雖然傳統的 Wi-Fi 是當今使用最普遍的無線通信協議，但物聯網的快速發展迫使人們重新思考 Wi-Fi，揭示技術差距以及它在一個無所不包的互聯世界中需要發揮的作用。許多物聯網和機器對機器 (M2M) 應用對遠程連接和低功耗的更高要求正在以越來越快的速度在今年和未來幾年迎來 802.11ah Wi-Fi HaLow。

Wi-Fi HaLow 技術由 IEEE 802.11ah 任務組標準化，并由Wi-Fi 聯盟(WFA) 命名。它在未經許可的低于 1 吉赫 (GHz) 頻段運行，并提供從數百 kbits/s 到數十 Mbits/s 不等的數據速率，以及從數十米到一公里以上的距離。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、穩健性和安全性要求。

那么，是什么讓 Wi-Fi HaLow 成為支持物聯網的理想無線技術呢？以下是 Wi-Fi HaLow 如何解決現有無線技術的根本弱點的 10 個關鍵原因。

能源效率

802.11ah Wi-Fi HaLow 協議促進了可以長時間休眠的設備的節能。這實現了最廣泛的電源選擇，從適用于短距離應用的小型電池到超過 1 公里的更大電池、更高功率的設備。

具有高級調制和編碼方案的正交頻分復用 (OFDM) 可提供更高的吞吐量以及適應信道條件的數據速率。吞吐量越高，消息傳播的通話時間越短，這意味著無線電可以更快地回到睡眠狀態，從而節省能源。WLAN 的先聽后說協議意味著更少的媒體爭用和更少的數據包重傳能量浪費。

Wi-Fi HaLow 空閑和睡眠模式與Morse Micro 的專有電路設計技術相結合，允許每單位能量傳輸更多比特并降低空閑功耗，從而與其他技術相媲美。

數據速率

Wi-Fi HaLow 提供最廣泛的數據速率以適合物聯網應用，例如以數十 Mbits/s 的速率傳輸的高清攝像機，以及溫度傳感器、門鎖或郵箱等較低比特率的應用。速率可以根據條件或與接入點 (AP) 的距離的變化自動調整，就像 Wi-Fi 一樣。

范圍

Wi-Fi HaLow 提供 1 米至 >1 公里、低于 1 GHz 的窄帶信號，覆蓋從智能家居到大型倉庫的更廣泛應用，無需中繼器或網狀網絡。窄帶信號達到傳統 2.4 GHz Wi-Fi 或藍牙的 10 倍范圍、100 倍面積或 1000 倍體積，對于更短范圍的 5 GHz Wi-Fi 5/6 (802.11ac/ax) 和 6 GHz 甚至更高Wi-Fi 6E (802.11ax)（圖 1）。

穿透材料

物理原理很簡單，頻率越低，穿透性越好（自由空間傳播損耗越低）（圖 2）。Wi-Fi HaLow 使用 750 MHz - 950 MHz 頻譜，比 2.4-GHz 藍牙、Wi-Fi 4 或 Zigbee 低 2.5 倍，比 5-GHz Wi-Fi 5 低 5 倍，比 6-GHz 低 6 倍GHz Wi-Fi 6e。建筑材料的變化以及房屋和建筑物的布局對 HaLow 信號的影響較小。

安全

Wi-Fi HaLow 需要最先進的 WPA3 安全性來對數據進行身份驗證和加密。Morse Micro 支持現有的 WPA3 和未來對 Wi-Fi 安全性的改進（圖 3）。Wi-Fi HaLow 的更高數據速率可實現快速無線 (OTA) 固件更新，而 LoRa 或 Sigfox 等許多遠程無線技術如果不讓設備長時間離線就無法實現。

網絡數據容量

Wi-Fi HaLow 為每個 AP 最多 8,191 個設備指定了廣泛的數據速率（圖 4）。多個信令選項減少了管理和控制大量設備所需的開銷。一個這樣的例子是受限訪問窗口 (RAW)，這是 HaLow 的一項獨特功能，它允許 AP 向一部分站點授予權限以傳輸其數據，而其他站點則被迫休眠、緩沖非緊急數據，或兩者兼而有之。這減少了沖突并為有源設備釋放了無線電波，以便以它們可以達到的最快調制和編碼方案 (MCS) 速率傳輸更多數據。

安裝/運營成本

Wi-Fi HaLow 支持本地 IP 流量，就像傳統 Wi-Fi 一樣。簡單的安裝只需要一個支持 Wi-Fi HaLow 的 AP 或路由器。不需要專有集線器或網關。面向星的架構不需要復雜的中繼器網格，這些中繼器會阻塞消息并導致其他無線技術出現管理問題。它使用免許可的 1 GHz 以下頻譜，無需定期訂閱費用或蜂窩網絡提供商所需的數據計劃。

免許可頻譜

由于 Wi-Fi HaLow 不依賴移動服務提供商，因此不需要服務提供商合同。與傳統的 Wi-Fi 一樣，客戶擁有自己的設備并使用免許可的無線電頻譜。無線技術在全球范圍內的免許可頻段運行，范圍從 750 MHz 到 950 MHz。它不使用通常會承擔許可費和訂閱成本的蜂窩數據運營商的頻率。某些使用限制可能適用，并且可能因國家/地區而異。

互操作性和客戶體驗

Wi-Fi HaLow 是全球公認的標準，它定義了設備的通信方式。與前幾代 Wi-Fi 一樣，Wi-Fi HaLow 設備供應商通過遵循向成員提供規范和認證服務的 Wi-Fi 聯盟的指導來確保互操作性。其他無線物聯網技術要么是專有的，要么沒有組織良好的指導，這可能會影響上市時間、產品成本和客戶體驗。

用戶將體驗到與傳統 Wi-Fi 網絡相同的易用性。此外，Wi-Fi HaLow 的單一 AP 解決方案還具有簡單性，可提供更高的開箱即用安裝成功率，并消除替代網狀網絡部署的復雜性和挑戰。

原生 IP 支持

與傳統 Wi-Fi 一樣，在 Wi-Fi HaLow 中定義了對 IP 流量的本機支持。使用支持 Wi-Fi HaLow 的路由器，所有客戶端設備都可以使用 IPv4/IPv6 傳輸協議直接訪問互聯網，以實現基于云的服務和物聯網數據管理。藍牙、Zigbee、Z-Wave、LoRa 和 Sigfox 等其他無線物聯網技術需要專有網關將所有本地客戶端流量轉換為 IP 流量以進行互聯網訪問。這些額外的數據包處理階段需要將額外的數據包裝在數據包周圍，從而增加延遲并降低其網絡的效率。

在部署的初始階段，Wi-Fi HaLow 預計將用于標準 Wi-Fi 無法達到的室內和室外應用，例如電池供電的監控系統、無線攝像頭和門鈴。另一個典型用例是大型場所，其中單個 HaLow 接入點可以替代大量 AP，避免低效、復雜的網狀架構，簡化安裝并降低總擁有成本。

工業自動化、過程控制傳感器、樓宇自動化、倉庫和零售店等眾多領域都將需要這項技術，使一切都能夠在日益自動化的世界中保持連接。事實上，Wi-Fi HaLow 因其多功能性而脫穎而出。

審核編輯 黃昊宇