Wi-Fi HaLow(IEEE 802.11ah)是最新的無線標準,專為解決IoT(物聯網)應用的主要挑戰而設計。HaLow具有非常有效和高效的能力,可以在非常低的功率和比任何Wi-Fi更長的范圍內運行,并穿透墻壁,非常適合滿足智能家居,工業市場和智能城市的獨特需求。由于功耗較低,Wi-Fi HaLow可以將傳統Wi-Fi網絡的多功能性和應用擴展到更大的規模,包括但不限于小型電池供電的可穿戴設備,工廠自動化,IoT / IIoT(工業IoT)設備。
使用Wi-Fi HaLow開發物聯網解決方案的優勢
WiFi HaLow非常接近成為物聯網無線標準,提供功耗,范圍,吞吐量和部署成本的最佳組合。讓我們詳細看看它們中的每一個:
低功耗:Wi-Fi HaLow比其他低功耗LAN/WAN技術相對提高了能源效率。有效的節能可實現多年的電池運行。由于功率運行要求低,紐扣電池運行支持較少的電流消耗
長距離和堅固性:與2.4 GHz信號相比,窄帶信號(Sub-1 GHz)使用更少的能量傳播得更遠,因此提供了更長的范圍。與 2.4 GHz Wi-Fi 相比,它還提供至少 10 dB 的鏈路預算優勢,并且對于具有更高放大度的連接,可以實現超過 1 km 的覆蓋范圍
IP 網絡功能:由于Wi-Fi HaLow符合IEEE 802.11ah國際標準,因此它具有本機IP支持,并且不需要進一步的轉換網關。高數據吞吐量支持 UDP、TCP/IP 和基于 IP 的發現協議
數據速率和安全性:根據Wi-Fi聯盟的數據,測量支持數據為150 kbps至86.7 Mbps,并且支持最新的安全標準,如Wi-Fi認證的WPA3,Wi-Fi認證增強基于機會無線加密(OWE)的開放,并且還支持Wi-Fi輕松連接
成本效益:由于Wi-Fi HaLow是未經許可的頻譜操作,因此不需要額外的訂閱費用。事實證明具有成本效益,將向專用和受控網絡提供支持,無線固件升級支持并簡化基礎設施,而無需復雜的網格或中繼器
設備容量和網絡集成:Wi-Fi HaLow 根據關聯條件支持每個 SSID 8,191 臺設備。本地 IP 網絡,包括互聯網協議版本 6 (IPv6) 也提供支持,并且不需要任何不會干擾預先存在的網絡的網關或轉換盒。此外,Wi-Fi HaLow可以輕松地與Wi-Fi網絡AP集成。
射頻技術與Wi-Fi HaLow的比較分析
頻率 | 低于 1 千兆赫 | 2.4千兆赫 | 低于 1 千兆赫 | 2.4千兆赫 / 低于1千兆赫 | 低于 1 千兆赫 | 許可 |
數據速率(基點) | 150 千米 – 86.7 米 | 125 千米 – 2 米 | 9.6 千米 – 100 千米 | 250 千米 | 300 – 27 千米 | 20 千米 – 127 千米 |
范圍(m) | > 1 千米 | < 100 | < 30 | < 20 | < 10 千米 | < 10 千米 |
調制 | BPSK上的OFDM,QPSK,16/64/256 QAM | GFSK | GFSK | 巴巴克/奧克普斯克 | .CSS | QPSK |
安全 | WPA3 | CCMode 中的 128 位 AES | 安全性 2 (S2) | CCMode 中的 128 位 AES | CCMode 中的 128 位 AES | 3GPP 安全性 |
網絡拓撲 | 星形/繼電器 | P2P/網狀網絡 | 網孔 | 網孔 | 星 | 星 |
開放標準 | IEEE 802.11ah | 藍牙智能識別 | 專有 | IEEE 802.15.4 | 專有 | 3GPP LTE Cat- NB1/NB2 |
屬性 | 無線網絡哈洛 | 低功耗藍牙 | Z-波 | 齊格比 | 羅拉萬 | NB-物聯網 |
---|
Wi-Fi HaLow網絡的要求表明,Wi-Fi HaLow使用的sub-1 GHz頻段部分因市場而異,具體取決于監管要求,例如:
美國:902 MHz 至 928 MHz
澳大利亞和新西蘭:915 MHz 至 928 MHz
歐洲:7 MHz 頻譜分為 800 MHz 頻段和 900 MHz 頻段
產品制造商應咨詢其當地監管機構,以確定 sub-1 GHz 頻段的哪一部分被批準使用。Wi-Fi聯盟積極推動Wi-Fi HaLow頻譜從915 MHz到925 MHz范圍,以支持全球部署的產品開發。
Wi-Fi HaLow的關鍵節能功能
Wi-Fi HaLow技術的關鍵設計標準之一是低功耗,以使電池供電的物聯網設備能夠運行多年。新的MAC層功能使Wi-Fi HaLow網絡中的設備能夠節省能源,減少擁塞,并提高容量和設備密度。傳輸無線電信號通常比接收信號消耗更多的功率。設備傳輸的任何減少通常都會節省能源。低功耗的關鍵因素是確保無線電能夠可靠地長時間保持睡眠狀態,而不會被AP(接入點)丟棄或解除關聯。通過允許Wi-Fi設備花費更多時間睡眠,此類設備的平均能耗大大降低。處于睡眠狀態或被動偵聽的設備將釋放可用頻譜,供活動客戶端設備傳輸其數據。
Wi-Fi HaLow的重要性
讓我們詳細了解可實現效率和節能的 Wi-Fi HaLow 功能:
非流量指示映射 (TIM) 模式選項:在某些無線局域網 (WLAN) 中,設備必須頻繁喚醒,以每秒多次監控和響應 AP 在信標幀中發送的流量指示映射 (TIM)。TIM 用于指示哪些客戶端設備應接收入站數據。Wi-Fi HaLow 設備可以通過在可選的非 TIM 模式下運行來節省電力, 它們不必保持喚醒狀態即可主動監控信標幀.此功能消除了 Wi-Fi 客戶端設備定期檢查信標消息的需要。將Wi-Fi HaLow從TIM模式中解放出來,可以節省能源,使其與其他物聯網傳感器網絡技術競爭。非 TIM 模式是一個選項,取決于設備和網絡的所需功能。Wi-Fi HaLow也支持TIM模式。Wi-Fi HaLow AP可以同時支持混合設備的這兩個選項
目標喚醒時間 (TWT):預計長時間休眠的客戶端設備可以與AP 協商 TWT 合同。AP 維護發往客戶端的任何流量,直到達到商定的喚醒時間。當客戶端設備在規定的時間喚醒時,它會偵聽其信標,并在返回其睡眠狀態之前與 AP 接合以接收和傳輸所需的任何數據。由客戶端和 AP 協商的喚醒時間之間的間隔可以從特別短(微秒)到很長(年)不等
受限訪問窗口 (RAW):RAW 是允許客戶端設備組進行通信的另一種規劃方法。對于具有可預測活動周期的系統,AP 可以授予具有 RAW 權限的客戶端子集來傳輸其數據,而其他客戶端可以強制休眠、緩沖非緊急數據或兩者兼而有之。客戶端設備可節省電力,并為其他時間關鍵型流量留出更多網絡容量
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