Sem fábrica Semicondutores A startup Morse Micro, fundada em 2016 por ex-engenheiros da Broadcom, está experimentando seu Wi-Fi Sistemas em chips (SoCs) e módulos HaLow inicialmente para parceiros de acesso antecipado e clientes-chave. Essas amostras e kits de avaliação permitem que os desenvolvedores avaliem o rendimento, a eficiência energética e o alcance estendido das soluções Wi-Fi HaLow da empresa.
Fonte: Morse Micro
Reivindicando os menores, mais rápidos e mais baixos SoCs compatíveis com IEEE 802.11ah do setor em seu portfólio Wi-Fi HaLow, a Morse Micro está testando suas soluções de chip único MM6104 e MM6108 que incorporam a seção de rádio, PHY e MAC, suportando taxas de dados crescentes a 43.3 Mbits / s.
A diferença entre os dois dispositivos é a largura de banda do canal. O MM6104 suporta largura de banda de 1, 2 e 4 MHz e tem uma taxa PHY de 15 Mbits / s, visando aplicativos que não exigem muito rendimento, mas requerem alcance. O MM6108 de maior desempenho suporta largura de banda de 1, 2, 4 e 8 MHz, oferecendo uma taxa PHY de até 32.5 Mbits / s. Morse Micro disse que a maioria das soluções de chip disponíveis hoje suportam apenas 4 MHz.
O que é Wi-Fi HaLow?
O Wi-Fi HaLow, ou o padrão IEEE 802.11ah, foi aprovado em 2016. As soluções baseadas em padrões oferecem potência ultrabaixa, alcance mais longo e conexões seguras em capacidades muito maiores em comparação com as tecnologias sem fio existentes.
Os sinais Wi-Fi HaLow, que usam bandas de frequência estreitas no espectro sub-1 GHz não licenciado fora da banda Wi-Fi tradicional de 2.4 GHz, penetram obstáculos mais facilmente e podem se estender além de 1 km para conectar dispositivos IoT em residências, varejo, escritórios ambientes de parque, campus, armazém e fábrica.
De acordo com a Wi-Fi Alliance, o Wi-Fi HaLow fornece 10 × o alcance, 100 × a área e 1000 × o volume das soluções Wi-Fi tradicionais de 2.4 GHz. A Wi-Fi Alliance está desenvolvendo um programa de certificação Wi-Fi HaLow, que deve ser concluído no segundo semestre de 2021.
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Wi-Fi HaLow fornece baixo consumo de energia; é muito bom para operação com bateria porque opera na faixa sub-GHz em vez de 2.4, 5 ou 6 GHz; ele fornece uma distância muito maior, que geralmente é 10 vezes maior do que o atual Wi-Fi, chegando a mais de 1 km, disse Vahid Manian, diretor de operações da Morse Micro. “Tem uma penetração muito melhor em materiais como paredes, portas e pisos; oferece uma densidade muito maior na rede e pode suportar até quase 8,200 estações, além de ser compatível com IPv6, portanto, é compatível com Wi-Fi padrão. ”
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Desenvolvido especificamente para a IoT e com suporte para a segurança WPA3 mais recente, um único ponto de acesso (AP) Wi-Fi HaLow pode conectar até 8,191 dispositivos, o que pode simplificar a implantação da rede e reduzir custos. Isso é particularmente vantajoso em aplicações como automação industrial e etiquetagem eletrônica de prateleiras, que precisariam de vários pontos de acesso.
Morse Micro espera que os primeiros aplicativos a adotar o Wi-Fi HaLow incluam câmeras sem fio, cobertura para toda a casa, dispositivos móveis, controle de acesso, automação industrial e etiquetas de prateleiras eletrônicas.
O primeiro aplicativo de destino provavelmente será câmeras sem fio, onde a penetração através de janelas, paredes ou tetos é muito difícil com o Wi-Fi padrão. “Eles sempre têm que estar muito próximos do ponto de acesso ou hub, e isso requer, no mínimo, 2 Mbits / s de streaming em HD, e se você tiver quatro câmeras, requer um rendimento mínimo de 8 Mbits / s”, disse Manian.
“Apenas o Wi-Fi padrão e o HaLow Wi-Fi podem suportar 8 Mbits / s, mas o Wi-Fi padrão tem um problema de alcance”, disse ele. “O Wi-Fi HaLow resolve esse problema e oferece a taxa de transferência e também a penetração e o alcance, portanto, é o ponto ideal para esse mercado.”
O Wi-Fi padrão opera em domínios de frequência como 2.4 GHz, 5 GHz e 6 GHz e o Wi-Fi HaLow opera em sub-GHz nos EUA em 902-928 MHz, disse Manian. A largura de banda do canal para o Wi-Fi padrão é 20, 40, 80 e 160 MHz e o Wi-Fi HaLow é 1, 2, 4 e 8, então é uma largura de banda do canal muito menor, o que permite ir mais longe, acrescentou.
Manian também observou que uma opção de 16 MHz para Wi-Fi HaLow está disponível, mas só está disponível nos Estados Unidos.
“Para um número endereçável de estações por AP, o Wi-Fi HaLow pode suportar até 8,200 e o Wi-Fi padrão é 2,000, mas não acho que haja nenhum AP por aí que seja capaz de suportar mais de 500, ”Disse Manian.
As taxas de dados MCS de fluxo único são uma desvantagem do Wi-Fi HaLow, disse Manian. “Por estar na faixa sub-GHz, bem como em um canal menor, ele não tem a mesma taxa de transferência que o Wi-Fi padrão. O Wi-Fi padrão pode ir de 6 Mbits / s até 150 Mbits / s, e o Wi-Fi HaLow vai de 150 Kbits / s a 43 Mbits / s. É um rendimento mais baixo, mas para muitas aplicações é suficiente e é muito mais superior às tecnologias concorrentes. ”
Uma dessas vantagens inclui o alcance. Mesmo que algumas tecnologias possam ir muito mais longe, até 10 km, elas geralmente transmitem bits por segundo, nem mesmo kbits / s, disse Manian.
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O Wi-Fi HaLow também oferece uma comparação de eficiência energética de rádio muito melhor em bits por joule do que qualquer outro concorrente. tecnologia, e é cinco vezes melhor que o melhor em eficiência energética, que é o Wi-SUN, e quase uma ordem de grandeza melhor que o LoRaWAN e outros, disse Manian. Ele também oferece uma vida útil de bateria muito mais longa (mais de três anos) para baterias do mesmo tamanho que o 802.15.4, acrescentou.
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SoCs Wi-Fi HaLow
Conforme observado anteriormente, o SoC MM6104 suporta largura de banda de canal de 1, 2 e 4 MHz e fornece taxa de PHY de até 15 Mbits / s. O SoC MM6108 de alto desempenho suporta largura de banda de até 8 MHz com uma taxa PHY de até 32.5 Mbits / s. Ambos os SoCs, alojados em um pacote QFN6 de 6 × 48 mm, fornecem uma solução Wi-Fi HaLow de chip único que incorpora o rádio, PHY e MAC, oferecem taxas de dados que variam de dezenas de Mbits / s a centenas de Kbits / s e suporta a segurança WPA3 mais recente. O rádio suporta operação em bandas ISM sub-GHz em todo o mundo entre 750 MHz e 950 MHz.
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Kit de avaliação MM61xx. Clique para uma imagem maior. (Fonte: Morse Micro)
A interface RF MM6108 e MM6104 oferece a opção de usar amplificação no chip para dispositivos IoT típicos de baixa potência e baixo custo ou um amplificador de potência (PA) externo adicional montado em PCB ou front-end módulo (FEM) para aplicações de alcance ultralongo. O receptor RF usa um amplificador de alta linearidade e baixo ruído (LNA). A unidade de gerenciamento de energia (PMU) on-chip suporta modos de operação de consumo de energia ultrabaixo. Eles oferecem opções de interface de host SDIO 2.0 e SPI e opções de periféricos GPIO/UART/I2C/PWM.
Amostras dos SoCs MM6108 e MM6104 e módulos, incluindo um módulo de câmera de vídeo, bem como um kit de avaliação Wi-Fi HaLow, baseado no Raspberry Pi, já estão disponíveis.