通過(guò)Wi-Fi HaLow智能家居變得更加聰明

有了智能家居，消費(fèi)者已經(jīng)接受了依靠方便的互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)家居功能自動(dòng)化的概念，尤其是在當(dāng)今出現(xiàn)疫情的情況下。手動(dòng)設(shè)置恒溫器或是用機(jī)械定時(shí)器開(kāi)關(guān)電燈的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。現(xiàn)在，通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用，甚至云中的人工智能（AI），可以隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)這些功能。

事實(shí)上，根據(jù)知名調(diào)研機(jī)構(gòu)ABI Research的數(shù)據(jù)，“盡管疫情對(duì)全球造成了影響，但2020年消費(fèi)者的智能家居支出仍出現(xiàn)增長(zhǎng)。到2026年，智能家居市場(chǎng)將達(dá)到3,170億美元，比疫情之前的預(yù)測(cè)增長(zhǎng)5%?！?

此外，美國(guó)權(quán)威調(diào)研機(jī)構(gòu)Parks Associates的研究發(fā)現(xiàn)：“美國(guó)擁有寬帶的家庭，平均連接12臺(tái)設(shè)備，到2025年將增加到20臺(tái)。”

隨著未來(lái)五年智能家居消費(fèi)和家中連接設(shè)備數(shù)量的增長(zhǎng)，人們自然會(huì)擔(dān)心可能出現(xiàn)的服務(wù)中斷和多臺(tái)設(shè)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(diào)制解調(diào)器和設(shè)備之間的無(wú)線(xiàn)連接，是不穩(wěn)定的。

傳統(tǒng)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(jié)。制造商們爭(zhēng)相滿(mǎn)足對(duì)聯(lián)網(wǎng)家電、安全系統(tǒng)、門(mén)鎖、開(kāi)關(guān)、燈、百葉窗、車(chē)庫(kù)開(kāi)門(mén)器和虛擬助理?yè)P(yáng)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(kuò)展診斷能力，制造商不斷尋找能抵消互聯(lián)設(shè)備額外制造和維護(hù)成本的方法。消費(fèi)者認(rèn)為設(shè)備制造商已經(jīng)找到安全、可靠的架構(gòu)來(lái)部署和維護(hù)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)題困擾著大家：傳統(tǒng)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(fù)雜的部署/設(shè)置程序，以及黑客可以利用的安全漏洞。

消費(fèi)者對(duì)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(hù)成本都很高。

由于沒(méi)有更好的長(zhǎng)遠(yuǎn)解決方案，制造商只好求助于耗電大的移動(dòng)數(shù)據(jù)技術(shù)，該技術(shù)會(huì)不斷產(chǎn)生月租費(fèi)和不可預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)使用費(fèi)。黑客還可以利用保護(hù)薄弱的認(rèn)證協(xié)議這一安全漏洞，這些協(xié)議不具備OTA（遠(yuǎn)程升級(jí)）更新的能力來(lái)應(yīng)對(duì)新的威脅。

Wi-Fi HaLow：專(zhuān)為未來(lái)的智能家居而設(shè)計(jì)

IEEE 802.11ah Wi-Fi HaLow專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的特定需求而設(shè)計(jì)：更遠(yuǎn)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(yuǎn)程升級(jí)）更新和低材料成本。

圖： Wi-Fi HaLow的遠(yuǎn)距離、優(yōu)異的信號(hào)穿透力和低功耗特性，與智能家居網(wǎng)絡(luò)相得益彰

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

更遠(yuǎn)距離

Wi-Fi HaLow采用1GHz以下較窄信道，比傳統(tǒng)Wi-Fi的傳輸距離遠(yuǎn)十倍，無(wú)需網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展器。這樣電池驅(qū)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(kù)外。照明系統(tǒng)和揚(yáng)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(nèi)還是在花園里。為客戶(hù)提供遠(yuǎn)達(dá)100米遠(yuǎn)的解決方案，而無(wú)需額外的擴(kuò)展器或數(shù)據(jù)流量，這是一個(gè)巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

更低功耗

Wi-Fi HaLow比傳統(tǒng)的Wi-Fi需要更少的電力來(lái)達(dá)到更遠(yuǎn)的距離，同時(shí)提供足夠的雙向數(shù)據(jù)傳輸。IEEE 802.11ah規(guī)定了各種新的睡眠模式，允許設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于極低功率狀態(tài)，從而節(jié)省電池能量。

圖：與筆記本電腦或手機(jī)不同，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池更小，期待電池可持續(xù)數(shù)年而非數(shù)天

信號(hào)穿透力和帶寬

Wi-Fi-HaLow信號(hào)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(diào)制來(lái)校正反射和多徑環(huán)境。設(shè)備制造商可以保證HaLow與AP（接入點(diǎn)）的穩(wěn)定連接，無(wú)論其產(chǎn)品是置于室內(nèi)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(fèi)者提供專(zhuān)有集線(xiàn)器或橋接設(shè)備的復(fù)雜性和成本。

與傳統(tǒng)Wi-Fi類(lèi)似，Wi-Fi HaLow還可以根據(jù)信號(hào)完整性和與AP的距離，自動(dòng)調(diào)整帶寬。

這些預(yù)定義的調(diào)制和編碼方案（MCS）級(jí)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(dá)80Mbps的能力。自動(dòng)選擇最合適的MCS速率，確保數(shù)據(jù)的快速傳輸。

這一點(diǎn)很重要，因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸速度越快，所耗的電池能量就越少，設(shè)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(shè)備。

保持安全連接

作為IEEE 802.11企業(yè)級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn)的一部分，安全性占據(jù)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(dú)特的ID技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)安全啟動(dòng)。高數(shù)據(jù)速率允許安全的無(wú)線(xiàn)固件升級(jí)，并支持UDP和TCP/IP協(xié)議。本地IP支持意味著不需要網(wǎng)橋或網(wǎng)關(guān)。

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

處理多臺(tái)連接設(shè)備的能力

單個(gè)Wi-Fi HaLow AP最多可覆蓋8,191個(gè)設(shè)備。這應(yīng)該足以滿(mǎn)足每個(gè)燈泡、門(mén)鎖、窗簾、揚(yáng)聲器、顯示器、恒溫器、熱水鍋爐、冰箱、煙霧探測(cè)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(shè)備。

典型的家庭Wi-Fi路由器只能支持幾十臺(tái)設(shè)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(tái)，通過(guò)為一個(gè)小區(qū)的一戶(hù)或多戶(hù)家庭提供訂購(gòu)“安全和公共設(shè)施管理設(shè)備和服務(wù)”，以獲得額外的收入。

HaLow是一種星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，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?yàn)橹貜?fù)發(fā)送相同的信息而變得擁塞。

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傳統(tǒng)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(shè)備數(shù)量有限，這些都不再適用于智能設(shè)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(xiàn)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(zhǎng)的運(yùn)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。