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到底什么是華為的“星閃”?

鮮棗課堂 2023/10/22 22:24:06 責(zé)編:夢澤

2023 年 9 月 25 日,華為正式發(fā)布 MATE60 系列手機(jī),引發(fā)了全社會(huì)的關(guān)注。

這款手機(jī)不僅擁有神秘的 5G 芯片,還支持特有的衛(wèi)星通話功能,是大家熱議的焦點(diǎn)。

小棗君今天的這篇文章,既不講芯片,也不提衛(wèi)星通話。我要介紹的,是 MATE60 的另一個(gè)低調(diào)但重要的功能 —— 星閃。

什么是星閃

星閃,官方英文名叫做 NearLink,是一種專門用于短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦蜔o線通信技術(shù)。

它對(duì)標(biāo)于藍(lán)牙和 Wi-Fi 等傳統(tǒng)技術(shù),進(jìn)行了大量的創(chuàng)新升級(jí)(還引入了一些 5G 關(guān)鍵技術(shù)),實(shí)現(xiàn)了速率、時(shí)延、傳輸距離、安全性、可靠性的全面提升。

換句話說,星閃,其實(shí)就是一種增強(qiáng)版的“Wi-Fi + 藍(lán)牙”混合體。

星閃的發(fā)展歷程

在詳細(xì)介紹星閃的技術(shù)細(xì)節(jié)之前,我們還是先回顧一下它的誕生背景和發(fā)展歷程。

大家都知道,星閃是源自華為的技術(shù)。但是,華為當(dāng)年之所以推出星閃,更多是出于無奈?;蛘哒f,星閃,是一項(xiàng)被逼出來的技術(shù)。

2019 年 5 月 15 日,美國商務(wù)部把華為列入“實(shí)體清單”,對(duì)其進(jìn)行制裁和封鎖。

消息一出,包括藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟、Wi-Fi 聯(lián)盟、SD 聯(lián)盟、國際固態(tài)技術(shù)聯(lián)盟、USB 聯(lián)盟等在內(nèi)的眾多國際技術(shù)組織,不管是瞎湊熱鬧,還是受到美方壓力,也紛紛落井下石,加入了封鎖行列。

他們幾乎同時(shí)宣布暫停了華為的成員資格 —— 不僅從官網(wǎng)刪除了華為的名字,還取消了對(duì)華為的技術(shù)授權(quán)。

要知道,華為并不是這些技術(shù)組織的單純受益者,而是重要且長期的技術(shù)貢獻(xiàn)者,是核心成員。

事情發(fā)生之后,很快引起了軒然大波。大家總算看清了這些組織的真面目,所謂的“公平公開、無國界”,其實(shí)都是謊言,背后全是政治。

面對(duì)打壓,華為也沒有坐以待斃。幾天后,他們就拿出了自己的反擊方案,一種被稱為超級(jí)藍(lán)牙(X-BT)的技術(shù)。

這項(xiàng)技術(shù)除了涵蓋傳統(tǒng)藍(lán)牙的所有功能之外,還具有電磁環(huán)境、感知功率、自適應(yīng)等功能,綜合性能遠(yuǎn)超傳統(tǒng)藍(lán)牙。

2019 年 5 月 21 日,在英國倫敦的榮耀 20 手機(jī)發(fā)布會(huì)上,華為正式公布了這項(xiàng)技術(shù)。

不知道是不是為了嘲諷藍(lán)牙,華為還將這項(xiàng)技術(shù)取了個(gè)昵稱 ——“綠牙”。

有意思的是,眼看著華為要立起爐灶,在發(fā)布會(huì)的前一天,Wi-Fi 聯(lián)盟、藍(lán)牙聯(lián)盟等行業(yè)組織,又恢復(fù)了華為的成員資格。這種行為,簡直令人無語。

這次“除名”事件,給所有中國科技企業(yè)敲響了警鐘 —— 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),絕對(duì)不能盲目依賴國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織。

事件告一段落之后,華為決定將超級(jí)藍(lán)牙項(xiàng)目繼續(xù)推進(jìn)下去。

他們深知僅靠自己的力量,是不可能推動(dòng)一項(xiàng)技術(shù)持續(xù)長久發(fā)展的。于是,他們開始號(hào)召國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)共同加入,組成一個(gè)新的技術(shù)聯(lián)盟。

這一舉動(dòng),得到了政府層面的大力支持。2020 年,工信部號(hào)召國內(nèi)企業(yè)聯(lián)合研發(fā)“星閃”技術(shù)。2020 年 9 月 22 日,星閃聯(lián)盟正式成立。

那時(shí)候的星閃,叫 SparkLink

星閃聯(lián)盟成立之初,擁有 80 家成員單位,包括中國信通院、中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院、中國移動(dòng)、北汽、華為、聯(lián)想、小米、OPPO、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳、大唐、中興等。

擔(dān)任聯(lián)盟理事長的,是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)原主席張曉剛。副理事長,是中國信通院副院長王志勤。聯(lián)盟專家委員會(huì)主任,是中國工程院院士鄔賀銓。

星閃聯(lián)盟成立后,開始集中力量進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定工作。

2022 年 11 月,星閃聯(lián)盟正式發(fā)布了星閃 1.0 版本。不久后,2023 年 4 月,1.1 版本也問世了。

2023 年 8 月 4 日,在華為 HDC.Together2023 開發(fā)者大會(huì)上,華為終端 CEO 余承東正式宣布,將星閃納入鴻蒙生態(tài)。

這一舉動(dòng),正式拉開了星閃商用的序幕。

█ 星閃的關(guān)鍵技術(shù)

接下來,我們詳細(xì)了解一下星閃的技術(shù)架構(gòu)和特點(diǎn)。

前面我們提到,星閃是增強(qiáng)版的“Wi-Fi + 藍(lán)牙”。為了實(shí)現(xiàn)這兩種不同的特性,星閃采用了特殊的架構(gòu)設(shè)計(jì):

星閃技術(shù)的系統(tǒng)框架(來源:《星閃無線短距通信技術(shù)(SparkLink1.0)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)白皮書》)

我們可以看到,系統(tǒng)一共分為三層,從上到下分別是:基礎(chǔ)應(yīng)用層、基礎(chǔ)服務(wù)層星閃接入層。

基礎(chǔ)應(yīng)用層用于實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用功能,服務(wù)于包括汽車、家居、影音等不同場景。

基礎(chǔ)服務(wù)層包括很多的基礎(chǔ)功能單元,通過它們實(shí)現(xiàn)對(duì)于上層應(yīng)用功能以及系統(tǒng)管理維護(hù)的支持。

星閃接入層,最為特別。它提供了 SLB(基礎(chǔ)接入)SLE(低功耗接入)兩種通信接口,分別對(duì)應(yīng)于 Wi-Fi 和藍(lán)牙兩種不同類型的網(wǎng)絡(luò)場景需求。

兩種接口的底層技術(shù)不太一樣,性能指標(biāo)也有差異。我們分別來看看:

SLB(基礎(chǔ)接入)

SLB,對(duì)標(biāo) Wi-Fi,追求大帶寬、大容量、高精度。

SLB 支持單載波 / 多載波,工作頻段在 5GHz 的非授權(quán)頻段,單載波帶寬最小 20MHz,向上支持 40/60/80/100/160/320MHz,調(diào)制方式支持 QPSK、16QAM、64QAM、256QAM、1024QAM。

SLB 采用超短幀、多點(diǎn)同步、雙向認(rèn)證、快速干擾協(xié)調(diào)、雙向認(rèn)證加密、跨層調(diào)度優(yōu)化等多項(xiàng)技術(shù),融合了大量 5G 技術(shù),包括支持類似 5G 的異步 HARQ(混合自動(dòng)重傳請求)技術(shù),類似 5G 的頻域調(diào)度設(shè)計(jì)和幀結(jié)構(gòu)等,以此提升通信性能。

SLB 性能指標(biāo)(來源:《星閃無線短距通信技術(shù)(SparkLink1.0)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)白皮書》)

SLE(低功耗接入)

SLE,對(duì)標(biāo)藍(lán)牙,追求低功耗、低時(shí)延、高可靠性。

SLE 使用單載波傳輸,工作頻段在 2.4GHz 的非授權(quán)頻段,帶寬支持 1MHz、2MHz 和 4MHz,調(diào)制方式支持 GFSK、BPSK、QPSK 和 8PSK。

SLE 支持 1 對(duì)多可靠組播,支持 4KHz 短時(shí)延互,安全配對(duì),隱私保護(hù)等特性,在盡可能保證傳輸效率的同時(shí),充分考慮了節(jié)能因素。

SLE 性能指標(biāo)(來源:《星閃無線短距通信技術(shù)(SparkLink1.0)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)白皮書》)

在組網(wǎng)上,星閃和傳統(tǒng)技術(shù)類似,也是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P2P)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(P2MP)。

星閃節(jié)點(diǎn)分為管理節(jié)點(diǎn)(G 節(jié)點(diǎn),Grant)和終端節(jié)點(diǎn)(T 節(jié)點(diǎn),Terminal)。其中,G 節(jié)點(diǎn)為其覆蓋下的 T 節(jié)點(diǎn)提供連接管理、資源分配、信息安全等接入層服務(wù)。單個(gè) G 節(jié)點(diǎn)以及與其連接的 T 節(jié)點(diǎn),共同組成一個(gè)通信域。

再說說安全性。

星閃采用了多種安全機(jī)制,保護(hù)安全和隱私。例如,使用了 128 位 AES 加密算法,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密,防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。再例如,使用了雙向認(rèn)證和密鑰協(xié)商機(jī)制,確保設(shè)備之間的身份驗(yàn)證和密鑰生成。

總而言之,我們可以看出:星閃的各方面能力,明顯超過了 Wi-Fi 和藍(lán)牙。個(gè)別指標(biāo),可以說是“遙遙領(lǐng)先”。

技術(shù)參數(shù)對(duì)比(背景條件復(fù)雜,僅供參考)

星閃的應(yīng)用場景

星閃是短距離無線通信技術(shù)。它的應(yīng)用場景,仍然對(duì)標(biāo) Wi-Fi 和藍(lán)牙。

但是,它的技術(shù)性能有了很大提升,所以,可以帶給用戶更好的使用體驗(yàn),進(jìn)行應(yīng)用場景拓展。

消費(fèi)電子場景

星閃標(biāo)準(zhǔn)確定后,率先進(jìn)行商業(yè)落地的,就是消費(fèi)電子場景,例如手機(jī)、平板、鼠標(biāo)、鍵盤、耳機(jī)、音箱、手寫筆等。

星閃技術(shù)的低功耗特點(diǎn),可以大幅減少設(shè)備的耗電量,增加待機(jī)時(shí)長,避免頻繁充電。

星閃的高速率、低時(shí)延,讓高品質(zhì)多聲道無損音頻傳輸成為可能。目前的藍(lán)牙,只能支持立體聲高清。

基于星閃技術(shù)的無線鼠標(biāo)連接,在回報(bào)率上有大幅提升。

之前展示的星閃技術(shù)鼠標(biāo),平均刷新率可以達(dá)到 4KHz,是傳統(tǒng) 2.4GHz 鼠標(biāo)的 4 倍,平均傳輸時(shí)延是 413.14μs,是 2.4G 鼠標(biāo)的 1/4。對(duì)于游戲玩家來說,這可以顯著改善使用體驗(yàn)。

星閃鼠標(biāo)的刷新率演示

星閃具有極強(qiáng)的抗干擾性。在地鐵、高鐵、機(jī)場等復(fù)雜電磁環(huán)境場所,它可以更加穩(wěn)定地工作,減少傳輸抖動(dòng)甚至掉線。

如今,很多用戶都喜歡使用無線投屏和多屏協(xié)同。這就涉及到視頻信號(hào)的無線傳輸。

利用星閃技術(shù)的高速率優(yōu)勢,可以輕松完成 4K 分辨率的遠(yuǎn)程投屏。進(jìn)行多屏協(xié)同時(shí),憑借星閃微秒級(jí)的時(shí)延,可以快速識(shí)別焦點(diǎn)設(shè)備,做到無縫無感體驗(yàn)。

智能家居場景

星閃的連接數(shù)達(dá)到百級(jí),對(duì)于現(xiàn)在越來越多的智能家居終端來說,是很有必要的。用戶可以連接更多的設(shè)備,也不用擔(dān)心相互之間的干擾。

星閃的通信距離長,是藍(lán)牙的 2 倍,有利于實(shí)現(xiàn)全屋的無死角覆蓋。

現(xiàn)在很多家庭有客廳娛樂,體感游戲。星閃可以同時(shí)支持多個(gè)手柄控制器和體感傳感器,讓更多的家庭成員參與,也會(huì)帶來更完美的游戲體驗(yàn)。

工業(yè)制造場景

現(xiàn)在是萬物互聯(lián)時(shí)代,除了消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)之外,行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也發(fā)展迅速。

我們一直在說 5G 的行業(yè)賦能,其實(shí),藍(lán)牙、Wi-Fi 這樣的短距無線技術(shù),在企業(yè)和園區(qū)也有大量使用。

星閃的性能比藍(lán)牙、Wi-Fi 更強(qiáng),在帶寬、時(shí)延、連接數(shù)、安全性、可靠性方面有顯著優(yōu)勢,更適合垂直行業(yè)場景的需求。

智能汽車場景

星閃剛啟動(dòng)的,就已經(jīng)有車企加入。這說明,汽車內(nèi)部通信,對(duì)無線技術(shù)的強(qiáng)烈需求。車機(jī)互聯(lián)、車內(nèi)影音、雷達(dá)傳感等,都需要靠譜的無線技術(shù)進(jìn)行支撐。

星閃聯(lián)盟與星閃標(biāo)準(zhǔn)

星閃聯(lián)盟成立之初,擁有 80 家成員單位。如今,經(jīng)過三年的發(fā)展,這一數(shù)字已經(jīng)超過 320 家。

這些成員,既有科研院所、高等院校,也有運(yùn)營商、設(shè)備商、半導(dǎo)體廠商、手機(jī)廠商,還有一些是來自汽車等垂直行業(yè)的企業(yè)。

他們共同致力于推動(dòng)星閃的生態(tài)建設(shè),形成了從芯片、模組到應(yīng)用場景的端到端覆蓋。

前面我們提到,星閃的 1.1 版本規(guī)范已經(jīng)在 2023 年 4 月發(fā)布。現(xiàn)在,星閃聯(lián)盟正在加緊 2.0 版本的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

來源:《星閃無線短距通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)白皮書》

據(jù)了解,2.0 版本將在高精定位、感知、覆蓋增強(qiáng)、mesh 組網(wǎng)以及 QoS 增強(qiáng)等方向進(jìn)行重點(diǎn)增強(qiáng),還將在星閃原生應(yīng)用、人機(jī)接口以及對(duì)第三方應(yīng)用開放接口等方面進(jìn)行重點(diǎn)定義。

星閃聯(lián)盟對(duì)這個(gè)新版本寄予厚望。星閃技術(shù)的真正騰飛,很可能就始于 2.0 版本。

星閃的未來

星閃的技術(shù)性能是令人驚喜。但是,我們也需要認(rèn)識(shí)到,擺在星閃面前的路,充滿荊棘與未知。

一項(xiàng)通信技術(shù)能不能獲得成功,技術(shù)指標(biāo)從來都不是第一要素。能不能獲得產(chǎn)業(yè)鏈的支持,才是關(guān)鍵。

星閃聯(lián)盟 300 多個(gè)成員,幾乎都是國內(nèi)企業(yè)。那么,國外企業(yè)的態(tài)度如何呢?這項(xiàng)技術(shù),是不是只有我們自己玩?僅靠國內(nèi)的力量,我們能不能把它捧成真正的世界標(biāo)準(zhǔn)?

藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(擁有 36000 多家成員)和 Wi-Fi 聯(lián)盟(擁有 850 多家成員),經(jīng)過 20 多年的苦心經(jīng)營,可謂根深蒂固。撼動(dòng)他們的地位,難度可想而知。

最理想的結(jié)局,星閃獲得全球認(rèn)可,徹底取代藍(lán)牙和 Wi-Fi(至少取代藍(lán)牙)。

如果無法取代,那么,是不是可以共存?

很難。

現(xiàn)在的終端設(shè)備都講究功耗極低、體積極小。增加對(duì)一項(xiàng)無線技術(shù)的支持,并不是加一個(gè)芯片那么簡單,基帶射頻等方面都要有改動(dòng),整體設(shè)計(jì)要變,牽一發(fā)而動(dòng)全身。

所以說,過渡也許可以,長遠(yuǎn)來看,終端不太可能同時(shí)支持兩種具有相同作用且差異較大的通信技術(shù)。

如果形成兩條技術(shù)路線,那么就存在強(qiáng)迫全球產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行“二選一”的問題。總不能以后所有產(chǎn)品都設(shè)計(jì)兩個(gè)版本:一個(gè)星閃版,一個(gè)藍(lán)牙版。

結(jié)語

最后,我再啰嗦幾句個(gè)人觀點(diǎn)。

首先,星閃這條路,我覺得必須要走下去。

在目前的國際形勢下,星閃技術(shù)的存在是極有必要的。在關(guān)鍵的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,我們需要有能夠自主掌控的技術(shù),不然就會(huì)受制于人,被“卡脖子”。

其次,星閃的出現(xiàn),證明了中國通信企業(yè)的實(shí)力。

星閃的優(yōu)勢在于技術(shù)性能。它的出現(xiàn),體現(xiàn)了國內(nèi)企業(yè)具有推出國際先進(jìn)水平通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的能力。對(duì)于這點(diǎn),我們還是應(yīng)該感到自豪的。

第三,星閃技術(shù)充滿亮點(diǎn),展現(xiàn)了通信技術(shù)仍有較大的創(chuàng)新空間。

一直以來,我們都在強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。其實(shí),標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,并不全是好處。

比如說,在標(biāo)準(zhǔn)組織里,話語權(quán)和投票權(quán)重往往掌握在巨頭的手里。少數(shù)企業(yè),尤其是中小型企業(yè)的創(chuàng)新,往往不被重視。標(biāo)準(zhǔn)組織內(nèi)部,隨著時(shí)間的推移,會(huì)出現(xiàn)大量的妥協(xié)和交易。

原本的挑戰(zhàn)精神,逐漸磨滅。屠龍少年,終成惡龍。

標(biāo)準(zhǔn)就一定是對(duì)的嗎?當(dāng)然不。

通信的應(yīng)用場景和需求是復(fù)雜的。對(duì)于短距離無線通信技術(shù)來說,更是如此。復(fù)雜的場景,召喚多樣化的技術(shù)。小技術(shù),往往更輕量化、更簡潔、更高效。

中國有句古話:分久必合,合久必分。也許,允許多種標(biāo)準(zhǔn)路線的并行(哪怕是試行幾年),會(huì)刺激更大的技術(shù)進(jìn)步。

好了,以上就是今天文章的全部內(nèi)容。感謝大家的耐心閱讀,我們下期再見!

—— The End ——

參考資料:

  • 1、《星閃無線短距通信技術(shù)(SparkLink1.0)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)白皮書》;

  • 2、《全無線時(shí)代即將到來!華為星閃讓藍(lán)牙完敗,它到底有何能耐?》,雷科技;

  • 3、《秒殺藍(lán)牙!華為“星閃”到底是什么?》,閃魔;

  • 4、《星閃:咫尺之間,聯(lián)接智能世界》,腦極體;

  • 5、《星閃聯(lián)盟空口技術(shù)與 5G 和 WiFi 不完全對(duì)比,中國版 3GPP+IEEE?》,紙飛機(jī),知乎;

  • 6、《“星閃”已至,點(diǎn)亮萬物互聯(lián)新可能》,中金研究;

  • 7、華為開發(fā)者大會(huì)、星閃官網(wǎng)。

本文來自微信公眾號(hào):鮮棗課堂 (ID:xzclasscom),作者:小棗君

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