fabelachtig Halfgeleider startup Morse Micro, in 2016 opgericht door ex-Broadcom-ingenieurs, is een proefproject aan het doen Wi-Fi HaLow system-on-chips (SoC's) en modules in eerste instantie voor vroege toegang tot partners en belangrijke klanten. Met deze monsters en evaluatiekits kunnen ontwikkelaars de doorvoer, de energie-efficiëntie en het uitgebreide bereik van de Wi-Fi HaLow-oplossingen van het bedrijf evalueren.
Bron: Morse Micro
Morse Micro claimt de kleinste, snelste en laagste vermogen IEEE 802.11ah-compatibele SoC's in zijn Wi-Fi HaLow-portfolio en bemonstert zijn MM6104 en MM6108 single-chip-oplossingen die de radio-, PHY- en MAC-sectie bevatten, die datasnelheden ondersteunen tot 43.3 Mbit/s.
Het verschil tussen de twee apparaten is de kanaalbandbreedte. De MM6104 ondersteunt 1-, 2- en 4-MHz bandbreedte en heeft een PHY-snelheid van 15 Mbits/s, gericht op toepassingen die niet veel doorvoer vereisen, maar wel bereik nodig hebben. De krachtigere MM6108 ondersteunt 1-, 2-, 4- en 8-MHz bandbreedte en biedt een PHY-snelheid tot 32.5 Mbits/s. Morse Micro zei dat de meeste chipoplossingen die tegenwoordig beschikbaar zijn, slechts tot 4 MHz ondersteunen.
Wat is Wi-Fi HaLow?
De Wi-Fi HaLow, of de IEEE 802.11ah-standaard, werd in 2016 goedgekeurd. De op standaarden gebaseerde oplossingen bieden ultralaag stroomverbruik, een groter bereik en veilige verbindingen met veel hogere capaciteiten in vergelijking met bestaande draadloze technologieën.
Wi-Fi HaLow-signalen, die gebruikmaken van smalle frequentiebanden in het niet-gelicentieerde sub-1 GHz-spectrum buiten de 2.4 GHz traditionele Wi-Fi-band, dringen gemakkelijker door obstakels heen en kunnen verder reiken dan 1 km om IoT-apparaten te verbinden in woningen, winkels en kantoren park-, campus-, magazijn- en fabrieksomgevingen.
Volgens de Wi-Fi Alliance biedt Wi-Fi HaLow 10× het bereik, 100× het gebied en 1000× het volume van traditionele 2.4-GHz wifi-oplossingen. De Wi-Fi Alliance ontwikkelt een Wi-Fi HaLow-certificeringsprogramma, dat naar verwachting in de tweede helft van 2021 voltooid zal zijn.
Aanbevolen
Wi-Fi heroverwegen: 10 redenen waarom Wi-Fi HaLow het IoT een boost zal geven
Wi-Fi HaLow zorgt voor een laag stroomverbruik; het is erg goed voor batterijgebruik omdat het in het sub-GHz-bereik werkt in plaats van 2.4 of 5 of 6 GHz; het biedt een veel langere afstand, die over het algemeen 10 keer zo groot is als de huidige wifi, en reikt tot meer dan 1 km, zei Vahid Manian, Chief Operating Officer van Morse Micro. “Het dringt veel beter door materialen zoals muren, deuren en vloeren; biedt een veel hogere dichtheid in het netwerk en ondersteunt tot bijna 8,200 stations, plus het is IPv6-compatibel, dus compatibel met standaard wifi.”
Klik voor grotere afbeelding. (Bron: Morse Micro)
Specifiek ontwikkeld voor het IoT en met ondersteuning van de nieuwste WPA3-beveiliging, kan een enkel Wi-Fi HaLow-toegangspunt (AP) maximaal 8,191 apparaten verbinden, wat de netwerkimplementatie kan vereenvoudigen en de kosten kan verlagen. Dit is met name voordelig in toepassingen zoals industriële automatisering en elektronische schapetikettering, waarvoor meerdere toegangspunten nodig zijn.
Morse Micro verwacht dat de eerste toepassingen die Wi-Fi HaLow gebruiken draadloze camera's, dekking voor het hele huis, mobiele apparaten, toegangscontrole, industriële automatisering en elektronische schaplabels zullen omvatten.
De eerste doeltoepassing zijn waarschijnlijk draadloze camera's waar penetratie door ramen, muren of plafonds erg moeilijk is met standaard Wi-Fi. "Ze moeten altijd heel dicht bij het toegangspunt of de hub zijn, en voor HD-streaming is minimaal 2 Mbit/s nodig, en als je vier camera's hebt, is een doorvoer van minimaal 8 Mbit/s vereist", zegt Manian.
"Alleen standaard wifi en wifi HaLow kunnen 8 Mbits/s ondersteunen, maar standaard wifi heeft een bereikprobleem", zei hij. "Wi-Fi HaLow lost dat probleem op en geeft je de doorvoer en ook de penetratie en het bereik, dus het is een perfecte goede plek voor die markt."
Standaard wifi werkt in frequentiedomeinen zoals 2.4 GHz, 5 GHz en 6 GHz en Wi-Fi HaLow werkt in sub-GHz in de VS op 902-928 MHz, zei Manian. Kanaalbandbreedte voor standaard wifi is 20, 40, 80 en 160 MHz en wifi HaLow is 1, 2, 4 en 8, dus het is een veel kortere kanaalbandbreedte, waardoor je verder kunt gaan, voegde hij eraan toe.
Manian merkte ook op dat een 16-MHz-optie voor Wi-Fi HaLow beschikbaar is, maar deze is alleen beschikbaar in de Verenigde Staten.
“Voor adresseerbaar aantal stations per AP kan Wi-Fi HaLow tot 8,200 ondersteunen en standaard Wi-Fi is 2,000, maar ik denk niet dat er een AP is die meer dan 500 heeft kunnen ondersteunen, ' zei Manian.
Single-stream MCS-gegevenssnelheden zijn een nadeel van Wi-Fi HaLow, zei Manian. “Omdat het zowel in het sub-GHz-bereik als een kleiner kanaal zit, heeft het niet dezelfde doorvoer als standaard wifi. Standaard wifi kan overal gaan van 6 Mbits/s tot 150 Mbits/s, en Wi-Fi HaLow gaat van 150 Kbits/s tot 43 Mbits/s. Het is een lagere doorvoer, maar voor veel toepassingen is het voldoende en is het veel superieur aan concurrerende technologieën.”
Een van die voordelen is het bereik. Hoewel een paar technologieën veel verder kunnen gaan tot 10 km, zenden ze over het algemeen bits per seconde uit, niet eens kbits/s, zei Manian.
Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Morse Micro)
Wi-Fi HaLow biedt ook een veel betere vergelijking van de radio-energie-efficiëntie op basis van bits per joule dan welke andere concurrent dan ook technologie, en is vijf keer beter dan de beste op het gebied van energie-efficiëntie, namelijk Wi-SUN, en bijna een orde van grootte beter dan LoRaWAN en anderen, zei Manian. Het biedt ook een veel langere levensduur van de batterij over drie jaar voor hetzelfde formaat batterij als de 802.15.4, voegde hij eraan toe.
Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Morse Micro)
Wi-Fi HaLow SoC's
Zoals eerder opgemerkt, ondersteunt de MM6104 SoC 1-, 2- en 4-MHz kanaalbandbreedte en biedt een PHY-snelheid tot 15 Mbits/s. De krachtigere MM6108 SoC ondersteunt tot 8 MHz bandbreedte met een PHY-snelheid tot 32.5 Mbit/s. Beide SoC's, ondergebracht in een QFN6-pakket van 6 × 48 mm, bieden een Wi-Fi HaLow-oplossing met één chip die de radio, PHY en MAC omvat, en bieden datasnelheden die variëren van tientallen Mbits/s tot honderden Kbits/s , en ondersteunt de nieuwste WPA3-beveiliging. De radio ondersteunt gebruik in sub-GHz ISM-banden wereldwijd tussen 750 MHz en 950 MHz.
Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Morse Micro)
MM61xx evaluatiekit. Klik voor een grotere afbeelding. (Bron: Morse Micro)
De MM6108 en MM6104 RF-interface bieden de mogelijkheid om on-chip versterking te gebruiken voor typische energiezuinige, goedkope IoT-apparaten, of een extra externe op PCB gemonteerde eindversterker (PA) of front-end module (FEM) voor toepassingen met ultragroot bereik. De RF-ontvanger maakt gebruik van een hooglineaire, ruisarme versterker (LNA). De energiebeheereenheid (PMU) op de chip ondersteunt bedrijfsmodi met ultralaag energieverbruik. Ze bieden SDIO 2.0- en SPI-hostinterface-opties en GPIO/UART/I2C/PWM-randapparatuuropties.
Voorbeelden van de MM6108 en MM6104 SoC's en modules, waaronder een videocameramodule, evenals een Wi-Fi HaLow evaluatiekit, gebaseerd op Raspberry Pi, zijn nu beschikbaar.