芯耀
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本文來自 Qorvo半導體
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本月 Tony 將為您解答：網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲和超寬帶技術相結合正以哪些新奇的方式拓展物聯(lián)網(wǎng)應用？?
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無線連接與物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 已融為一體。據(jù)國際數(shù)據(jù)公司 (IDC) 估計，到 2025 年，將有 416 億臺互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)設備或“物體”，產生 79.4 ZB 的數(shù)據(jù)。網(wǎng)狀網(wǎng)絡將成為家庭、城市和企業(yè)環(huán)境中的物聯(lián)網(wǎng)設備使用這些海量數(shù)據(jù)的關鍵機制。所有這些在我們的世界中如何環(huán)環(huán)相扣（一語雙關）？而 Qorvo 又發(fā)揮了怎樣的積極作用？Tony Testa 對此提供了一些相關的見解。?
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Q：Tony，請問什么是網(wǎng)狀網(wǎng)絡？
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A：網(wǎng)狀網(wǎng)絡是一種拓撲結構，其中各節(jié)點都實現(xiàn)連接。它可以使用單個互聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關，連接到各個網(wǎng)絡節(jié)點；或者讓這些節(jié)點自身相互連接并通信。網(wǎng)狀網(wǎng)絡可以輕松地將無線設備的范圍擴大到整個區(qū)域，例如辦公室、家庭，甚至戶外。?
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網(wǎng)絡中的每個設備都有兩種收發(fā)信息的方式。整個網(wǎng)絡的通信不依賴于某一個設備，因此，如果其中一個節(jié)點無法通信，網(wǎng)絡仍可通過其他節(jié)點繼續(xù)工作。每個網(wǎng)絡節(jié)點及互連設備（例如燈泡、電視、平板電腦、電器等）都可使用多種無線標準往返通信。?
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Q：網(wǎng)狀網(wǎng)絡節(jié)點如何與家里的物聯(lián)網(wǎng)設備一起使用？
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A：當今的網(wǎng)狀網(wǎng)絡設備不受寬帶信號的限制。它們可通過多種標準進行通信，用來擴展 Wi-Fi、蜂窩、Bluetooth?Low Energy、ZigBee、Thread等網(wǎng)絡的覆蓋范圍。
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在全網(wǎng)狀網(wǎng)絡中，所有設備都相互連接并且可相互通信。這樣可以提供完全冗余，并最大程度地提升網(wǎng)絡性能。網(wǎng)狀網(wǎng)絡能夠有效地將信號范圍擴大到覆蓋整個家庭，也是一種經濟可行的解決方案。這樣提高了可靠性，并且確保與所有設備實現(xiàn)實時通信。
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此外，它們中一些設備可以存儲數(shù)據(jù)。這些存儲的數(shù)據(jù)可以節(jié)省網(wǎng)絡用戶的成本，進一步提高網(wǎng)絡可靠性，并且支持更智能的數(shù)據(jù)驅動應用。
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Q：網(wǎng)狀網(wǎng)絡為家居物聯(lián)網(wǎng)帶來什么好處？
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A：網(wǎng)狀網(wǎng)絡提供了一種自修復算法，即使某些節(jié)點意外失去連接，該算法也能自動選擇最佳路徑來發(fā)送數(shù)據(jù)。
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該算法僅支持有效可用的連接。即使某些設備不工作，整個網(wǎng)絡也仍然可以工作。網(wǎng)狀網(wǎng)絡還允許設備彼此直接通信，無需返回網(wǎng)關。網(wǎng)狀網(wǎng)絡始終可接入，始終在線且高度可靠，為物聯(lián)網(wǎng)應用帶來了切實的優(yōu)勢。?
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此外還有以下優(yōu)點：?
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對于集線器發(fā)出的各無線電信號，不要求其強度足以到達網(wǎng)絡邊緣。這意味著，每個節(jié)點無需發(fā)送強信號到各集線器，這對于尺寸和功耗受限的物聯(lián)網(wǎng)應用而言是一大優(yōu)勢。
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網(wǎng)絡中的所有節(jié)點都可直接相互通信，而無需網(wǎng)關的干預。這樣可以減少延遲和網(wǎng)關負擔。?
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當物體阻礙無線電信號傳輸時，集線器節(jié)點的點對點連接可以繞過障礙物，因此不會有任何節(jié)點隔離。
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Wi-Fi 技術和趨勢
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如欲獲得 Wi-Fi 專家 Tony Testa 給出的切實可行的設計建議，請閱讀該系列其他博客。
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關于連接的問答：利用 Wi-Fi 網(wǎng)格系統(tǒng)增強智能家居設計
https://www.qorvo.com/design-hub/blog/connectivity-q-and-a-mesh-wifi-systems
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關于連接的問答：減少 Wi-Fi 干擾
https://www.qorvo.com/design-hub/blog/connectivity-q-and-a-reducing-wifi-interference
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Q：您能否可以提供一些有關當今網(wǎng)狀網(wǎng)絡用例的見解？
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A：網(wǎng)狀網(wǎng)絡為家庭、企業(yè)或城市帶來了許多好處。對于樓宇內自動化，網(wǎng)狀網(wǎng)絡可以連接成百上千個節(jié)點，諸如傳感器、執(zhí)行器和其他網(wǎng)關。這樣就為企業(yè)提供了一種可以自修復的連接能力，因此，如果其中一個節(jié)點發(fā)生故障，可以馬上找到另一個節(jié)點來代替它。
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使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲可實現(xiàn)樓宇自動化，無需擔心將來布局發(fā)生變化。網(wǎng)狀網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)結合也為人工智能 (AI) 帶來了契機，而人工智能是一個即將爆發(fā)的龐大市場。
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Q：當今最新的技術進步是超寬帶 (UWB)。關于 UWB 如何融入家庭網(wǎng)狀網(wǎng)絡系統(tǒng)，您能否提供一些詳細的信息？
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A：超寬帶，或稱 UWB，是專門為定位系統(tǒng)而設計的。 這項技術早已存在了一段時間，但是最近才引起人們極大的興趣，這主要是由于 Apple 在 iPhone 11 中集成了該技術(https://www.engadget.com/2019-09-10-iphone-11-u1-ultra-wideband-chip.html)。?
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蘋果的 UWB 技術實現(xiàn)了空間感知功能，使手機能夠識別周圍的環(huán)境以及附近的其他 iPhone 11 用戶。此類位置感知技術可以即時映射網(wǎng)絡拓撲，并且各節(jié)點都可以提供精確的空間識別功能，有助于構建更高效的網(wǎng)狀網(wǎng)絡。
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UWB 技術可達到厘米級定位精度，這對于空間識別或其他高精度應用都至關重要。高吞吐量 Wi-Fi 6 網(wǎng)格（作為回程）與高精度 UWB 相結合，能夠實現(xiàn)可擴展的網(wǎng)絡設計。?
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Tony 的結語
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無線連接正在融入我們生活的方方面面。網(wǎng)狀網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)更是與我們形影不離。我提供了家庭網(wǎng)狀網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)中使用的技術標準的簡短快照。Qorvo 為所有這些無線技術標準（如 Wi-Fi、UWB、Thread、ZigBee、Bluetooth Low Energy）以及其他未提及的標準（如蜂窩、電纜和光纖網(wǎng)絡）提供內容。?
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我們的解決方案旨在提供具有高性能、高可靠性且結構緊湊的終端產品，以實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)傳輸和較大信號范圍，使我們每個人都能享用即時連接且不會中斷。?
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Bluetooth? 字標和標識是 Bluetooth SIG, Inc. 的注冊商標，Qorvo US, Inc. 在獲得許可的情況下使用這些標識。其他商標和商號分別歸屬于各自所有者。?
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關于作者
Tony Testa
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營銷、無線連接業(yè)務部總監(jiān)
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Tony Testa 引領 Qorvo 進行無線連接產品創(chuàng)新。憑借 20 多年為行業(yè)聯(lián)盟活動和客戶提供支持的經驗，Tony 幫助工程師構建先進的 RF 解決方案，對我們的日常生活產生了深遠的影響。
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