IEEE 802.11ah集Wi-Fi和LPWAN之长

Wi-Fi凭借高数据速率和简单的网络结构，成为了最常用的无线标准之一，然而Wi-Fi有个缺点︰它的传输范围小，因此Wi-Fi联盟为更远距离的无线应用开发了IEEE 802.11ah标准。现在符合这项标准的第一个模块已经上市。

跟在2.4GHz或5GHz频段运行的常用标准不同，IEEE 802.11ah标准(也称为Wi-Fi HaLow)使用免授权的900MHz频段进行传输，因此与LoRa和Sigfox一起归类为低功耗广域网 (LPWAN)技术的一部份。

使用较低频段意味着Wi-Fi HaLow实现了距离远至1.5公里的传输范围，这几乎是基于2.4 GHz或5 GHz频段的Wi-Fi标准距离的两倍，使得它不仅适用于智慧家庭的应用，而且适合各种物联网场景，例如拥有大型厂房的工业企业，以及农业、医疗保健和智慧城市等环境中的应用场景。


 
图一 : HaLow的无线讯号强度比传统Wi-Fi高出10dB，可穿透墙壁，非常适合智能家庭应用。

更轻易穿透墙壁
Wi-Fi HaLow还可以建立非常稳定的连接—因为与2.4GHz Wi-Fi相比，Wi-Fi HaLow的链路预算至少多出10dB，因此无线讯号可以更有效地穿透墙壁或其他障碍物。

理论上，每个接入点(AP)可连接多达8191个装置；Silex提供了第一个用于物联网设备的802.11ahWi-Fi模块(见图二)，每个接入点可连接1024个节点。在实际的测试中，Silex成功实现了同时在100个连接和30个固定装置上进行数据传输。

这个新版本的Wi-Fi标准对穿戴式设备和传感器等行动应用也很有吸引力，在使用1MHz信道时，数据速率至少达到150 kbit/s。如果传感器仅在需要传输新资料时才处于活动状态，则可以通过结合低功耗资料调制解调器来实现低功耗，从而使Wi-Fi HaLow成为连接许多小型装置的理想选择。

通过组合多个信道，可以稍微提高数据速率，同时可确保来自不同供货商的802.11ah设备之间的互操作性，WLAN加密标准WPA2-PSK、WPA3SAE和WPA3-OWE则保障了数据传输的安全。



 
图二 : 全新802.11ah Wi-Fi标准的传输范围远超其他Wi-Fi标准。

因此，IEEE 802.11ah标准(或称作Wi-Fi HaLow)同时集Wi-Fi和LPWAN两者之长，不仅可提供更大的传输范围，而且数据速率更高。不过，这项技术仍处于起步阶段，基础设施仍在开发中，未来将有越来越多支持这项标准的设备逐步出现。

第一个HaLow组件
这方面的先驱之一是日本制造商Newracom，该公司于2015年10月为物联网应用开发出第一个Wi-Fi HaLow芯片，在2016年世界行动通讯大会上与该标准一同亮相。Newracom凭借第一个兼容IEEE 802.11ah标准的Wi-Fi HaLow SoC组件产品NRC7292，赢得了「2019年最佳Wi-Fi物联网产品」奖项。

另一家先驱企业是Silex，该公司的SX-NEWAH是第一个用于物联网设备的802.11ah Wi-Fi模块，并且将通过儒卓力供货。儒卓力目前已开始提供美国版本的样品。这款模块产品也是基于Newracom公司的NRC7292 SoC，它是第一个在1 GHz以下频段运行的工业Wi-Fi模块，代表这款模块集合了新Wi-Fi技术标准的所有优势：

‧ 更大的传输范围和更稳定的连接，包括可穿透墙壁或在不利的环境条件下进行连接，传输性能至少比2.4GHz Wi-Fi高出10dB
‧ 低功耗，电池使用寿命长达数年
‧ 数据速率高达15 Mbit/s，支持TCP/IP
‧ 每个接入点可支持大量的设备(不需要中继器和网关)
‧ IP连接性：该模块可以整合到现有的IP网络中
‧ 高安全性：企业版Wi-Fi安全标准，WPA3
‧ 可与来自不同供货商的802.11ah装置实现互操作性

(本文作者Kerstin Naser为儒卓力无线产品销售经理)