、VOIP和媒体的应用。

系统厂商基于WLAN正在或已经开发的应用有哪些? Michael Hurlston

我们有许多顶级客户,他们正在将WLAN的连通性加入到“传统的” 产品中,如路由器、PC卡、USB连接器、无线路由器、DSL网关、打印机和手提电脑。正在由我们的客户开发的新应用包括电视机、机顶盒、掌上型扫描仪、数码相机和音频设备。SecureEasySetup是Broadcom 提供给设备制造商的一个独特的应用程序。WLAN的设置和安全性建立是一个非常困难的步骤,这造成用户在配置他们的WLAN网络安全存取时总是出错,或者有时候完全省略掉这一步。各种WLAN产品的制造商通过使用Broadcom的SecureEasySetup软件极大地简化了这个步骤,基本上,使设置和建立安全特性如按一个按钮一样简单。一个消费者可以购买一个完整的无线网络,包括配置了SecureEasy Setup的路由器、PC和无线打印机,这给予他们对WLAN网络安全性的信心。除了主要的无线通信芯片产品之外,Broadcom承诺开发新的方法来扩展WLAN的应用,从而进一步激励客户采用我们的产品。 Bruce Kraemer Conxent已经有许多WLAN产品推向市场,而且已有多年的历史。例如,我们最近刚公布的用于手机嵌入式应用的802.11g无线产品CX 3110X,它是目前世界上功耗最低、尺寸最小的产品。CX3110X 目前已经批量提供给客户,而且已经被世界上最大的手机制造商采用,推出了手机样机。 Conxent的USB 2.0解决方案同样被几乎所有的WLAN制造商,包括 3Com、Buffao Technology、D-link、IOGEAR、Linksys、 NEIGEAR和SMC采用,用于他们的创新和易用的产品。

另一个例子是LG电子,他们采用PRISM GT 802.11g无线芯片及CX23416 MPEG-2视频芯片组开发了新的无线LCD TV,用户不需要拔掉电源线及电视天线,就能把电视从一处搬到另一处。

罗振源

TI的WLAN技术已经有几家客户,他们的20多个手机和PDA产品已经出货。此外,TI也是业界领先的基于WLAN的DSLCPE开发商。

目前,WLAN的主要供应商都推出哪些最新的芯片产品? Michael Hurlston Broadcom提供一整套WLAN产品系列,包括用于客户和路由器/存取点的各种类型和式样的802.11a/b/g技术。一些我们最受欢迎的产品有:BCM4318e,它是具有BroadRange功能的单芯片802. 11a/b/g客户解决方案;BCM5352e,它是具有BroadRange 功能的802.11b/g单芯片路由器/交换机芯片;而BCM4320是802. 11a/b/gUSB2.0解决方案。Broadcom产品的独特功能包括:速度增强模式High Speed Mode;距离增强模式BroadRange;以及通过按钮操作进行设置和安全配置的SecureEasySetup。

罗振源

TI在2002年9月推出了第一个用于手机的WLAN产品,TNETW1100B 支持802.11b,其后,2003年TI又推出TNETW1130/1230,该产品支持802.11g/802.11a/b/g,2004年TI推出TNETW1250,该产品也支持802.11a/b/g。TNETW1251/3是TI的第四代WLAN 产品。 Jerry Loraine

SiGe半导体认为WLAN市场具有足够的规模和多样性,可以开发专用市场的RF产品。 SE2551BA和SE2557BA是专为蜂窝手机WLAN应用而设计的前端模块,提供高效率、超小外形尺寸和增强的滤波性能,这些产品可以实现同时传输WLAN信号以及GSM或CDMA等蜂窝电话信号的功能。 SE2550BL是专为SDIO卡、相机、游戏机和PDA等嵌入式应用而设计的,提供高效率、高集成度和超小外形尺寸,包括全球领先的低于 0.6mm的高度。SE2550BL是实现上述应用的理想技术。 SE2521AXX系列前端模块包括3种产品,它们都具有相同的引脚输出和外形尺寸,每款产品各自针对不同的市场领域,这样开发人员便可以制造一款应用电路板而针对3个不同的市场。SE2521A40效率高,适用于电池寿命敏感的应用。SE2521A60除能提供较高的输出功率之外,同时维持合理的效率,适合PC应用。SE2521A80则提供极高的输出功率,适合接入点应用。此外,SiGe半导体将于2006年第一季推出完整的MIMO双频带前端模块,让客户能够轻易进入MIMO市场。 Bruce Kraemer

我们发布了针对嵌入式移动应用的世界最低功率和最小尺寸的 802.11g无线局域网WLAN射频芯片———单芯片CX3110X。它是一个充分集成的无线射频产品,包括零中频(ZIF)收发器、射频合成/压控振荡器(VCO)、高速数据转换器、基于ARM9的媒体接入控制器、正交频分复用/补码键控(OFDM/CCK)数字基带处理器,以及完整的功率管理单元 (PMU)。主控制由灵活的串行外设接口(SPI)提供,支持48Mbps的速率。 CX3110X提供了最大的设计灵活性,可支持多个系统参考时钟频率,可与其他蜂窝节点共存。 相关链接 WLAN市场及芯片供应商排名

市场调研公司IDC预测,未来几年内全球WLAN半导体市场将持续旺销势头,随着终端市场的兴起,预计到2009年,WLAN半导体市场的发货量将达到4.87亿个。

作为WLAN半导体终端市场,消费类产品以及移动装置的大量涌现,将使WLAN半导体收入猛增,分析预测,到2009年,全球WLAN半导体市场收入将从2004年的12亿美元增长到30亿美元,平均每年以21%的速度增长。

IDC的报告称,2005年到2009年间的WLAN市场主要由802.11 WLAN 市场和基础构件市场构成,其中决定WLAN市场前景的领域主要集中在消费类产品上,包括游戏控制装置、机顶盒以及数字电视。此外,采用WLAN技术的移动电话和音视频流媒体应用方案,也对WLAN市场起着决定性的作用。

IDC的报告还列出了2004年全球WLAN厂商的销售排名,Broadcom 公司以44%的年增长率位居第一,Atheros公司以95%的年增长率列第二,英特尔公司以57%的增长率排在第三位,Conexant/Globespan Virata下滑到了第四位置,德州仪器在去年失去部分市场份额,降到了第五。


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