Favoloso Semiconduttore la startup Morse Micro, fondata nel 2016 da ex ingegneri di Broadcom, ne sta provando Wi-Fi System-on-chips (SoC) e moduli HaLow inizialmente destinati ai partner con accesso anticipato e ai clienti chiave. Questi campioni e kit di valutazione consentono agli sviluppatori di valutare la velocità di trasmissione, l'efficienza energetica e la portata estesa delle soluzioni Wi-Fi HaLow dell'azienda.
Fonte: Morse Micro
Rivendicando i SoC conformi a IEEE 802.11ah più piccoli, più veloci e più bassi del settore nel suo portafoglio Wi-Fi HaLow, Morse Micro sta campionando le sue soluzioni a chip singolo MM6104 e MM6108 che incorporano la sezione radio, PHY e MAC, supportando velocità di trasmissione dati fino a 43.3 Mbit/s.
La differenza tra i due dispositivi è la larghezza di banda del canale. L'MM6104 supporta la larghezza di banda di 1, 2 e 4 MHz e ha una velocità PHY di 15 Mbit/s, mirata ad applicazioni che non richiedono molto throughput ma richiedono un intervallo. L'MM6108 dalle prestazioni più elevate supporta la larghezza di banda di 1, 2, 4 e 8 MHz, offrendo una velocità PHY fino a 32.5 Mbit/s. Morse Micro ha affermato che la maggior parte delle soluzioni di chip disponibili oggi supporta solo fino a 4 MHz.
Che cos'è il Wi-Fi HaLow?
Il Wi-Fi HaLow, o lo standard IEEE 802.11ah, è stato approvato nel 2016. Le soluzioni basate su standard offrono bassissima potenza, portata più lunga e connessioni sicure a capacità molto più elevate rispetto alle tecnologie wireless esistenti.
I segnali Wi-Fi HaLow, che utilizzano bande di frequenza strette nello spettro senza licenza inferiore a 1 GHz al di fuori della banda Wi-Fi tradizionale a 2.4 GHz, penetrano più facilmente negli ostacoli e possono estendersi oltre 1 km per connettere dispositivi IoT in abitazioni, negozi e uffici ambienti del parco, del campus, del magazzino e della fabbrica.
Secondo Wi-Fi Alliance, Wi-Fi HaLow offre 10 volte la portata, 100 volte l'area e 1000 volte il volume delle tradizionali soluzioni Wi-Fi a 2.4 GHz. La Wi-Fi Alliance sta sviluppando un programma di certificazione Wi-Fi HaLow, che dovrebbe essere completato nella seconda metà del 2021.
Consigliato
Ripensare il Wi-Fi: 10 motivi per cui Wi-Fi HaLow supererà l'IoT
Wi-Fi HaLow fornisce un basso consumo energetico; è molto buono per il funzionamento a batteria perché opera nella gamma sub-GHz anziché 2.4 o 5 o 6 GHz; fornisce una distanza molto più lunga, che generalmente è 10 volte maggiore rispetto all'attuale Wi-Fi, raggiungendo oltre 1 km, ha affermato Vahid Manian, direttore operativo di Morse Micro. “Ha una penetrazione molto migliore attraverso materiali come pareti, porte e pavimenti; offre una densità molto più elevata nella rete e può supportare fino a quasi 8,200 stazioni, inoltre è compatibile con IPv6, quindi è compatibile con il Wi-Fi standard.
Clicca per l'immagine ingrandita. (Fonte: Morse Micro)
Sviluppato specificamente per l'IoT e supportando la più recente sicurezza WPA3, un singolo access point (AP) Wi-Fi HaLow può connettere fino a 8,191 dispositivi, il che può semplificare l'implementazione della rete e ridurre i costi. Ciò è particolarmente vantaggioso in applicazioni come l'automazione industriale e l'etichettatura elettronica degli scaffali, che richiederebbero più punti di accesso.
Morse Micro prevede che le prime applicazioni ad adottare Wi-Fi HaLow includeranno telecamere wireless, copertura di tutta la casa, dispositivi mobili, controllo degli accessi, automazione industriale ed etichette elettroniche per scaffali.
La prima applicazione target saranno probabilmente le telecamere wireless in cui la penetrazione attraverso finestre, pareti o soffitti è molto difficile con il Wi-Fi standard. "Devono sempre essere molto vicini al punto di accesso o hub e per lo streaming HD sono necessari almeno 2 Mbit/s, e se si dispone di quattro telecamere è necessario un throughput minimo di 8 Mbit/s", ha affermato Manian.
"Solo il Wi-Fi standard e il Wi-Fi HaLow possono supportare 8 Mbit/s, ma il Wi-Fi standard ha un problema di portata", ha affermato. "Wi-Fi HaLow risolve questo problema e ti offre il throughput e anche la penetrazione e la portata, quindi è un punto debole perfetto per quel mercato."
Il Wi-Fi standard opera in domini di frequenza come 2.4 GHz, 5 GHz e 6 GHz e Wi-Fi HaLow opera in sub-GHz negli Stati Uniti a 902-928 MHz, ha affermato Manian. La larghezza di banda del canale per il Wi-Fi standard è 20, 40, 80 e 160 MHz e Wi-Fi HaLow è 1, 2, 4 e 8, quindi è una larghezza di banda del canale molto più breve, che ti consente di andare oltre, ha aggiunto.
Manian ha anche notato che è disponibile un'opzione a 16 MHz per Wi-Fi HaLow, ma è disponibile solo negli Stati Uniti.
"Per il numero indirizzabile di stazioni per AP, Wi-Fi HaLow può supportare fino a 8,200 e il Wi-Fi standard è 2,000, ma non credo che ci sia alcun AP là fuori che sia stato in grado di supportare più di 500, ” ha detto Maniano.
La velocità dei dati MCS a flusso singolo è uno svantaggio del Wi-Fi HaLow, ha affermato Manian. “Essendo nella gamma sub-GHz e in un canale più piccolo, non ha lo stesso throughput del Wi-Fi standard. Il Wi-Fi standard può andare ovunque da 6 Mbit/s fino a 150 Mbit/s e Wi-Fi HaLow va da 150 Kbit/s a 43 Mbit/s. Ha un throughput inferiore ma per molte applicazioni è sufficiente ed è molto più superiore alle tecnologie concorrenti".
Uno di questi vantaggi include la gamma. Anche se alcune tecnologie possono andare molto più lontano fino a 10 km, generalmente trasmettono bit al secondo, nemmeno kbit/s, ha affermato Manian.
Clicca per ingrandire l'immagine. (Fonte: Morse Micro)
Wi-Fi HaLow offre anche un confronto molto migliore dell'efficienza energetica radio in bit per joule rispetto a qualsiasi altro concorrente la tecnologia, ed è cinque volte migliore del migliore in termini di efficienza energetica, che è Wi-SUN, e quasi un ordine di grandezza migliore di LoRaWAN e altri, ha affermato Manian. Offre inoltre una durata della batteria molto più lunga di oltre tre anni per una batteria della stessa dimensione rispetto all'802.15.4, ha aggiunto.
Clicca per ingrandire l'immagine. (Fonte: Morse Micro)
SoC Wi-Fi HaLow
Come notato in precedenza, il SoC MM6104 supporta la larghezza di banda del canale 1, 2 e 4 MHz e fornisce una velocità PHY fino a 15 Mbit/s. Il SoC MM6108 dalle prestazioni più elevate supporta una larghezza di banda fino a 8 MHz con una velocità PHY fino a 32.5 Mbit/s. Entrambi i SoC, alloggiati in un contenitore QFN6 da 6 × 48 mm, forniscono una soluzione Wi-Fi HaLow a chip singolo che incorpora radio, PHY e MAC, offrono velocità di trasmissione dati che vanno da decine di Mbit/s a centinaia di Kbit/s e supporta la più recente sicurezza WPA3. La radio supporta il funzionamento nelle bande ISM sub-GHz in tutto il mondo tra 750 MHz e 950 MHz.
Clicca per ingrandire l'immagine. (Fonte: Morse Micro)
Kit di valutazione MM61xx. Clicca per ingrandire l'immagine. (Fonte: Morse Micro)
L'interfaccia RF MM6108 e MM6104 offre la possibilità di utilizzare l'amplificazione su chip per i tipici dispositivi IoT a basso consumo e a basso costo oppure un amplificatore di potenza (PA) o front-end esterno aggiuntivo montato su PCB modulo (FEM) per applicazioni a portata ultra lunga. Il ricevitore RF utilizza un amplificatore a basso rumore (LNA) ad alta linearità. L'unità di gestione dell'alimentazione (PMU) su chip supporta le modalità operative a bassissimo consumo. Offrono opzioni di interfaccia host SDIO 2.0 e SPI e opzioni periferiche GPIO/UART/I2C/PWM.
Sono ora disponibili campioni dei SoC e dei moduli MM6108 e MM6104, incluso un modulo videocamera, nonché un kit di valutazione Wi-Fi HaLow, basato su Raspberry Pi.