Wifi는 산업, 사무실, 소비자, 통신 제품에서의 확산 덕분에 통신 역사상 가장 성공적인 무선 프로토콜일 것입니다. Wifi나 Bluetooth가 없는 "스마트" 소비자 전자제품을 찾기가 점점 더 어려워지고 있으며, 이러한 프로토콜이 곧 사라질 것으로 기대해서는 안 됩니다. 새로운 Wifi 6 프로토콜은 과거 제품에 혁신을 계속하여 데이터 전송률과 공간 스트림 수를 더 높은 수준으로 확장합니다. 또한, Wifi 6와 함께 주파수 대역 환경이 변경되어, 각 채널에서 4가지 가능한 대역폭이 있습니다.
주요 제조업체에서 출시한 원래 Wifi 6 제품 중 일부는 MediaTek과 같은 회사에서 5G 스마트폰 시장을 겨냥한 SoC였습니다. Broadcom과 Qualcomm과 같은 다른 주요 네트워킹 및 통신 제조업체들도 경쟁 제품을 출시했습니다. 오늘날, 다른 반도체 제조업체들은 모든 무선 제품을 대상으로 하는 자체 Wifi 6 칩셋 포트폴리오를 개발하고 있습니다.
새로운 전자 제품을 위한 몇 가지 예시 Wifi 6 칩셋 옵션을 소개하기 전에, IEEE 802.11ax 표준의 기술 사양과 이전 Wifi 세대에 비해 Wifi 6에서 변경된 사항을 살펴보겠습니다.
최신 세대의 Wifi는 주파수 측면에서 이전 세대와 유사하지만, 주요 변경 사항은 공간 스트림, 데이터 전송률, 및 대역폭 할당을 중심으로 합니다. 여기서의 아이디어는 기업, 사무실, 가정, 차량 환경에서 더 많은 네트워크 장치에 대한 요구를 수용하되, 처리량을 희생하거나 5 GHz Wifi의 기본 주파수 범위에서 너무 멀어지지 않는 것입니다.
5G에서 수행되는 것처럼 캐리어 주파수(또는 캐리어 수)를 증가시키지 않고도 새로운 표준에서 데이터 전송률과 서비스를 받을 수 있는 장치 수를 어떻게 늘릴 수 있을까요? 답은 변조와 주파수 대역 확장에 있으며, 이는 각각 더 높은 데이터 전송률과 더 많은 캐리어를 제공하는 데 핵심적입니다. Wifi 6 칩셋은 MU-MIMO(다중 사용자, 다중 입력 다중 출력)를 지원하여, 여러 사용자의 데이터 스트림에 대한 공간 다중화를 제공합니다. 즉, 공간적으로 분리된 네트워크 사용자들이 동시에 채널에 접근할 수 있으며, 라우터/액세스 포인트는 빔 스티어링을 사용하여 요청한 사용자에게 데이터를 다시 보냅니다.
MU-MIMO가 상향 링크와 하향 링크에 사용된다는 점에 유의하십시오. 이는 두 장치가 이 데이터 속도와 호환되는 한 양방향 모두에서 최대 데이터 속도가 적용된다는 의미입니다. 이는 안테나 설계자들에게 MIMO 위상 배열 안테나를 구축하고 빔 형성을 지원하기 위해 올바른 송수신기를 선택하라는 압력을 가합니다. 안테나 측면에서, 저는 최근에 다른 기사에서 이에 대해 작성했습니다. 위상 배열 안테나와의 인터페이스는 아날로그 스위칭이나 발신 신호의 위상을 디지털 방식으로 변경하여 각 방사체에 위상 이동을 구현하는 구성 요소를 요구합니다.
모두가 Wifi 6에 익숙해지는 동안, IEEE 802.11ax 표준의 확장으로 Wifi 6E의 출시도 있습니다. 2020년 말까지 Wifi 6E 제품의 승인된 출시는 여전히 보류 중이었으며, 기존 Wifi를 6 GHz 대역으로 확장하는 데는 규제 승인이 여전히 필요했습니다. FCC는 2020년 12월에 첫 상용 Wifi 6E 장치를 승인했으며, Wifi 연합은 이제 개발자를 위한 6E 인증 프로그램을 가지고 있습니다. Wifi 6E는 아래 차트에서 볼 수 있듯이 5 GHz Wifi의 최상위 대역을 넘어 추가로 1200 MHz의 스펙트럼을 포함합니다.
이 확장은 ~7 GHz 주파수까지 가능하게 하여, 즉, 동시에 3개의 가능한 대역을 서비스할 수 있는 삼중 대역 장치를 가능하게 합니다. 현재 삼중 대역 제품을 지원할 수 있는 칩셋은 몇 개 없으며, 아래에서 소개할 것입니다.
아래 표에서, 저는 2.4/5 GHz에서의 Wifi와 Wifi 6에 대한 중요한 성능 사양을 요약했습니다. Wifi 6E는 사양이 기본적으로 동일하기 때문에 제외했음을 유의하십시오. 단지 프로토콜이 위의 그래픽에서 보여주는 것처럼 더 높은 주파수로 작동합니다. 이 표에서 우리는 Wifi 6이 설계자에게 더 매력적으로 만드는 많은 측면들을 명확하게 볼 수 있습니다. 이러한 측면에는 각 채널에서 더 넓은 주파수 범위, 1024-QAM의 사용 대비 64- 또는 256-QAM, 그리고 더 많은 사용자를 서비스하기 위한 더 많은 공간 스트림이 포함됩니다.
위의 표에서, 우리는 1024-QAM 덕분에 시스템이 최대 데이터 속도에 도달할 수 있다는 것을 알 수 있어야 합니다. 이는 802.11ac 표준 아래의 Wifi 5와 비교했을 때입니다. 그러나 Wifi 6의 좋은 점은 더 높은 데이터 속도와 공간 다중화가 2.4 GHz까지 확장되어 다른 2.4 GHz Wifi보다 큰 개선을 제공한다는 것입니다.
새로운 세대의 클래식 기술이 출시될 때마다, 모두가 이전 세대 및 제품과의 하위 호환성에 대해 걱정합니다. Wifi 6도 마찬가지입니다. 그러나, 표준은 Wifi 6/6E와 802.11a/b/g/n/ac 간의 하위 호환성을 허용합니다. 물론, 액세스 포인트가 Wifi 6 제품으로 업그레이드되었다고 해서 종단 장치가 데이터 속도 증가를 경험하는 것은 아니며, 그 경우 클라이언트 장치도 Wifi 6과 호환되어야 합니다.
현재 시장에는 스위치와 라우터와 같은 여러 Wifi 6 네트워킹 제품이 있지만, Wifi 6E 제품이 출시되기를 기다리고 있습니다. MediaTek과 Broadcom과 같은 회사에서 제공하는 새로운 SoC 덕분에 일부 새로운 스마트폰도 Wifi 6을 지원합니다.
다음 섹션에서는 Wifi 6 및 Wifi 6E 칩셋을 위한 사용 가능한 구성 요소를 살펴볼 것입니다. 소수의 제조업체만이 이 분야에 뛰어들어 Wifi 6을 지원하는 제품 포트폴리오를 개발했지만, 시간이 지남에 따라 더 많은 구성 요소 제조업체가 Wifi 6/6E 생태계를 지원할 것으로 기대할 수 있습니다. 사용 가능한 구성 요소는 다양한 애플리케이션 및 산업을 대상으로 하며, 고속 데이터 전송률에서 이중 대역 또는 삼중 대역 공간 다중화를 제공할 수 있습니다.
ON Semiconductor의 QCS-AX 제품군은 다양한 상업 및 소비자 Wifi 6 애플리케이션을 대상으로 합니다. QCS-AX-Dx 제품 라인은 다양한 수준의 공간 다중화와 다른 주파수를 지원하는 통합 베이스밴드 + 트랜시버 제품군입니다. 이 베이스밴드 + 트랜시버 구성 요소는 2.4 GHz 또는 5 GHz에서 각각 4x4 + 8x8, 5x5 + 2x2, 및 5x5 + 4x4 공간 스트림을 제공합니다. 이중 대역 구성 요소도 제공됩니다. 이 구성 요소의 대상 최종 제품에는 무선 액세스 포인트, 메시 리피터, 및 Wifi 확장기가 포함됩니다.
이 두 액세스 포인트 컨트롤러 SoC는 Wifi 6 시스템을 위한 이중 대역 4x4 (88W9064) 및 8x8 (88W9068) 무선 액세스 솔루션입니다. 88W9068은 대규모 트래픽 큐를 가진 장치를 위한 것이며, 높은 데이터 처리량을 보장하기 위한 기기 내 관리 기능을 포함합니다. 이 구성 요소는 다른 Wifi 6 장치에 대해 최대 4.8 Gbps의 데이터 속도를 지원하며, PCIe Gen3를 통해 외부 호스트 컨트롤러에 연결됩니다.
88W9064 컨트롤러 SoC는 2.4 Gbps의 낮은 데이터 전송률을 제공하며 4x4 공간 다중화만을 지원합니다. 그러나 이 구성 요소는 통합된 Bluetooth 5를 포함하여 스마트 홈, 소매점, 사무실 네트워킹 제품용 액세스 포인트에서 유용하게 사용됩니다. 이 구성 요소는 컨트롤러만을 위한 것이므로 모바일 기기에서 네트워킹 용도로 사용되지 않으며, 대신 전용 MCU SoC가 사용됩니다. 자동차를 대상으로 하는 유사한 제품으로는 88Q9098이 있으며, 이는 최종 사용자를 위해 2x2 Wi-Fi 6 + Bluetooth 5.1을 제공합니다.
Qualcomm의 Networking Pro 제품군은 사무실 건물 및 대규모 캠퍼스의 기업 LAN을 위한 네트워킹 장비를 대상으로 합니다. 이 구성 요소들은 작은 패키지 내에서 Wifi 6/6E 주파수와 높은 공간 스트림 수를 지원합니다. 이 목록의 다른 구성 요소들과 비교할 때, 이 SoC들은 최적화된 업링크/다운링크 스케줄링, 보안, 그리고 높은 사용자 수를 위한 칩 내 기능 모음으로 매우 통합되어 있습니다. 예를 들어, Networking Pro 1610 구성 요소는 단일 액세스 포인트에서 최대 2000명의 사용자를 위한 지속적인 처리량을 지원합니다. 또한 PCIe 3.0, PCIe 2.0, PTA Coex, I2S, I2C, Ethernet, SD/eMMC, SDIO, SPI, UART, 및 USB 3.0을 통해 외부 주변 장치와 인터페이스합니다.
Networking Pro 제품군은 주로 네트워크 제품을 대상으로 하지만, Qualcomm은 이 제품 라인 내에서 모바일 중심 및 자동차 중심 제품도 제공합니다. 예를 들어, QCA6696 구성 요소는 2x2+2x2 MIMO를 통해 차량 내 및 차량 간 네트워킹을 위해 Wifi 6 및 Bluetooth 5.2를 지원합니다. FastConnect 6xxx 제품군은 Wifi 6/6E 및 Bluetooth 5.2를 지원하는 통합 SoC를 통해 모바일 기기를 지원하며 채널당 멀티 기가 데이터 전송률을 제공합니다.
오늘날, Wifi 6 칩셋은 네트워킹 공간으로 점차 도입되고 있으며, 스마트폰, 가전제품, 스마트 IoT 제품 및 기타 장치가 동일한 표준을 채택하기까지는 시간 문제입니다. Wifi 6E 칩셋은 여전히 새롭고, 이러한 제품들이 더 많이 채택되기까지는 다소 시간이 걸릴 것입니다. 그러나 혁신적인 기업들은 위에 표시된 구성 요소 세트를 사용하여 새로운 제품으로 시장에 빠르게 진입할 수 있습니다. 결국, 우리는 다른 고속/고주파수 프로토콜과 마찬가지로 프로세서에 트랜시버/PHY 통합을 볼 것입니다.
위에 표시된 Wifi 6/6E 칩셋 외에도, 더 진보된 무선 제품은 다양한 다른 구성 요소를 필요로 할 것입니다. 위에 표시된 구성 요소들은 Wifi 6/6E에서 네트워킹 기능을 지원하는 주요 구성 요소들이며, 무선 네트워크 시스템을 위한 기타 기본 구성 요소들은 다음과 같습니다:
Wifi 6 칩셋을 선택한 후 다른 지원 구성 요소를 선택할 때, Octopart의 고급 검색 및 필터링 기능을 사용하여 필요한 구성 요소를 찾을 수 있습니다. Octopart의 전자 부품 검색 엔진 기능을 사용하면 제조업체, 기술 사양 및 기타 많은 필터를 통해 Wifi 6/6E 구성 요소를 선택할 수 있습니다. 또한, 유통업체 가격 데이터, 부품 재고, 부품 사양, CAD 데이터에 접근할 수 있으며, 모두 사용자 친화적인 인터페이스에서 무료로 접근 가능합니다. 저희의 커넥터 페이지를 확인해 보세요 필요한 구성 요소를 찾을 수 있습니다.
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