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重新思考Wi-Fi:Wi-FiHaLow将推动物联网的10大理由

时间:2023-03-22 16:20:46 科技观察

Wi-FiHaLow提供优于现有无线技术的优势,包括范围、数据速率和能效。虽然传统的Wi-Fi是当今使用最广泛的无线通信协议,但物联网的快速发展迫使人们重新思考Wi-Fi,揭示技术差距以及如何在无所不包的互联世界中使用Wi-Fi-Fi需要扮演什么角色。许多物联网和机器对机器(M2M)应用、对远程连接和低功耗的更高要求正在引领802.11ahWi-FiHaLow现在和未来的发展速度越来越快。Wi-FiHaLow技术由IEEE802.11ah任务组标准化,并由Wi-Fi联盟(WFA)命名。Wi-FiHaLow工作在免许可的sub-GHz频段,提供从数百Kb/s到数十Mb/s的数据速率,以及从几十米到一公里以上的传输距离。Wi-FiHaLow提供应对最具挑战性的物联网环境所需的可扩展性、稳健性和安全性。那么,是什么让Wi-FiHaLow成为支持物联网的理想无线通信技术呢?以下是Wi-FiHaLow解决现有技术基本弱点的十个主要原因。1.节能802.11ahWi-FiHaLow协议,促进可长时间休眠的设备节能。这提供了最广泛的电源选项,从用于短程应用的小型电池到用于1公里以上更高功率设备的更大电池。正交频分复用(OFDM)技术使用先进的调制和编码方案,通过适应信道条件的数据速率提供更高的吞吐量。更高的吞吐量意味着信息在空中传播的时间更短,这意味着无线电可以更快地回到睡眠状态,从而节省能源。WLAN的“先听后说”协议意味着更少的媒体争用和更少的数据包重传浪费的能量。Wi-FiHaLow闲置和休眠模式,结合MorseMicro的专利电路设计技术,让每单位能量传输更多数据,降低闲置功耗,可与其他技术一较高下。2.数据速率Wi-FiHaLow提供最广泛的数据速率范围,以适应物联网应用,例如数十Mb/s的流媒体传输和较低速率的应用,例如温度传感器、门锁或邮箱。就像Wi-Fi一样,速率可以根据不断变化的条件或与接入点(AP)的距离自动调整。3.范围Wi-FiHaLow提供从1米到>1公里的sub-1GHz窄带信号,覆盖范围更广,从智能家居到大型仓库,无需中继器或网状网络。与更短距离的5GHzWi-Fi5/6(802.11ac/ax)和6GHz相比,窄带信号可以达到传统2.4GHzWi-Fi或蓝牙的10倍范围、100倍面积或1000倍容量Wi-FiFi6E(802.11ax)甚至更高(图1)。图1:Wi-FiHaLow-容量是传统Wi-Fi的1000倍。(来源:MorseMicro)4、建筑材料穿透的物理原理很简单,频率越低,穿透力越强(自由空间中的传播损耗越低)(图2)。Wi-FiHaLow使用750MHz-950MHz频谱,比2.4-GHz蓝牙、Wi-Fi4或Zigbee低2.5倍,比5-GHzWi-Fi5低5倍,比6-GHzWi-Fi低6倍6e次。房屋和建筑物的建筑材料和布局的变化对Wi-FiHaLow信号的影响较小。图2:Wi-FiHaLow提供卓越的覆盖范围和出色的建筑材料穿透性。(来源:MorseMicro)5.安全Wi-FiHaLow需要最先进的WPA3安全标准来验证和加密数据。MorseMicro支持现有的WPA3和Wi-Fi未来的安全改进(图3)。Wi-FiHaLow更高的数据速率可实现快速无线(OTA)固件更新,而LoRa或Sigfox等许多远距离无线技术需要设备长时间离线才能完成此类更新.图3:Wi-FiHaLow采用最先进的WPA3安全标准,支持无线安全升级,网络不受影响。(来源:MorseMicro)6.网络数据容量Wi-FiHaLow为每个接入点(AP)多达8191个设备指定了广泛的数据速率(图4)。多个信令选项减少了管理和控制大量设备所需的开销。其中一个例子是受限访问窗口(RAW:RestrictedAccessWindow),这是Wi-FiHaLow的一项独特功能,它允许接入点授予一部分站点传输数据的特权,而其他站点则被迫休眠、缓冲非紧急数据或两者。这减少了冲突并为有源设备释放了空域,以最快的调制和编码方案(MCS)速率传输更多数据。图4:单个Wi-FiHaLow接入点可以连接数千台设备。(图片来源:MorseMicro)7.安装/运营成本Wi-FiHaLow支持本地IP流量,就像传统Wi-Fi一样。安装简单,只需要一个支持Wi-FiHaLow的接入点或路由器。不需要专有集线器或网关。这种星形网络拓扑结构消除了对复杂的中继器网状结构的需求,后者会阻塞消息并导致其他无线通信技术出现管理问题。Wi-FiHaLow使用未经许可的低于1GHz的频谱,并且没有来自蜂窝提供商的月费或数据计划。8.免许可频谱由于Wi-FiHaLow不依赖于移动服务提供商,因此不需要服务提供商合同。与传统Wi-Fi一样,客户拥有自己的设备并使用免许可无线电频谱。这种无线通信技术在全球范围内的750MHz至950MHz免许可频段内运行。Wi-FiHaLow不使用蜂窝数据运营商的频率,后者通常收取许可费和月费。某些使用限制可能适用,并且可能因国家/地区而异。9.互操作性和客户体验Wi-FiHaLow是定义设备通信方式的全球公认标准。与前几代Wi-Fi一样,Wi-FiHaLow设备供应商通过遵循Wi-Fi联盟的指导来确保互操作性,该联盟为成员提供规范和认证服务。其他无线物联网技术要么是专有的,要么组织不完善,这些因素会影响上市时间、产品成本和客户体验。用户将体验到与传统Wi-Fi网络相同的易用性。这与Wi-FiHaLow单一接入点解决方案的简单性相结合,提供了更高的开箱即用安装成功率,并消除了网状网络部署的复杂性和挑战。10.NativeIP支持Wi-FiHaLow中定义了对IP流量的Native支持,这与传统Wi-Fi非常相似。通过使用支持Wi-FiHaLow的路由器,所有客户端设备都可以使用IPv4/IPv6传输协议直接访问互联网,实现基于云的服务和物联网数据管理。其他无线物联网技术,如蓝牙、Zigbee、Z-Wave、LoRa和Sigfox,需要一个专有网关,将所有本地客户端流量转换为IP流量以访问互联网。这些额外的数据包处理阶段需要包装额外的数据,增加延迟并降低网络效率。在部署初期,Wi-FiHaLow有望用于标准Wi-Fi无法达到的室内外应用,例如电池供电的监控系统、无线摄像头、门铃等。另一个典型的用例是大型场所,其中单个HaLow接入点可以替代大量其他接入点,避免低效和复杂的网状结构,简化安装并降低总体拥有成本。工业自动化、过程控制传感器、楼宇自动化、仓库和零售店等都需要这项技术在日益自动化的世界中保持万物互联。事实上,Wi-FiHaLow以其多功能性脱颖而出。