藍牙信道探測與Matter、Wi-Fi、Wi-SUN無線技術(shù)變革趨勢分析

回顧2024年通信行業(yè)平淡中充滿挑戰(zhàn)，但也迎來許多新的發(fā)展機會。根據(jù)工信部最新發(fā)布的《2024年1-11月份通信業(yè)經(jīng)濟運行情況》顯示，1-11月，我國通信行業(yè)總體保持平穩(wěn)，截至11月末，電信業(yè)務(wù)收入累計完成15947億元，同比增長2.6%；5G基站總數(shù)達419.1萬個，占移動基站總數(shù)的33.2%；與此同時，新興業(yè)務(wù)收入增長較為明顯，其中云計算和大數(shù)據(jù)收入分別同比增長6.8%和60.7%，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)收入同比增長13.6%。

2024年可以說是穩(wěn)中有增，站在2025年伊始，Silicon Labs（芯科科技）亞太及日本地區(qū)業(yè)務(wù)副總裁王祿銘先生參與了與非網(wǎng)eefocus的專訪，針對2025年的物聯(lián)網(wǎng)無線通信關(guān)鍵技術(shù)變革提出見解。

圖 | 通信行業(yè)新興業(yè)務(wù)收入增長情況；來源：工信部

AI/ML的變革性影響

芯科科技提到了人工智能和機器學習 (AI/ML) 的變革性影響。王祿銘表示：“在應(yīng)用方面，2025年物聯(lián)網(wǎng)無線通信在醫(yī)療保健、能源管理、制造業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用將備受關(guān)注。主要趨勢包括：醫(yī)療保健領(lǐng)域的早期疾病檢測和個性化治療、用于能源管理的智能電網(wǎng)、制造業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)和AI/ML的融合以及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的精準農(nóng)業(yè)應(yīng)用。在技術(shù)方面，業(yè)界將重點關(guān)注標準化和互操作性，同時強調(diào)實時操作系統(tǒng)和開源計劃?！?/p>

伴隨著邊緣智能的崛起，目前全球數(shù)據(jù)正以每年30%-40%的速度增長，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施對于改善消費者服務(wù)至關(guān)重要。為此，云計算服務(wù)廠商和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）等關(guān)鍵行業(yè)的新一輪資本開支計劃已經(jīng)啟動。

根據(jù)Synergy Research Group 的預(yù)測，未來十年，每年將遞增120-130座全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。而這些下游產(chǎn)業(yè)對高效、可靠通信的需求，將直接推動5G的復(fù)蘇與發(fā)展。

Wi-Fi 7，廠商博弈拉開序幕？

業(yè)界普遍將2024年定義為“Wi-Fi 7的元年”，由于引入了多鏈路操作（MLO）、支持 320MHz 信道（6GHz 頻段）、4K-QAM 等高階調(diào)制方式、更靈活的頻譜利用方式（Multi-RU）、更高的時空復(fù)用（16X16MIMO）以及多 AP 協(xié)作等新技術(shù)，使得Wi-Fi 7數(shù)據(jù)傳輸速率更高、時延更低、網(wǎng)絡(luò)可靠性更強。

相比Wi-Fi 6，Wi-Fi 7 在相同頻段下速率大幅提升，如 Wi-Fi 6 只有 9.6Gbps，而 Wi-Fi 7 的速率高達 23Gbps，能更好地滿足高吞吐量、時延敏感的應(yīng)用場景需求，如在線游戲、視頻會議、遠程手術(shù)等。

Wi-Fi 聯(lián)盟預(yù)測，到2024年底，基于 Wi-Fi 7 的設(shè)備將達到2.33億臺；到 2028 年，這一數(shù)字將擴大到 21 億臺。

然而，Wi-Fi 技術(shù)的升級并非一蹴而就，新的標準推出后，舊標準的設(shè)備不會立刻被淘汰。因為用戶在設(shè)備更新上存在一定的滯后性，例如企業(yè)和家庭中已經(jīng)大量部署的 Wi-Fi 4 和 Wi-Fi 5 設(shè)備，仍能滿足基本的網(wǎng)絡(luò)需求，所以會繼續(xù)使用。因此，以2023年為起點，Wi-Fi市場在5年內(nèi)將會是Wi-Fi 4/5/6/7多項標準的產(chǎn)品共存的狀態(tài)。

換言之，Wi-Fi 4/5/6還具有相當?shù)氖Ｓ鄡r值。因此，一方面我們看到市場上基于Wi-Fi 6的設(shè)備出貨量在過去一年中實現(xiàn)快速增長，已在智能家居、工業(yè)自動化、醫(yī)療健康、AR/VR 等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

有市場機構(gòu)預(yù)測，在Wi-Fi市場中，預(yù)計到 2027 年， 基于Wi-Fi 6的產(chǎn)品出貨占比將接近 50% ， 基于Wi-Fi 7 的產(chǎn)品出貨占比將接近 20% 。

因此，我們看到Wi-Fi 6在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中發(fā)揮著越來越重要的作用，其不僅注重于增加帶寬，也擴展支持更大的網(wǎng)絡(luò)和許多不同類型的應(yīng)用，這些應(yīng)用具有不同的帶寬需求。而且，現(xiàn)在有越來越多采用電池供電的無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，Wi-Fi 6特別針對電池供電型設(shè)備進行了優(yōu)化，這些設(shè)備可能不需要高帶寬，但需要很長的電池續(xù)航時間。

比如，芯科科技就在去年推出了SiWx917和SiWx915 SoC等多款支持Wi-Fi 6的芯片，前者是芯科科技首個Wi-Fi 6解決方案，基于SiWx917M Wi-Fi 6芯片設(shè)計的SiWx917Y無線模塊能效表現(xiàn)良好，可以支持智能鎖、恒溫器、智能攝像頭、視頻門鈴和工業(yè)傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池續(xù)航時間長達數(shù)年；后者是Wi-Fi 6+雙模藍牙SoC，是對SiWx917的強化，非常適合于使用Wi-Fi、低功耗藍牙、Matter和IP網(wǎng)絡(luò)進行云連接的線路供電型或節(jié)能型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

而關(guān)于Wi-Fi 7在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的進展，王祿銘認為：“由于基礎(chǔ)設(shè)施部署正在進行，因此在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中部署Wi-Fi 7還需要一段時間。我們預(yù)計，采用Wi-Fi 7的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將在幾年內(nèi)投入生產(chǎn)?！?/p>

硬剛UWB，藍牙6.0在定位領(lǐng)域大展拳腳？

繼2016年推出5.0版本后，2024年9月藍牙迎來了又一次重大的版本更新——藍牙6.0標準，其中新推出的藍牙信道探測技術(shù)備受關(guān)注。

王祿銘表示：“信道探測和超寬帶（UWB）技術(shù)都能優(yōu)化低功耗藍牙（Bluetooth LE）設(shè)備的距離測量和定位精度，但信道探測是更為普遍的解決方案。”

與超寬帶不同，信道探測不需要額外的硬件組件來實現(xiàn)，這使得它在許多應(yīng)用中的采用更加簡單直接。換言之，信道探測可以帶來更高的成本效益和效率。此外，信道探測還具有增強的安全功能，可以降低中間人攻擊的可能性。

“在市場應(yīng)用方面，信道探測能有效滿足客戶對物品和人員進行精確定位和位置追蹤的需求。這項技術(shù)通過提供實時、準確的位置數(shù)據(jù)，有可能徹底改變資產(chǎn)追蹤、寵物追蹤和物品尋找這些應(yīng)用。” 王祿銘補充道。

此外，在大型購物中心或零售中心，將藍牙信道探測與電子貨架標簽技術(shù)相結(jié)合，可以徹底改變室內(nèi)導(dǎo)航。這種結(jié)合可提供精確的方向和實時更新，從而更容易定位特定的產(chǎn)品，例如服裝或特色食品，可以定位到精確的貨架。在機場或火車站等繁忙的交通樞紐，它還能提供前往登機口或站臺的清晰指向，從而簡化導(dǎo)航過程。

信道探測還可以與其他技術(shù)相結(jié)合，開啟更多的創(chuàng)新應(yīng)用場景。當與到達角（Angle of Arrival，AoA）和出發(fā)角（Angle of Departure，AoD）技術(shù)配合使用時，它可以提高智能鎖等應(yīng)用的定位精度和接近感知能力。AoA和AoD可以確定物體的相對位置，而信道探測可以測量距離，這種組合非常適合于開發(fā)安全入口設(shè)備。

基于以上優(yōu)勢，藍牙6.0標準推出后，眾多廠商快速作出響應(yīng)。比如，芯科科技也已經(jīng)在其量產(chǎn)的SoC上支持藍牙6.0。

王祿銘透露：“我們的BG24 SoC支持信道探測，并針對能效進行了優(yōu)化，非常適合需要精確位置追蹤和安全訪問控制的應(yīng)用。此外，我們還提供開發(fā)套件，例如RB4198A無線電板和即將推出的DK2606雙天線套件，以幫助開發(fā)人員使用最新的藍牙標準構(gòu)建應(yīng)用。”

Wi-SUN在表計市場的發(fā)展

Wi-SUN是全球首批用于智慧城市和公用事業(yè)應(yīng)用的公共協(xié)議之一，可提供標準化和互操作性。通過啟用自組網(wǎng)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，Wi-SUN可動態(tài)且安全地連接數(shù)千個終端節(jié)點，使其成為路燈或電池供電的燃氣表和水表等設(shè)備的理想選擇。

與其他無線傳輸應(yīng)用相比，Wi-SUN通過其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可提供低延遲、更高的數(shù)據(jù)吞吐量和顯著的延遲增益。事實上，Wi-SUN在面向智能表計和智慧城市應(yīng)用中足夠靈活，可以應(yīng)對一些LoRa和SigFox的應(yīng)用場景，但反之則不然。

因此，在全球范圍內(nèi)，Wi-SUN已被廣泛用于表計應(yīng)用。但就中國的表計市場而言，目前大多數(shù)的部署都是基于電力線載波（PLC）或蜂窩網(wǎng)絡(luò)的。

所以，Wi-SUN在中國真的沒有市場嗎？對此，芯科科技認為：“并非如此，大家可以通過Wi-SUN或其他專有解決方案等對目前部署的解決方案進行補充；同時，芯科科技也在支持不少中國客戶開發(fā)面向出口市場的Wi-SUN產(chǎn)品。”

從整體市場維度，根據(jù) BusinessResearch Insight 和 Market Research Future 的市場研究報告，預(yù)計 2024 年至 2032 年間，Wi-SUN 技術(shù)市場規(guī)模將達到 145.68 億美元，復(fù)合年增長率高達 13.45%。

為此因應(yīng)市場需求，芯科科技推出了FG25和FG28等多款SoC來支持客戶打造Wi-SUN產(chǎn)品。

其中，F(xiàn)G25是專為Wi-SUN等低功耗廣域網(wǎng)和專有Sub-GHz協(xié)議打造的旗艦版SoC，配置有強大的ARM Cortex-M33處理器和更大的內(nèi)存，是用于長距離、低功耗傳輸?shù)睦硐虢鉀Q方案，能夠在密集的城市環(huán)境中以極少量的數(shù)據(jù)丟失實現(xiàn)長達2公里的傳輸距離。而雙頻段FG28 SoC專為Amazon Sidewalk、Wi-SUN和其他專有協(xié)議等遠距離廣覆蓋網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議而設(shè)計，支持在智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)以及Amazon Sidewalk等社區(qū)網(wǎng)絡(luò)中使用全新的邊緣應(yīng)用。

王祿銘透露：“我們的Wi-SUN解決方案目前已被多家客戶采用。例如，作為全球能源管理領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，蘭吉爾（Landis+Gyr）通過FG25和Wi-SUN協(xié)議實現(xiàn)了智能表計應(yīng)用的升級。蘭吉爾早先在其智能計量解決方案中使用了芯科科技的FG12 Sub-GHz SoC，后來又通過采用FG25 SoC，進一步提高了智能計量解決方案的性能。FG25可以讓蘭吉爾使用和以前的模塊相同的外形尺寸，然后在必要時輕松地使已有產(chǎn)品具有Wi-SUN或OFDM功能?！?/p>

Matter，保持一年兩次更新的背后？

由于能夠有效地解決連通性、便捷性、互操作性、可靠性、安全性和靈活性等困擾智能家居行業(yè)的挑戰(zhàn)，Matter從一推出就受到業(yè)界的廣泛歡迎，因此連接標準聯(lián)盟始終保持著一年進行兩次更新的步調(diào)。

在2024年的春季更新中，Matter 1.3引入了 10 種新設(shè)備類型，包括灶面、灶臺、烤箱、抽油煙機、微波爐、干衣機、布爾傳感器、漏水檢測器、閥門和電動汽車供電設(shè)備 (EVSE)。

2024年11月，連接標準聯(lián)盟發(fā)布了最新的Matter 1.4版本，標志著Matter標準發(fā)展又向前邁進了一步。

Matter1.4帶來了多項核心的新增和增強功能，例如長空閑時間（LongIdle Time，LIT）協(xié)議可以優(yōu)化電池續(xù)航時間，經(jīng)過Matter認證的家庭路由器和接入點（HRAP）設(shè)備可以增強網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，增強的多管理員功能則能夠進一步支持跨生態(tài)系統(tǒng)的互操作性。

Matter1.4不僅優(yōu)化了設(shè)備功能，還增加了對新設(shè)備類型的支持，包括太陽能電池板、電池、熱泵和熱水器等，擴展了其能源管理能力。

隨著Matter標準的不斷迭代更新，以及聯(lián)盟內(nèi)620多家成員廠商的大力支持，比如芯科科技推出多款可支持Matter over Wi-Fi、Matter over Thread，以及Matter到Zigbee和Z-Wave橋接的多協(xié)議無線SoC和模塊產(chǎn)品組合，如MG24、MG26、SiWx917、SiWx915 SoC等。

與此同時，通過實現(xiàn)不同品牌、不同生態(tài)系統(tǒng)之間的無縫連接和互操作，Matter標準正在推動智能家居領(lǐng)域向更加開放、協(xié)同和智能的方向發(fā)展。

面向2025年，隨著更多新設(shè)備類型的加入和核心功能的不斷優(yōu)化，基于Matter網(wǎng)絡(luò)的智能家居將為用戶帶來更加豐富、便捷、高效、智能的生活體驗。