作者： Kenton Williston

人工智能和其他數據密集型應用的快速增長極大地改善了工業運營，但也給無線網絡帶來了沉重的壓力。

問題通常歸結于老式 Wi-Fi 網絡的局限性，因為其設計不符合現代工業要求。擁塞是最嚴重的問題之一：在許多設施中，會有數十個甚至數百個工業物聯網 (IIoT) 設備爭奪帶寬，導致現有網絡不堪重負。

效率也是一個問題。傳統的 Wi-Fi 技術缺乏電池供電型傳感器和移動系統所需的電源管理功能。

安全是另一個限制。網絡攻擊越來越多地針對工業網絡，而舊網絡提供的 WPA2 加密可能無法提供足夠的保護。

這些挑戰迫切需要基于現代無線標準（如 Wi-Fi 6/6E (802.11ax））的新解決方案。

Wi-Fi 6/6E 如何滿足工業網絡需求

Wi-Fi 6 最大的改進之一是正交頻分多址 (OFDMA) 技術的采用，它允許多個設備共用同一個信道，從而大幅提高網絡容量。Wi-Fi 6E 通過在現有的 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段上添加 6 千兆赫 (GHz) 頻段進一步擴展了這些優勢，從而大大減少了擁擠的工業環境中的干擾。

對于電池供電型系統，目標喚醒時間 (TWT) 是另一個顯著優勢。TWT 允許設備協商喚醒和傳輸數據的時間表。這最大限度地減少了空閑時間并顯著延長了電池壽命，同時保持了可靠的連接。

最后，升級到 WPA3 Enterprise 可顯著增強安全性。該技術提供了更強大的加密手段、針對暴力攻擊的保護以及改進的身份驗證方法。

對于設計人員來說，問題是如何快速有效地部署所有這些新功能。

Wi-Fi 6/6E 模塊簡化了工業連接

Ezurio 的 Sona 系列 Wi-Fi 6/6E 連接模塊提供了一個解決方案。該系列的每個模塊會針對特定的性能和集成需求，但都具有一個共同的基礎：支持 Wi-Fi 6 和藍牙 5.4、工業級可靠性和易于部署。

該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) 和 Sona MT320 (Wi-Fi 6)。每個都是基于不同的芯片組構建的。這種多廠商方法能夠讓開發人員靈活地選擇適合其系統架構的芯片，同時降低依賴特定廠商的風險。

這些模塊采用可插拔和表面貼裝技術 (SMT) M.2 外形尺寸，可集成到各種系統布局和有限的空間中。天線選擇包括 MHF4 連接器、射頻引腳或集成芯片天線。預認證天線選項可幫助簡化監管審批。

所有模塊均受 Ezurio Connectivity Stack 支持，其中包括對 Linux 內核（最早可追溯至 6.1 版本）和 Android（最早可追溯至 12 版本）的支持。這使得設計人員無需對軟件進行大改即可將現代無線功能添加到現有系統中。

適合廣泛工業應用的Wi-Fi 6/6E 解決方案

為了展示 Sona 系列的選擇廣度，我們來看一個典型的用例：聚合眾多端點（包括高帶寬源）數據的 IIoT 網關。基于 Infineon Technologies 芯片的 Ezurio Sona IF573 模塊非常適合這一角色。其 1200 Mb/s 的吞吐量、2×2 多用戶多輸入多輸出 (MU-MIMO) 配置以及三頻 2.4/5/6 GHz Wi-Fi 6E 支持，使得工業網關能夠維持多個高速連接。一個典型的例子是 453-00119（圖 1），它采用 M.2 2230 Key E 封裝并包含三個 MHF4 連接器。

圖 1：453-00119 在工業網關中支持高性能。（圖片來源：Ezurio）

接下來考慮大規模傳感器網絡。雖然每個設備可能只傳輸少量數據，但合并后的網絡負載可能很大。Ezurio Sona IF513 模塊同樣基于 Infineon 芯片，為大規模部署提供了實用的解決方案。它具有 143 Mb/s 的數據速率，其 1 × 1 單輸入、單輸出 (SISO) 配置提供了一種不太復雜的方式來訪問不擁擠的 6 GHz 頻段。代表性器件是 [453-00185R]（圖 2），它采用 M.2 1216 SMT 外形尺寸，并具有射頻走線引腳，可實現靈活的天線布線。

圖 2：453-00185R 可接入 6 GHz 頻段，并配有射頻走線引腳，可實現靈活的天線布線。（圖片來源：Ezurio）

電池供電型設備監控是另一種常見的應用，基于 [Texas Instruments] 芯片的 Ezurio Sona TI351 模塊就是為這種用例量身定做的。它采用 1×1 SISO 配置，數據速率為 86 Mb/s，并支持 TWT。該系列中的典型器件是 [453-00200C] （圖 3），它采用 M.2 1216 SMT 外形尺寸并配有片式天線。

圖 3：453-00200C 注重能效，并配備片式天線。（圖片來源：Ezurio）

現在我們來看看自動導引車 (AGV)，它需要能夠提供出色連接性的緊湊型解決方案，以實現實時遙測。此時，就非 Ezurio Sona NX611 莫屬了。該器件基于 [NXP Semiconductors] 芯片，采用 1 × 1 SISO 配置，并具有高達 600 Mb/s 的速度，并提供像 [453-00155R] （圖 4）這樣的 SIP 選擇，以最大限度地減少物理空間占用。

圖 4：453-00155R 傳輸速率高達 600 Mb/s，采用 SIP 封裝。（圖片來源：Ezurio）

最后，看一下人機接口 (HMI)。Ezurio Sona MT320 非常適合這些應用。它基于 [DediaTek] 芯片并支持 MediaTek Genio SDK，簡化了與圖形密集型處理器的集成。它采用 2×2 MU-MIMO 配置，數據速率達 1200 Mb/s。典型實現是 [453-00176R] （圖 5），它采用 M.2 1420 SMT 外形尺寸，并為 2 × 2 MU-MIMO 天線提供 MHF4 連接器。

圖 5：453-00176R 旨在用于 MediaTek 處理器。（圖片來源：Ezurio）

結語

隨著工業系統越來越多地由數據驅動，Wi-Fi 6/6E 已被證明是一種至關重要的連接解決方案。Ezurio Sona 系列無線模塊提供了靈活的選擇，可將先進的 Wi-Fi 功能集成到這些系統中。通過多芯片選擇、多外形尺寸、預認證的天線和全面的軟件支持，設計人員可以自由選擇符合其特定要求的模塊。