用灵活的模块系列快速部署 Wi-Fi 6/6E-电子发烧友网

作者： Kenton Williston

人工智能和其他数据密集型应用的快速增长极大地改善了工业运营，但也给无线网络带来了沉重的压力。

问题通常归结于老式 Wi-Fi 网络的局限性，因为其设计不符合现代工业要求。拥塞是最严重的问题之一：在许多设施中，会有数十个甚至数百个工业物联网 (IIoT) 设备争夺带宽，导致现有网络不堪重负。

效率也是一个问题。传统的 Wi-Fi 技术缺乏电池供电型传感器和移动系统所需的电源管理功能。

安全是另一个限制。网络攻击越来越多地针对工业网络，而旧网络提供的 WPA2 加密可能无法提供足够的保护。

这些挑战迫切需要基于现代无线标准（如 Wi-Fi 6/6E (802.11ax））的新解决方案。

Wi-Fi 6/6E 如何满足工业网络需求

Wi-Fi 6 最大的改进之一是正交频分多址 (OFDMA) 技术的采用，它允许多个设备共用同一个信道，从而大幅提高网络容量。Wi-Fi 6E 通过在现有的 2.4 GHz 和 5 GHz 频段上添加 6 千兆赫 (GHz) 频段进一步扩展了这些优势，从而大大减少了拥挤的工业环境中的干扰。

对于电池供电型系统，目标唤醒时间 (TWT) 是另一个显著优势。TWT 允许设备协商唤醒和传输数据的时间表。这最大限度地减少了空闲时间并显著延长了电池寿命，同时保持了可靠的连接。

最后，升级到 WPA3 Enterprise 可显著增强安全性。该技术提供了更强大的加密手段、针对暴力攻击的保护以及改进的身份验证方法。

对于设计人员来说，问题是如何快速有效地部署所有这些新功能。

Wi-Fi 6/6E 模块简化了工业连接

Ezurio 的 Sona 系列 Wi-Fi 6/6E 连接模块提供了一个解决方案。该系列的每个模块会针对特定的性能和集成需求，但都具有一个共同的基础：支持 Wi-Fi 6 和蓝牙 5.4、工业级可靠性和易于部署。

该系列包括五个产品线：Sona IF573 (Wi-Fi 6E)、Sona IF513 (Wi-Fi 6E)、Sona TI351 (Wi-Fi 6)、Sona NX611 (Wi-Fi 6) 和 Sona MT320 (Wi-Fi 6)。每个都是基于不同的芯片组构建的。这种多厂商方法能够让开发人员灵活地选择适合其系统架构的芯片，同时降低依赖特定厂商的风险。

这些模块采用可插拔和表面贴装技术 (SMT) M.2 外形尺寸，可集成到各种系统布局和有限的空间中。天线选择包括 MHF4 连接器、射频引脚或集成芯片天线。预认证天线选项可帮助简化监管审批。

所有模块均受 Ezurio Connectivity Stack 支持，其中包括对 Linux 内核（最早可追溯至 6.1 版本）和 Android（最早可追溯至 12 版本）的支持。这使得设计人员无需对软件进行大改即可将现代无线功能添加到现有系统中。

适合广泛工业应用的Wi-Fi 6/6E 解决方案

为了展示 Sona 系列的选择广度，我们来看一个典型的用例：聚合众多端点（包括高带宽源）数据的 IIoT 网关。基于 Infineon Technologies 芯片的 Ezurio Sona IF573 模块非常适合这一角色。其 1200 Mb/s 的吞吐量、2×2 多用户多输入多输出 (MU-MIMO) 配置以及三频 2.4/5/6 GHz Wi-Fi 6E 支持，使得工业网关能够维持多个高速连接。一个典型的例子是 453-00119（图 1），它采用 M.2 2230 Key E 封装并包含三个 MHF4 连接器。

图 1：453-00119 在工业网关中支持高性能。（图片来源：Ezurio）

接下来考虑大规模传感器网络。虽然每个设备可能只传输少量数据，但合并后的网络负载可能很大。Ezurio Sona IF513 模块同样基于 Infineon 芯片，为大规模部署提供了实用的解决方案。它具有 143 Mb/s 的数据速率，其 1 × 1 单输入、单输出 (SISO) 配置提供了一种不太复杂的方式来访问不拥挤的 6 GHz 频段。代表性器件是 [453-00185R]（图 2），它采用 M.2 1216 SMT 外形尺寸，并具有射频走线引脚，可实现灵活的天线布线。

图 2：453-00185R 可接入 6 GHz 频段，并配有射频走线引脚，可实现灵活的天线布线。（图片来源：Ezurio）

电池供电型设备监控是另一种常见的应用，基于 [Texas Instruments] 芯片的 Ezurio Sona TI351 模块就是为这种用例量身定做的。它采用 1×1 SISO 配置，数据速率为 86 Mb/s，并支持 TWT。该系列中的典型器件是 [453-00200C] （图 3），它采用 M.2 1216 SMT 外形尺寸并配有片式天线。

图 3：453-00200C 注重能效，并配备片式天线。（图片来源：Ezurio）

现在我们来看看自动导引车 (AGV)，它需要能够提供出色连接性的紧凑型解决方案，以实现实时遥测。此时，就非 Ezurio Sona NX611 莫属了。该器件基于 [NXP Semiconductors] 芯片，采用 1 × 1 SISO 配置，并具有高达 600 Mb/s 的速度，并提供像 [453-00155R] （图 4）这样的 SIP 选择，以最大限度地减少物理空间占用。

图 4：453-00155R 传输速率高达 600 Mb/s，采用 SIP 封装。（图片来源：Ezurio）

最后，看一下人机接口 (HMI)。Ezurio Sona MT320 非常适合这些应用。它基于 [DediaTek] 芯片并支持 MediaTek Genio SDK，简化了与图形密集型处理器的集成。它采用 2×2 MU-MIMO 配置，数据速率达 1200 Mb/s。典型实现是 [453-00176R] （图 5），它采用 M.2 1420 SMT 外形尺寸，并为 2 × 2 MU-MIMO 天线提供 MHF4 连接器。

图 5：453-00176R 旨在用于 MediaTek 处理器。（图片来源：Ezurio）