Wi-Fi é como o oxigênio da nossa Internet, é o protocolo de rede sem fio mais comum hoje, carregando mais da metade do tráfego da Internet. O "Wi-Fi" é um termo geral referindo-se à família de contrato 802.11 que foi desenvolvido em mais de 20 anos. A Wi-Fi Aliança é uma organização que promove aplicações e desenvolvimento Wi-Fi. A organização simplificou os nomes de Wi-Fi de geração comumente usado, por exemplo, Wi-Fi 4 = 802.11N, Wi-Fi 5 = 802.11ac, 6 = 802.11x. Você está usando ou no local de trabalho em casa ou no local de trabalho é provável que estes tipos de Wi-Fi.

Embora o Wi-Fi 4/5/6 esteja em toda parte, a Internet das Coisas (Iot.O rápido desenvolvimento, forçando as pessoas a repensar o Wi-Fi tradicional, revelar a lacuna técnica e redefinir o protocolo 802.11 no mundo da conexão sem fio do equipamento de rede ultra-baixa de hoje, deve ser reproduzido. Internet de coisas e máquinas para máquinas (M2M.Aplicação, maiores requisitos para conexões remotas e baixo consumo de energia, solicitando que as pessoas precisem de outro Wi-Fi otimizado para a Internet das Coisas.

Protocolo Wi-Fi Halow, fornecendo soluções sem fio de potência ultra-baixa, que preenche esta lacuna, em comparação com o Wi-Fi tradicional, o programa pode ser mais distante e menor sob consumo de energia, conecte mais à Internet das coisas equipamentos. O acordo foi aprovado pelo grupo de tarefas IEEE 802.11AH em 2016 e é chamado Wi-Fi Halow pela Wi-Fi Alliance.

O Halow Wi-Fi é essencialmente uma versão Wi-Fi multifuncional de baixa potência, de longa distância, que está sendo executada em um espectro de 1 gigabole. O padrão Halow Wi-Fi combina a eficiência energética, conexão remota, baixa latência, taxa de dados de qualidade de alta definição, função de segurança e suporte IP local, é uma conexão sem fio,bateriaAcordo ideal para a fonte de alimentação da Internet das coisas equipamentos. Vamos dar uma olhada mais de perto algumas das principais diferenças entre a halagem Wi-Fi e o Wi-Fi tradicional, e por que o protocolo 802.11ah é muito adequado para os requisitos de conexão para aplicações na Internet.

Tabela 1: Comparação do Wi-Fi 4/5/6 e Halow Wi-Fi

Contrato de poupança de energia

Wi-Fi Halow fornece excelente eficiência energética para consumir a internet de equipamentos. IEEE 802.11AH especificado nos vários modos de sono complexos, para que o dispositivo halow possa estar em estado de energia muito baixo por um longo tempo, economizando energia da bateria:

· Tempo de despertar do alvo (TWT: Wake Target Ti.Eu): Isso permite ao site (STA) e ponto de acesso (AP) para agendar um tempo por um tempo, deixe o site de dormir acordar e ouvir o farol.

· Janela de acesso restrito (RAW: REGRATeaD Janela de Acesso): O ponto de acesso pode conceder a autoridade do subconjunto do site para transferir seus dados, enquanto outros sites forem forçados a dormir, dados de não-emergência do buffer ou ambos.

· Conjunto de serviço básico máximo estendido (BSS: BASIC. Serviço definido) Período inativo: Isso ampliará o "período ocioso permitido" do site a cinco anos.

· Mapeamento de indicação de fluxo hierárquico (Ti.M: tráfego indicaTi.No mapaPI.Ng): Grouglifrate de forma mais eficazTi.M, economizando o tempo de transmissão do farol.

· Cabeçalho Mac curto: Isso reduz a sobrecarga do cabeçalho, o tempo de transporte e o consumo de energia e libera o espectro.

· Unidade de dados do protocolo de dados vazios (NPD): Isso será incorporado semelhante à camada PHY semelhante ao Mac para reduzir o tempo e o consumo de energia.

· SMS: Beacon curto (limitado) freqüentemente envia um site de sincronização, enquanto o farol completo é baixo.

· Mecanismo de coloração BSS: Atribuição de cores representa o grupo BSS de um ponto de acesso específico, e o site pode ignorar outras cores.

· Txop bidirecional (BDT: TXOP bidirecional) (anteriormente referido como quadro de velocidade): quando o site de despertar é encontrado, isso reduzirá o número de mídia acesso quando houver um quadro de uplink e downlink para transmissão. A BDT usa a indicação de resposta no campo Sinal (SIG) da unidade de dados do protocolo de camada física (PPDU) para aumentar a proteção de duração da TXOP para transmissão de sites de terceiros.

Sono eficiente do protocolo eGerenciamento de energia Modo, suporte a redes de TI Use a bateria executada por muitos anos, bem como uma variedade de energia flexível e tamanho da bateria, desde a Internet de curto prazo de dispositivos que usam a bateria do botão, para transmitir mais de um quilômetro de energia maior, usando baterias maiores . Em comparação com o protocolo Wi-Fi de 2,4 GHz e 5 GHz, o sinal de banda estreita do subchz usado pelo protocolo, a distância de transmissão, baixo consumo de energia, permitindo que a energia da unidade transmita mais dados.

Portanto, a potência necessária para chips de halo de Wi-Fi é apenas uma pequena parte do tradicional chip wi-fi. Embora o Wi-Fi tradicional tenha alta taxa de dados, os usuários podem transferir rapidamente em vídeo HD e baixar um grande número de arquivos em 2,4 GHz, 5 GHz e 6 GHz, mas essas conexões Wi-Fi é muito curta, o consumo de bateria é rápido, você precisa Para recarregar ou substituir a bateria com freqüência, ou é melhor ter uma conexão de energia principal. Com base nessas razões, a Wi-Fi Halow é uma melhor opção para a fonte de alimentação, a Internet restrita de coisas equipamentos, que requer uma distância mais distante e pode ser executada por vários anos com bateria, enquanto ainda fornece maior rendimento de dados.

Figura 1: Protocolo tradicional Wi-Fi 4/5/6, maximizando o rendimento usando frequências mais altas e largura de banda mais ampla.

O protocolo Sub-1 GHz de Halow de Wi-Fi otimiza a penetração, cobertura, energia e capacidade.

Cobertura de capacidade

802.11 A faixa de frequência coberta padrão é muito ampla, de sub-GHz para onda milímetro (mmwave). O Wi-Fi Halow é o primeiro padrão Wi-Fi que está sendo executado em uma banda de subchz de licença. A taxa de dados fornecida pelo Halow Wi-Fi, desde centenas de KB / s a ​​dez / s, a distância de transmissão de dezenas de metros a um quilômetro.

O sinal de Sub-1 GHz do Wi-Fi Halow usa um canal mais estreito com um canal mais estreito em comparação com o canal de 20 MHz mais estreito usado pelo Wi-Fi tradicional, de 1 MHz para mais estreito. Devido ao baixo ruído térmico no canal, este coeficiente de largura de banda de 20 vezes é convertido para melhoria do orçamento de links de 13 dB. Em comparação com o tradicional Wi-Fi de 2,4 Ghz, entre 750 MHz - 950 MHzRf.Frequência, há uma necessidade de adicionar um orçamento de links para 8dB-9 dB para salvar a perda de transmissão de espaço livre. Além disso, o protocolo Wi-Fi Halow adiciona uma modulação otimizada de gama e esquema de codificação (MCS10) para fornecer melhorias adicionais de orçamento de links 3DB.

Em resumo, o Wi-Fi Halow fornece até 24dB de melhorias orçamentárias de link em comparação com o tradicional 2,4GHz IEEE 802.11N (Wi-Fi 4). Em comparação com o protocolo 802.11AC (Wi-Fi 5) e 802.11ac (Wi-Fi 6 / 6E), a largura de banda é mais ampla, a vantagem orçamentária de link Wi-Fi é mais aprimorada, e sua largura de banda é ampla.5G.Espectro Hz e 6GHz. Isso explica por que a distância de transmissão do sinal de halo de Wi-Fi é dez vezes a do Wi-Fi tradicional, sem um expansor de rede. Por exemplo, câmeras alimentadas por bateria podem ser colocadas em casa ou fachadas de garagem. O sistema de iluminação pode ser controlado a partir de um único AP, independentemente das lâmpadas no jardim interno ou externo.

Forneça uma solução de terminação sem fio para usuários finais, cobrindo centenas de metros, sem um expansor adicional ou pacote de dados celular caros, uma vantagem competitiva crítica do protocolo 802.11Ah. A vantagem de cobertura remota do Wi-Fi-Halow ampliou o escopo de redes urbanas inteligentes e inteligentes, permitindo que os usuários controlem os acessórios da Internet que não sejam 1 km, excedendo muito a cobertura de protocolos de Wi-Fi tradicionais.

Figura 2: Compare 802.11n / AC (esquerda) e rendimento 802.11AH (direita) e alcance.

Fonte: Jornal dos sensores (Basileia). Novembro de 2016, IEEE 802.11AH: uma técnica para responder ao ícone Challenge, Autor: Victor Baños-Gonzalez, M. Shahwai.Z Afaqui, Elena Lopez-Aguilera e Eduard Garcia-Villegas

A penetração do sinal é mais forte

Geralmente, menor a frequência, quanto mais a cobertura, mais forte a capacidade de penetrar no obstáculo. O sinal de Halow Wi-Fi do Sub-GHz pode ser mais fácil passar pelas paredes e outros obstáculos do que o Wi-Fi tradicional. Em comparação com o protocolo Wi-Fi de 2.4GHz e 5GHz, as mudanças nos materiais de construção e layouts dos edifícios residenciais e comerciais têm pouco efeito no sinal de halucação do subchz. O Wi-Fi Halow pode penetrar paredes e edifícios, o que ajuda a reduzir as reclamações de clientes e retornos de produtos, que às vezes praga o uso de produtos Wi-Fi tradicionais.

O Halow Wi-Fi usa multiplexação de divisão de freqüência ortogonal (Ofdm. Modulação, corrigir a reflexão e multipath. Se os produtos do fabricante do equipamento estão dentro de casa ou ao ar livre, ou no porão ou no loft, o halow Wi-Fi pode garantir uma conexão robusta entre o equipamento e o ponto de acesso. Essa flexibilidade elimina o custo e a complexidade adicionais que fornecem um hub proprietário ou dispositivo de ponte para compensar a arquitetura doméstica diferente.

Solução altamente escalável

Um único ponto de acesso Wi-Fi Halow pode lidar com mais de 8191 dispositivos, que é mais de 4 vezes mais tradicional ponto de acesso Wi-Fi. No futuro previsível, isso é suficiente para conectar cadaconduziuLâmpada, luz elétricainterruptor, Fechadura de porta inteligente,Cortina elétricaTermostato, detector de fumaça,painel solar, Câmera de segurança ou qualquer equipamento doméstico inteligente imaginável. Os roteadores Home típicos de Wi-Fi geralmente suportam dezenas de dispositivos. Quando o provedor de serviços de banda larga é implantado em casa, um único ponto de acesso Wi-Fi Halow pode ser uma plataforma extensível para dispositivos e serviços de gerenciamento de segurança e gerenciamento de serviços públicos.

Uma variedade de opções de transmissão de sinal reduz a sobrecarga de gerenciamento e controlando um grande número de dispositivos haluceiros. Isso possibilita a minimizar conflitos de sinal e liberar as ondas de rádio para dispositivos ativos para transmitir mais dados na taxa de modulação mais rápida e esquema de codificação (MCS). Como o Wi-Fi tradicional, a halow pode ajustar automaticamente a largura de banda de acordo com a integridade do sinal e a distância do ponto de acesso. Um nível de MCS predefinido suporta um único fluxo, uma largura de banda de produto de antena de 150 kbps para 40 Mbps, e a largura do canal usada a partir de 1 MHz para 8 MHz, 80 Mbps também podem ser implementadas usando sinais opcionais de 16 MHz.

Topologia da Rede Estrela de Wi-Fi Halow, excelente penetração, ampla área de cobertura e enorme capacidade, liberar conexões sem fio de difícil de implantar e largura de banda rede restrita rede, simplificando a instalação de rede e o custo de espera geral é minimizado.

Espectro delicioso com anti-ruído

Como o Wi-Fi tradicional usando 2.4GHz, 5GHz e 6GHz, o Wi-Fi Halow permite que os usuários finais tenham seus próprios equipamentos e usem o espectro de rádio licenciado do subchz, variam de 750MHz a 950MHz. A faixa de frequência disponível de Halow Wi-Fi, o poder de transmissão máxima e o ciclo de trabalho, variam amplamente em todo o mundo. (Por exemplo, as Américas Disponíveis o espectro Halow é de 902 MHz para 928 MHz, enquanto na Europa, 863 MHz a 868 MHz).

A Halow Wi-Fi opera dentro da banda indústria, científica e médica (ISM), pode usar a largura de banda de vários canais: 1 MHz, 2MHz, 4MHz, 8MHz e 16MHz. A largura de banda mais estreita, quanto mais longe a distância da transmissão do sinal. Usando o OFDM para transmitir dados em vários subcanismos, isso pode melhorar o desempenho em ambientes de RF desafiadores, especialmente quando há forte interferência de outros rádios. A codificação de correção de erros de avanço (FEC) também fornece proteção adicional para o pacote de recuperação para garantir uma conexão robusta.

Segurança e interoperabilidade

Como outras versões Wi-Fi IEEE 802.11, o Wi-Fi Halow é um protocolo sem fio seguro inerente que suporta os requisitos mais recentes de autenticação Wi-Fi (WPA3) e transmissão de ar (OTA) AES AES, e sua taxa de dados pode ser segura OTA Firmware .

Assim como outros tipos de Wi-Fi, Halow é um padrão globalmente reconhecido (IEEE 802.11AH) definindo como o dispositivo de conexão é a autenticação e a comunicação segura. Com fornecedores de equipamentos Halow Wi-Fi, você pode garantir que seus produtos e redes atinjam a interoperabilidade de acordo com a orientação de desenvolvimento da aliança Wi-Fi. Como a Wi-Fi Halow faz parte do padrão IEEE 802.11, a rede Halow Wi-Fi também pode coexistir com Wi-Fi 4, Wi-Fi 5 e Wi-Fi 6, sem afetar seu desempenho RF.

Implementar o suporte de IP local

Todas as redes da Internet das coisas exigem Protocolo da Internet (IP) para ativar as conexões de nuvem. Como o Halow Wi-Fi é o padrão 802.11 Wi-Fi, ele fornece suporte a TCP / IP local. Esta função IP integrada significa que a conexão com a Internet não requer um gateway ou ponte privada. Todos os dispositivos clientes conectados a um roteador com o recurso Halow Wi-Fi, você pode usar protocolos de transporte IPv4 / IPv6 para acessar a Internet diretamente para obter serviços baseados em nuvem e internet de dados da Internet.

Efeito halow: extensão, a possibilidade de expandir a Internet das coisas

Congestão de rede Wi-Fi tradicional, restrições de alcance e alto consumo de energia e número limitado de dispositivos que podem ser conectados a um único AP, não mais viável no mundo dos dispositivos de rede atual. Essas restrições dificultam os novos modelos de negócios no setor de todas as indústrias, que exigem distância mais distante, maior capacidade, opção de bateria e energia mais flexíveis, minimizando os custos de implantação.

Como protocolo remoto, o Halow Wi-Fi suporta aplicativos de acesso interno e externo à Internet que não podem ser alcançados em 2.4GHz e 5GHz Wi-Fi, como câmeras de segurança remotas, redes de controle de acesso ou até mesmoDrone. Outros casos potenciais incluem grandes locais públicos, como estádio, centros comerciais e centros de conferência. Nestes lugares, um único ponto de acesso Wi-Fi Halow pode substituir um grande número de pontos de acesso, nenhuma rede de malha complexa, simplificar a instalação reduz o custo total de exploração.

Muitas aplicações, como a Internet industrial das coisas, os sensores de controle de processo, edifícios, armazéns e lojas de varejo também se beneficiarão deste controle remoto, baixo acordo de potência, para que inúmeros dispositivos possam ser conectados em mundos cada vez mais automatizados. Na verdade, o Wi-Fi-Halow se destaca de sua cobertura, eficiência energética, capacidade e versatilidade no tradicional protocolo 802.11.