Geleneksel iken Wi-Fi Günümüzde kullanılan en yaygın kablosuz iletişim protokolü olan IoT'nin hızlı büyümesi, Wi-Fi'nin yeniden düşünülmesini zorlamış, teknolojik boşlukları ve her şeyi kapsayan bağlantılı bir dünyada oynaması gereken rolü ortaya çıkarmıştır. Birçok IoT ve makineden makineye (M2M) uygulama için uzun menzilli bağlantıya yönelik yüksek talepler ve düşük güç gereksinimleri, bu yıl ve önümüzdeki yıllarda giderek daha hızlı bir şekilde 802.11ah Wi-Fi HaLow'u başlatıyor.
WiFi Halow teknoloji IEEE 802.11ah görev grubu tarafından standartlaştırıldı ve adını Wi-Fi Alliance (WFA) tarafından aldı. Lisanssız 1 gigahertz (GHz) altı frekans spektrum bandında çalışır ve yüzlerce kbit/s'den onlarca Mbit/s'ye kadar ve onlarca metreden bir kilometrenin üzerindeki mesafelere kadar değişen veri hızları sunar. Wi-Fi HaLow, en zorlu IoT ortamlarının üstesinden gelmek için gereken ölçeklenebilirlik, sağlamlık ve güvenlik taleplerini karşılar.
Peki Wi-Fi HaLow'u IoT'yi desteklemek için ideal kablosuz teknoloji yapan şey nedir? Aşağıda Wi-Fi HaLow'un mevcut kablosuz teknolojilerin temel zayıflıklarını nasıl çözdüğünün 10 temel nedeni bulunmaktadır.
- Enerji verimliliği
802.11ah Wi-Fi HaLow protokolleri, uzun süre uyuyabilen cihazlar için enerji tasarrufu sağlar. Bu, kısa erişimli uygulamalar için küçük bir bataryadan, 1 km'nin ötesine ulaşan daha büyük bataryaya, daha yüksek güçlü cihazlara kadar en geniş güç seçenekleri yelpazesine olanak sağlar.
Gelişmiş modülasyon ve kodlama şemalarına sahip ortogonal frekans bölmeli çoğullama (OFDM), kanal koşullarına uyum sağlayan veri hızlarıyla daha yüksek verim sunar. Verim ne kadar yüksek olursa mesajın yayın süresi de o kadar kısa olur; bu da radyonun daha hızlı uyku moduna geçebileceği ve enerji tasarrufu sağlayabileceği anlamına gelir. WLAN'ın konuşmadan önce dinle protokolü, medyada daha az çekişme ve paketlerin yeniden iletilmesinde daha az enerji israfı anlamına gelir.
Morse Micro'nun tescilli teknolojisiyle birleştirilmiş Wi-Fi HaLow boşta ve uyku modları devre tasarım teknikleri, diğer teknolojilere rakip olacak şekilde enerji birimi başına daha fazla bit aktarımına ve daha düşük boşta güç tüketimine olanak tanır.
- Veri hızı
Wi-Fi HaLow, sıcaklık sensörleri, kapı kilitleri veya posta kutuları gibi daha düşük bit hızlı uygulamalara onlarca Mbit/s akış yapan yüksek çözünürlüklü video kameralar gibi IoT uygulamalarına uyacak en geniş veri hızı aralığını sunar. Fiyatlar, tıpkı Wi-Fi gibi, koşullardaki değişikliklere veya bir erişim noktasına (AP) olan mesafeye göre otomatik olarak ölçeklenebilir.
- Aralık
1 metreden 1 km'ye kadar, 1 GHz'in altında dar bant sinyalleri sağlayan Wi-Fi HaLow, tekrarlayıcılar veya ağlar olmadan akıllı evlerden büyük depolara kadar daha geniş bir uygulama yelpazesini kapsar. Dar bant sinyalleri, geleneksel 10 GHz Wi-Fi veya Bluetooth'un 100 katı aralığına, 1000 katı alana veya 2.4 katı hacmine ulaşır ve daha kısa menzilli 5 GHz Wi-Fi 5/6 (802.11ac/ax) ve 6 GHz için daha da yükseğe ulaşır Wi-Fi 6E (802.11ax) (Şekil 1).
Şekil 1: Wi-Fi HaLow – geleneksel Wi-Fi hacminin 1000 katına ulaşıyor. (Kaynak: Mors Mikro)
- Malzemeden nüfuz etme
Fizik basittir, frekans ne kadar düşük olursa nüfuz etme o kadar iyi olur (boş alan yayılım kayıpları daha düşüktür) (Şekil 2). Wi-Fi HaLow, 750 GHz Bluetooth, Wi-Fi 950 veya Zigbee'den 2.5 kat, 2.4 GHz Wi-Fi 4'ten 5 kat ve 5 kattan 5 kat daha düşük olan 6 MHz – 6 MHz spektrumunu kullanır. GHz Wi-Fi 6e. İnşaat malzemelerinin ve evlerin ve binaların yerleşim planlarının değişkenliği, HaLow sinyalleri üzerinde daha az etkiye sahiptir.
Şekil 2: Wi-Fi HaLow üstün kapsama alanı ve malzemeye nüfuz etme olanağı sunar. (Kaynak: Mors Mikro)
- Güvenlik
Wi-Fi HaLow, verilerin kimlik doğrulaması ve şifrelenmesi için en gelişmiş WPA3 güvenliğini gerektirir. Morse Micro, mevcut WPA3'ü ve Wi-Fi güvenliğinde gelecekteki iyileştirmeleri destekler (Şekil 3). Wi-Fi HaLow'un daha yüksek veri hızları, hızlı kablosuz (OTA) donanım yazılımı güncellemelerine olanak tanır; LoRa veya Sigfox gibi birçok uzun menzilli kablosuz teknolojinin, cihazları uzun süre çevrimdışı duruma getirmeden bunu başarması mümkün değildir.
Şekil 3: Wi-Fi HaLow, en gelişmiş WPA3 güvenlik protokolünü benimsemiştir ve kablosuz güvenlik yükseltmesini destekleyerek ağların tehlikeye atılmamasını sağlar. (Resim: Mors Mikro)
- Ağ veri kapasitesi
Wi-Fi HaLow, AP başına 8,191 cihaza kadar geniş bir veri hızı aralığını belirtir (Şekil 4). Çoklu sinyalizasyon seçenekleri, daha büyük miktarlardaki cihazları yönetmek ve kontrol etmek için gereken ek yükü azaltır. Böyle bir örnek, HaLow için benzersiz bir özellik olan kısıtlı erişim penceresidir (RAW), bu da AP'nin bir istasyon alt kümesine verilerini aktarmaları için ayrıcalıklar vermesine olanak tanırken, diğerleri uykuya, acil olmayan verileri ara belleğe almaya veya her ikisine birden zorlanır. Bu, çarpışmaları azaltır ve aktif cihazların ulaşabilecekleri en hızlı modülasyon ve kodlama şemaları (MCS) hızlarında daha fazla veri aktarabilmesi için yayın dalgalarını serbest bırakır.
Şekil 4: Tek bir Wi-Fi HaLow erişim noktası binlerce cihaza hitap edebilir. (Resim: Mors Mikro)
- Kurulum/işletme maliyetleri
Wi-Fi HaLow, tıpkı geleneksel Wi-Fi gibi yerel IP trafiğini destekler. Basit kurulum yalnızca Wi-Fi HaLow özellikli bir AP veya yönlendirici gerektirir. Tescilli hub'lara veya ağ geçitlerine gerek yoktur. Yıldız odaklı mimari, mesajları çıkmaza sokan ve diğer kablosuz teknolojiler için yönetim sorunlarına neden olan karmaşık tekrarlayıcı ağlarına ihtiyaç duymaz. Hücresel ağ sağlayıcıları için yinelenen abonelik ücreti veya veri planı gerektirmeden, lisanssız 1 GHz'in altındaki spektrumu kullanır.
- Lisanssız spektrum
Wi-Fi HaLow mobil servis sağlayıcılara bağlı olmadığından servis sağlayıcı sözleşmesine gerek yoktur. Geleneksel Wi-Fi gibi müşteriler de kendi ekipmanlarına sahiptir ve lisanssız radyo spektrumunu kullanır. Kablosuz teknoloji dünya çapında lisanstan muaf frekans bantlarında, 750 MHz'den 950 MHz'e kadar çalışır. Genellikle lisans ücretleri ve abonelik maliyetlerini karşılayan hücresel veri taşıyıcılarının frekanslarını kullanmaz. Belirli kullanım kısıtlamaları geçerli olabilir ve ülkeye göre değişiklik gösterebilir.
- Birlikte çalışabilirlik ve müşteri deneyimi
Wi-Fi HaLow, cihazların nasıl iletişim kurduğunu tanımlayan, dünya çapında tanınan bir standarttır. Wi-Fi HaLow ekipmanı satıcıları, önceki nesil Wi-Fi'lere benzer şekilde, üyelere spesifikasyonlar ve sertifikasyon hizmetleri sağlayan Wi-Fi Alliance'ın rehberliğini takip ederek birlikte çalışabilirliği sağlar. Diğer kablosuz IoT teknolojileri ya tescillidir ya da pazara çıkış süresini, ürün maliyetlerini ve müşteri deneyimini etkileyebilecek kadar iyi organize edilmiş rehberliğe sahip değildir.
Kullanıcılar geleneksel Wi-Fi ağlarıyla aynı kullanım kolaylığını yaşayacaklar. Buna Wi-Fi HaLow'un tek AP çözümlerinin basitliğini de ekleyin; kullanıma hazır daha yüksek kurulum başarısı sunar ve alternatif örgü ağ dağıtımlarının karmaşıklığını ve zorluklarını ortadan kaldırır.
- Yerel IP desteği
IP trafiği için yerel destek, Wi-Fi HaLow'da geleneksel Wi-Fi'ye çok benzer şekilde tanımlanır. Wi-Fi HaLow özellikli bir yönlendirici kullanan tüm istemci cihazları, bulut tabanlı hizmetler ve IoT verilerinin yönetimi için internete doğrudan erişim sağlamak amacıyla IPv4/IPv6 aktarım protokollerini kullanabilir. Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, LoRa ve Sigfox gibi diğer kablosuz IoT teknolojileri, internet erişimi için tüm yerel istemci trafiğini IP trafiğine dönüştürmek üzere özel bir ağ geçidi gerektirir. Paket işlemenin bu ek aşamaları, paketlerin etrafına fazladan veri sarmak, gecikmeler eklemek ve ağların verimliliğini azaltmak için gereklidir.
Kurulumun ilk aşamasında Wi-Fi HaLow'un, pille çalışan gözetim sistemleri, kablosuz kameralar ve kapı zilleri gibi standart Wi-Fi'nin ulaşamadığı hem iç hem de dış mekan uygulamalarında kullanılması bekleniyor. Bir başka tipik kullanım durumu, tek bir HaLow erişim noktasının çok sayıda AP'nin yerine geçebileceği, verimsiz, karmaşık ağ mimarilerinin ortadan kaldırılabileceği, kurulumun basitleştirilebileceği ve toplam sahip olma maliyetinin azaltılabileceği büyük mekanlar olacaktır.
Endüstriyel otomasyon, proses kontrol sensörleri, bina otomasyonu, depolar ve perakende mağazaları, diğerlerinin yanı sıra, giderek otomatikleşen bir dünyada her şeyin bağlı kalmasını sağlayacak bu teknolojiye ihtiyaç duyacaktır. Aslında Wi-Fi HaLow çok yönlülüğüyle öne çıkıyor.