Aunque convencional Wi-Fi es el protocolo de comunicaciones inalámbricas más ubicuo que se utiliza hoy en día, el rápido crecimiento del IoT ha obligado a repensar el Wi-Fi, revelando brechas tecnológicas y el papel que debe desempeñar en un mundo conectado que lo abarca todo. Las mayores demandas de conectividad de largo alcance y los bajos requisitos de energía para muchas aplicaciones de IoT y de máquina a máquina (M2M) están marcando el comienzo de Wi-Fi HaLow 802.11ah a un ritmo cada vez más rápido este año y en los años venideros.
WiFi Halow la tecnología fue estandarizado por el grupo de trabajo IEEE 802.11ah y recibió su nombre de Wi-Fi Alliance (WFA). Opera en la banda de espectro de frecuencia sub-1 gigahercio (GHz) sin licencia y ofrece velocidades de datos que varían desde cientos de kbits/s a decenas de Mbits/s y en distancias de decenas de metros a más de un kilómetro. Wi-Fi HaLow satisface las demandas de escalabilidad, solidez y seguridad necesarias para abordar los entornos de IoT más desafiantes.
Entonces, ¿qué hace que Wi-Fi HaLow sea la tecnología inalámbrica ideal para admitir IoT? A continuación se presentan 10 razones clave por las que Wi-Fi HaLow está resolviendo las debilidades fundamentales de las tecnologías inalámbricas existentes.
- La eficiencia energética
Los protocolos 802.11ah Wi-Fi HaLow promueven la conservación de energía para dispositivos que pueden dormir durante largos períodos de tiempo. Esto permite la más amplia gama de opciones de energía, desde una batería pequeña para aplicaciones de corto alcance hasta una batería más grande, dispositivos de mayor potencia que alcanzan más de 1 km.
La multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) con esquemas avanzados de modulación y codificación ofrece un mayor rendimiento con velocidades de datos que se adaptan a las condiciones del canal. Cuanto mayor sea el rendimiento, menor será el tiempo de transmisión del mensaje, lo que significa que la radio puede volver a dormir más rápido, conservando energía. El protocolo escuchar antes de hablar de WLAN significa menos disputas en los medios y menos energía desperdiciada en la retransmisión de paquetes.
Modos inactivo y de suspensión Wi-Fi HaLow, combinados con los modos patentados de Morse Micro circuito técnicas de diseño, permite la transferencia de más bits por unidad de energía y un menor consumo de energía inactiva para competir con otras tecnologías.
- Velocidad de datos
Wi-Fi HaLow ofrece la gama más amplia de velocidades de datos para adaptarse a aplicaciones de IoT, como cámaras de video de alta definición que transmiten decenas de Mbits / s a aplicaciones de velocidad de bits más baja, como sensores de temperatura, cerraduras de puertas o buzones de correo. Las tarifas se pueden escalar automáticamente para los cambios en las condiciones o la distancia desde un punto de acceso (AP), al igual que Wi-Fi.
- Gama de Colores
Con señales de banda estrecha de 1 metro a> 1 km, por debajo de 1 GHz, Wi-Fi HaLow cubre una gama más amplia de aplicaciones, desde hogares inteligentes hasta grandes almacenes, sin repetidores ni mallas. Las señales de banda estrecha alcanzan un rango de 10 ×, 100 × el área o 1000 × el volumen del Wi-Fi o Bluetooth tradicional de 2.4 GHz e incluso más alto para un rango más corto de 5 GHz Wi-Fi 5/6 (802.11ac / ax) y 6 GHz Wi-Fi 6E (802.11ax) (Figura 1 y XNUMX).
Figura 1: Wi-Fi HaLow: alcanza 1000 veces el volumen del Wi-Fi tradicional. (Fuente: Morse Micro)
- Penetración a través del material
La física es simple, cuanto menor es la frecuencia, mejor es la penetración (las pérdidas por propagación en el espacio libre son menores) (Figura 2 y XNUMX). Wi-Fi HaLow utiliza el espectro de 750 MHz - 950 MHz, que es 2.5 veces más bajo que el Bluetooth de 2.4 GHz, Wi-Fi 4 o Zigbee, 5 veces más bajo que 5 GHz Wi-Fi 5 y 6 veces más bajo que 6- GHz Wi-Fi 6e. La variabilidad de los materiales de construcción y la distribución de viviendas y edificios tiene menos efecto en las señales HaLow.
Figura 2: Wi-Fi HaLow ofrece un alcance y una penetración superiores a través del material. (Fuente: Morse Micro)
- Seguridad
Wi-Fi HaLow requiere la seguridad WPA3 más avanzada para la autenticación y el cifrado de datos. Morse Micro es compatible con WPA3 existente y futuras mejoras en seguridad Wi-Fi (Figura 3 y XNUMX). Las velocidades de datos más altas de Wi-Fi HaLow permiten actualizaciones de firmware rápidas por aire (OTA), que muchas tecnologías inalámbricas de largo alcance como LoRa o Sigfox no pueden lograr sin desconectar los dispositivos durante largos períodos de tiempo.
Figura 3: Wi-Fi HaLow adoptó el protocolo de seguridad WPA3 más avanzado y admite actualizaciones de seguridad inalámbricas para que las redes no se vean comprometidas. (Imagen: Morse Micro)
- Capacidad de datos de la red
Wi-Fi HaLow especifica una amplia gama de velocidades de datos para hasta 8,191 dispositivos por AP (Figura 4 y XNUMX). Las múltiples opciones de señalización reducen los gastos generales necesarios para administrar y controlar grandes cantidades de dispositivos. Un ejemplo es la ventana de acceso restringido (RAW), una característica única de HaLow, que permite que un AP otorgue privilegios a un subconjunto de estaciones para transferir sus datos mientras que otras se ven obligadas a dormir, almacenar en búfer datos no urgentes o ambos. Esto reduce las colisiones y libera ondas de radio para que los dispositivos activos transfieran más datos a las tasas de esquemas de codificación y modulación (MCS) más rápidas que puedan lograr.
Figura 4: Un solo punto de acceso Wi-Fi HaLow puede abordar miles de dispositivos. (Imagen: Morse Micro)
- Costos operativos / de instalación
Wi-Fi HaLow admite tráfico IP nativo, al igual que el Wi-Fi tradicional. La instalación simple requiere solo un AP o enrutador con capacidad Wi-Fi HaLow. No se necesitan hubs o puertas de enlace patentados. La arquitectura orientada a estrellas no requiere complejas mallas de repetidores que atascan los mensajes y causan problemas de gestión para otras tecnologías inalámbricas. Utiliza un espectro por debajo de 1 GHz sin licencia sin tarifas de suscripción recurrentes ni planes de datos necesarios con proveedores de red celular.
- Espectro sin licencia
No se requiere un contrato de proveedor de servicios ya que Wi-Fi HaLow no depende de proveedores de servicios móviles. Al igual que el Wi-Fi tradicional, los clientes son propietarios de sus equipos y utilizan un espectro de radio sin licencia. La tecnología inalámbrica opera en las bandas de frecuencia exentas de licencia en todo el mundo, que van desde 750 MHz a 950 MHz. No utiliza las frecuencias de los portadores de datos móviles que, por lo general, absorben el costo de las licencias y las suscripciones. Pueden aplicarse ciertas restricciones de uso y pueden variar según el país.
- Interoperabilidad y experiencia del cliente
Wi-Fi HaLow es un estándar reconocido a nivel mundial que define cómo se comunican los dispositivos. Al igual que las generaciones anteriores de Wi-Fi, los proveedores de equipos Wi-Fi HaLow garantizan la interoperabilidad siguiendo la guía de Wi-Fi Alliance, que proporciona especificaciones y servicios de certificación a los miembros. Otras tecnologías inalámbricas de IoT son propietarias o no tienen una guía tan bien organizada que puede afectar el tiempo de comercialización, los costos de los productos y la experiencia del cliente.
Los usuarios experimentarán la misma facilidad de uso que las redes Wi-Fi tradicionales. Agregue a eso la simplicidad de las soluciones de AP único de Wi-Fi HaLow, que ofrecen un mayor éxito de instalación inmediata y eliminan la complejidad y los desafíos de las implementaciones de redes de malla alternativas.
- Soporte de IP nativa
El soporte nativo para el tráfico IP se define en Wi-Fi HaLow de forma muy similar a la Wi-Fi tradicional. Al usar un enrutador con capacidad Wi-Fi HaLow, todos los dispositivos cliente pueden usar protocolos de transporte IPv4 / IPv6 para acceso directo a Internet para servicios basados en la nube y administración de datos de IoT. Otras tecnologías inalámbricas de IoT como Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, LoRa y Sigfox requieren una puerta de enlace patentada para convertir todo el tráfico de clientes locales en tráfico IP para el acceso a Internet. Estas etapas adicionales de procesamiento de paquetes son necesarias para envolver datos adicionales alrededor de los paquetes, agregando retrasos y reduciendo la eficiencia de sus redes.
En la etapa inicial de implementación, se espera que Wi-Fi HaLow se utilice tanto en aplicaciones interiores como exteriores donde no se puede alcanzar el Wi-Fi estándar, como en el caso de los sistemas de vigilancia a batería, cámaras inalámbricas y timbres. Otro caso de uso típico serían los lugares grandes, donde un solo punto de acceso HaLow puede sustituir a una gran cantidad de AP, obviando arquitecturas de malla complejas e ineficientes, simplificando la instalación y reduciendo el costo total de propiedad.
La automatización industrial, los sensores de control de procesos, la automatización de edificios, los almacenes y las tiendas minoristas, entre muchos otros, necesitarán esta tecnología, lo que permitirá que todo permanezca conectado en un mundo cada vez más automatizado. De hecho, Wi-Fi HaLow destaca por su versatilidad.