Bien que conventionnel Wi-Fi est le protocole de communication sans fil le plus répandu aujourd'hui, la croissance rapide de l'IoT a obligé à repenser le Wi-Fi, révélant les lacunes technologiques et le rôle qu'il doit jouer dans un monde connecté global. Les exigences accrues en matière de connectivité longue portée et de faibles besoins en énergie pour de nombreuses applications IoT et machine à machine (M2M) ouvrent la voie au Wi-Fi HaLow 802.11ah à un rythme de plus en plus rapide cette année et pour les années à venir.
Wi-Fi Halow sans souci a été normalisé par le groupe de travail IEEE 802.11ah et a reçu son nom de la Wi-Fi Alliance (WFA). Il fonctionne dans la bande de fréquences sans licence inférieure à 1 gigahertz (GHz) et offre des débits de données variant de centaines de kbits/s à des dizaines de Mbits/s et sur des distances de plusieurs dizaines de mètres à plus d'un kilomètre. Wi-Fi HaLow répond aux exigences d'évolutivité, de robustesse et de sécurité requises pour répondre aux environnements IoT les plus difficiles.
Alors, qu'est-ce qui fait de Wi-Fi HaLow la technologie sans fil idéale pour prendre en charge l'IoT ? Vous trouverez ci-dessous 10 raisons principales pour lesquelles Wi-Fi HaLow résout les faiblesses fondamentales des technologies sans fil existantes.
- L'efficacité énergétique
Les protocoles 802.11ah Wi-Fi HaLow favorisent la conservation de l'énergie pour les appareils qui peuvent dormir pendant de longues périodes. Cela permet la plus large gamme d'options d'alimentation, d'une petite batterie pour les applications à courte portée à une batterie plus grande et des appareils plus puissants qui vont au-delà de 1 km.
Le multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) avec des schémas de modulation et de codage avancés offre un débit plus élevé avec des débits de données qui s'adaptent aux conditions du canal. Plus le débit est élevé, plus le temps de transmission du message est court, ce qui signifie que la radio peut se rendormir plus rapidement, en économisant de l'énergie. Le protocole d'écoute avant de parler du WLAN signifie moins de conflits sur les médias et moins d'énergie gaspillée lors de la retransmission des paquets.
Modes de veille et de veille Wi-Fi HaLow, combinés au propriétaire de Morse Micro circuit techniques de conception, permet de transférer plus de bits par unité d'énergie et de réduire la consommation d'énergie au ralenti pour rivaliser avec d'autres technologies.
- Le débit de données
Wi-Fi HaLow offre la plus large gamme de débits de données pour s'adapter aux applications IoT telles que les caméras vidéo haute définition diffusant des dizaines de Mbits/s vers des applications à débit binaire inférieur telles que les capteurs de température, les serrures de porte ou les boîtes aux lettres. Les tarifs peuvent s'adapter automatiquement aux changements de conditions ou de distance depuis un point d'accès (AP), tout comme le Wi-Fi.
- Catégorie
Fournissant des signaux à bande étroite inférieurs à 1 GHz de 1 mètre à plus de 1 km, le Wi-Fi HaLow couvre un plus large éventail d'applications, des maisons intelligentes aux grands entrepôts, sans répéteurs ni maillages. Les signaux à bande étroite atteignent une portée 10×, 100× la zone ou 1000× le volume du Wi-Fi traditionnel 2.4 GHz ou Bluetooth et encore plus pour une portée plus courte 5 GHz Wi-Fi 5/6 (802.11ac/ax) et 6 GHz Wi-Fi 6E (802.11ax) (Figure 1).
Figure 1 : Wi-Fi HaLow – atteignant 1000 fois le volume du Wi-Fi traditionnel. (Source : Morse Micro)
- Pénétration à travers le matériau
La physique est simple, plus la fréquence est basse, meilleure est la pénétration (les pertes de propagation en espace libre sont plus faibles) (Figure 2). Wi-Fi HaLow utilise le spectre 750 MHz – 950 MHz, qui est 2.5 fois inférieur au Bluetooth 2.4 GHz, Wi-Fi 4 ou Zigbee, 5 fois inférieur au Wi-Fi 5 GHz 5 et 6 fois inférieur au 6- Wi-Fi 6e GHz. La variabilité des matériaux de construction et des dispositions des maisons et des bâtiments a moins d'effet sur les signaux HaLow.
Figure 2 : Wi-Fi HaLow offre une portée et une pénétration supérieures à travers le matériel. (Source : Morse Micro)
- Sécurité
Wi-Fi HaLow nécessite la sécurité WPA3 la plus avancée pour l'authentification et le cryptage des données. Morse Micro prend en charge le WPA3 existant et les améliorations futures de la sécurité Wi-Fi (Figure 3). Les débits de données plus élevés du Wi-Fi HaLow permettent des mises à jour rapides du micrologiciel en direct (OTA), ce que de nombreuses technologies sans fil à longue portée telles que LoRa ou Sigfox ne peuvent pas accomplir sans mettre les appareils hors ligne pendant de longues périodes.
Figure 3 : Wi-Fi HaLow a adopté le protocole de sécurité WPA3 le plus avancé et prend en charge la mise à niveau de la sécurité sans fil afin que les réseaux restent sans compromis. (Image : Morse Micro)
- Capacité de données du réseau
Wi-Fi HaLow spécifie une large gamme de débits de données pour jusqu'à 8,191 XNUMX appareils par point d'accès (Figure 4). Les options de signalisation multiples réduisent les frais généraux requis pour gérer et contrôler de plus grandes quantités d'appareils. Un tel exemple est la fenêtre d'accès restreint (RAW), une fonctionnalité unique pour HaLow, qui permet à un point d'accès d'accorder des privilèges à un sous-ensemble de stations pour transférer leurs données tandis que d'autres sont obligés de dormir, de mettre en mémoire tampon des données non urgentes, ou les deux. Cela réduit les collisions et libère des ondes pour que les appareils actifs transfèrent plus de données aux taux de schémas de modulation et de codage (MCS) les plus rapides qu'ils puissent atteindre.
Figure 4 : Un seul point d'accès Wi-Fi HaLow peut adresser des milliers d'appareils. (Image : Morse Micro)
- Coûts d'installation/d'exploitation
Wi-Fi HaLow prend en charge le trafic IP natif, tout comme le Wi-Fi traditionnel. Une installation simple ne nécessite qu'un point d'accès ou un routeur compatible Wi-Fi HaLow. Aucun hub ou passerelle propriétaire n'est nécessaire. L'architecture en étoile ne nécessite pas de maillages complexes de répéteurs qui enlisent les messages et causent des problèmes de gestion pour d'autres technologies sans fil. Il utilise un spectre inférieur à 1 GHz sans licence, sans frais d'abonnement récurrents ni plans de données nécessaires auprès des fournisseurs de réseaux cellulaires.
- Spectre sans licence
Un contrat de fournisseur de services n'est pas requis puisque Wi-Fi HaLow ne dépend pas des fournisseurs de services mobiles. Comme le Wi-Fi traditionnel, les clients sont propriétaires de leur équipement et utilisent le spectre radio sans licence. La technologie sans fil fonctionne dans les bandes de fréquences exemptes de licence dans le monde, allant de 750 MHz à 950 MHz. Il n'utilise pas les fréquences des supports de données cellulaires qui absorbent généralement le coût des droits de licence et des abonnements. Certaines restrictions d'utilisation peuvent s'appliquer et peuvent varier selon les pays.
- Interopérabilité & expérience client
Wi-Fi HaLow est une norme mondialement reconnue qui définit la façon dont les appareils communiquent. Tout comme les générations précédentes de Wi-Fi, les fournisseurs d'équipements Wi-Fi HaLow assurent l'interopérabilité en suivant les conseils de la Wi-Fi Alliance, qui fournit des spécifications et des services de certification aux membres. D'autres technologies IoT sans fil sont soit propriétaires, soit ne disposent pas de conseils aussi bien organisés, ce qui peut avoir un impact sur le délai de mise sur le marché, les coûts des produits et l'expérience client.
Les utilisateurs bénéficieront de la même facilité d'utilisation que les réseaux Wi-Fi traditionnels. Ajoutez à cela la simplicité des solutions de point d'accès unique de Wi-Fi HaLow, offrant une plus grande réussite d'installation prête à l'emploi et éliminant la complexité et les défis des déploiements de réseaux maillés alternatifs.
- Prise en charge IP native
La prise en charge native du trafic IP est définie dans Wi-Fi HaLow tout comme le Wi-Fi traditionnel. À l'aide d'un routeur compatible Wi-Fi HaLow, tous les appareils clients peuvent utiliser les protocoles de transport IPv4/IPv6 pour un accès direct à Internet pour les services basés sur le cloud et la gestion des données IoT. D'autres technologies IoT sans fil telles que Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, LoRa et Sigfox nécessitent une passerelle propriétaire pour convertir tout le trafic client local en trafic IP pour l'accès Internet. Ces étapes supplémentaires de traitement des paquets sont nécessaires pour envelopper des données supplémentaires autour des paquets, ce qui ajoute des retards et réduit l'efficacité de leurs réseaux.
Au stade initial du déploiement, Wi-Fi HaLow devrait être utilisé dans les applications intérieures et extérieures où le Wi-Fi standard ne peut pas être atteint, comme dans le cas des systèmes de surveillance à piles, des caméras sans fil et des sonnettes. Un autre cas d'utilisation typique serait les grands sites, où un seul point d'accès HaLow peut remplacer un grand nombre de points d'accès, évitant ainsi les architectures de maillage complexes et inefficaces, simplifiant l'installation et réduisant le coût total de possession.
L'automatisation industrielle, les capteurs de contrôle de processus, l'automatisation des bâtiments, les entrepôts et les magasins de détail, entre autres, auront besoin de cette technologie, permettant à tout de rester connecté dans un monde de plus en plus automatisé. En effet, le Wi-Fi HaLow se démarque par sa polyvalence.