文/黄海峰
今年8月底,我国物联网终端连接数首次超过移动电话用户数,在移动网连接终端中占比达到50.3%,标志着我国正式进入“物超人”时代。在我们描绘的未来智能世界中,无线短距通信技术作为万物互联的神经末梢,成为实现海量连接不可或缺的关键手段。
但随着应用领域和需求日趋增多,现有无线短距通信技术在时延、可靠性等方面已无法满足新兴场景的演进需求,怎么办?有意思的是,近两年无线短距通信领域出现了一位“重量级”新玩家,即星闪(SparkLink)。
星闪有何真功夫?11月04日,在2022中国无线电大会分论坛 -“荟·新短距,拓·新产业”星闪联盟产业峰会上,笔者在现场看到,来自工信部、星闪联盟合作标准组织以及星闪联盟240家成员单位代表共议星闪技术、标准制定、星闪联盟重点工作、产业推进等情况。
这场无线短距通信行业盛会真可谓亮点纷呈!在本次大会上,星闪联盟发布了星闪1.0系列标准、技术路线规划、首商用产品路标、《星闪无线短距通信技术(SparkLink1.0)产业化推进白皮书》以及星闪联盟OpenLab揭牌等,笔者感受到星闪作为一项技术新星正在冉冉升起。
那么,你一定好奇,无线短距通信技术市场前景和价值几何?相比传统WiFi、蓝牙等,星闪技术有何优势?将在哪些场景发挥作用?星闪技术标准化和产业化进程怎样?接下来,让我们一起推开“星闪”新技术的大门。
天时:星闪成无线短距通信,新晋重量级玩家
在过去30年间,无线短距通信技术得到迅速发展,市场规模巨大。一方面,根据IDC数据显示,2022年,全球典型的无线短距芯片出货量将达到100亿颗以上。同时,全球无线短距通信芯片2021年销售额达到201亿美元,预计2026年这一数字将超过250亿美元(约合人民币1800亿元)。
另一方面,从整体产业来看,无线短距通信产业空间依然十分可观,目前有四大领域对无线短距通信呈现出较强需求。
在智能汽车领域,车内感知融合、信息娱乐等需要实时信息传递,因此每辆汽车对无线短距通信芯片需求约30片,总体需求每年以十亿来计量。
在智能终端领域,全球智能手机总体出货量维持在14亿部,据IDC预测,2024年可穿戴设备全球出货量将达到6.37亿台,带动无线短距芯片需求增长。
在智能家居领域,AIoT产品品类呈现爆发之势,每年无线短距芯片需求达到10亿量级。
在智能制造领域,据Juniper Research预计,2025年全球工业物联网的短距连接数将达370亿个。
上述对于无线短距芯片的大量需求既是机遇,亦是挑战。这些从四大领域所涌现出的创新场景和应用,对现有无线通信技术提出新的要求。星闪联盟专家委主任、中国工程院邬贺铨院士从以下三点进行分析。
挑战一,对无线短距通信技术在时延、同步精度、业务并发、可靠性等方面要求不断加强。例如,车载无线主动降噪单向通信时延要求小于20微秒,基于传感器的工业过程控制要求支持超过100路连接,极佳的投屏体验要求同步精度小于2毫秒。
挑战二,对无线短距通信技术的能力扩展需求不断增强。例如,车载场景下的无钥匙进入系统要求具备高精定位能力,智能家居中人体跌倒检测要求具有感知能力,工业场景下的大规模数据集采要求具备自组网能力。
挑战三,要求无线短距通信技术可以支持各种新应用功能,例如无线电池管理系统、高清无损音频、包括手写笔在内的新型人机交互、机械臂控制等。
挑战与机遇并存的地方,往往蕴藏着新的风口,正是因为新场景的涌现以及对现有技术的新要求,才给新一代无线短距通信技术的出现提供了窗口期,星闪技术和星闪联盟在此背景下应运而生。
地利:技术标准稳步推进,四大场景值得关注
星闪作为一项新技术,对大多数人来说还稍微陌生。无线短距通信主要指的是局部区域内两个无线设备间(通常在10~20m以内)的两个设备完成通信,这样用户在有限空间内位置移动时,就能做到通信连接不中断,像我们耳熟能详的蓝牙、WiFi等就是目前已经成熟商用的无线短距通信技术。
那么你一定想知道,星闪之“新”体现在何处?那便是“低时延、高并发、高可靠、抗干扰、精同步”,这五大核心优势特性将更好地满足四大领域等产业当下的新发展趋势。
具体来说,为满足不同场景的通信需求,星闪技术提供SLB(SparkLink Basic,星闪基础接入技术)和SLE(Sparklink Low Energy,星闪低功耗接入技术)两种无线通信接口。
一方面,SLB支持20µs的单向时延、99.999%的传输可靠性和1µs的同步精度,主要用于承载以车载主动降噪、无线投屏、工业机械运动控制等为代表的业务场景,其显著特征是低时延、高可靠、精同步和高并发等。
另一方面,SLE支持250µs的双向交互、低至-110dBm的接收机灵敏度和多达256个用户的并发接入,主要用于承载包括耳机音频传输、无线电池管理系统、工业数据采集在内的具备低功耗要求的业务场景。
技术有了,技术标准也得快步跟上,以加速芯片、模组、产品等产业发展,满足不同场景需求。邬贺铨在会上发布了星闪技术路线规划,以保证星闪技术演进与核心业务需求相匹配,保证星闪标准迭代周期与产业落地节奏相匹配。
首先,星闪Release 1.0完成,相关产品进入实际量产研发。星闪Release 1.0以SLB和SLE所提供的核心通信能力以及统一的上层交互协议为基石,为四大领域应用提供具有低时延、高可靠、高速率、精同步、高并发、低功耗及高安全的坚实传输保障。
其次,星闪Release 2.0已启动,将于2023年发布。星闪Release 2.0从今年4月启动首批立项,将在高精定位、感知、覆盖增强、Mesh组网以及QoS增强等方向重点增强。星闪Relase 2.0将分为两个阶段进行,第一阶段标准化工作将于2022年底发布,第二阶段标准将于2023年H2发布。
最后,星闪Release3.0初步规划于2024年左右启动,具体将结合新增业务需求持续演进,保持星闪技术竞争力领先。
“联盟应集中力量推动星闪1.0率先商用,同时做好星闪频谱研究工作以及应用可扩展性设计。”邬院士建议道。
值得一提的是,深圳赛西信息技术有限公司总经理周钢在会上发布了《星闪无线短距通信技术(SparkLink1.0)产业化推进白皮书》。该白皮书于去年3月正式启动,历时一年半完成。给大家划一下重点,该白皮书在四大领域识别了24个星闪典型适用场景,笔者也在展厅现场亲自感受了星闪技术如何在各行各业中发挥无可替代的作用。
第一,智能汽车领域主要应用是车载无线主动降噪、无线电池管理系统、车内AR/VR等。笔者先是在现场看到一个大型的货运卡车沙盘。我们知道大型货运卡车因车长存在较大视觉盲区,道路安全隐患大。鹰驾科技和华为联合推出展示了星闪无线360度环视解决方案,基于星闪超低时延高清视频传输,实时向驾驶员提供车辆周边路况信息,可为司机安全驾驶保驾护航。
据介绍,一辆卡车车头和车厢是使用六到八个摄像头,距离非常远,如果使用有线连接的话,成本高且不灵活;如果使用WiFi的话则会出现监控画面卡顿、马赛克,此时星闪给出了完美的无线通信方案,通过“FISA + Polar + 重传”三项技术,提供媲美有线连接的视频质量,还非常灵活。
博泰车联网和常熟汽饰联合,在汽车门上呈现的星闪沉浸式氛围灯,速率高,时延仅有数微秒,支持上百个设备同时接入,解决了布线复杂和传统无线技术不可靠等问题,让你的爱车也能拥有“声至影显”高级体验。
第二,智能终端领域主要应用是无损音频、多设备投屏、实时手游以及定位感知等。传输视频4K高清晰度现有市面产品难以达到。联想和中科晶上联合推出的星闪4K高清无线投屏,不仅是4K,还做到了超低时延,相信未来我们的投屏体验会越来越丝滑。深圳纳德光学,采用星闪技术,实现无线连接的4K级别的高清头显。笔者带上其展示的VR设备,看到了4K级高清的视频,观看了好几分钟,并无头晕现象。
第三,智能制造领域主要应用是产线设备控制、大规模数据采集、工业检测等。工业系统器件数量多,协同操作复杂度大,对无线通信技术提出不小挑战。中国移动、艾灵网络和华为联合推出的星闪电机无线同步控制方案,可以有效降低未来工厂机械通信系统复杂度,节省大量线缆及人工成本,有利于工厂内部大规模多设备协同操作。
上述笔者体验只是星闪技术实际商用的一部分,相信后期随着星闪技术走进千行百业,将与更多的场景产生奇妙的化学反应。
逛完整个展厅,笔者感到一种“获得感”,我们或许已经习惯蓝牙等技术带给我们的无线短距通信体验,但星闪技术并不是对原有技术的参数优化,而是作为一个新事物,以全新的姿态,独特的优势走进我们的生活,这让笔者对星闪的大规模商用有了更多期待。
人和:商业化进程开启,产业生态日益壮大
星闪技术在标准方面能有如此迅速地推进,离不开背后星闪联盟240家成员的默默耕耘。星闪联盟经过两年多发展,成员涵盖芯片、模组、设备、解决方案、测试认证、运营和安全服务等全产业链上下游。
作为一家全球化的产业联盟,星闪联盟都有哪些成员?早在去年业界就公布过该联盟的成员,涉及A股公司的有大唐高鸿、四维图新、欧菲光、歌尔、国科微、北斗星通、奇安信等,还包括华为、小米、OV、联想、HONOR等多家国内知名手机厂商,也包括长安、长城、吉利、上汽和东风等汽车企业。
如今一年时间,联盟又增加了100多家成员。具体看,目前联盟成员包括9家行业机构、12家汽车厂商、50余家芯片和模组厂商、31家应用厂商、44家ICT企业和十余所高校及科研单位。而在国外厂商参与方面,笔者看到汽车芯片领域的巨头意法半导体参与了本次大会的专题讨论。据了解还有非常多的国外厂商对此技术感兴趣。
在此次大会上,笔者注意到有22家先进单位获表彰。11家卫星闪1.0标准贡献较大的代表企业和机构,包括中国信通院、中国电子标准院、中国标准化研究院、上海交通大学、中国移动、华为、中兴通讯、联发科、大唐高鸿、TCL和小米。还有11家有效推动星闪产业落地的成员单位,包括无线电检测中心、中汽中心、闪联、星河亮点、联想、中科晶上、创耀通信、北汽、博泰车联网、鹰驾科技和艾灵网络。
五指成拳,力出一孔。联盟成员范围涉及之广,数量之庞大,也让业界对星闪的未来信心倍增。
星闪联盟理事长、原ISO主席张晓刚在致辞中指出,后续将把星闪联盟打造成为以市场为导向、以创新技术为基础、以标准为纽带的全球化、专业化产业平台。
在大会的星闪首商用产品路标发布环节,共有16家联盟成员单位发布了测试仪表、芯片、模组以及终端等各类星闪首商用产品的路标,计划在2022Q4-2023Q4正式推出星闪商用产品,这也标志着星闪商业化进程正式开启。
此外,星闪联盟四个产业推广组预测星闪典型应用场景的商用节奏,大规模商业落地有望于2023~2024年实现。
中国通信标准化协会闻库理事长见证该发布环节并表示,星闪联盟除了建设朋友圈还需要建设生态圈,应尽快通过汽车、手机和平板电脑等产品将星闪芯片装机量提升上去。
星闪首商用是迈开了第一步,但要想广泛应用于行业,离不开完整的测试和授权体系作为基础和保障。笔者获悉,星闪联盟测试授权管理流程已初步完成建设,预计2023年上半年将发布首张星闪一致性测试证书。
为了全面推动星闪产业生态的加速孵化,星闪联盟还筹建了星闪Openlab开放实验室,以聚拢产业链上下游软硬件资源、创新研究、产品联调、技术交流,形成行业发展合力,使能行业伙伴加速应用创新,推动星闪产业生态发展。
据深圳市工业和信息化局信息基础设施处张文平处长介绍,深圳市为星闪技术发展营造了良好环境,支持首个星闪OpenLab建设,并鼓励打造成全球领先的技术孵化服务平台。
对于星闪联盟在未来该如何抢抓机遇,构建好新一代无线短距通信技术标准和产业生态。国家市场监督管理总局标准创新管理司肖寒司长给出了两点建议。其一,星闪联盟应加强标准化与科技创新互动发展,一体推进技术研发、标准研制与产业推广。其二,星闪联盟应对标国际创新工作机制模式,广泛吸纳国内外企业和专家参与团体标准制定,推动团体标准国际化推广,打造团体标准国际品牌。
笔者观察:星闪如灯塔,照亮万物互联世界之路
随着数字世界的深入发展,信息在人、物、环境之间的循环流转让连接变得至关重要,如何为人们的日常生活打造更自由的无线连接体验,是这一代通信人面对的新课题。
但我们欣喜地看到,星闪技术以其技术的先进性得到业界的广泛关注,仅两年时间,就在技术标准、产业进展等多方面取得不错成绩。
笔者获悉,星闪联盟后续将加速推动星闪Release 1.0产品落地和实际商用,并加强星闪测试体系建设及实际运行以保证使用星闪技术设计的产品的一致性和互通性。
最强大的力量是同心合力,最有效的方法是和衷共济。面向未来,笔者希望可以有更多的组织加入星闪联盟,推进无线短距离通信技术创新和产业升级,打造面向万物互联的星辰大海。
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