Nearlink - Chinas Antwort auf Bluetooth und WiFi

Vor kurzem bin ich auf eine neue Technik namens NearLink aufmerksam geworden, wobei neu relativ ist, denn diese scheint es auf dem Papier schon seit einigen Jahren zu geben, im deutschsprachigen Raum konnte ich dazu aber nicht viel finden (Computer Bild, Elektronik Praxis), hauptsächlich in den englischsprachigen Online Medien findet man dazu etwas. In diesem Beitrag möchte ich auf die NearLink Technologie eingehen und warum es ein geopolitisches Kopf-an-Kopf-Rennen auslösen könnte.

NearLink – Was ist das überhaupt?

Kurz gesagt, soll NearLink eine Alternative zu den etablierten Standards wie Bluetooth und Wi-Fi sein, doch warum brauchen wir noch einen Standard (Ich sage nur XKCD 927)? Was soll NearLink anders machen? Es reicht doch WLAN und Bluetooth, und für IoT gibt es auch noch andere Lösungen wie ZigBee, Z-Wave oder auch recht neu Thread.

Bezeichnung Unklar: NearLink, SparkLink oder StarFlash?

Eines was mir bei meiner Recherche aufgefallen ist, man scheint sich selbst nicht sonderlich sicher zu sein, wie es denn nun eigentlich heißen soll, denn während manche Portale von NearLink schreiben, schreiben andere von SparkLink, nicht unbegründet, da die SparkLink Alliance (falls nicht erreichbar hier der Fallback) diesen Standard entwickelt und publik gemacht hatte, diese schreibt auf ihrer Webseite auch über SparkLink. Auch in einer Studie auf ResearchGate (DOI:10.1016/j.xinn.2023.100386) spricht man SparkLink. In diesem Artikel gibt es einen Zusammenhang zwischen StarFlash und Wi-Fi 7. Auf einer Herstellerseite (V-Linktech, WebArchive, da Live Webseite aufgrund von Timeouts nicht erreichbar ist) wiederum, die einzige die sich dazu finden ließ, findet man hingegen Star Flash als Feature bei der Chip Beschreibung, blöderweise ist das immer so eine Sache mit den chinesisch Übersetzungen, da „Flash“ ja auch als Spark oder Blitz bezeichnet werden kann, aus der Sicht eines Elektronikers jedoch ist Flash auch die Bezeichnung für einen Speicher, den Flash Speicher, besonders in dem Kontext eines Chip Herstellers. Und auf dieser chinesischen Webseite bezeichnet man StarFlash als Super Bluetooth, also es nicht wirklich klar womit man es also am Ende zu tun hat, aber gut, ich denke, mit der USB-C Varianten Tabelle, hat der Westen ja selbst seine Probleme.

Leistung von NearLink/SparkLink/StarFlash

Unter der Bezeichnung Star Flash gibt es verschiedene Informationen, sowie hier Daten über die Layer Architektur und wie es mit verschiedenen Layern kommuniziert.

Da ich die Informationen aus dem Artikel übernehme, bleibe ich im Wortlaut bei StarFlash, wobei es sich jedoch um dasselbe handelt.

Im Zuge der digitalen Transformation etabliert sich die IoT-Technologie (Internet der Dinge) als das Bindeglied, das die Welt miteinander verknüpft, indem sie verschiedene intelligente Geräte nahtlos in ein kohärentes Ganzes integriert. Vor diesem Hintergrund zeichnet sich StarFlash als zentraler Knotenpunkt für die Verbindung der Zukunft aus. Dieser Artikel stellt die dreistufige Architektur des StarFlash-Systems vor, einschließlich der grundlegenden Anwendungsschicht, der grundlegenden Dienstleistungsschicht und der StarFlash-Zugangsschicht. Zusätzlich werden zwei Kommunikationsschnittstellen innerhalb der StarFlash-Zugangsschicht behandelt: SLB (Basic Access) und SLE (Low Power Access).

Überblick über die dreistufige Architektur von StarFlash:

Grundlegende Anwendungsschicht (Basic Application Layer):

Implementiert multifunktionale Anwendungen für verschiedene Szenarien und bedient Sektoren wie Automobilindustrie, Hausautomation, Audio-Video und mehr. Bietet reichhaltige Funktionalitäten, die eine weitverbreitete Anwendung des StarFlash-Systems in verschiedenen Industriezweigen ermöglichen.

Grundlegende Dienstleistungsschicht (Basic Service Layer):

Besteht aus mehreren grundlegenden funktionalen Einheiten, die Unterstützung für Anwendungen der oberen Schicht und Systemmanagement bieten. Liefert robuste grundlegende Unterstützung, um Systemstabilität und -zuverlässigkeit zu gewährleisten.

StarFlash-Zugangsschicht (StarFlash Access Layer):

Bietet zwei Kommunikationsschnittstellen, SLB (Basic Access) und SLE (Low Power Access), die jeweils für Wi-Fi- und Bluetooth-Netzwerkszenarien geeignet sind.

SLB (Basic Access):

Strebt nach hoher Bandbreite, großer Kapazität und hoher Präzision.
Unterstützt einzelne/mehrere Träger, die im 5GHz unlizenzierten Frequenzband arbeiten.
Die Bandbreite reicht von 20MHz bis 320MHz und unterstützt verschiedene Modulationsschemata.
Nutzt Technologien wie ultrakurze Rahmen (vermutlich wird damit Impulse gemeint), Mehrpunktsynchronisation, asynchrones HARQ usw., um die Kommunikationsleistung zu verbessern.

SLE (Low Power Access):

Legt den Schwerpunkt auf geringen Stromverbrauch, niedrige Latenz und hohe Zuverlässigkeit.
Verwendet Einzelträgerübertragung (Single Carrier Transmission), die im 2,4GHz unlizenzierten Frequenzband (ISM Frequenzband) arbeitet.
Unterstützt Bandbreiten von 1MHz, 2MHz und 4MHz mit verschiedenen Modulationsschemata.
Zu den Merkmalen gehören zuverlässiges Multicast, Kurzzeit-Interkommunikation, sicheres Pairing usw., wobei energieeinsparende Faktoren vollständig berücksichtigt werden.

Die Punkte die NearLink adressiert sind interessant, es soll also in der jetzigen Form 2 Betriebsmodi geben, SparkLink Low Energy („SLE“) und SparkLink Basic („SLB“). SLE lässt sich am besten als Alternative zu Bluetooth Low Energy BLE beschreiben.

Ich habe hier eine einfache Übersichtstabelle erstellt, wo man die Anwendungen sehen kann und auch wie sich die Technologien unterscheiden.

Technologie Übersichtstabelle

Feature	NearLink	Bluetooth	Wi-Fi
Entwickelt von	SparkLink Alliance (NearLink Alliance)	Bluetooth SIG	Wi-Fi Alliance
Einführungsdatum	4. November 2022	7. Mai 1998	21. September 1997
Anwendungsgebiete	Smartphones, PCs, Audio-Geräte, IoT, IoV	Smartphones, PCs, Audio-Geräte, IoT, Drahtlose Kopfhörer, Mäuse, Tastaturen	Internetzugang, lokale Netzwerke, Smartphones, PCs, Audio-Geräte
Energieverbrauch	SLE: < 2mA, für IoT geeignet SLB: nicht bekannt	Variiert je nach Gerät und Verwendung, BT 5: 35-39mA, BLE: 3mA bis 6mA	Abhängig von der Nutzung, ca 250mA
Datenübertragungsrate	SLE: bis zu 12 Mbit/s, SLB: bis zu 1.2 Gbit/s	Bis zu 1 Mbit/s (BLE), bis zu 50 Mbit/s (BT 5.0) ¹	802.11ax: 2.4 Gbps 802.11n: 450 Mbps ²
Latenz	SLE: 250 Mikrosekunden, SLB: 20 Mikrosekunden	Variiert, bis 150 Millisekunden	3-20 Mikrosekunden
Zuverlässigkeit	> 99.999%	Hoch für BLE, variiert für andere Versionen	Hoch, abhängig von Umgebung und Setup
Max. Nutzerzugriff	SLE: 256 Nutzer, SLB: 4096 Nutzer	7 aktive Geräte pro Netzwerk (BLE: variabel, zwischen 12-22 konnte gefunden werden)	Hunderte, abhängig von Netzwerksetup

Was fällt hier auf? Der Stromverbrauch von SLE ist geringer als von Bluetooth Low Energie, was sich für IoT Geräte sehr gut eignet da es weniger Energie brauch als Bluetooth, ein weiter Vorteil, die maximale Anzahl an Nutzer die es gleichzeitig bedienen kann, SLE kann 256 parallel bedienen, Bluetooth hingegen nur 7 pro Netzwerk, mit BLE geht da etwas mehr, ist aber nur ein Bruchteil von SLE.
Auch die Latenz ist viel geringer, Bluetooth hat eine Latenz von bis 150 Millisekunden, SLE liegt bei nur 250 Mikrosekunden.

Bei SLB können bis zu 4096 Nutzer bedient werden, das hört sich für mich schon sehr hoch an, ob das also in der Praxis realistisch ist, wird man erst sehen, wenn es wirklich dazu kommt.

Beim Thema Datenübertragungsrate macht man Kompromisse:

SLE: bis zu 12 Mbit/s,
SLB: bis zu 1.2 Gbit/s

BLE: Bis zu 1 Mbit/s
BT 5.0: bis zu 50 Mbit/s

Wi-Fi: 802.11ax: 2.4 Gbps
Wi-Fi: 802.11n: 450 Mbps 2

Man sieht hier, SLE liefert eine höhere Datenübertragungsrate höher als BLE, bei geringerem Stromverbrauch, zumindest auf dem Papier. SLB, ist als Ersatz für Wi-Fi gedacht, dieses reiht sich Leistungstechnisch bei Wi-Fi ein, kann aber nicht mit dem schnellsten WLAN Standard 802.11ax mit 2,4 Gbps mithalten, schafft aber mit 1,2 Gbps, dennoch eine gute Leistung.

Was wird noch kommen?

In der Studie der SparkLink Alliance, gibt es dieses eine Bild, welches zeigt, wo die Reise von NearLink/SparkLink hingehen wird oder gehen könnte:

Ich denke, dieses Bild zeigt, das SparkLink / NearLink, nichts weniger als revolutionär sein will, und Bluetooth und Wi-Fi als einziger, neuer Standard, zeigen will, das es alles abdecken kann.

Von Smartphones, Gadgets, Sensoren, Smart Cars (IoV (Internet of Vehicles)), Smart Homes, Drucker, Schalter, bin hin zu Smart Manufacturing, also den industriellen Einsatz, alles untereinander verbunden mit einer Technologie.

Das SLB nicht das höchste der Gefühle ist, zeigt auch die Namensbezeichnung, SLB, SparkLink Basic, also das Grundlegende, doch was kommt danach? Scheinbar wird daran wohl noch gearbeitet, denn die Ambitionen mit einer Technologie ganze Städte und Systeme untereinander vernetzen zu können ist herausfordernd.

Wie das ganze funktionieren soll, findet man hier in der Performance Evaluation of SparkLink Basic Radio Access Technology von der SparkLink Alliance, es ist recht theoretisch und technisch gehalten, aber einen Blick wert.

NearLink soll eine Lösung sein, die man eigentlich gar nicht bräuchte, aber nicht unbegründet politisch getrieben ist. Der Grund dafür liegt wie nicht selten, bei den USA und Sanktionen.

Hintergrund

In den letzten Jahren gab es seitens der USA verstärkt Sanktionen gegen China, dies geschah unter der Trump Regierung als auch unter der Biden Regierung. Hier ein paar Auszüge:

Dies sind nur einige Artikel die die Sanktionen der USA gegenüber China’s Technologie Industrie und Huawei aufzeigen.

Was hat das mit NearLink zu tun?

Das hängt damit zusammen, das durch die Sanktionen, Huawei im Zugang zu US Technologien eingeschränkt wird.

Zwar ist Huawei bei der Wi-Fi Alliance als auch bei der Bluetooth SIG als Mitglied gelistet, doch scheint man in China durch die Sanktionen weiter zu planen und geht wohl davon aus, irgendwann aus diesen Gremien ausgegrenzt zu werden und damit technologisch zurück zu fallen.

Noch ist Huawei also in den Gremien, doch ich vermute das diese Entwicklung von NearLink und die Gründung der SparkLink Alliance 2022, strategisch gefördert wird, man will auf Nummer sicher gehen, und will sich so von den USA unabhängig machen.

Was bedeutet das für den Endnutzer?

Für den Konsumenten würde das den Vorteil bringen, das neuere Geräte mit NearLink untereinander interoperable kommunizieren können, man braucht also nicht zwischen Bluetooth und WLAN wechseln müssen. Weitere Vorteile sind dann auch, das man beim Kauf von Geräten weniger darauf achten muss, welche Kommunikationsstandards unterstützt werden.

Es kann aber auch in die andere Richtung gehen, so kann im Falle von Sanktionen der EU oder der USA, es dazu führen, das Produkte aus China die mit diesem Standard aus Angst vor Spionage, weil das SparkLink Gremium in China ansäßig ist und außerhalb der Kontrolle der USA und Europa, somit auch Backdoors einbauen könnten etc., dies kann dazu führen, das Geräte aus China seltener werden können. Ich kann es mir zumindest aber nicht vorstellen, denn zu stark ist man von China abhängig.

Meine Meinung

Ich denke das NearLink seinen Platz auf den mobilen Geräten finden wird, es wird nicht von jetzt auf gleich stattfinden, aber es wird kommen, was ich von China mitbekomme ist, das man langfristig plant und nicht kurz sich gedanken macht. Ob es bei der Bezeichnung NearLink oder SparkLink bleibt, wird man dann früh genug wissen, wenn mehr Portale darüber berichten werden. Wi-fi und Bluetooth wird es so schnell nicht ersetzen, es wird jedoch wieder neue Innovationen hervorbringen und den Wettbewerb verstärken, weil mehr konkurrenz den Markt belebt.

Da ich Xiaomi Nutzer bin, werde ich wohl früher oder später mit NearLink mein erstes mal zu tun haben, dann kann ich testen, wie gut es wirklich ist.

Weiterführende Quellen:

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Nearlink – Chinas Antwort auf Bluetooth und WiFi

NearLink – Was ist das überhaupt?

Bezeichnung Unklar: NearLink, SparkLink oder StarFlash?