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    • 5G市场,拐点可期?
    • Wi-Fi 6挺进物联网,Wi-Fi 7正式报道?
    • 蓝牙4即将冲击标签行业
    • 星闪,正在成为蓝牙最大的威胁?
    • 运营商发力1,导致NB-IoT需求减少?
    • LoRa行业最大的变化:组网协议更新
    • Wi-SUN足够灵活,却在中国市场水土不服
    • Sigfox被收购后,在中国市场还能起死回生吗?
    • Matter保持着一年两次更新的步调
    • 手机直连卫星,进入规模化商用阶段
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预见2024,十大无线通信技术变革分析

01/19 12:06
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《2024年,通信行业能否穿越周期、拥抱价值?》一文,我们从通信行业的整体情况出发,做了一些分析,下面我们聚焦于通信行业中的不同技术领域,一起来看一下这些无线通信细分赛道的具体表现如何。

  • 5G市场,拐点可期?

2023年,5G市场在全球蜂窝物联网模块市场中的份额首次超过了5%。这意味着5G技术的普及在过去一年中取得了新的进展,与此同时,5G商用化4年多以来,推进速度并没有预想的那么快。

图 | Semtech全球业务发展副总裁Mike Wong

对此,Semtech全球业务发展副总裁Mike Wong表示:“2023年,运营商在5G基站上的投入还是比较谨慎。5G在工业以及行业上的大量应用还需要时间,5G发展并没有预想的那么好。4G需求还是不错,4G退出历史舞台还需要很长时间。”

我们从手机侧来看这件事情,同样可以得出相似的结论。根据IDC的最新报告,尽管5G手机销量逐年攀升,但4G手机仍是市场主流;2022年,4G手机在全球手机市场中的份额超过50%;IDC预测,在未来几年中,4G手机仍将占据一定的市场份额,在全球呈现4G与5G海量并存的局面。

反应在产品侧,我们看到紫光展锐在5G产品系列化布局的同时,也在坚持4G产品的持续迭代和创新,并通过4G产品开拓了很多海外市场。

基于4G和5G产品的双管齐下,根据Counterpoint发布的2023年第二季度全球智能手机AP/SoC芯片出货量的市场份额数据显示,紫光展锐成为今年季度环比增长最快的芯片企业,全球市占率首次达到15%。

而对于更为前瞻性的6G技术,从需求上来看还是有点超前,但从各大企业战略布局的角度出发,6G研发已全面拉开帷幕。

紫光展锐认为:“未来5年将是6G移动通信网络技术研发和标准完善的关键时期。”同时,我们也了解到,紫光展锐也已启动6G技术预研,来推进6G基础研究、核心关键技术攻关和标准化工作。

  • Wi-Fi 6挺进物联网,Wi-Fi 7正式报道?

多元化的物联网市场变化,催生了从Wi-Fi Halow到Wi-Fi 7不同的短距离通信技术。

2023年,Wi-Fi 6在专网领域蓬勃发展,市场逐步上升,但其市场份额仍小于Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。

AIoT星图研究院在《中国Wi-Fi物联网产业研究报告 (2023)》中预测,以2023年为起点,Wi-Fi市场在5年内将会是Wi-Fi 4/5/6/7多项标准的产品共存的状态。

那么,下一步Wi-Fi 6将会从哪些角度来扩张自己的市场呢?物联网何时将成为Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E的主战场?

事实上,从2022年起,Wi-Fi 6在物联网设备中就开始发挥越来越重要的作用,除了注重增加带宽外,也扩展支持更大的网络和许多不同类型的应用,这些应用具有不同的带宽需求。

此外,Wi-Fi 6更广阔的市场是在低功耗物联网市场,但对于需要电池供电的物联网设备来说,传统的Wi-Fi很难占据绝对优势,因此Wi-Fi 6特别针对电池供电型设备进行了优化,这些设备可能不需要高带宽,但需要很长的电池续航时间。

比如芯科科技就面向智能家居、商业、智慧城市、工业和互联健康市场,推出了专为物联网优化的Wi-Fi 6产品SiWx917,这颗SoC不但搭载了最新的Wi-Fi 6协议、低功耗蓝牙(Bluetooth LE)网络,还能跑Matter协议,确保用户在各种产品类型和应用之间拥有更加无缝连接的体验,且更具低功耗特性、安全性和成本优势,更适合用在设备侧。究其低功耗的原因,一方面源自芯科科技的技术优势,另一方面是做了更趋向于物联网需求的技术取舍,比如采用单空间流模式等。

而作为最新一代Wi-Fi标准,Wi-Fi 7能提供更高数据传输速率和更低时延,国内外的厂商都在积极推动Wi-Fi 7芯片的研发。2022年1月,联发科宣布完成业内首次Wi-Fi 7技术现场演示,随后Wi-Fi 7技术进入高速发展时期;2022年MWC大会高通发布全球首个Wi-Fi 7解决方案;2022年11月TP-Link发布多款Wi-Fi 7路由器。国内的华为、中兴等厂商也在积极布局Wi-Fi 7。

值得一提的是,一般Wi-Fi技术的迭代有其独特的规律,从IP到芯片再到解决方案,从路由侧到端侧,都是循着这个脚步来推进的,而Wi-Fi 7从2019年立项发展至今,已经到了端侧发力的时候。因此我们看到,作为通信模组界的老大,移远通信在刚刚过去的CES 2024上发布了两款支持Wi-Fi 7技术的通信模组新品——FGE576Q和FGE573Q,为下一步Wi-Fi 7的规模出货传来了信号。

所以,业界普遍将2024年定义为“Wi-Fi 7的元年”。AIoT星图研究院更是预测,Wi-Fi 7将成为未来5年Wi-Fi市场主要增长力量之一,预计到2027年,Wi-Fi 7产品的出货量将接近 20%。

  • 蓝牙4即将冲击标签行业

“蓝牙产品现在每年出货量也超过了50亿台,预计到2027年将达到75亿台,比Wi-Fi高出35%,比蜂窝网络高出300%。” 蓝牙技术联盟首席市场官Ken Kolderup在2023年的中国媒体会上如是说,“其中,无线音频、互联消费电子产品和互联行业正在成为推动蓝牙强劲增长的三大浪潮。”

值得一提的是,在过去的几年中,为了能够更好地适配工商业领域的长距离应用场景,现在蓝牙的通信距离较早期提升了4倍;同时面向智能照明控制等场景,蓝牙还通过Mesh网络增加了一个全新的设备通信拓扑结构;面向冰球训练室等应用场景,蓝牙在定位功能当中增加了“寻向”功能,包括使用到达角/出发角做定位等实现高精度的室内定位;另外为了追求更好的听觉体验,蓝牙还推出了低功耗音频新一代的相关用例,如Auracast等。

今年早些时候蓝牙5.4版本的发布引起了不小的反响,特别是响应式周期性广告(PAwR)和加密广告数据(EAD)这两项功能,受到日益发展的电子货架标签(ESL)市场的热烈追捧。根据蓝牙技术联盟方面的数据,预计到2027年底,蓝牙ESL的年出货量将超过3.34亿台。

此外,Ken Kolderup还透露,接下来蓝牙将推出以下三大功能

1、实现安全、高精度的测距功能,误差不超过10%,也就是不超过20米;

2、尝试提高数据吞吐量,对当下大部分的应用场景进行优化,比如游戏手柄的数据同步、低功耗音频中的音频串流等;

3、推出工作在5GHz和6GHz频段的低功耗蓝牙技术,从而推动更多用例的出现,扩增蓝牙的市场范围。

  • 星闪,正在成为蓝牙最大的威胁?

2019年,华为因受美国制裁被迫退出蓝牙技术联盟,无奈之下自研了超级蓝牙技术(X-BT)——全球首个实现200米以上稳定连接的蓝牙技术,并上机荣耀20系列。

2020年9月,被恢复会员资格的华为依旧选择成立星闪(NearLink)联盟,并在2021年制定出了星闪 Release 1.0系列标准,重点打造SLB和SLE两项技术,兼顾高速率、高质量连接,与低功耗轻量级连接。

2023年8月4日,华为在HDC大会上正式发布新一代近距离无线连接技术——星闪,并将其带入商用阶段

作为全栈自研的新一代短距离通信技术,星闪以独特的优势全面超越了蓝牙和Wi-Fi,不仅连接距离更远、连接数量更多、传输速度更快、延时更短,同时耗能还更低。

在前面一个章节中,我们提到蓝牙是目前最主流的无线连接技术之一,在连接数量和速度方面均具有一定优势,但却被星闪一一秒杀。比如,星闪可同时连接4000多台设备,而蓝牙是8台;星闪的数据传输速率可达到900Mbps,而蓝牙是50Mbps;星闪的传输延时约为20μs,而蓝牙则为20ms;此外,星闪由于采用了5GPolar码技术,因此在抗干扰能力方面也是大大超越蓝牙。

换言之,星闪解决了蓝牙等无线通信解决不了,或者要在下一代产品中才能解决的问题,因此技术优势显著。基于此,业界认为星闪有可能逐步替代部分蓝牙设备,并在未来很长一段时间内形成共生的关系。

图 | 星闪技术应用场景示例,图源:星闪产业化推进白皮书

对此,Mike Wong认为:“星闪是中国本土的原生技术,融合了Wi-Fi和蓝牙的模式,并有所提高。但是否能大批量用起来,还需要市场和生态的检验。”

不过,当前我们已经看到市场上有不少芯片厂商、模组厂商和终端厂商发布了星闪的商用产品,包括华为、创耀科技、中科晶上、爱旗科技、鹰驾科技、鼎桥通信等,产业链正在逐渐健全之中。

  • 运营商发力1,导致NB-IoT需求减少?

在全球前10家蜂窝物联网芯片厂商中, 中国企业占了6家,分别为紫光展锐、翱捷科技、移芯通信、联发科、芯翼和海思

然而,当我们把2023年的成绩与2022年相比,可以看到头部几家厂商的表现出现了明显分化,联发科、海思等市占率出现下滑,而一些新锐国产企业发展速度很快,如移芯通信的NB-IoT、Cat.1出货量快速增多,在短时间内实现市场突破;智联安、芯昇科技的出货速度也在增长。

从不同制式物联网芯片来看,Cat.1芯片的中国市场由紫光展锐、翱捷科技、移芯通信主导,同时新进入者的数量正在增加。而对于NB-IoT市场来说,移芯通信和芯翼信息的市场份额快速扩大,海思和联发科持续萎缩。

但总的来说,除了表计行业还比较稳定之外,今年以来NB-IoT的需求在持续减少。背后的原因有两个:一是前几年新冠疫情在一定程度上刺激了NB-IoT的发展;二是运营商大力推广Cat.1,也导致了NB-IoT需求的外流。

图源:中国电信LTE Cat.1行业发展白皮书

这一观点与中国电信在其《LTE Cat.1行业发展白皮书》一文中的表述不谋而合,中国电信认为:“在未来5~10年,预计有60%的2G用户将迁移到NB-IoT,约40%的2G用户将迁移到LTE Cat.1;100%的3G用户将迁移到LTE Cat.1;约40%的LTE Cat.4用户将因为成本问题迁移到LTE Cat.1。”

  • LoRa行业最大的变化:组网协议更新

2018年,NB-IoT和LoRa已经占据了低功耗广域网络70%的市场份额,而现实中,我们也经常拿NB-IoT和LoRa作比较。

事实上,NB-IoT非常适合需要移动性和全国/国际覆盖范围的应用,例如跟踪集装箱运输;而LoRa适用于距离很远、数据很少/数据速率很低、发送频率也很低的应用场景,例如森林土壤传感器每天只报告一次土壤湿度。

纵观LoRa市场,2023年,在整体经济环境如此不好的情况下,国内LoRa节点出货量还是在持续增长。过去一年,LoRa行业最大变化是行业领头LoRa模组厂商纷纷推出LoRa组网协议,星型网络或者Mesh网络协议

比如, LoRa技术的发明者和推动者Semtech,就在2023年推出了自己的LoRa星型组网协议FMS。Mike Wong表示:“Semtech推出FMS的主要目的是给客户作参考,而根据反馈,我们已经有很多客户基于FMS设计了自己的协议产品。”

  • Wi-SUN足够灵活,却在中国市场水土不服

全球基础设施数字化正在成为趋势,而智慧城市的数字化转型却遇到了射频问题。由于设备数量的增加,2.4GHz频段正变得越来越拥塞,这些设备的服务质量(QoS)可能会因为这种拥塞而降低。

而Wi-SUN(Wireless Smart Ubiquitous Networks)运行在免授权的ISM频段上,不会受到这种拥塞的影响,并且能够提供更远的覆盖距离。当这与Wi-SUN FAN 1.1的先进功能,例如OFDM调制技术相结合时,智慧城市网络可以在对其他物联网设备带来影响最小的情况下运行。

值得一提的是,Wi-SUN是全球首批用于智慧城市和公用事业应用的公共协议之一,可提供标准化和互操作性。通过启用自组网的网状网络,Wi-SUN可动态且安全地连接数千个终端节点,使其适用于路灯或电池供电的燃气表和水表等复杂的设备要求。

与其他无线传输应用相比,Wi-SUN通过其网状结构可提供低延迟、更高的数据吞吐量和显著的延迟增益。

事实上,Wi-SUN是面向智能表计和智慧城市应用,该技术足够灵活,可以应对一些LoRa和SigFox的应用场景,但反之则不然。

但是中国的表计市场有其独特的挑战,Mike Wong认为:“Wi-SUN在国外有些市场,主要就集中在电表以及相关行业,但对国内Wi-SUN市场发展不看好。”

图 | 芯科科技无线产品营销高级总监Dhiraj Sogani

不过Dhiraj Sogani有着不同的观点,他表示:“虽然目前大多数的部署都是基于电力载波通信(PLC)或蜂窝网络的,但芯科科技也看到了其他无线技术的机会,可以通过Wi-SUN或其他专有解决方案等对目前部署的解决方案进行补充。现在,中国有许多表计客户正在为中国市场或芯科科技目前也参与其中的出口市场开发产品。”

  • Sigfox被收购后,在中国市场还能起死回生吗?

SigFox是LPWAN的三种主流技术之一,且面世最早,但近几年却被NB-IoT和LoRa逐渐拉开市场距离。

所以我们不妨拿LoRa和SigFox来做一下比较,事实上,SigFox的目标应用场景与LoRa相同,主要区别在于SigFox的数据速率更低,有效负载也非常低,因此SigFox适合的应用就更加有限,此外SigFox是完全专有的,而LoRaWAN(上层)则是开放规范。

从市场侧来看,Sigfox在国内到目前为止没有市场,在拉美大部分国家, Sigfox覆盖最好。同时,Sigfox可以在许多国家可以无缝互通,因此,Sigfox在日本的燃气表市场、海外国家的车辆防丢失追踪市场、大范围资产追踪、物流供应链市场等,占有很大的优势。

整体来说,受到商业模式和经营策略的限制,Sigfox盈利能力不强。因此,在2022年4月,新加坡物联网公司UnaBiz收购了破产的Sigfox,并试图将其推动成一个更加开放的标准。从2023年的效果来看,被收购后的Sigfox在国外取得了一些成绩,但要在国内发展,依然很难。

  • Matter保持着一年两次更新的步调

2023 Matter中国区开发者大会在杭州举行,CSA中国成员组主席宿为民在大会上表示:“截至2023年10月,非会员下载Matter标准技术规范的次数超过23,660次,已认证的产品和软件达到1,850款。”这说明Matter确实得到了全球业界的广泛关注。

从标准落地层面来看,我们看到Matter 1.0的标准支持多种常见的智能家居产品,包括灯泡、开关、插座等照明电工,窗帘幕帘电机温控器等暖通设备,门磁、温湿度等传感器,门锁,电视机等媒体播放设备,以及智能音箱等控制设备和网桥等类型。

到了Matter 2.0阶段,支持的设备类型则进行了扩展,新增了洗衣机、冰箱、洗碗机、房间空调、扫地机器人空气质量传感器空气净化器、烟雾/一氧化碳警报器和风扇等设备类型。此外,Matter 1.2还增加了一些关键的基础要素,如运行模式,将支持更多的设备类型,这对于未来添加更多家电非常重要。

除了支持新的设备类型,Matter 1.2还增加了一些新功能,可以更好地体现产品或其部件的运行,从而改善用户的调试体验。例如,在Matter Commissioner的用户界面中,门锁可以被描述为具有镀铬层,以帮助用户验证该门锁与其正在交互的门锁是否为同一个,或者在控制器的用户界面中,一盏带有多个灯泡的灯可以描述灯泡的定位或位置,以明确哪个灯泡与智能开关绑定。

对于Matter来说,家电是一个特别大的增长领域,因为在为大量使用专有系统的这些设备类型增加连接性和智能性方面已经实现了显著的扩展。此外,家电制造商通常会构建一个通用平台,可用于多种设备类型和多个市场。这意味着我们在未来可以期待看到更多的Matter家电设备类型被添加到标准中并投入生产。

就认证产品的数量而言,Matter一直在迅速发展,因为现在许多用户家中已经引入Matter网络。集线器(hub)和语音助手等关键的生态系统设备已经通过无线软件更新实现了对Matter的支持。事实上,亚马逊已经在1亿多台Echo和Eero设备中添加了Matter功能。在未来的版本中,我们可以期待更多的设备类型,特别是摄像头和能源管理设备等,从而进一步覆盖智能家居生态系统的各个应用层面。

随着芯片和产品端的逐渐完善,CSA联盟2024年也将在市场端发力,积极推动Matter产品在全球不断上市。与此同时,Matter 1.3计划将于2024年发布,并增加对新的工业应用的支持。

  • 手机直连卫星,进入规模化商用阶段

通信技术和消费终端数年来迅猛的发展,将手机直连卫星业务带入发展高速期。为了更高效地实现资源共享,卫星通信是未来通信的必然演进方向。

2023年8月29日,伴随着华为Mate 60系列手机的发布,除了自研的5.5G芯片以外,Mate 60支持卫星消息,Mate 60 Pro支持卫星电话的新功能一度将卫星通信带入到普通消费电子领域,并引发窄带卫星通信热潮。

在5G NTN方面,紫光展锐、联发科已完成NTN芯片研发,OPPO、vivo已完成NTN手机样机研制,荣耀则在新发的Magic6 Pro手机搭载了自研的鸿燕卫星通信技术,这是一种“高端机天通+短报文”的双模手机技术方案,而短期内在中端机上,短报文单模将成为手机直联卫星的主要方案。

作为运营商侧的响应,我们看到中国电信使用天通卫星转发器完成了5G NTN“手机直连卫星”外场验证,开通了“天通”卫星套餐;中国移动携手中兴通讯、是德科技共同完成了NR-NTN低轨卫星实验室验证;而中国联通则完成了NR-NTN低轨卫星语音和可视电话实验室验证。

从发展趋势看,预计卫星通信将进一步在宽带化和平价化上取得更快的进展,这需要整个产业链在通信制式差异化发展、星座卫星和高空平台的建设、卫星制造与运营、地面蜂窝网络覆盖和市场情况上继续协同。

除此之外,紫光展锐表示:“除了消费电子,卫星通信技术在5G发展的基础上可以延伸到更多卫星物联网、卫星车联网应用场景,带动周边市场不断扩张。”

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华为创立于1987年,是全球领先的ICT(信息与通信)基础设施和智能终端提供商。目前华为约有19.7万员工,业务遍及170多个国家和地区,服务全球30多亿人口。华为致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界:让无处不在的联接,成为人人平等的权利,成为智能世界的前提和基础;为世界提供最强算力,让云无处不在,让智能无所不及;所有的行业和组织,因强大的数字平台而变得敏捷、高效、生机勃勃;通过AI重新定义体验,让消费者在家居、出行、办公、影音娱乐、运动健康等全场景获得极致的个性化智慧体验。收起

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与非网副主编 通信专业出身,从事电子研发数余载,擅长从工程师的角度洞悉电子行业发展动态。