有了智能家居，消費者已經(jīng)接受了依靠方便的互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現家居功能自動(dòng)化的概念，尤其是在當今出現疫情的情況下。手動(dòng)設置恒溫器或是用機械定時(shí)器開(kāi)關(guān)電燈的日子已經(jīng)一去不復返了?，F在，通過(guò)智能手機應用，甚至云中的人工智能（AI），可以隨時(shí)隨地實(shí)現這些功能。

 

事實(shí)上，根據知名調研機構ABI Research的數據，“盡管疫情對全球造成了影響，但2020年消費者的智能家居支出仍出現增長(cháng)。到2026年，智能家居市場(chǎng)將達到3,170億美元，比疫情之前的預測增長(cháng)5%。”

 

此外，美國權威調研機構Parks Associates的研究發(fā)現：“美國擁有寬帶的家庭，平均連接12臺設備，到2025年將增加到20臺。”

 

隨著(zhù)未來(lái)五年智能家居消費和家中連接設備數量的增長(cháng)，人們自然會(huì )擔心可能出現的服務(wù)中斷和多臺設備之間的無(wú)線(xiàn)連接問(wèn)題。

 

寬帶連接服務(wù)為家庭提供了充足的帶寬和低延遲性，但事實(shí)證明，調制解調器和設備之間的無(wú)線(xiàn)連接，是不穩定的。

 

傳統Wi-Fi的缺點(diǎn)

 

Wi-Fi似乎是將一切聯(lián)系在一起的最后一個(gè)環(huán)節。制造商們爭相滿(mǎn)足對聯(lián)網(wǎng)家電、安全系統、門(mén)鎖、開(kāi)關(guān)、燈、百葉窗、車(chē)庫開(kāi)門(mén)器和虛擬助理?yè)P聲器的需求。通過(guò)為家庭用戶(hù)提供新的便利和實(shí)用性，同時(shí)收集分析和擴展診斷能力，制造商不斷尋找能抵消互聯(lián)設備額外制造和維護成本的方法。消費者認為設備制造商已經(jīng)找到安全、可靠的架構來(lái)部署和維護其服務(wù)。

 

然而，在這些互聯(lián)產(chǎn)品的不同使用場(chǎng)景中，有幾個(gè)共同的問(wèn)題困擾著(zhù)大家：傳統Wi-Fi連接的高功耗、由于不同的建造工藝和建筑材料而造成的死角和覆蓋范圍差、擁擠的2.4GHz和5GHz工作頻、復雜的部署/設置程序，以及黑客可以利用的安全漏洞。

 

消費者對簡(jiǎn)單、可靠和安全連接的期望，促使制造商拼湊出各種專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)技術(shù)，這些技術(shù)的安裝和安全維護成本都很高。

 

由于沒(méi)有更好的長(cháng)遠解決方案，制造商只好求助于耗電大的移動(dòng)數據技術(shù)，該技術(shù)會(huì )不斷產(chǎn)生月租費和不可預測的數據使用費。黑客還可以利用保護薄弱的認證協(xié)議這一安全漏洞，這些協(xié)議不具備OTA（遠程升級）更新的能力來(lái)應對新的威脅。

 

Wi-Fi HaLow：專(zhuān)為未來(lái)的智能家居而設計

 

IEEE 802.11ah Wi-Fi HaLow專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)設備的特定需求而設計：更遠的距離、更低的功耗、更佳的穿透力、充足的帶寬、改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )容量、易于部署和安裝、生命周期安全、OTA（遠程升級）更新和低材料成本。

尤其是Wi-Fi HaLow提供的范圍是傳統Wi-Fi的10倍，面積是傳統Wi-Fi的100倍，容量是傳統Wi-Fi的1,000倍，并且HaLow接入點(diǎn)能夠連接到8,000多臺設備，因此該技術(shù)成為智能家居預計連接設備數量的理想選擇。

 

更遠距離

 

Wi-Fi HaLow采用1GHz以下較窄信道，比傳統Wi-Fi的傳輸距離遠十倍，無(wú)需網(wǎng)絡(luò )擴展器。這樣電池驅動(dòng)的攝像頭可以放置在更需要的地方，比如在門(mén)外或車(chē)庫外。照明系統和揚聲器可以從一個(gè)接入點(diǎn)（AP）進(jìn)行控制，無(wú)論燈具是在室內還是在花園里。為客戶(hù)提供遠達100米遠的解決方案，而無(wú)需額外的擴展器或數據流量，這是一個(gè)巨大的競爭優(yōu)勢。

 

更低功耗

 

Wi-Fi HaLow比傳統的Wi-Fi需要更少的電力來(lái)達到更遠的距離，同時(shí)提供足夠的雙向數據傳輸。IEEE 802.11ah規定了各種新的睡眠模式，允許設備長(cháng)時(shí)間處于極低功率狀態(tài)，從而節省電池能量。

 

圖：與筆記本電腦或手機不同，物聯(lián)網(wǎng)設備的電池更小，期待電池可持續數年而非數天

 

信號穿透力和帶寬

 

Wi-Fi-HaLow信號穿透建筑物的能力，會(huì )減少客戶(hù)投訴和產(chǎn)品退貨，而這正是普通Wi-Fi產(chǎn)品所面臨的問(wèn)題。Wi-Fi HaLow使用的較低頻率比使用2.4GHz和5GHz的Wi-Fi能更好地穿透各種建筑材料，同時(shí)功耗更低。

 

Wi-Fi HaLow采用OFDM調制來(lái)校正反射和多徑環(huán)境。設備制造商可以保證HaLow與AP（接入點(diǎn)）的穩定連接，無(wú)論其產(chǎn)品是置于室內還是室外，地下室或是閣樓里。這就免去了為全球各地的消費者提供專(zhuān)有集線(xiàn)器或橋接設備的復雜性和成本。

 

與傳統Wi-Fi類(lèi)似，Wi-Fi HaLow還可以根據信號完整性和與AP的距離，自動(dòng)調整帶寬。

 

這些預定義的調制和編碼方案（MCS）級別，支持從150Kbps到40Mbps的帶寬，適用于單流、單天線(xiàn)（1x1）產(chǎn)品，使用的信道寬度在1、2、4和8MHz之間變化，并使用可選的16MHz寬信道可支持高達80Mbps的能力。自動(dòng)選擇最合適的MCS速率，確保數據的快速傳輸。

 

這一點(diǎn)很重要，因為數據傳輸速度越快，所耗的電池能量就越少，設備使用無(wú)線(xiàn)電波的時(shí)間也就越短，從而讓“路”給其他設備。

 

保持安全連接

 

作為IEEE 802.11企業(yè)級安全標準的一部分，安全性占據了首要位置。Wi-Fi HaLow采用了最新的WPA3安全協(xié)議，以及加密信息和獨特的ID技術(shù)，以實(shí)現安全啟動(dòng)。高數據速率允許安全的無(wú)線(xiàn)固件升級，并支持UDP和TCP/IP協(xié)議。本地IP支持意味著(zhù)不需要網(wǎng)橋或網(wǎng)關(guān)。

 

圖：Wi-Fi HaLow得益于最先進(jìn)的企業(yè)級WPA3安全協(xié)議標準

 

處理多臺連接設備的能力

 

單個(gè)Wi-Fi HaLow AP最多可覆蓋8,191個(gè)設備。這應該足以滿(mǎn)足每個(gè)燈泡、門(mén)鎖、窗簾、揚聲器、顯示器、恒溫器、熱水鍋爐、冰箱、煙霧探測器、開(kāi)關(guān)、太陽(yáng)能電池板、攝像頭、汽車(chē)充電器以及所有可以想象的未來(lái)智能家居設備。

 

典型的家庭Wi-Fi路由器只能支持幾十臺設備。如果由寬帶服務(wù)商將Wi-Fi HaLow部署到各個(gè)家庭里，Wi-Fi HaLow 的AP就可以成為一個(gè)平臺，通過(guò)為一個(gè)小區的一戶(hù)或多戶(hù)家庭提供訂購“安全和公共設施管理設備和服務(wù)”，以獲得額外的收入。

 

HaLow是一種星型網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，因此不會(huì )受到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )的容量問(wèn)題的影響。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )中，無(wú)線(xiàn)電頻譜會(huì )因為重復發(fā)送相同的信息而變得擁塞。

 

傳統Wi-Fi的網(wǎng)絡(luò )擁塞、距離限制和較高的功耗，以及可連接到單個(gè)無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)的設備數量有限，這些都不再適用于智能設備的互聯(lián)世界。這種局限性阻礙了在智能家居和其他行業(yè)正在出現的以物聯(lián)網(wǎng)為中心的新商業(yè)模式，這些模式需要更大的容量、更廣的覆蓋范圍和更長(cháng)的運行時(shí)間，同時(shí)最小化部署成本和時(shí)間，而所有這些都是Wi-Fi HaLow非常理想的特性。