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有它信号就好?带你认识路由器的FEM!

618的各种预热活动已经开启,很多打算换路由器的朋友们也在后台问小狮子,XX路由器的广告里常常有“采用了X颗大功率FEM,信号超强”之类说法。这个FEM是什么东西?有它信号真的强吗?今天我们就来谈谈这个取代“多天线”成为路由器广告新话术的FEM。

什么是FEM?

FEM,是射频前端模组的缩写(Front-End Modules)。

WiFi-FEM指的是用于WiFi通信将一系列射频前端电路,例如功率放大器(PA)、射频开关(switch)、低噪声放大器(LNA)、滤波器和双工器集成在一起的模组。而目前,集成功率放大器、射频开关以及低噪声放大器的形式,为WiFi-FEM产品主流的产品集成方式。

PA作为信号的发射放大,LNA作为信号的接收放大,Switch作为信号的发射和接收切换。

一个FEM芯片的结构原理图

在一张无线网卡上的FEM芯片

为什么突然FEM兴起了?

早期在WiFi4时代中(仅2.4GHz频段),大家看到的广告主要是“天线多,所以信号强“。

这时候各种真的假的“穿墙王“路由器,基本没有宣传采用了FEM,也甚至没有采用FEM的。

这是因为功率放大器(PA)和低噪声放大器(LNA)主要采用CMOS工艺设计,当时直接集成在WiFi的收发芯片电路当中(核心网络芯片),加上2.4GHz频段本身的穿透力比较强,不大的信号功率就可以拥有不错的信号穿透传播性,因此2.4GHz频段不需要外置的PA、LNA和FEM电路。

早期的WIFI6低端路由器也有采用SOC芯片集成PA/LNA而不采用FEM的,例如这套MTK的AX1800芯片方案就是采用两颗无线芯片(2.4和5GHz)集成PA/LAN的方式

而来到WiFi5、WiFi6时代,由于高频的5GHz信号衰减较高,因此往往外挂FEM电路来提高发射的信号增益,保证远距离通信的效率和距离。因此在WiFi5时代开始的智能手机中,WiFi-FEM逐渐成为智能手机中标配芯片,逐渐成为传统射频前端芯片厂商的新增市场。

而在双频路由器中,人们也发现,不仅5GHz信号靠主芯片的PA\LNA电路无法做到大功率了,而且由于芯片尺寸限制,很难同时把2.4GHz和5GHz的不同放大电路都做进一个芯片里,这将导致主网络芯片的体积巨大,发热和能耗也难以控制。

因此,这时候专门外挂一组FEM芯片就成为各方案商的主流解决方案了。

WIFI4时代的信号电路到WIFI6时代的信号电路,可见多出来的主要就是FEM

为什么FEM突然像“天线“一样多?

路由器中的核心无线连接芯片组成包括Tx/Rx收发机芯片、射频前端芯片,伴随着WiFi6对于发射功率以及线性度性能指标要求更高,WiFi-FEM单价呈现翻倍式提升,同时伴随着多天线MIMO的应用(MU-MIMO),单路MIMO实际上就需要一组FEM来处理这一路无线数据流的信号,所以单路由器使用的WiFi-FEM用量也提升显著。

简单来说,2X2MIMO很可能采用4颗FEM,而4X4 MIMO则一般要多达8颗FEM芯片。

下图就是某品牌三频WIFI6路由器,采用8天线和多FEM处理MU-MIMO和波束成形技术的原理。

有了FEM信号一定好吗?

在5G频段领域,这个说法有一定的正确性。但是很多比较强大的高集成SOC方案,往往是把2.4GHz频段放大电路直接放网络交换芯片中了,所以这个说法不一定成立。

不过,目前的中高端路由器,不仅通过FEM分别处理各个天线的MIMO,也通过分配不同的频段FEM来处理相关的频段信号。

例如,前不久我们评测的华硕TUF-AX3000 v2电竞路由器,就有2.4G和5G的不同的FEM芯片,2.4G使用的是国产康希通信KCT8243HE,而5G是康希通信的KCT8528HE。

而最近大家点名率颇高的华为AX6,也有4颗5G FEM芯片和4颗2.4G FEM芯片,都是

唯捷创芯的VC系列FEM芯片。

而近期入门级的XDR3020 V2,则仍然是MTK低端方案传统,没用外置FEM,集成在MT7976C芯片中,受到芯片体积限制,因此只能做到2x2 mimo了。

大热的红米AX6000,则是8颗RTC的FEM芯片。但是,决定FEM信号强度的还有一个核心问题,就是信号强度和发射功率。

特别是一线大厂Qorvo(大部分高通方案路由器御用FEM)的QPF系列,往往采用的FEM芯片(包括系列同架构芯片)有高功率和低功率之分,且厂家往往还会通过自己的“超频“固定来进行不同的Turbo调校,因此就有了同样系列的路由器产品,FEM数量也一样,但信号强度有明显差异的问题。

著名的QPF4588 FEM(红米AX5400电竞版的FEM)的信号参数(上)和QPF4550(红米AX6)FEM的信号参数(下)有明显区别

所以,购买的时候,需要大家多问问客服,相关的FEM的情况,然后百度下相关参数,那么至少从纸面数据上,就知道哪款路由器的信号性能可能更强。

编辑|熊乐

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posted @ 22-05-27 01:26 作者:admin  阅读:

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