Walaupun konvensional Wi-Fi ialah protokol komunikasi wayarles yang paling banyak digunakan hari ini, pertumbuhan pesat IoT telah memaksa pemikiran semula Wi-Fi, mendedahkan jurang teknologi dan peranan yang perlu dimainkannya dalam dunia yang bersambung yang menyeluruh. Permintaan yang lebih tinggi untuk sambungan jarak jauh dan keperluan kuasa yang rendah untuk banyak aplikasi IoT dan mesin-ke-mesin (M2M) membawa kepada 802.11ah Wi-Fi HaLow pada kadar yang lebih pantas tahun ini dan untuk tahun-tahun akan datang.
WiFi Halow teknologi telah diseragamkan oleh kumpulan tugas IEEE 802.11ah dan menerima namanya oleh Wi-Fi Alliance (WFA). Ia beroperasi dalam jalur spektrum frekuensi sub-1 gigahertz (GHz) tanpa lesen dan menawarkan kadar data yang berbeza-beza daripada ratusan kbit/s hingga berpuluh-puluh Mbit/s dan merentasi jarak berpuluh-puluh meter hingga lebih satu kilometer. Wi-Fi HaLow memenuhi keperluan skalabiliti, keteguhan dan keselamatan yang diperlukan untuk menangani persekitaran IoT yang paling mencabar.
Oleh itu, apa yang menjadikan Wi-Fi HaLow teknologi wayarles yang ideal untuk menyokong IoT? Berikut adalah 10 sebab utama bagaimana Wi-Fi HaLow menyelesaikan kelemahan asas teknologi tanpa wayar yang ada.
- Kecekapan tenaga
Protokol 802.11ah Wi-Fi HaLow mempromosikan penjimatan tenaga untuk peranti yang dapat tidur dalam jangka masa yang lama. Ini memungkinkan pilihan kuasa yang lebih luas dari bateri kecil untuk aplikasi jarak dekat hingga bateri yang lebih besar, peranti berkuasa tinggi yang mencapai lebih dari 1 km.
Multiplexing pembahagian frekuensi ortogonal (OFDM) dengan skema modulasi dan pengekodan lanjutan menawarkan throughput yang lebih tinggi dengan kadar data yang menyesuaikan diri dengan keadaan saluran. Semakin tinggi throughputnya, semakin pendek masa siaran perjalanan mesej, yang bermaksud bahawa radio dapat kembali tidur lebih cepat, menjimatkan tenaga. Protokol mendengar-sebelum-bicara WLAN bermaksud lebih sedikit pertikaian di media dan kurang tenaga yang dibazirkan semasa penghantaran semula paket.
Wi-Fi HaLow mod diam dan tidur, digabungkan dengan hak milik Morse Micro litar teknik reka bentuk, memungkinkan untuk memindahkan lebih banyak bit per unit tenaga dan penggunaan tenaga terbiar yang lebih rendah untuk menyaingi teknologi lain.
- Kadar data
Wi-Fi HaLow menawarkan kadar data yang seluas-luasnya sesuai dengan aplikasi IoT seperti kamera video definisi tinggi yang mengalirkan puluhan Mbits / s ke aplikasi kadar bit yang lebih rendah seperti sensor suhu, kunci pintu, atau peti mel. Harga secara automatik dapat berubah untuk perubahan keadaan atau jarak dari titik akses (AP), seperti Wi-Fi.
- Pertengahan
Menyampaikan 1 meter hingga> 1 km, isyarat jalur sempit sub-1 GHz, Wi-Fi HaLow merangkumi rangkaian aplikasi yang lebih luas dari rumah pintar hingga gudang besar, tanpa pengulang atau jala. Isyarat jalur sempit mencapai julat 10 ×, 100 × luas atau 1000 × isipadu Wi-Fi atau Bluetooth 2.4 GHz tradisional dan lebih tinggi lagi untuk julat lebih pendek 5 GHz Wi-Fi 5/6 (802.11ac / ax) dan 6 GHz Wi-Fi 6E (802.11ax) (Rajah 1).
Gambar 1: Wi-Fi HaLow - mencapai 1000 × jumlah Wi-Fi tradisional. (Sumber: Morse Micro)
- Penembusan melalui bahan
Fiziknya sederhana, semakin rendah frekuensi, semakin baik penembusannya (kerugian penyebaran ruang bebas lebih rendah) (Rajah 2). Wi-Fi HaLow menggunakan spektrum 750 MHz - 950 MHz, yang 2.5 × lebih rendah daripada Bluetooth 2.4-GHz, Wi-Fi 4 atau Zigbee, 5 × lebih rendah daripada 5-GHz Wi-Fi 5 dan 6 × lebih rendah daripada 6- Wi-Fi GHz 6e. Pemboleh ubah bahan binaan dan susun atur kediaman dan bangunan kurang memberi kesan pada isyarat HaLow.
Gambar 2: Wi-Fi HaLow menawarkan jarak dan penembusan yang lebih tinggi melalui bahan. (Sumber: Morse Micro)
- Keselamatan
Wi-Fi HaLow memerlukan keselamatan WPA3 yang paling maju untuk pengesahan dan penyulitan data. Morse Micro menyokong WPA3 yang ada dan peningkatan masa depan dalam keselamatan Wi-Fi (Rajah 3). Kadar data Wi-Fi HaLow yang lebih tinggi membolehkan kemas kini firmware over-the-air (OTA) pantas, yang tidak dapat dicapai oleh banyak teknologi tanpa wayar jarak jauh seperti LoRa atau Sigfox tanpa membawa peranti ke luar talian untuk jangka masa yang panjang.
Gambar 3: Wi-Fi HaLow mengadopsi protokol keselamatan WPA3 yang paling maju dan menyokong peningkatan keselamatan melalui udara sehingga rangkaian tetap tidak berkompromi. (Imej: Morse Micro)
- Kapasiti data rangkaian
Wi-Fi HaLow menentukan pelbagai kadar data sehingga 8,191 peranti per AP (Rajah 4). Pelbagai pilihan isyarat mengurangkan overhead yang diperlukan untuk mengurus dan mengawal jumlah peranti yang lebih besar. Salah satu contohnya ialah tetingkap akses terhad (RAW), ciri unik untuk HaLow, yang membolehkan AP memberikan hak istimewa kepada subset stesen untuk memindahkan data mereka sementara yang lain terpaksa tidur, menyangga data yang tidak mendesak, atau keduanya. Ini mengurangkan perlanggaran dan membebaskan gelombang udara untuk peranti aktif untuk memindahkan lebih banyak data pada kadar modulasi dan skema pengekodan (MCS) terpantas yang dapat mereka capai.
Gambar 4: Satu titik akses Wi-Fi HaLow dapat menangani ribuan peranti. (Imej: Morse Micro)
- Kos pemasangan / operasi
Wi-Fi HaLow menyokong lalu lintas IP asli, sama seperti Wi-Fi tradisional. Pemasangan yang sederhana hanya memerlukan AP atau penghala berkemampuan Wi-Fi HaLow. Tidak diperlukan hab atau gerbang proprietari. Senibina berorientasikan bintang tidak memerlukan jejak pengulang yang rumit yang menyekat mesej dan menyebabkan masalah pengurusan untuk teknologi tanpa wayar lain. Ia menggunakan spektrum sub-1 GHz tanpa lesen tanpa bayaran langganan berulang atau rancangan data yang diperlukan dengan penyedia rangkaian selular.
- Spektrum bebas lesen
Kontrak penyedia perkhidmatan tidak diperlukan kerana Wi-Fi HaLow tidak bergantung pada penyedia perkhidmatan mudah alih. Seperti Wi-Fi tradisional, pelanggan memiliki peralatan mereka dan menggunakan spektrum radio tanpa lesen. Teknologi tanpa wayar beroperasi di jalur frekuensi tanpa lesen di seluruh dunia, antara 750 MHz hingga 950 MHz. Ia tidak menggunakan frekuensi pembawa data selular yang biasanya menyerap kos yuran lesen dan langganan. Sekatan penggunaan tertentu mungkin berlaku dan mungkin berbeza mengikut negara.
- Interoperabiliti & pengalaman pelanggan
Wi-Fi HaLow adalah standard yang diiktiraf secara global yang menentukan bagaimana peranti berkomunikasi. Sama seperti generasi sebelumnya Wi-Fi, vendor peralatan Wi-Fi HaLow memastikan interoperabilitas dengan mengikuti panduan Wi-Fi Alliance, yang menyediakan perkhidmatan spesifikasi dan pensijilan kepada ahli. Teknologi IoT tanpa wayar lain adalah milik, atau tidak mempunyai panduan yang teratur yang boleh mempengaruhi masa untuk memasarkan, kos produk, dan pengalaman pelanggan.
Pengguna akan mengalami kemudahan penggunaan yang sama seperti rangkaian Wi-Fi tradisional. Tambahkan pada kesederhanaan penyelesaian AP tunggal Wi-Fi HaLow, yang menawarkan kejayaan pemasangan di luar kotak yang lebih tinggi dan menghilangkan kerumitan dan cabaran penggunaan rangkaian jaringan alternatif.
- Sokongan IP asli
Sokongan asli untuk lalu lintas IP ditentukan dalam Wi-Fi HaLow seperti Wi-Fi tradisional. Dengan menggunakan penghala berkemampuan Wi-Fi HaLow, semua peranti klien dapat menggunakan protokol pengangkutan IPv4 / IPv6 untuk akses langsung ke internet untuk perkhidmatan berasaskan cloud dan pengurusan data IoT. Teknologi IoT tanpa wayar lain seperti Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, LoRa, dan Sigfox memerlukan gerbang proprietari untuk menukar semua lalu lintas pelanggan tempatan ke lalu lintas IP untuk akses internet. Tahap tambahan pemprosesan paket ini diperlukan untuk membungkus data tambahan di sekitar paket, menambah kelewatan dan mengurangkan kecekapan rangkaian mereka.
Pada tahap awal penyebaran, Wi-Fi HaLow diharapkan dapat digunakan dalam aplikasi dalam dan luar ruangan di mana Wi-Fi standard tidak dapat dijangkau seperti dalam kasus sistem pengawasan yang dikendalikan oleh baterai, kamera tanpa wayar, dan bel pintu. Kes penggunaan khas yang lain adalah tempat yang besar, di mana satu titik akses HaLow dapat menggantikan sebilangan besar AP, menghilangkan arsitektur jejaring yang tidak cekap, menyederhanakan pemasangan, dan mengurangkan jumlah kos pemilikan.
Automasi industri, sensor kawalan proses, automasi bangunan, gudang, dan kedai runcit di antara banyak yang lain memerlukan teknologi ini, yang memungkinkan segala-galanya untuk terus terhubung dalam dunia yang semakin automatik. Memang, Wi-Fi HaLow menonjolkan fleksibiliti.