关于Wi-Fi HaLow，需要了解的所有信息

由 winniewei 提交于周一, 21 十二月 2020 - 10:35

Wi-Fi HaLow很快就会运用于您附近的摄像头、门锁、商店、工厂和移动设备。什么是Wi-Fi HaLow？为什么说这是物联网的最佳解决方案？

作者：Shahar Feldman，摩尔斯微（Morse Micro）营销副总裁

Wi-Fi HaLow是下一代Wi-Fi，该技术不仅为连接Wi-Fi的设备延伸了距离、延长了电池寿命，而且还代表了通过物联网无线连接的人和设备那令人兴奋的未来。Wi-Fi HaLow的应用范围非常广泛，从传感器、执行器和安全摄像头到家庭自动化、家用电器和恒温器，所有这些都可以改善用户体验和生产力，同时降低安装和运营成本。

Wi-Fi HaLow技术最近被IEEE 802.11ah工作组标准化，并由Wi-Fi联盟（WFA）命名。Wi-Fi HaLow在低于1 GHz的免许可RF频段上运行，提供的数据速率从数百千比特/秒到数十兆比特/秒不等，并跨越几十米到一公里的距离。Wi-Fi HaLow满足了应对最具挑战性的物联网环境所需的可扩展性、稳固性和安全性要求。

尽管传统的Wi-Fi是当今使用最广泛的无线通信协议，但物联网的飞速发展迫使人们重新思考Wi-Fi，揭示出技术差距，以及在一个无所不包的互联世界中Wi-Fi需要扮演什么角色。许多物联网和M2M协议（机器对机器）的应用，对远程连接和低功耗的更高要求，正在引导Wi-Fi HaLow在今年和未来几年以越来越快的速度普及。

图1：Wi-Fi跨越多个频段，满足各种连接挑战

（资料来源：Wi-Fi HaLow：为物联网应用扩展Wi-Fi，Wi-Fi联盟白皮书）

传统Wi-Fi与Wi-Fi HaLow

在不久的将来，传统的Wi-Fi可以让用户使用2.4GHz、5GHz甚至6GHz频段的宽信道，快速播放电影和下载文件。这些连接的有效距离很短，而且消耗电池的速度很快，设备需要频繁充电或使用电源连接。例如，Wi-Fi 6仍然是4K视频流和增强现实等带宽密集型应用的理想选择。

Wi-Fi HaLow建立在强大的安全性和频谱高效的OFDM基础上，同时使用1GHz以下较窄的无线电频道，这样能更好地穿透材料，让连接达到传统Wi-Fi 10倍的距离、100倍的面积和1,000倍的容量。Wi-Fi-HaLow是物联网设备的完美之选，因为其允许在单个接入点上实现超过8,000台设备的强大连接，并且可以利用新加入的睡眠模式节省电力。Wi-Fi-HaLow实现了一种新的产品类别，可以使用电池运行多年，仍然提供数十Mbps的数据吞吐量。

传统Wi-Fi的网络拥塞、距离限制和较高功耗，以及可连接到单个无线接入点的设备数量有限，在智能设备的互联世界中已不再可行。这些限制阻碍了跨行业涌现的以物联为中心的新业务模式，这些模式需要更大的容量、更广的范围和更优的电池续航能力，同时还要最大程度地降低部署成本和时间，所有这些都是Wi-Fi HaLow非常可取的特性。

功能<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:151.5pt;border:solid black 1.0pt;
border-left:none;background:#F3F3F3;padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;
height:56.25pt" valign="top" width="202">
Wi-Fi 4/5/6 <o:p></o:p>

(IEEE 802.11n/ac/ax)<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:152.25pt;border:solid black 1.0pt;
border-left:none;background:#F3F3F3;padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;
height:56.25pt" valign="top" width="203">
Wi-Fi HaLow <o:p></o:p>

(IEEE 802.11ah)<o:p></o:p>
</td>
</tr>
<tr style="mso-yfti-irow:1;height:39.0pt">
<td style="width:162.75pt;border:solid black 1.0pt;
border-top:none;background:#F3F3F3;padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;
height:39.0pt" valign="top" width="217">
运行频段<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:151.5pt;border-top:none;border-left:
none;border-bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;
padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;height:39.0pt" valign="top" width="202">
2.4 GHz, 5 GHz, 6 GHz<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:152.25pt;border-top:none;border-left:
none;border-bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;
padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;height:39.0pt" valign="top" width="203">
低于1 GHz<o:p></o:p>

(美国为902 – 928 MHz)<o:p></o:p>
</td>
</tr>
<tr style="mso-yfti-irow:2;height:27.75pt">
<td style="width:162.75pt;border:solid black 1.0pt;
border-top:none;background:#F3F3F3;padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;
height:27.75pt" valign="top" width="217">
信道带宽选项<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:151.5pt;border-top:none;border-left:
none;border-bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;
padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;height:27.75pt" valign="top" width="202">
20, 40, 80, 160 MHz<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:152.25pt;border-top:none;border-left:
none;border-bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;
padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;height:27.75pt" valign="top" width="203">
1, 2, 4, 8, (16 为可选项) MHz<o:p></o:p>
</td>
</tr>
<tr style="mso-yfti-irow:3;height:27.75pt">
<td style="width:162.75pt;border:solid black 1.0pt;
border-top:none;background:#F3F3F3;padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;
height:27.75pt" valign="top" width="217">
每个接入点的最大可寻址设备<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:151.5pt;border-top:none;border-left:
none;border-bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;
padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;height:27.75pt" valign="top" width="202">
2007<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:152.25pt;border-top:none;border-left:
none;border-bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;
padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;height:27.75pt" valign="top" width="203">
8191<o:p></o:p>
</td>
</tr>
<tr style="mso-yfti-irow:4;height:39.0pt">
<td style="width:162.75pt;border:solid black 1.0pt;
border-top:none;background:#F3F3F3;padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;
height:39.0pt" valign="top" width="217">
单流MCS数据速率范围<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:151.5pt;border-top:none;border-left:
none;border-bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;
padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;height:39.0pt" valign="top" width="202">
6.5 Mbps-150 Mbps<o:p></o:p>

(.11n, Wi-Fi 4)<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:152.25pt;border-top:none;border-left:
none;border-bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;
padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;height:39.0pt" valign="top" width="203">
150 Kbps – 86.7 Mbps<o:p></o:p>
</td>
</tr>
<tr style="mso-yfti-irow:5;mso-yfti-lastrow:yes;height:98.25pt">
<td style="width:162.75pt;border:solid black 1.0pt;
border-top:none;background:#F3F3F3;padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;
height:98.25pt" valign="top" width="217">
常规范围<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:151.5pt;border-top:none;border-left:
none;border-bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;
padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;height:98.25pt" valign="top" width="202">
~100 米<o:p></o:p>
</td>
<td style="width:152.25pt;border-top:none;border-left:
none;border-bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;
padding:8.0pt 5.0pt 8.0pt 5.0pt;height:98.25pt" valign="top" width="203">
10倍更远<o:p></o:p>

与 802.11n 20MHz 相比<o:p></o:p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>

表1：比较Wi-Fi 4/5/6与Wi-Fi HaLow

基于IEEE 802.11ah Wi-Fi标准的物联网解决方案

Wi-Fi HaLow增强了无线局域网（LAN），以支持当今最具挑战性的物联网系统需求。在超低功耗、超低吞吐量和低能效的LoRa和Sigfox低功耗广域网（LPWAN），较低吞吐量、较短距离的个人区域网络（PAN）（如蓝牙/BT5）和更耗电的LTE Cat-M/窄带物联网之间，Wi-Fi HaLow占有一席之地

尽管以前的技术差距引发了次优的专有解决方案来满足市场需求，但新的现实是，这些差距现在已在IEEE 802.11标准的保护下得到了纠正：系统集成商可以利用已经为传统Wi-Fi无线电开发的相同硬件和软件资产，享受多厂商产品，并受益于Wi-Fi 联盟的互操作性测试和认证计划。用户不再需要在范围、吞吐量、功耗、网络容量、复杂的网状网络设置或每月流量费上妥协。作为IEEE 802.11企业级安全标准的一部分，安全性处于首要位置：Wi-Fi-HaLow采用了最新的WPA3安全标准、加密消息和独有的芯片ID技术，以实现安全启动。高数据速率可实现安全的无线固件升级，并支持UDP和TCP/IP协议。本机IP支持意味着无需桥接器或网关。

Wi-Fi HaLow用例

在部署的最初阶段，Wi-Fi HaLow预计将用于标准Wi-Fi无法到达的室内和室外应用，如电池供电的监控系统、无线摄像头和智能家居门铃。另一个典型的用例是大型场所，一个HaLow接入点可以连接上千台设备，覆盖的容量是传统Wi-Fi的1,000倍，绕过复杂、带宽有限和不可靠的网状网络，从而简化安装并降低总成本。在大型建筑、仓库、办公室、校园、购物中心和体育场馆都可以找到这样的例子，通过访问控制系统（体温监测器、佩戴口罩监控器、房间占用限制和基于人流的物体清洁/消毒功能-所有这些都加在一起）的高级连接，方便地配置摄像头和传感器，以增强居住者的安全和健康。工业自动化、过程控制传感器、楼宇自动化、物流和资产管理、农业和环境传感器、采矿业、清洁能源农场、电子标识和零售商店等许多其他领域，都需要该项技术，从而让所有设备在日益自动化的世界中保持连接。实际上，Wi-Fi HaLow就是因其功能多样性而脱颖而出。

带有Wi-Fi HaLow的产品将为免许可频段提供新的选择，这些频段既支持IP网络，也支持PC生态系统中众所周知的OFDM调制模式。此外，越来越多的人支持这样的预测，即从长远来看，Wi-Fi HaLow将扩大移动设备和个人电脑的连接范围，作为第四个频段的出现，以及支持新兴用例的一部分。

Wi-Fi HaLow蓄势待发

HaLow的创新正受到关注。例如，摩尔斯微（Morse Micro）公司正投入巨资，以其最小的系统级芯片和模块解决方案，向HaLow市场转型。Wi-Fi联盟已经宣布了一项HaLow认证计划，该计划将于2021年推出，许多大公司对在新产品中使用Wi-Fi-HaLow的硅芯片很感兴趣。Wi-Fi-HaLow正蓄势待发。所有特性都脱颖而出，而替代品开始失去其光芒，特别是在物联网领域。Wi-Fi HaLow的市场应用肯定会重塑Wi-Fi本身。因此，人们看到的Wi-Fi再也不会和以前一样。