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Wi-Fi HaLow是下一代Wi-Fi，該技術(shù)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(lián)網(wǎng)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(zhí)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(chǎn)力，同時降低安裝和運營成本。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202012/421455.htmWi-Fi HaLow技術(shù)最近被IEEE 802.11ah工作組標準化，并由Wi-Fi聯(lián)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(shù)據(jù)速率從數(shù)百千比特/秒到數(shù)十兆比特/秒不等，并跨越幾十米到一公里的距離。Wi-Fi HaLow滿足了應對最具挑戰(zhàn)性的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境所需的可擴展性、穩(wěn)固性和安全性要求。
盡管傳統(tǒng)的Wi-Fi是當今使用最廣泛的無線通信協(xié)議，但物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展迫使人們重新思考Wi-Fi，揭示出技術(shù)差距，以及在一個無所不包的互聯(lián)世界中Wi-Fi需要扮演什么角色。許多物聯(lián)網(wǎng)和M2M協(xié)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。
圖1 Wi-Fi跨越多個頻段，滿足各種連接挑戰(zhàn)（資料來源：Wi-Fi HaLow：為物聯(lián)網(wǎng)應用擴展Wi-Fi，Wi-Fi聯(lián)盟白皮書）
傳統(tǒng)Wi-Fi與Wi-Fi HaLow
在不久的將來，傳統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)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(lián)網(wǎng)設備的完美之選，因為其允許在單個接入點上實現(xiàn)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(jié)省電力。Wi-Fi-HaLow實現(xiàn)了一種新的產(chǎn)品類別，可以使用電池運行多年，仍然提供數(shù)十Mbps的數(shù)據(jù)吞吐量。
傳統(tǒng)Wi-Fi的網(wǎng)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(shù)量有限，在智能設備的互聯(lián)世界中已不再可行。這些限制阻礙了跨行業(yè)涌現(xiàn)的以物聯(lián)為中心的新業(yè)務模式，這些模式需要更大的容量、更廣的范圍和更優(yōu)的電池續(xù)航能力，同時還要最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 |
每個接入點的最大可尋址設備 | 2007 | 8191 |
單流MCS數(shù)據(jù)速率范圍 | 6.5 Mbps-150 Mbps (.11n, Wi-Fi 4) | 150 Kbps – 86.7 Mbps |
常規(guī)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(lián)網(wǎng)解決方案
Wi-Fi HaLow增強了無線局域網(wǎng)（LAN），以支持當今最具挑戰(zhàn)性的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)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(wǎng)（LPWAN），較低吞吐量、較短距離的個人區(qū)域網(wǎng)絡（PAN）（如藍牙/BT5）和更耗電的LTE Cat-M/窄帶物聯(lián)網(wǎng)之間，Wi-Fi HaLow占有一席之地
盡管以前的技術(shù)差距引發(fā)了次優(yōu)的專有解決方案來滿足市場需求，但新的現(xiàn)實是，這些差距現(xiàn)在已在IEEE 802.11標準的保護下得到了糾正：系統(tǒng)集成商可以利用已經(jīng)為傳統(tǒng)Wi-Fi無線電開發(fā)的相同硬件和軟件資產(chǎn)，享受多廠商產(chǎn)品，并受益于Wi-Fi 聯(lián)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(wǎng)絡容量、復雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡設置或每月流量費上妥協(xié)。作為IEEE 802.11企業(yè)級安全標準的一部分，安全性處于首要位置：Wi-Fi-HaLow采用了最新的WPA3安全標準、加密消息和獨有的芯片ID技術(shù)，以實現(xiàn)安全啟動。高數(shù)據(jù)速率可實現(xiàn)安全的無線固件升級，并支持UDP和TCP/IP協(xié)議。本機IP支持意味著無需橋接器或網(wǎng)關(guān)。
Wi-Fi HaLow用例
在部署的最初階段，Wi-Fi HaLow預計將用于標準Wi-Fi無法到達的室內(nèi)和室外應用，如電池供電的監(jiān)控系統(tǒng)、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(tǒng)Wi-Fi的1,000倍，繞過復雜、帶寬有限和不可靠的網(wǎng)狀網(wǎng)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(tǒng)（體溫監(jiān)測器、佩戴口罩監(jiān)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(yè)自動化、過程控制傳感器、樓宇自動化、物流和資產(chǎn)管理、農(nóng)業(yè)和環(huán)境傳感器、采礦業(yè)、清潔能源農(nóng)場、電子標識和零售商店等許多其他領域，都需要該項技術(shù)，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(chǎn)品將為免許可頻段提供新的選擇，這些頻段既支持IP網(wǎng)絡，也支持PC生態(tài)系統(tǒng)中眾所周知的OFDM調(diào)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(xiàn)，以及支持新興用例的一部分。
Wi-Fi HaLow蓄勢待發(fā)
HaLow的創(chuàng)新正受到關(guān)注。例如，摩爾斯微（Morse Micro）公司正投入巨資，以其最小的系統(tǒng)級芯片和模塊解決方案，向HaLow市場轉(zhuǎn)型。Wi-Fi聯(lián)盟已經(jīng)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(chǎn)品中使用Wi-Fi-HaLow的硅芯片很感興趣。Wi-Fi-HaLow正蓄勢待發(fā)。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(lián)網(wǎng)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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