【转】重要性远超 5G 的通信标准普及在即：HaLow Wi-Fi

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https://itigic.com/halow-wifi-wh ... fi-for-iot-devices/

HaLow Wi-Fi：对于物联网设备是什么及特点

HaLow Wi-Fi是融合了IEEE 802.11ah技术的产品的新命名。通过在低于1GHz的频谱中工作来改进Wi-Fi，以更低的功耗提供更大的范围和连接性，这种新的Wi-Fi是物联网设备的理想选择，它需要很好的范围，但不需要很好的无线速度。今天在这篇文章中，我们将为大家讲解这种未来物联网设备的新型Wi-Fi标准的一切。

HaLow Wi-Fi已经准备好满足物联网（IoT）设备的要求。得益于此，它已经准备好在工业、农业、智能建筑和智能城市环境中运行。





一些积极的事情是，它不需要专有的集线器或网关，而且它支持最新的安全协议。这意味着你可以与不同的供应商合作，他们基于该标准设计他们的设备。目前，我们发现市场上有大量的家庭物联网产品，但每一个产品都使用专有的集线器，它们之间没有互操作性。多亏了HaLoW WiFi，我们可以将它们全部连接到无线网络上，仿佛它们只是另一个设备。

802.11ah标准介绍

在开始HaLow Wi-Fi其标准是802.11ah之前，我们要对我们家庭和办公室使用最多的做一个简单的回顾。这将使我们了解WiFi网络的发展历程。在这种情况下，我们将谈论它的过去、现在和未来。这样，我们将对我们的网络如何变化有一个全局性的认识。

802.11标准是由电气和电子工程师协会（IEEE）创建的一个无线标准系列。我们使用的第一个标准是802.11b，它在1999年被批准，最大传输速度是11Mbps，它工作在2.4GHz频段。在实际应用中，TCP的最大传输速度约为5，9 Mbit / s，UDP的最大传输速度为7.1 Mbps。后来，在2003年6月，802.11g标准被批准，它工作在2.4 GHz频段，它的最大理论速度是54 Mbit / s，不过在实际生活中，我们实现的速度略低于一半，约为22Mbps。

一个已经伴随我们多年的标准是802.11n，它在2009年9月11日被IEEE批准。这个标准可以在2.4GHz和5GHz两个频段工作。其理论上的最高速度它取决于天线的数量和四元振幅调制，但如果使用四根天线和1024QAM，则能够达到1000Mbps。

目前，应用最广泛的是2014年批准的802.11ac标准。需要注意的是，它俗称为WiFi 5、千兆WiFi或WiFi 5G。这个标准只适用于5GHz频段，在使用2.4GHz频段的情况下，我们就只能直接使用WiFi 4了。这个标准如果我们使用256QAM的话，每个数据流最高可以达到433Mbps，但是我们使用1024QAM的话，每个数据流可以提高到540Mbps。如今有的路由器最多可以使用4根天线，所以我们在这种情况下最高可以达到2167Mbps。

最后，新的标准Wi-Fi 6或者也被称为802.11ax，可以在2.4GHz和5GHz频段工作。这个新标准具有非常重要的功能，可以提供最佳的无线性能，比如双向MU-MIMO、OFDMA、节能功能和BSS Color、5GHz的160MHz信道宽度等，这些功能我们在之前的文章中已经讲过了。

HaLow Wi-Fi：它是什么，如何工作？

Wi-Fi HaLow无线网络的成功基于在1千兆赫（GHz）以下的频段运行。它的主要优势在于它能提供远距离连接，且功耗低。此外，它的另一个优点是墙壁不会对它的运行构成重大障碍。



物联网设备的市场非常广阔，我们有。

    家用电器。
    气候控制设备。
    视频监控摄像头。
    集成在网络中的工厂传感器。

这些物联网设备需要一定的要求，这样才能正常运行。

    低消耗
    更长距离的连接。
    更好地穿透墙壁和障碍物。

IEEE 802.11ah标准将为我们提供从每秒150千比特（kbps）到超过每秒86兆比特（Mbps）的连接速度。至于覆盖范围，可以达到1公里。为此，我们可以说，这个标准是物联网设备的理想标准。此外，它还提供了窄带OFDM信道、各种省电模式，并通过了使用WPA3加密的认证，所以通信应该是安全的。
小于1GHz的频段：距离更长，速度更快

HaLow Wi-Fi满足物联网设备界的需求，同时提供他们所需的安全性和IP支持。这就是为什么Wi-Fi HaLow工作在sub-1 GHz频段的原因，它允许Wi-Fi使用离我们更远的设备，而不会出现问题。例如，使用这个标准可以让我们把室外视频监控摄像头放在更远的地方。这也意味着我们的WiFi网络将发生非常重要的变化，从下图可以看出。



目前，我们的家庭WiFi网络主要运行在2.4GHz和5GHz频段，正如我们最近在这篇文章中所解释的那样，尽管我们很快将使用已经提出的最新Wi-Fi 6E标准来运行6GHz频段。

在这之后，我们将采取的下一步是与802.11ah标准，我们将开始在1 GHz以下的频段工作。

HaLow Wi-Fi如何在家庭中工作？

在这种情况下，Wi-Fi HaLow将为我们提供远距离的连接和低消耗。这在物联网中是非常理想的，并且将通过在1 GHz以下运行来实现。窄带信道使得Wi-Fi HaLow的信号能够比其他版本的Wi-Fi或许多其他物联网技术更进一步。在这里，我们有一张使用这种技术的Wi-Fi网络的图片。



根据这个方案，在5GHz频段，我们将获得27米的覆盖范围。在这种情况下，它将是获得最高的连接速度，同时牺牲覆盖面积。一般情况下，它将是用于在房子里面或非常接近它。然后，将来到2.4 GHz频段，中间的距离高达54米。在这种情况下，它将是使用它的房子周围或在附近的户外车库。

最后，我们会有低于1GHz的网络，它的工作频率为900MHz。这个WiFi的覆盖范围将达到88米。我们可以用它来放置一个户外视频监控摄像头，激活或停用照明，甚至使用电子锁打开或关闭一扇门。在农业工作中，你可以按照下图所示的方式工作。



在主屋中，我们将放置主接入点，使用不同的频段覆盖整个财产。在左边我们会有农田，我们可以在其中控制自动灌溉，并给我们的拖拉机接入互联网。在右边，我们会有我们的动物的位置，有一个项圈或芯片和一个水箱，我们可以控制给动物供水。在最偏远的地区，我们可以使用1GHz以下的网络来控制我们的设备。

为什么Wi-Fi HaLow是与物联网设备合作的理想选择？

物联网市场涉及必须与多种类型的设备合作。为此，必须找到与之合作的解决方案。

    智能手表。
    家用电器。
    气候控制设备。
    工业和农业环境的远程传感器和系统

它满足的第一个要求是低功耗 。许多设备由硬币大小的电池和无线连接供电。该技术必须提供低消耗和高能效的选择。HaLow Wi-Fi提供的第二部分是长距离和鲁棒性 ，由于事实上，它的工作原理是在sub-1 GHz无线电频谱与窄带通道，它实现了1公里的覆盖面积。它的另一个有利点是，也穿透建筑材料，如墙壁比2.4 GHz的更好

那么你也有IP网络能力来实施有效的物联网解决方案。传感器网络和设备可能需要连接到云端以实现软件更新和其他物联网应用管理功能。Wi-Fi HaLow与其他物联网技术方案相比，在这一部分脱颖而出，因为它提供了更多的连接性，支持原生IP，不需要专有网关。这也是它与许多其他技术选择的不同之处。

它还通过提供足够的数据速率来满足许多物联网应用。有些设备偶尔需要处理小容量的数据包。然而，我们还有一些设备需要持续的数据流和监控。由于连接速度从150 kbps到高达86.7 Mbps，它对这两种情况都有效。

最后，Wi-Fi HaLow还符合最新一代的安全协议，包括WPA3加密。因此，我们的连接是安全的，我们可以工作，如果我们想与可靠的平台在云。

与一个简单和安全的安装相关的要求

因此，确保物联网设备和环境的安全是一项艰巨的任务，每种可用的物联网技术都有自己的安全方法。正如我们之前已经提到的，它使用WPA3和Wi-Fi Enhanced OpenTM ，这是针对最新一代Wi-Fi网络开发的最高安全级别。

设备安装和上岗也可以利用Wi-Fi CERTIFIED Easy Connect 。因此，我们引入了标准化的机制，以简化Wi-Fi设备的配置和配置。Wi-Fi Easy Connect采用公钥加密技术进行强大的加密，以确保网络在增加新设备时保持安全。这将使我们能够轻松、安全地连接设备。

此外，在物联网环境中，与多个供应商的各种设备类型的互操作性也很重要。从这个意义上说，Wi-Fi的传统得到了延续，这就保证了它可以与多个供应商或制造商合作。因此，HaLow Wi-Fi是一种基于标准的技术，这意味着它具有很高的无缝互操作潜力。由于是基于必须满足的特定标准，它使得所有设备都能正常工作。

可以使用HaLow Wi-Fi的设备包括那些工作在2.4 GHz、5 GHz和潜在的6 GHz Wi-Fi频段的设备。

HaLow Wi-Fi相对于其他技术的优势

这里有一张物联网中各种技术的传输速率和距离的对比图。



从工作在小于1GHz的频谱和窄带信道的范围、数据速率和电池寿命来看，它使得HaLow Wi-Fi的范围明显高于其他技术。这样一来，它就能够在超过一公里的距离内监测低数据速率的农业传感器网络。同时，由于其省电模式，Wi-Fi传感器在一次电池充电的情况下可以持续使用多年。所以我们可以使用智能门、锁和超市货架上的电子标签。

至于HaLow Wi-Fi的部署成本，包括AP和客户端设备，以及建立网络的IT资源。使用客户拥有的网络资源不会有经常性的费用。通过HaLow Wi-Fi，现有的基础网络可以很容易地增加，而不会对其他Wi-Fi频率技术产生不利影响。

这是Wifi Hallow与其他技术的对比图。



最后，应该指出的是Wi-Fi HaLow提供了许多可能性，我们将能够在工业自动化、农业、家庭及其自动化、物流和运输以及智慧城市的发展等不同领域中使用它。

superdigua

和 5G 相比，Wi-Fi HaLow 的建设成本，维护成本和运营成本都极低。对于物联网来说，5G 已死。

5G 通信是鸡肋

Hetbert

superdigua 发表于 2021-1-27 09:27
和 5G 相比，Wi-Fi HaLow 的建设成本，维护成本和运营成本都极低。对于物联网来说，5G 已死。

5G 通信是鸡 ...

澳洲没法用的。

900Mhz的频段早就卖给手机运营商用作4G了。

1GHz以下没有频率给WiFi用的。

superdigua

Hetbert 发表于 2021-1-27 12:03
澳洲没法用的。

900Mhz的频段早就卖给手机运营商用作4G了。

900Mhz的频段早就卖给手机运营商用作3G了。

https://ausdroid.net/australian-mobile-network-frequencies/

不是 4G

所以，曙光就在前方。


日本的900Mhz频段理论上也已经被卖给手机运营商了，同样是 3G。日本能用，澳洲也能用。
https://www.frequencycheck.com/countries/japan

Hetbert

superdigua 发表于 2021-1-27 14:38
900Mhz的频段早就卖给手机运营商用作3G了。

https://ausdroid.net/australian-mobile-network-frequenci ...

不准确,900Mhz在Telstra是4G，在Optus和Vodafone是3G。

去年5月ACMA说900Mhz频段用于支持5G服务。

Overview
The 900 MHz band is used to provide mobile broadband services to Australia. Reallocating spectrum in the 850/900 MHz band will support new services such as the 5G mobile network. With government and industry support for reform, the ACMA is consulting on future allocation of the band.

https://www.acma.gov.au/850900-m ... =Further%20details-,Overview,future%20allocation%20of%20the%20band.

superdigua

Hetbert 发表于 2021-1-27 15:11
不准确,900Mhz在Telstra是4G，在Optus和Vodafone是3G。

去年5月ACMA说900Mhz频段用于支持5G服务。

只能希望这个频段不会被浪费在 5G 上。

Hetbert

superdigua 发表于 2021-1-27 17:49
只能希望这个频段不会被浪费在 5G 上。

900Mhz这个频段速度慢，高延迟，估计最多做5G补充，覆盖信号不好的边边角角。

65390830

不是准备用850做5G的补充吗？L900 Telstra 就试了一部分，没有铺开来，850还在等拍照呢

superdigua

65390830 发表于 2021-1-28 07:33
不是准备用850做5G的补充吗？L900 Telstra 就试了一部分，没有铺开来，850还在等拍照呢  ...

850和900不冲突

jungle

我没有太理解，这个是说给运营商来用，还是给家庭用？

我认为如果是家用路由器，家用智能电器支持这个标准，使用这个标准来通信的话，会有一个很大的问题就是重叠范围太大，重叠太多，导致全频段阻塞最后根本无法使用。对于家用物联网来说，范围有个50米已经足够了，只要穿墙性能好，稳定就行。

面窝

jungle 发表于 2021-1-28 10:06
我没有太理解，这个是说给运营商来用，还是给家庭用？

我认为如果是家用路由器，家用智能电器支持这个标准 ...

这个基本上就是last mile农村地区物联网接入的一种解决方案，是用于低密度低速率的情境，和家用没什么关系。说取代5G通信，言过其实了。

superdigua

jungle 发表于 2021-1-28 09:06
我没有太理解，这个是说给运营商来用，还是给家庭用？

我认为如果是家用路由器，家用智能电器支持这个标准 ...

不是家用物联网，而是商业物联网。

例如办公楼，超市和仓库。

这种路由同样可以搭建 MESH 网络，覆盖面很广，而且成本低廉。

dcc82

对于商业应用应该很有前景，期待它将sigfox和lorawan和完全踢出市场！
不过对于智能家庭，我现在家里用的是很多zigbee+少量z-wave，感觉已经足够好了，无论是覆盖率还是延迟，简直完美。很难想像HaLow Wi-Fi对家庭用户能带来什么新的应用。

superdigua

dcc82 发表于 2021-1-28 10:21
对于商业应用应该很有前景，期待它将sigfox和lorawan和完全踢出市场！
不过对于智能家庭，我现在家里用的是 ...

同意。

4493

貌似领先厂商是家澳洲公司