Wi-Fi HaLow很快就會運用于您附近的攝像頭、門鎖、商店、工廠和移動設備。什么是Wi-Fi HaLow？為什么說這是物聯網的最佳解決方案？
作者：Shahar Feldman，摩爾斯微（Morse Micro）營銷副總裁
Wi-Fi HaLow是下一代Wi-Fi，該技術不僅為連接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網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力，同時降低安裝和運營成本。
Wi-Fi HaLow技術最近被IEEE 802.11ah工作組標準化，并由Wi-Fi聯盟（WFA）命名。Wi-Fi HaLow在低于1 GHz的免許可RF頻段上運行，提供的數據速率從數百千比特/秒到數十兆比特/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性的物聯網環境所需的可擴展性、穩固性和安全性要求。
盡管傳統的Wi-Fi是當今使用最廣泛的無線通信協議，但物聯網的飛速發展迫使人們重新思考Wi-Fi，揭示出技術差距，以及在一個無所不包的互聯世界中Wi-Fi需要扮演什么角色。許多物聯網和M2M協議（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
（資料來源：Wi-Fi HaLow：為物聯網應用擴展Wi-Fi，Wi-Fi聯盟白皮書）
傳統Wi-Fi與Wi-Fi HaLow
在不久的將來，傳統的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是物聯網設備的完美之選，因為其允許在單個接入點上實現超過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省電力。Wi-Fi-HaLow實現了一種新的產品類別，可以使用電池運行多年，仍然提供數十Mbps的數據吞吐量。
傳統Wi-Fi的網絡擁塞、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量有限，在智能設備的互聯世界中已不再可行。這些限制阻礙了跨行業涌現的以物聯為中心的新業務模式，這些模式需要更大的容量、更廣的范圍和更優的電池續航能力，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非常可取的特性。
表1：比較Wi-Fi 4/5/6與Wi-Fi HaLow
基于IEEE 802.11ah Wi-Fi標準的物聯網解決方案
Wi-Fi HaLow增強了無線局域網（LAN），以支持當今最具挑戰性的物聯網系統需求。在超低功耗、超低吞吐量和低能效的LoRa和Sigfox低功耗廣域網（LPWAN），較低吞吐量、較短距離的個人區域網絡（PAN）（如藍牙/BT5）和更耗電的LTE Cat-M/窄帶物聯網之間，Wi-Fi HaLow占有一席之地
盡管以前的技術差距引發了次優的專有解決方案來滿足市場需求，但新的現實是，這些差距現在已在IEEE 802.11標準的保護下得到了糾正：系統集成商可以利用已經為傳統Wi-Fi無線電開發的相同硬件和軟件資產，享受多廠商產品，并受益于Wi-Fi 聯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、網絡容量、復雜的網狀網絡設置或每月流量費上妥協。作為IEEE 802.11企業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，以實現安全啟動。高數據速率可實現安全的無線固件升級，并支持UDP和TCP/IP協議。本機IP支持意味著無需橋接器或網關。
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無法到達的室內和室外應用，如電池供電的監控系統、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Wi-Fi的1,000倍，繞過復雜、帶寬有限和不可靠的網狀網絡，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（體溫監測器、佩戴口罩監控器、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。工業自動化、過程控制傳感器、樓宇自動化、物流和資產管理、農業和環境傳感器、采礦業、清潔能源農場、電子標識和零售商店等許多其他領域，都需要該項技術，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的產品將為免許可頻段提供新的選擇，這些頻段既支持IP網絡，也支持PC生態系統中眾所周知的OFDM調制模式。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，以及支持新興用例的一部分。
Wi-Fi HaLow蓄勢待發
HaLow的創新正受到關注。例如，摩爾斯微（Morse Micro）公司正投入巨資，以其最小的系統級芯片和模塊解決方案，向HaLow市場轉型。Wi-Fi聯盟已經宣布了一項HaLow認證計劃，該計劃將于2021年推出，許多大公司對在新產品中使用Wi-Fi-HaLow的硅芯片很感興趣。Wi-Fi-HaLow正蓄勢待發。所有特性都脫穎而出，而替代品開始失去其光芒，特別是在物聯網領域。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。