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    關于Wi-Fi HaLow,需要了解的所有信息

    發布時間:2020-12-22   點擊次數:418次

    Wi-Fi HaLow是下一代Wi-Fi,該技術不僅為連接Wi-Fi的設備延伸了距離、延長了電池壽命,而且還代表了通過物聯網無線連接的人和設備那令人興奮的未來。Wi-Fi HaLow的應用范圍非常廣泛,從傳感器、執行器和安全攝像頭到家庭自動化、家用電器和恒溫器,所有這些都可以改善用戶體驗和生產力,同時降低安裝和運營成本。

    Wi-Fi HaLow技術近被IEEE 802.11ah工作組標準化,并由Wi-Fi聯盟(WFA)命名。Wi-Fi HaLow在低于1 GHz的免許可RF頻段上運行,提供的數據速率從數百千比特/秒到數十兆比特/秒不等,并跨越幾十米到一公里的距離。Wi-Fi HaLow滿足了應對挑戰性的物聯網環境所需的可擴展性、穩固性和安全性要求。

    盡管傳統的Wi-Fi是當今使用廣泛的無線通信協議,但物聯網的飛速發展迫使人們重新思考Wi-Fi,揭示出技術差距,以及在一個無所不包的互聯世界中Wi-Fi需要扮演什么角色。許多物聯網和M2M協議(機器對機器)的應用,對遠程連接和低功耗的更高要求,正在引導Wi-Fi HaLow在今年和未來幾年以越來越快的速度普及。

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    圖1 Wi-Fi跨越多個頻段,滿足各種連接挑戰(資料來源:Wi-Fi HaLow:為物聯網應用擴展Wi-Fi,Wi-Fi聯盟)

    傳統Wi-Fi與Wi-Fi HaLow

    在不久的將來,傳統的Wi-Fi可以讓用戶使用2.4GHz、5GHz甚至6GHz頻段的寬信道,快速播放電影和下載文件。這些連接的有效距離很短,而且消耗電池的速度很快,設備需要頻繁充電或使用電源連接。例如,Wi-Fi 6仍然是4K視頻流和增強現實等帶寬密集型應用的理想選擇。

    Wi-Fi HaLow建立在強大的安全性和頻譜高效的OFDM基礎上,同時使用1GHz以下較窄的無線電頻道,這樣能更好地穿透材料,讓連接達到傳統Wi-Fi 10倍的距離、100倍的面積和1,000倍的容量。Wi-Fi-HaLow是物聯網設備的完美之選,因為其允許在單個接入點上實現超過8,000臺設備的強大連接,并且可以利用新加入的睡眠模式節省電力。Wi-Fi-HaLow實現了一種新的產品類別,可以使用電池運行多年,仍然提供數十Mbps的數據吞吐量。

    傳統Wi-Fi的網絡擁塞、距離限制和較高功耗,以及可連接到單個無線接入點的設備數量有限,在智能設備的互聯世界中已不再可行。這些限制阻礙了跨行業涌現的以物聯為中心的新業務模式,這些模式需要更大的容量、更廣的范圍和更優的電池續航能力,同時還要大程度地降低部署成本和時間,所有這些都是Wi-Fi HaLow非??扇〉奶匦?。

    表1 比較Wi-Fi 4/5/6與Wi-Fi HaLow

    功能

    Wi-Fi   4/5/6

    (IEEE   802.11n/ac/ax)

    Wi-Fi HaLow

    (IEEE 802.11ah)

    運行頻段

    2.4   GHz, 5 GHz, 6 GHz

    低于1 GHz

    (美國為902 – 928 MHz)

    信道帶寬選項

    20,   40, 80, 160 MHz

    1, 2,   4, 8, (16 為可選項) MHz

    每個接入點的大可尋址設備

    2007

    8191

    單流MCS數據速率范圍

    6.5   Mbps-150 Mbps

    (.11n,   Wi-Fi 4)

    150   Kbps – 86.7 Mbps

    常規范圍

    ~100 米

    10倍更遠

    100倍更廣

    1000倍更大

    與 802.11n 20MHz 相比

    基于IEEE 802.11ah Wi-Fi標準的物聯網解決方案

    Wi-Fi HaLow增強了無線局域網(LAN),以支持當今具挑戰性的物聯網系統需求。在超低功耗、超低吞吐量和低能效的LoRa和Sigfox低功耗廣域網(LPWAN),較低吞吐量、較短距離的個人區域網絡(PAN)(如藍牙/BT5)和更耗電的LTE Cat-M/窄帶物聯網之間,Wi-Fi HaLow占有一席之地

    盡管以前的技術差距引發了次優的專有解決方案來滿足市場需求,但新的現實是,這些差距現在已在IEEE 802.11標準的保護下得到了糾正:系統集成商可以利用已經為傳統Wi-Fi無線電開發的相同硬件和軟件資產,享受多廠商產品,并受益于Wi-Fi 聯盟的互操作性測試和認證計劃。用戶不再需要在范圍、吞吐量、功耗、網絡容量、復雜的網狀網絡設置或每月流量費上妥協。作為IEEE 802.11企業級安全標準的一部分,安全性處于首要位置:Wi-Fi-HaLow采用了新的WPA3安全標準、加密消息和*的芯片ID技術,以實現安全啟動。高數據速率可實現安全的無線固件升級,并支持UDP和TCP/IP協議。本機IP支持意味著無需橋接器或網關。

    Wi-Fi HaLow用例

    在部署的初階段,Wi-Fi HaLow預計將用于標準Wi-Fi無法到達的室內和室外應用,如電池供電的監控系統、無線攝像頭和智能家居門鈴。另一個典型的用例是大型場所,一個HaLow接入點可以連接上千臺設備,覆蓋的容量是傳統Wi-Fi的1,000倍,繞過復雜、帶寬有限和不可靠的網狀網絡,從而簡化安裝并降低總成本。在大型建筑、倉庫、辦公室、校園、購物中心和體育場館都可以找到這樣的例子,通過訪問控制系統(體溫監測器、佩戴口罩監控器、房間占用限制和基于人流的物體清潔/消毒功能-所有這些都加在一起)的高級連接,方便地配置攝像頭和傳感器,以增強居住者的安全和健康。工業自動化、過程控制傳感器、樓宇自動化、物流和資產管理、農業和環境傳感器、采礦業、清潔能源農場、電子標識和零售商店等許多其他領域,都需要該項技術,從而讓所有設備在日益自動化的世界中保持連接。實際上,Wi-Fi HaLow就是因其功能多樣性而脫穎而出。

    帶有Wi-Fi HaLow的產品將為免許可頻段提供新的選擇,這些頻段既支持IP網絡,也支持PC生態系統中*的OFDM調制模式。此外,越來越多的人支持這樣的預測,即從長遠來看,Wi-Fi HaLow將擴大移動設備和個人電腦的連接范圍,作為第四個頻段的出現,以及支持新興用例的一部分。

    Wi-Fi HaLow蓄勢待發

    HaLow的創新正受到關注。例如,摩爾斯微(Morse Micro)公司正投入巨資,以其小的系統級芯片和模塊解決方案,向HaLow市場轉型。Wi-Fi聯盟已經宣布了一項HaLow認證計劃,該計劃將于2021年推出,許多大公司對在新產品中使用Wi-Fi-HaLow的硅芯片很感興趣。Wi-Fi-HaLow正蓄勢待發。所有特性都脫穎而出,而替代品開始失去其光芒,特別是在物聯網領域。Wi-Fi HaLow的市場應用肯定會重塑Wi-Fi本身。因此,人們看到的Wi-Fi再也不會和以前一樣。  

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