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作者：摩爾斯微電子 隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備數量的激增（據預測，到2025年物聯(lián)網(wǎng)設備的總數將超過(guò)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(lián)網(wǎng)設備的巨大增長(cháng)和需求，顯現了當前連接協(xié)議中的空白，無(wú)線(xiàn)技術(shù)創(chuàng )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(shù)，適用于2.4GHz、5GHz和6GHz免許可和類(lèi)許可頻段，指定用于采用IEEE 802.11ax規范的產(chǎn)品1。前幾代產(chǎn)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(shù)向后兼容，包括IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g，這意味著(zhù)Wi-Fi 6具有用于分組傳輸的額外開(kāi)銷(xiāo)，包括更長(cháng)的分組傳輸前導碼和額外的保護機制。 根據Wi-Fi聯(lián)盟的說(shuō)法，Wi-Fi 6強調“在體育場(chǎng)和其他公共場(chǎng)所等擁有數百或數千臺連接設備的場(chǎng)所，以及在那些使用高帶寬應用的企業(yè)網(wǎng)絡(luò )中實(shí)現高質(zhì)量的連接”。我們談?wù)摰氖侨萘�、能耗、覆蓋范圍以及當今用戶(hù)在繁忙環(huán)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(wǎng)絡(luò )游戲和虛擬現實(shí)。 關(guān)于Wi-Fi CERTIFIED HaLow Wi-Fi HaLow是Wi-Fi聯(lián)盟認證的最新MAC/PHY協(xié)議2，專(zhuān)為滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)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(mǎn)足具有挑戰性環(huán)境的獨特要求，實(shí)現工業(yè)、農業(yè)、智能建筑、智能城市環(huán)境中的各種物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)應用方面。下表根據家庭和企業(yè)最看重的功能，對IEEE 802.11ah Wi-Fi HaLow和802.11ax Wi-Fi 6進(jìn)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(lián)網(wǎng)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(yōu)化的調制和編碼方案（MCS）速率，使Wi-Fi HaLow的傳輸距離超過(guò)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(guò)墻壁和其他障礙物，無(wú)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(gè)客戶(hù)端同時(shí)從一個(gè)接入點(diǎn)（AP）接發(fā)信號4。雖然這看起來(lái)提供了更窄的信道，但實(shí)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(diǎn)容量 單個(gè)Wi-Fi HaLow 接入點(diǎn)（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(mén)鎖和安全攝像頭的數量，更不用說(shuō)智能建筑和工廠(chǎng)采用的大量自動(dòng)化設備。在智能家居環(huán)境中，Wi-Fi 6路由器通常支持數十臺設備，而寬帶服務(wù)提供商安裝在各個(gè)家庭的單個(gè)Wi-Fi HaLow AP可以輕松擴展，滿(mǎn)足任何家庭的物聯(lián)網(wǎng)需求。 安全性 Wi-Fi HaLow和Wi-Fi 6都采用IEEE 802.11協(xié)議，這意味著(zhù)兩者都遵守全球公認的標準，該標準定義了聯(lián)網(wǎng)設備如何進(jìn)行身份驗證和安全通信。兩者都支持Wi-Fi聯(lián)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(shí)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(lián)網(wǎng)設備可能需要頻繁充電。對于電力受限的物聯(lián)網(wǎng)設備來(lái)說(shuō)，這尤其成問(wèn)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(lèi)型，所需電力僅為Wi-Fi 6的一小部分。 目標喚醒時(shí)間（TWT）最初是為長(cháng)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(hù)MIMO上行鏈路傳輸，而非支持長(cháng)睡眠的物聯(lián)網(wǎng)設備，因此Wi-Fi 6不支持Wi-Fi HaLow所支持的超長(cháng)睡眠時(shí)間。 多樣性 與其他專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)協(xié)議不同，Wi-Fi HaLow和Wi-Fi 6都是基于開(kāi)放的IEEE 802.11標準的免許可連接解決方案。由于無(wú)需專(zhuān)有網(wǎng)關(guān)、控制器或集線(xiàn)器，因此簡(jiǎn)化了安裝并降低了運營(yíng)成本。此外，由于兩種協(xié)議都是IEEE 802.11標準的一部分，Wi-Fi HaLow和Wi-Fi 6網(wǎng)絡(luò )可以共存，而不會(huì )影響其RF性能。 數據速率 Wi-Fi HaLow提供一系列非常適合物聯(lián)網(wǎng)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(gè)空間流）。在8 MHz信道運行時(shí)，單流Wi-Fi HaLow AP可支持各種物聯(lián)網(wǎng)設備，從低功耗傳感器（發(fā)送速率低至150 Kbps的1 MHz信道）到攝像頭（發(fā)送速率高達43 Mbps的8 MHz數據包）。 雖然Wi-Fi HaLow為大多數物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡(luò )游戲或低延遲虛擬現實(shí)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(yè)應用的高速主力協(xié)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(lián)網(wǎng)應用需要的是更廣的覆蓋范圍、更優(yōu)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 |
