Wi-Fi HaLow很快就會(huì)運(yùn)用于您附近的攝像頭、門(mén)鎖、商店、工廠和移動(dòng)設(shè)備。什么是Wi-Fi HaLow？為什么說(shuō)這是物聯(lián)網(wǎng)的最佳解決方案？
作者：Shahar Feldman，摩爾斯微（Morse Micro）營(yíng)銷副總裁
Wi-Fi HaLow是下一代Wi-Fi，該技術(shù)不僅為連接Wi-Fi的設(shè)備延伸了距離、延長(zhǎng)了電池壽命，而且還代表了通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線連接的人和設(shè)備那令人興奮的未來(lái)。Wi-Fi HaLow的應(yīng)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(dòng)化、家用電器和恒溫器，所有這些都可以改善用戶體驗(yàn)和生產(chǎn)力，同時(shí)降低安裝和運(yùn)營(yíng)成本。
Wi-Fi HaLow技術(shù)最近被IEEE 802.11ah工作組標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)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(yīng)對(duì)最具挑戰(zhàn)性的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境所需的可擴(kuò)展性、穩(wěn)固性和安全性要求。
盡管傳統(tǒng)的Wi-Fi是當(dāng)今使用最廣泛的無(wú)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(gè)無(wú)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(jī)器對(duì)機(jī)器）的應(yīng)用，對(duì)遠(yuǎn)程連接和低功耗的更高要求，正在引導(dǎo)Wi-Fi HaLow在今年和未來(lái)幾年以越來(lái)越快的速度普及。
圖1：Wi-Fi跨越多個(gè)頻段，滿足各種連接挑戰(zhàn)
（資料來(lái)源：Wi-Fi HaLow：為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用擴(kuò)展Wi-Fi，Wi-Fi聯(lián)盟白皮書(shū)）
傳統(tǒng)Wi-Fi與Wi-Fi HaLow
在不久的將來(lái)，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(shè)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)等帶寬密集型應(yīng)用的理想選擇。
Wi-Fi HaLow建立在強(qiáng)大的安全性和頻譜高效的OFDM基礎(chǔ)上，同時(shí)使用1GHz以下較窄的無(wú)線電頻道，這樣能更好地穿透材料，讓連接達(dá)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(shè)備的完美之選，因?yàn)槠湓试S在單個(gè)接入點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)超過(guò)8,000臺(tái)設(shè)備的強(qiáng)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(shí)現(xiàn)了一種新的產(chǎn)品類別，可以使用電池運(yùn)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(luò)擁塞、距離限制和較高功耗，以及可連接到單個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)的設(shè)備數(shù)量有限，在智能設(shè)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(wù)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(shí)還要最大程度地降低部署成本和時(shí)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
基于IEEE 802.11ah Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案
Wi-Fi HaLow增強(qiáng)了無(wú)線局域網(wǎng)（LAN），以支持當(dāng)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(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（PAN）（如藍(lán)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(lái)滿足市場(chǎng)需求，但新的現(xiàn)實(shí)是，這些差距現(xiàn)在已在IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)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(wú)線電開(kāi)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(cè)試和認(rèn)證計(jì)劃。用戶不再需要在范圍、吞吐量、功耗、網(wǎng)絡(luò)容量、復(fù)雜的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)設(shè)置或每月流量費(fèi)上妥協(xié)。作為IEEE 802.11企業(yè)級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)、加密消息和獨(dú)有的芯片ID技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)安全啟動(dòng)。高數(shù)據(jù)速率可實(shí)現(xiàn)安全的無(wú)線固件升級(jí)，并支持UDP和TCP/IP協(xié)議。本機(jī)IP支持意味著無(wú)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(yù)計(jì)將用于標(biāo)準(zhǔn)Wi-Fi無(wú)法到達(dá)的室內(nèi)和室外應(yīng)用，如電池供電的監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線攝像頭和智能家居門(mén)鈴。另一個(gè)典型的用例是大型場(chǎng)所，一個(gè)HaLow接入點(diǎn)可以連接上千臺(tái)設(shè)備，覆蓋的容量是傳統(tǒng)Wi-Fi的1,000倍，繞過(guò)復(fù)雜、帶寬有限和不可靠的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，從而簡(jiǎn)化安裝并降低總成本。在大型建筑、倉(cāng)庫(kù)、辦公室、校園、購(gòu)物中心和體育場(chǎng)館都可以找到這樣的例子，通過(guò)訪問(wèn)控制系統(tǒng)（體溫監(jiān)測(cè)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(jí)連接，方便地配置攝像頭和傳感器，以增強(qiáng)居住者的安全和健康。工業(yè)自動(dòng)化、過(guò)程控制傳感器、樓宇自動(dòng)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(chǎng)、電子標(biāo)識(shí)和零售商店等許多其他領(lǐng)域，都需要該項(xiàng)技術(shù)，從而讓所有設(shè)備在日益自動(dòng)化的世界中保持連接。實(shí)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(luò)，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(lái)越多的人支持這樣的預(yù)測(cè)，即從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，Wi-Fi HaLow將擴(kuò)大移動(dòng)設(shè)備和個(gè)人電腦的連接范圍，作為第四個(gè)頻段的出現(xiàn)，以及支持新興用例的一部分。
Wi-Fi HaLow蓄勢(shì)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(jí)芯片和模塊解決方案，向HaLow市場(chǎng)轉(zhuǎn)型。Wi-Fi聯(lián)盟已經(jīng)宣布了一項(xiàng)HaLow認(rèn)證計(jì)劃，該計(jì)劃將于2021年推出，許多大公司對(duì)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(shì)待發(fā)。所有特性都脫穎而出，而替代品開(kāi)始失去其光芒，特別是在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。Wi-Fi HaLow的市場(chǎng)應(yīng)用肯定會(huì)重塑Wi-Fi本身。因此，人們看到的Wi-Fi再也不會(huì)和以前一樣。