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作者：摩爾斯微電子 隨著物聯網（IoT）設備數量的激增（據預測，到2025年物聯網設備的總數將超過400億臺），我們對快速、節能和安全連接的期望也在飆升。這種對物聯網設備的巨大增長和需求，顯現了當前連接協議中的空白，無線技術創新者也正在競相填補這些空白。 什么是Wi-Fi CERTIFIED 6R？ Wi-Fi 6是最新一代的Wi-Fi技術，適用于2.4GHz、5GHz和6GHz免許可和類許可頻段，指定用于采用IEEE 802.11ax規范的產品1。前幾代產品包括用于2.4 GHz和5 GHz頻段的Wi-Fi 4（IEEE 802.11n）和用于5 GHz頻段的Wi-Fi 5（IEEE 802.11ac）。為2.4GHz和/或5GHz頻段設計的Wi-Fi 6設備也與早期的Wi-Fi技術向后兼容，包括IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g，這意味著Wi-Fi 6具有用于分組傳輸的額外開銷，包括更長的分組傳輸前導碼和額外的保護機制。 根據Wi-Fi聯盟的說法，Wi-Fi 6強調“在體育場和其他公共場所等擁有數百或數千臺連接設備的場所，以及在那些使用高帶寬應用的企業網絡中實現高質量的連接”。我們談論的是容量、能耗、覆蓋范圍以及當今用戶在繁忙環境中所需的性能。因此，這主要適用于5GHz和6GHz頻段的高吞吐量、短距離應用，如網絡游戲和虛擬現實。 關于Wi-Fi CERTIFIED HaLow Wi-Fi HaLow是Wi-Fi聯盟認證的最新MAC/PHY協議2，專為滿足物聯網的需求而設計，提供比Wi-Fi 4、Wi-Fi 5或Wi-Fi 6更遠的連接距離和更低的功耗。Wi-Fi HaLow可滿足具有挑戰性環境的獨特要求，實現工業、農業、智能建筑、智能城市環境中的各種物聯網用例。 一目了然： Wi-Fi HaLow與Wi-Fi 6比較 并非所有Wi-Fi都是一樣的，尤其是在物聯網應用方面。下表根據家庭和企業最看重的功能，對IEEE 802.11ah Wi-Fi HaLow和802.11ax Wi-Fi 6進行了比較。 
連接深度和廣度 Wi-Fi HaLow在sub-1 GHz頻段運行，信道相對較窄，通常在1 MHz至8 MHz之間（盡管IEEE 802.11ah也規定了16 MHz信道）。功耗極低的物聯網設備可使用1MHz或2 MHz信道，而對吞吐量要求較高的遠距離、低功耗攝像頭則可以使用4MHz和8 MHz信道。較窄的信道加上850 MHz和950 MHz之間的sub-1 GHz的RF頻率，以及范圍優化的調制和編碼方案（MCS）速率，使Wi-Fi HaLow的傳輸距離超過1公里3。這是Wi-Fi 6（≅100米）覆蓋范圍的10倍。此外，Wi-Fi HaLow使用sub-1 GHz的信號，比2.4GHz、5GHz和6GHz的Wi-Fi 6信號能更有效地穿過墻壁和其他障礙物，無論障礙物的結構材料如何。 Wi-Fi 6支持具有資源單元（RU）分配的OFDMA（正交頻分多址），允許多個客戶端同時從一個接入點（AP）接發信號4。雖然這看起來提供了更窄的信道，但實際的最小信道寬度和采樣率保持在20MHz，這并不像Wi-Fi HaLow使用的窄信道那樣節省電力。 接入點容量 單個Wi-Fi HaLow 接入點（AP）可處理多達8,191臺設備，是Wi-Fi 6 AP（僅支持2,007臺設備）的四倍。這大大增加了能連接的LED燈泡、智能門鎖和安全攝像頭的數量，更不用說智能建筑和工廠采用的大量自動化設備。在智能家居環境中，Wi-Fi 6路由器通常支持數十臺設備，而寬帶服務提供商安裝在各個家庭的單個Wi-Fi HaLow AP可以輕松擴展，滿足任何家庭的物聯網需求。 安全性 Wi-Fi HaLow和Wi-Fi 6都采用IEEE 802.11協議，這意味著兩者都遵守全球公認的標準，該標準定義了聯網設備如何進行身份驗證和安全通信。兩者都支持Wi-Fi聯盟最新的認證安全要求（WPA3）和遠程升級（OTA）高級加密標準，數據傳輸速率可實現安全的OTA固件升級。 能源效率 Wi-Fi 6的連接需要大量的電力。因此，基于電池供電的Wi-Fi 6物聯網設備可能需要頻繁充電。對于電力受限的物聯網設備來說，這尤其成問題，因為這些設備必須遠距離傳輸，并需要使用電池運行數年。Wi-Fi HaLow旨在解決這一挑戰。Wi-Fi HaLow是最節能的現有Wi-Fi類型，所需電力僅為Wi-Fi 6的一小部分。 目標喚醒時間（TWT）最初是為長睡眠Wi-Fi HaLow設備設計的一種省電機制。盡管Wi-Fi 6也支持TWT，但主要用于調度多用戶MIMO上行鏈路傳輸，而非支持長睡眠的物聯網設備，因此Wi-Fi 6不支持Wi-Fi HaLow所支持的超長睡眠時間。 多樣性 與其他專有無線協議不同，Wi-Fi HaLow和Wi-Fi 6都是基于開放的IEEE 802.11標準的免許可連接解決方案。由于無需專有網關、控制器或集線器，因此簡化了安裝并降低了運營成本。此外，由于兩種協議都是IEEE 802.11標準的一部分，Wi-Fi HaLow和Wi-Fi 6網絡可以共存，而不會影響其RF性能。 數據速率 Wi-Fi HaLow提供一系列非常適合物聯網設備的數據傳輸速率，例如，從使用MCS 10和BPSK調制的150 Kbps，到使用MCS 9的4.4 Mbps最高速率（最窄帶寬為1 MHz的單個空間流）。在8 MHz信道運行時，單流Wi-Fi HaLow AP可支持各種物聯網設備，從低功耗傳感器（發送速率低至150 Kbps的1 MHz信道）到攝像頭（發送速率高達43 Mbps的8 MHz數據包）。 雖然Wi-Fi HaLow為大多數物聯網應用提供了最均衡的802.11標準，但并不適用于傳輸范圍較小、數據密集型的應用，如超高清視頻流、高清網絡游戲或低延遲虛擬現實應用。Wi-Fi 6的數據傳輸速率更快，更適合這些需要高吞吐量和低延遲的耗電應用。 結論 我們可以把Wi-Fi HaLow和Wi-Fi 6視為具有競爭力的兄弟，兩者略有不同，但兼容且各有側重。Wi-Fi 6是帶寬密集型家居和企業應用的高速主力協議，在這些應用中，功耗和覆蓋范圍并不是主要考慮因素。如果物聯網應用需要的是更廣的覆蓋范圍、更優的穿透力、更低的功耗和良好的數據吞吐量，那么就首選Wi-Fi HaLow。 注： 1. https://www.wi-fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-certified-6 2. https://www.wi-fi.org/discover-wi-fi/wi-fi-certified-halow 3. https://www.wi-fi.org/beacon/nei ... -fi-certified-halow 4. https://blogs.cisco.com/networki ... ations-and-mappings |
