幫市場(chǎng)成長(zhǎng)的2.4G Wi-Fi，或成為智能家居發(fā)展的制約
電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）當(dāng)前大多數(shù)智能家居設(shè)備都開(kāi)始利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，其中大多采用的通信技術(shù)為藍(lán)牙和Wi-Fi。尤其是Wi-Fi，數(shù)據(jù)顯示，截至2022年底，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi普及率達(dá)到74.4%，如此高的滲透率也是大多數(shù)智能家居配備Wi-Fi功能的重要原因。不過(guò)Wi-Fi糟糕的配網(wǎng)過(guò)程，也開(kāi)始逐漸成為智能家居的痛點(diǎn)問(wèn)題。
為啥智能家居都用2.4GHz Wi-Fi？
Wi-Fi技術(shù)作為我們常用的無(wú)線通信技術(shù)，如今已經(jīng)越來(lái)越普及，也經(jīng)常被作為是智能家居中的標(biāo)配功能。不僅因?yàn)閃i-Fi的普及率廣，也因?yàn)閃i-Fi連接穩(wěn)定，簡(jiǎn)單易用，同時(shí)具有足夠的帶寬和速度，可滿(mǎn)足智能家居設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)需求。與此同時(shí)，Wi-Fi成本低，不需要設(shè)置額外的網(wǎng)關(guān)，更容易連接匹配手上已有的現(xiàn)成設(shè)備，可以讓用戶(hù)一買(mǎi)到智能家居產(chǎn)品之后就能立即使用。1985年，美國(guó)FCC將2.4GHz無(wú)線電頻率作為未經(jīng)許可的通信使用，用戶(hù)可以免費(fèi)地使用它。因此到1997年，第一個(gè)Wi-Fi協(xié)議802.11a將2.4GHz頻段作為標(biāo)準(zhǔn)，這也是第一個(gè)被廣泛采用的WiFi標(biāo)準(zhǔn)，它支持最高傳輸速率為54Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。至此，后續(xù)的802.11b、802.11g等多個(gè)Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，都將2.4GHz作為標(biāo)準(zhǔn)頻段。直到2009年發(fā)布的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn) 802.11n 或Wi-Fi 4開(kāi)始支持5GHz WiFi頻段，并且隨著2013年802.11 ac/WiFi 5的發(fā)布，支持2.4GHz和5GHz的雙頻路由器才開(kāi)始推出。由于2.4GHz的WiFi信號(hào)是早期的標(biāo)準(zhǔn)，因此大多數(shù)家庭和辦公室仍然配備了這種類(lèi)型的路由器和設(shè)備，這使得設(shè)備兼容性更好，也使得大多數(shù)智能家居產(chǎn)品仍然使用的是2.4GHz頻段。但這就會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，由于2.4GHz實(shí)在過(guò)于普及，因此導(dǎo)致這一頻率非常擁擠，并且相互之間會(huì)造成干擾。就好像在一個(gè)兩車(chē)道上，卻并排走了8輛車(chē)，大家都很難受。這就導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率降低，性能下降，降低使用體驗(yàn)，甚至可能引發(fā)設(shè)備故障。比如外面正在烈日暴曬，想要通過(guò)語(yǔ)音控制窗簾的關(guān)閉，但由于網(wǎng)絡(luò)延遲，1分鐘之后才開(kāi)始響應(yīng)，體驗(yàn)極差。并且網(wǎng)絡(luò)配對(duì)比較繁瑣，所有的新設(shè)備都需要用戶(hù)自行配對(duì)，包括打開(kāi)手機(jī)、找到應(yīng)用程序、找到相應(yīng)Wi-Fi、輸入密碼加入網(wǎng)絡(luò)、返回應(yīng)用程序、嘗試連接等。若只有一臺(tái)設(shè)備還好，隨著智能家居設(shè)備的增多，這些繁瑣的步驟也將降低用戶(hù)的使用體驗(yàn)。如何解決網(wǎng)絡(luò)擁堵
對(duì)于用戶(hù)而言，Wi-Fi支持的智能家居初期導(dǎo)入成本比較友好，且方便快捷，直接接上就能用，早期的用戶(hù)體驗(yàn)提升得很快，因此自然而然得到了普及。但是另一方面來(lái)說(shuō)，智能家居中存在的場(chǎng)景其實(shí)很多，各種通信方式具有不同特性，如何為合適的場(chǎng)景選擇合適的通信方式是非常重要的。并且隨著未來(lái)家庭智能家居產(chǎn)品的增多，其2.4GHz Wi-Fi所面臨的網(wǎng)絡(luò)擁堵問(wèn)題將更加凸顯。不過(guò)如今市場(chǎng)中已經(jīng)推出了5GHz和6GHz Wi-Fi頻段，相比2.4GHz頻段有更寬的頻譜，意味著能夠容納更多的智能家居同時(shí)運(yùn)行。就好比將過(guò)去的兩車(chē)道，擴(kuò)充至8車(chē)道。但這不意味著需要將所有的設(shè)備都轉(zhuǎn)移至5GHz或6GHz Wi-Fi頻段，對(duì)于一些本身對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求相對(duì)不高的產(chǎn)品切換至這些頻段是沒(méi)有意義的，比如智能開(kāi)關(guān)、智能門(mén)鎖、智能燈泡，而網(wǎng)絡(luò)攝像頭、智能顯示器這些對(duì)網(wǎng)絡(luò)有強(qiáng)需求的產(chǎn)品就適合放入到高頻段Wi-Fi中。另一方面，對(duì)于許多小的智能家居，或者成本較低的產(chǎn)品而言，如果需要使用5GHz，還將需要雙頻Wi-Fi 芯片和更多天線，不僅增加了成本，還縮短了連接距離。如果不使用5GHz的Wi-Fi，可以考慮MU-MIMO，這是一種多用戶(hù)多輸入多輸出技術(shù)，可以在同一個(gè)頻段上同時(shí)連接多個(gè)設(shè)備，并提高網(wǎng)絡(luò)性能。如果路由器支持MU-MIMO技術(shù)，可以使用該技術(shù)來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)性能。或者使用QoS技術(shù)，QoS是一種服務(wù)質(zhì)量技術(shù)，可以?xún)?yōu)先處理重要的數(shù)據(jù)流，從而提高網(wǎng)絡(luò)性能。如果路由器支持QoS技術(shù)，可以使用該技術(shù)來(lái)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量。當(dāng)然這些方法大多只是緩解網(wǎng)絡(luò)的擁堵情況，隨著設(shè)備的增加，其設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)延遲也必然將同比增加。因此可以考慮使用其他通信技術(shù)來(lái)解決2.4GHz WiFi的擁堵問(wèn)題，比如Zigbee、Z-Wave或Bluetooth等。這些技術(shù)可以在較小的范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的通信，并且可以通過(guò)智能家居中央控制器來(lái)統(tǒng)一管理。以ZigBee為例，雖然在成本和普及性上不及藍(lán)牙和Wi-Fi，但其在節(jié)能性（也就是低耗電量）、可拓展性（也就是同時(shí)連接設(shè)備的臺(tái)數(shù)）和兼容性這三點(diǎn)上很占優(yōu)勢(shì)，這意味著在需要大量連接智能家電入網(wǎng)的時(shí)候，選擇ZigBee比藍(lán)牙和Wi-Fi更合適。尤其在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)增加、通信量增加時(shí)，可同時(shí)連接多達(dá)65536臺(tái)設(shè)備（遠(yuǎn)大于藍(lán)牙和WiFi能夠同時(shí)接入的設(shè)備數(shù)量）的ZigBee是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。藍(lán)牙Mesh技術(shù)可以在較小的范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的通信，并且可以通過(guò)智能家居中央控制器來(lái)統(tǒng)一管理。當(dāng)設(shè)備不多時(shí)，使用藍(lán)牙Mesh可以解決2.4GHz Wi-Fi在某些情況下的擁堵問(wèn)題。小結(jié)
目前大多數(shù)廠商的智能家居產(chǎn)品都標(biāo)配Wi-Fi，因?yàn)樵摷夹g(shù)可以提供高效的多任務(wù)處理機(jī)制，并能通過(guò)同時(shí)連接多個(gè)設(shè)備來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)性能。同時(shí)還能提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更大的網(wǎng)絡(luò)容量，以滿(mǎn)足智能家居場(chǎng)景中不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求。但隨著越來(lái)越多的設(shè)備，以及2.4GHz Wi-Fi的局限性，讓其網(wǎng)絡(luò)擁堵情況日益加劇。因此可以用Zigbee、Z-Wave或藍(lán)牙等技術(shù)來(lái)解決這一問(wèn)題，這些技術(shù)可以在較小的范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的通信，并且可以通過(guò)智能家居中央控制器來(lái)統(tǒng)一管理。但是，這些技術(shù)的覆蓋范圍和傳輸速率可能比Wi-Fi低，因此需要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。
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