運用靈活的模組系列,快速部署 Wi-Fi 6/6E
人工智慧和其他資料密集型應用快速成長,雖然大幅改善工業作業,但也為無線網路帶來沉重的壓力。
問題通常歸咎於舊式 Wi-Fi 網路的侷限,因為其設計往往不符合現代工業的要求。擁塞是最嚴重的問題之一:在許多設施中,數十個甚至數百個工業物聯網 (IIoT) 裝置在競爭頻寬,導致既有網路不堪負荷。
效率也是另一個問題。電池供電的感測器和行動系統需電源管理功能,而傳統的 Wi-Fi 技術正缺乏。
安全是另一項限制。越來越多網路攻擊針對工業網路,而舊式網路提供的 WPA2 加密可能無法達到足夠的保護。
以上這些挑戰,迫切需要現代無線標準 (如 Wi-Fi 6/6E (802.11ax)) 架構的新解決方案。
Wi-Fi 6/6E 如何滿足工業網路需求
在 Wi-Fi 6 中,最大的進展之一是正交頻分多址 (OFDMA),可讓多重裝置共享同一個頻道,因此能大幅提高網路流量。Wi-Fi 6E 在現有的 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段上添加 6 GHz 頻段,增加優勢,能明顯減少在擁擠的工業環境中的干擾。
至於以電池供電的系統,目標喚醒時間 (TWT) 是另一項明顯的優勢。目標喚醒時間允許裝置協商喚醒和傳輸資料的時程。如此可縮短閒置時間並大幅延長電池續航力,同時保持可靠的連接。
最後,升級至 WPA3 Enterprise,可顯著強化安全性。此技術提供更強大的加密、防護暴力破解攻擊,以及提升的身份驗證方法。
設計人員需考量到,如何快速且有效率地部署以上這些新功能。
Wi-Fi 6/6E 模組簡化工業連接
Ezurio 的 Sona 系列 Wi-Fi 6/6E 連接模組可提供一個解決方法。 每個模組都提供特定的效能和整合需求,但都具有一個共同的基礎,即支援 Wi-Fi 6 和藍牙 5.4、工業級可靠性,並且易於部署。
此系列包括五個產品線: Sona IF573 (Wi-Fi 6E)、Sona IF513 (Wi-Fi 6E)、Sona TI351 (Wi-Fi 6)、Sona NX611 (Wi-Fi 6)、Sona MT320 (Wi-Fi 6)。每款元件都以不同的晶片組打造。這種多供應商方法可讓開發人員靈活選擇適合其係統架構的矽晶,同時降低供應商鎖定的風險。
此模組採用插入式和表面黏著技術 (SMT) M.2 外型,可整合到各種系統佈局和空間限制中。天線選項包括 MHF4 連接器、RF 引腳排列、整合式晶片天線。預先認證的天線選項可協助簡化監管核可流程。
所有模組均由 Ezurio Connectivity Stack 支援,包括對 Linux 核心 (可追溯至 6.1 版本) 和 Android (可追溯至 12 版本) 的支援。因此,設計人員無需對軟體大幅修改,即可將現代無線功能添加到現有系統中。
適用於廣泛工業應用的 Wi-Fi 6/6E 解決方案
以下典型的使用案例將說明 Sona 系列的產品廣度:IIoT 閘道聚合來自眾多端點 (包括高頻寬源) 的資料。Ezurio 的 Sona IF573 模組採用 Infineon Technologies 的晶片,非常適合此角色。具有 1200 Mbit/s 的傳輸量、2×2 多重使用者多輸入多輸出 (MU-MIMO) 配置,以及三頻 2.4/5/6 GHz Wi-Fi 6E 支援,讓工業閘道能夠維持多重高速連接。453-00119 (圖 1) 是典型範例之一,採用 M.2 2230 Key E 封裝,並納入三個 MHF4 連接器。
圖 1:453-00119 支援工業閘道的高效能。(圖片來源:Ezurio)
接著,考量大規模感測器網路。雖然每個裝置可能僅傳輸少量資料,但合併起來對網路負載可能很大。Ezurio 的 Sona IF513 模組同樣採用 Infineon 的晶片,為大規模部署提供實用的解決方案。其數據傳輸率為 143 Mbits/s,為 1 × 1 單輸入、單輸出 (SISO) 配置,以較不複雜的方式存取不擁擠的 6 GHz 頻段。453-00185R (圖 2) 是其代表性元件之一,採用 M.2 1216 SMT 外型,並具有 RF 走線引腳,可進行靈活的天線佈線。
圖 2:453-00185R 可存取 6 GHz 頻段,並具有 RF 走線引腳,可進行靈活的天線佈線。(圖片來源:Ezurio)
電池供電式設備監控是另一種常見的應用,採用 Texas Instruments 晶片的 Ezurio Sona TI351 模組就是為此類型應用量身打造。具有 1×1 SISO 配置,數據傳輸率為 86 Mbits/s,並支援目標喚醒時間功能。此系列的典型元件是 453-00200C (圖 3),採用 M.2 1216 SMT 外型並搭載晶片天線。
圖 3:453-00200C 優先考量能效,並搭載晶片天線。(圖片來源:Ezurio)
接著說明自動導引車 (AGV),此應用需要具備優異的即時遙測連接的緊湊型解決方案。此時 Ezurio 的 Sona NX611 便可大放異彩。此元件採用 NXP Semiconductors 的晶片,以及 1 × 1 SISO 配置,速度高達 600 Mbits/s,並提供 453-00155R 等 SIP 選項 (圖 4),旨在佔用最小實體覆蓋區。
圖 4:453-00155R 可提供高達 600 Mbits/s 的速度,並採用 SIP 外型。(圖片來源:Ezurio)
最後,讓我們來討論人機介面 (HMI)。Ezurio 的 Sona MT320 非常適合這些應用。此元件基於 MediaTek 晶片,並支援 MediaTek Genio SDK,以簡化與圖形密集型處理器的整合。採用 2×2 MU-MIMO 配置,數據傳輸率為 1200 Mbits/s。典型的實作為 453-00176R (圖 5),採用 M.2 1420 SMT 外型,並為 2 × 2 MU-MIMO 天線提供 MHF4 連接器。
圖 5:453-00176R 經過最佳化,搭配 MediaTek 處理器使用。(圖片來源:Ezurio)
結論
越來越多工業系統仰賴資料,Wi-Fi 6/6E 經實證,可成為重要的連接解決方案。Ezurio Sona 系列無線模組提供靈活的選項,可將先進的 Wi-Fi 功能整合到這些系統中。透過多種矽晶選項、外型尺寸、預認證天線,以及全面的軟體支援,設計人員可以選擇符合其特定要求的模組。

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