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【導讀】有了智能家居，消費者已經接受了依靠方便的互聯網連接，實現家居功能自動化的概念，尤其是在當今出現疫情的情況下。手動設置恒溫器或是用機械定時器開關電燈的日子已經一去不復返了。現在，通過智能手機應用，甚至云中的人工智能（AI），可以隨時隨地實現這些功能。

有了智能家居，消費者已經接受了依靠方便的互聯網連接，實現家居功能自動化的概念，尤其是在當今出現疫情的情況下。手動設置恒溫器或是用機械定時器開關電燈的日子已經一去不復返了。現在，通過智能手機應用，甚至云中的人工智能（AI），可以隨時隨地實現這些功能。

事實上，根據知名調研機構ABI Research的數據，“盡管疫情對全球造成了影響，但2020年消費者的智能家居支出仍出現增長。到2026年，智能家居市場將達到3,170億美元，比疫情之前的預測增長5%?！?/p>

此外，美國權威調研機構Parks Associates的研究發現：“美國擁有寬帶的家庭，平均連接12臺設備，到2025年將增加到20臺。”

隨著未來五年智能家居消費和家中連接設備數量的增長，人們自然會擔心可能出現的服務中斷和多臺設備之間的無線連接問題。

寬帶連接服務為家庭提供了充足的帶寬和低延遲性，但事實證明，調制解調器和設備之間的無線連接，是不穩定的。

傳統Wi-Fi的缺點

Wi-Fi似乎是將一切聯系在一起的最后一個環節。制造商們爭相滿足對聯網家電、安全系統、門鎖、開關、燈、百葉窗、車庫開門器和虛擬助理揚聲器的需求。通過為家庭用戶提供新的便利和實用性，同時收集分析和擴展診斷能力，制造商不斷尋找能抵消互聯設備額外制造和維護成本的方法。消費者認為設備制造商已經找到安全、可靠的架構來部署和維護其服務。

然而，在這些互聯產品的不同使用場景中，有幾個共同的問題困擾著大家：傳統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、復雜的部署/設置程序，以及黑客可以利用的安全漏洞。

消費者對簡單、可靠和安全連接的期望，促使制造商拼湊出各種專有無線技術，這些技術的安裝和安全維護成本都很高。

由于沒有更好的長遠解決方案，制造商只好求助于耗電大的移動數據技術，該技術會不斷產生月租費和不可預測的數據使用費。黑客還可以利用保護薄弱的認證協議這一安全漏洞，這些協議不具備OTA（遠程升級）更新的能力來應對新的威脅。

Wi-Fi HaLow：專為未來的智能家居而設計

IEEE 802.11ah Wi-Fi HaLow專為物聯網設備的特定需求而設計：更遠的距離、更低的功耗、更佳的穿透力、充足的帶寬、改進的網絡容量、易于部署和安裝、生命周期安全、OTA（遠程升級）更新和低材料成本。

圖： Wi-Fi HaLow的遠距離、優異的信號穿透力和低功耗特性，與智能家居網絡相得益彰

尤其是Wi-Fi HaLow提供的范圍是傳統Wi-Fi的10倍，面積是傳統Wi-Fi的100倍，容量是傳統Wi-Fi的1,000倍，并且HaLow接入點能夠連接到8,000多臺設備，因此該技術成為智能家居預計連接設備數量的理想選擇。

更遠距離

Wi-Fi HaLow采用1GHz以下較窄信道，比傳統Wi-Fi的傳輸距離遠十倍，無需網絡擴展器。這樣電池驅動的攝像頭可以放置在更需要的地方，比如在門外或車庫外。照明系統和揚聲器可以從一個接入點（AP）進行控制，無論燈具是在室內還是在花園里。為客戶提供遠達100米遠的解決方案，而無需額外的擴展器或數據流量，這是一個巨大的競爭優勢。

更低功耗

Wi-Fi HaLow比傳統的Wi-Fi需要更少的電力來達到更遠的距離，同時提供足夠的雙向數據傳輸。IEEE 802.11ah規定了各種新的睡眠模式，允許設備長時間處于極低功率狀態，從而節省電池能量。

圖：與筆記本電腦或手機不同，物聯網設備的電池更小，期待電池可持續數年而非數天

信號穿透力和帶寬

Wi-Fi-HaLow信號穿透建筑物的能力，會減少客戶投訴和產品退貨，而這正是普通Wi-Fi產品所面臨的問題。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，同時功耗更低。

Wi-Fi HaLow采用OFDM調制來校正反射和多徑環境。設備制造商可以保證HaLow與AP（接入點）的穩定連接，無論其產品是置于室內還是室外，地下室或是閣樓里。這就免去了為全球各地的消費者提供專有集線器或橋接設備的復雜性和成本。

與傳統Wi-Fi類似，Wi-Fi HaLow還可以根據信號完整性和與AP的距離，自動調整帶寬。

這些預定義的調制和編碼方案（MCS）級別，支持從150Kbps到40Mbps的帶寬，適用于單流、單天線（1x1）產品，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80Mbps的能力。自動選擇最合適的MCS速率，確保數據的快速傳輸。

這一點很重要，因為數據傳輸速度越快，所耗的電池能量就越少，設備使用無線電波的時間也就越短，從而讓“路”給其他設備。

保持安全連接

作為IEEE 802.11企業級安全標準的一部分，安全性占據了首要位置。Wi-Fi HaLow采用了最新的WPA3安全協議，以及加密信息和獨特的ID技術，以實現安全啟動。高數據速率允許安全的無線固件升級，并支持UDP和TCP/IP協議。本地IP支持意味著不需要網橋或網關。

圖：Wi-Fi HaLow得益于最先進的企業級WPA3安全協議標準

處理多臺連接設備的能力

單個Wi-Fi HaLow AP最多可覆蓋8,191個設備。這應該足以滿足每個燈泡、門鎖、窗簾、揚聲器、顯示器、恒溫器、熱水鍋爐、冰箱、煙霧探測器、開關、太陽能電池板、攝像頭、汽車充電器以及所有可以想象的未來智能家居設備。

典型的家庭Wi-Fi路由器只能支持幾十臺設備。如果由寬帶服務商將Wi-Fi HaLow部署到各個家庭里，Wi-Fi HaLow 的AP就可以成為一個平臺，通過為一個小區的一戶或多戶家庭提供訂購“安全和公共設施管理設備和服務”，以獲得額外的收入。

HaLow是一種星型網絡拓撲結構，因此不會受到網狀網絡的容量問題的影響。在網狀網絡中，無線電頻譜會因為重復發送相同的信息而變得擁塞。

傳統Wi-Fi的網絡擁塞、距離限制和較高的功耗，以及可連接到單個無線接入點的設備數量有限，這些都不再適用于智能設備的互聯世界。這種局限性阻礙了在智能家居和其他行業正在出現的以物聯網為中心的新商業模式，這些模式需要更大的容量、更廣的覆蓋范圍和更長的運行時間，同時最小化部署成本和時間，而所有這些都是Wi-Fi HaLow非常理想的特性。

 （作者：Vahid Manian，摩爾斯微（Morse Micro）首席運營官）

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