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阿里云首次提出“达尔文计划”芯片融合成趋势

发表时间: 2023-02-06

2018年9月20日,在2018·杭州云栖大会万物智能峰会上,阿里云首次提出“达尔文计划”。 2019年,随着应用场景、客户需求、产品可用性、连接数增加等方面的变化,阿里云提出了LoRa 2.0的概念。

在此背景下,ASR科技(以下简称ASR)先后推出了三款LoRa系统芯片集成方案,可支持几乎所有的行业应用和产品方案。 同时,还与阿里云、阿里云签署了LoRa IP授权协议,成为大中华区独家授权生产和销售LoRa SoC的企业。

如今,随着设备连接数量的爆发和各大厂商的追捧楼宇自控系统常用通信协议,LoRa技术也在发生日新月异的变化。 无论是从市场应用的角度,还是对芯片的需求,也都与以往大不相同。 那么今天的市场需要什么样的LoRa技术呢?

合作打造多技术融合生态

在各种应用场景中,LoRa技术需要与其他无线连接技术配合,才能提供更好的用户体验,而这也是当前市场的共识:不存在融合多种技术的生态系统。

也正是因为如此,2019年9月底,无线宽带联盟(WBA)和LoRa联盟联合发布了最新的白皮书《Wi-Fi与协同部署(Wi-Fi&)》,展示了场景和潜力两种通信技术协同工作。

众所周知,Wi-Fi是一种宽带局域网技术,也是一种窄带广域物联网技术。 Wi-Fi在大量固定场所发挥着不可替代的作用,如智能家居等频繁、实时、大数据交互的场所。 物联网具有广覆盖、大连接、低功耗、低成本等特点,可广泛应用于多种户外场景。

据了解,不少企业通过低功耗广域网与局域网的互补实践,带来了更好的物联网实际用例。 这也是厂商为打造生态系统所做的不懈努力。

多芯片集成成趋势

ASR及时洞察到这一趋势,结合自身各类芯片的特点和技术开发能力,于近期推出了首款LoRa+Wi-Fi单通道网关解决方案,同时发布了适用于LoRa室内的LoRa D2D协议应用程序。 该方案配合ASR推出的芯片,为客户提供完整的端到云、硬件到软件协议完整解决方案。

据了解,采用ASR LoRa+Wi-Fi单通道网关设计。 其中,就是ASR今年6月量产的Wi-Fi SoC芯片,以及ASR今年5月量产的LoRa低成本SiP芯片。 支持功能,通过WiFi连接NS,2个分别用于LoRa上下行数据收发。

LoRa D2D全称是LoRa to ,可应用于智能产品、家居、园区等场景。 可以满足功耗和响应时间要求(更低的功耗,更快的响应时间)本地控制,实现亚秒级下行控制。

ASR发布的LoRa D2D协议包括网关和节点两部分SDK。 SDK支持协议的异频通信方式。 471.9M,SF7,上行可实现; 485.5M,SF7,下行可实现; 486.9M,SF12,下行可以实现。

在该方案的功耗方面,B类和D2D模式的功耗取决于ping时隙周期和D2D模式唤醒周期。 总体而言,Class B 4s/8s 窗口期的功耗接近于 D2D 模式 0.5s/1s 周期的功耗。

此外,该方案还具有以下特点: 可保证高实时性,达到亚秒级; 无需连续开窗,可保持低功耗; 数据可以在本地传输,无需上云。 非常适合智能楼宇、智能酒店、智能家居、智能超市、智能办公、智能楼宇等应用场景。 提供了良好的上下行控制实时体验,同时兼顾了低功耗和低成本的要求。

推动各类申请表落地

长期以来,ASR致力于LoRa等技术的融合和系统解决方案的开发,帮助推动各种应用形态的落地,以适应物联网应用的多样性和灵活性。

不难发现,ASR LoRa+Wi-Fi单通道网关解决方案具有LoRa和Wi-Fi支持的易用性、成本的降低以及越来越多的终端设备将释放这两种技术用于智能家居,智能楼宇等大众市场渗透。

同时,从目前的发展情况来看,随着市场越来越接受LoRa,企业也在扩大对该市场的投入。 甚至在未来,随着5G技术的推出和成熟,LoRa和Wi-Fi也可能会有新的应用场景。

当然,应用场景的成熟也需要芯片方案的支持。 比如ASR此次推出的LoRa+Wi-Fi单通道网关解决方案和LoRa D2D协议,既能满足市场需求,又能促进市场创新,激发新应用场景的出现。

据了解,ASR已经拥有覆盖全球的无线通信主控芯片产品,包括空间域GNSS产品、LoRa系列低功耗广域网产品、4G及宽带广域网产品、Wi-Fi系列和BLE系列短距离局域网产品。 ASR将各种芯片的优势互补整合,推出满足不同场景的各种应用解决方案。

未来,ASR将在LoRa+Wi-Fi单通道网关的基础上,推出基于单通道网关的通道扩展、容量升级、性能提升方案,并将继续向LoRa+4G单通道演进网关解决方案。 ASR将继续发挥自身的解决方案集成能力和在产品软硬件研发方面的优势。 我们有理由相信,在以ASR为代表的各大公司的支持下,LoRa 2.0的应用前景无疑是非常广阔的。

如今,每个人都希望更快地移动更多数据,而这种需求正在推动数据中心以太网速度的快速变化。 超大规模数据中心正在部署 100 吉比特以太网 (GbE),期望在几年内升级到模块或模块,这些组织正在寻求更快的速度。 一般企业数据中心,网络建设速度较慢。 直到最近人们才了解到10GbE模块正在成为企业网络连接的主流,但由于现有以太网速度变化的步伐正在加快,企业数据中心是否会继续使用10GbE模块网络速度尚不明朗5 或 10 年。 实际的。 相反,人们将看到数据中心网络迅速过渡到 25GbE 和高级网络。

转向更快的以太网不仅仅是插入更快的网络接口卡 (NIC),它还涉及改变光纤的使用方式和数据传输方式。 本文将描述以太网网络技术的变化,研究数据中心的关键需求,并探索迁移策略以适应更高网络速度的需求,同时不会中断组织的持续运营。

数据中心以太网简介

从历史上看,以太网速度逐渐提高到 10 Mbps、100 Mbps、1GbE、10GbE 和 . 数据中心架构实现了从 1GbE 到 10GbE 的简单过渡,但企业客户现在正在对其遗留架构进行其他更改以提高效率。 网络已经从多层扁平化为主干或结构/网状设计,以便为用户提供容错、低延迟的服务。 提高设备之间的数据速率可以提高服务交付率。

为了实现更高的速度光纤数据楼宇自控创新服务,数据中心架构师改变了信号传输方式,从双工 10GbE 改为 40GbE 和传输。 并行传输使用更多光纤并驱动基于 10GbE 组件的应用。 事实上,40GbE之所以受到企业的广泛欢迎,是因为除了数据速率的提升,它在网络设备上提供更高密度、更低成本的10G端口,占40GbE QSFP端口使用率的50%以上。 企业可以使用 20 根光纤(10 根并行 10GbE 光纤)提供的传输,但这种布线方案比使用 4 根并行 10GbE 线路(8 根光纤,4 根用于发送,4 根用于接收)的 40GbE 更难管理。

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25GbE于2016年标准化,作为以太网的基本元素,实现了从10GbE到25GbE的过渡。 用 25GbE 取代 10GbE 为企业提供了一种使用四对光纤的方法,这在连接器和布线方面更易于管理。 基于 25GbE 的八根光纤(四根传输和四根接收)解决方案已经具有成本效益并得到广泛部署。 服务器连接率正在转变。 通过与4×25GbE接口结合,可以实现更快的应用,降低成本,提高网络设备密度。

50GbE 的采用已经开始出现。 该技术允许企业使用四个传输通道和四个接收通道来实现这一点。 随着 50GbE 获得批准和标准化,将有可能使用相同的光纤基础设施和类似的连接实施。

编码技术的改变也可以提高效率和速度。 通过单模光纤从 NRZ 转码到 PAM4 比多模光纤和 PSM4 提供更高的效率。 这些发展比通过 1GbE 升级到 10GbE 时要快得多。 每 GbE 成本的下降、更高的传输速度和更低的延迟使这些变化更具吸引力。

布线和传输要求

那么这些速度如何映射到数据中心的需求呢? 我们来看三种场景:传统数据中心、多租户数据中心和超大规模数据中心。

传统企业数据中心以 10GbE 为典型要素,上行 40GbE 或。 许多中型企业正在考虑采用 25GbE 来提高效率。 企业对通过 25GbE 通道技术进行部署的兴趣也在增长。 此外,企业正在从 OM4 光纤向 OM5(宽带多模)光纤演进,这使得它们可以在每根光纤中拥有四个通道,因此光纤对中的带宽增加了 4 倍。 例如,使用OM5光纤,单对光纤可以实现40GbE或传输,而不是8根光纤。 OM5 光纤可实现短波分复用 (SWDM) 与低成本垂直腔面发射激光器 (VCSEL)。

双工应用已经发展并且已经实现了并行传输,增加到更高的速度。 然而,数据速率的增加与 WDM 相结合意味着双工光纤仍然需要更高的速度。 此外,25、40、50 及以上的双工光纤对可以使用 WDM 双向 (Bi-Di) 或 SWDM 技术提供更高的效率。

多租户数据中心 (MTDC) 是另一种应用。 与单个客户端 NIC 的 WAN 连接需要较长的单模扩展链路。 尽管多模链路成本较低,但多模无法支持这种情况下的距离和速度要求。 在这些情况下,MTDC 将单模光纤运行到各个租户空间,并在其计算机房中使用多模光纤。 事实上,在其数据中心为客户提供服务的基础设施设计可以在其从多租户数据中心租用的笼式环境中复制。 与数据中心园区环境相比,许多较大的多租户数据中心 (MTDC) 正在采用一些与超大规模数据中心运营商相同的做法。

转型战略

对于考虑新的“短距离”设计的组织,多模光纤仍将提供灵活性、能源效率,并随着数代数据速率的增长。 现有和最近开发的收发器提供双工和并行选项,以满足距离和资本预算需求。 第一个建议是关注成本最低的双工设计。 这样做使组织能够利用当今 10GbE 和 25GbE 的双工应用程序,并能够在主干或核心中需要时进行并行化。 双工连接占用与 MPO 连接相同的空间。 只有当网络保持并行时,纯并行设计才是有效的。 从平行回到双工增加了机柜空间的必要四倍。

从双工设计开始,用户可以从双工转到并行再回到双工,而无需因数据速率提高而重新使用光纤端口。 例如,使用 10 Gbps 作为基准,四个光纤对将提供 40GbE 上行链路 (4 x 10 Gbps)。 同样的光纤布线,增加到 25GbE 可以提供的通道速率。 随着网络技术的发展,组织可以利用短波波分复用 (SWDM) 等技术,并可以提供相同的 40GbE 或单根光纤,从而保留原来部署的光纤并继续使用它。

随着最近 OM5 宽带多模光纤的标准化,短距离多模基础设施的价值显着增加。 OM5 可以提供支持与 OM3 和 OM4 相同的传统短波应用的能力,并且在许多情况下,它可以扩展布线架构的可支持距离和/或设计灵活性。 除其他外,它提供的最大价值是能够支持更高频率的波长,从而能够更有效地实施短波分复用 (SWDM) 等技术。 这种方法可以使用具有成本效益的 VCSEL 技术在光纤对上提供四倍的带宽。

由于数据中心的网络连接需要更高的速度,因此采用与最初的 10/2000 部署相同的并行设计,光纤数量可能会失控。 通过从双工设计开始并使用单模光纤和 OM5 多模光纤,数据中心运营商可以轻松升级到更高速度的以太网标准,同时有效地利用空间和布线。

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