随着物联网 (IoT) 设备数量的激增（一些预测认为到 2025 年物联网设备总数将超过 400 亿），我们对快速、节能和安全连接的期望也在飙升。物联网设备的这种急剧增长和需求暴露了我们现有连接协议的空白，无线技术创新者正在竞相填补这些空白。
什么是Wi-Fi认证6？
Wi-Fi 6 是针对 2.4、5 和 6 GHz 未授权和类授权频段的最新 Wi-Fi 技术，专为采用 IEEE 802.11ax 规范的产品而设计。1 前几代包括针对 2.4 和 5 GHz 频段的 Wi-Fi 4 (IEEE 802.11n) 和针对 5 GHz 频段的 Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac)。
专为 2.4 或 5 GHz 频段设计的 Wi-Fi 6 设备还向后兼容早期的 Wi-Fi 技术，包括 IEEE 802.11a、IEEE 802.11b 和 IEEE 802.11g。这意味着它在数据包传输方面有额外的开销，包括更长的数据包前导码和额外的保护机制。
根据 Wi-Fi 联盟的说法，Wi-Fi 6 强调“在拥有数百或数千个连接设备的地方（如体育场和其他公共场所）以及使用时间敏感、高带宽应用的企业网络提供高质量的连接”。我们谈论的是容量、效率、密集覆盖以及当今繁忙环境中用户所需的性能。因此，这主要适用于 5 GHz 和 6 GHz 频段的高吞吐量、短距离应用，例如游戏和虚拟现实。
什么是Wi-Fi认证HaLow？
Wi-Fi HaLow是Wi-Fi联盟认证的最新MAC/PHY协议。2它是专门为满足物联网的需求而设计的，提供比Wi-Fi 4、5或6更远的距离和更低的功耗连接。Wi-Fi HaLow满足了具有挑战性环境的独特要求，在工业、农业、智能建筑和智能城市环境中实现了各种物联网用例。
概览：Wi-Fi HaLow与Wi-Fi 6
并非所有的Wi-Fi都是平等创建的，尤其是当我们研究物联网应用时。该表根据家庭和企业主寻求的最受欢迎的功能，对IEEE 802.11ah Wi-Fi HaLow和802.11ax Wi-Fi 6进行了比较。
连接的深度和广度
Wi-Fi HaLow 在 1GHz 以下频段运行，信道相对较窄，通常为 1 至 8 MHz，尽管 IEEE 802.11ah 中也指定了 16 MHz 信道。超低功耗物联网设备可以使用 1 或 2 MHz 信道，而具有更高吞吐量要求的长距离低功耗摄像头可以利用 4 和 8 MHz 信道。
窄信道与 850 至 950 MHz 之间的 1 GHz 以下 RF 频率以及范围优化的调制和编码方案 (MCS) 速率相结合，使 Wi-Fi HaLow 的范围超过 1 公里。3 这是 Wi-Fi 6（?100 米）范围的 10 倍。此外，Wi-Fi HaLow 使用的 1 GHz 以下信号比 2.4、5 和 6 GHz Wi-Fi 6 信号更有效地穿过墙壁和其他障碍物，无论障碍物的构造材料如何。
Wi-Fi 6 支持具有资源单元 (RU) 分配的正交频分多址 (OFDMA)，以允许多个客户端同时从接入点 (AP) 发送或接收。4 虽然这似乎提供了更窄的信道，但实际的最小信道宽度和采样率仍为 20 MHz，这不能提供与 Wi-Fi HaLow 使用的窄信道相同的节能效果。
了解 AP 容量
单个 Wi-Fi HaLow AP 最多可处理 8,191 台设备，是 Wi-Fi 6 AP 支持的容量（2,007 台设备）的 4 倍。这相当于更多的 LED 灯泡、智能门锁和安全摄像头，更不用说智能建筑和工厂使用的大量自动化设备了。
在智能家居环境中，Wi-Fi 6 路由器通常支持数十台设备，而宽带服务提供商在家中安装的单个 Wi-Fi HaLow AP 可以轻松扩展以满足任何家庭的物联网需求。
安全在行动
Wi-Fi HaLow 和 Wi-Fi 6 都采用了 IEEE 802.11 协议，这意味着它们遵守全球公认的标准，该标准定义了连接的设备如何进行身份验证和安全通信。两者都支持最新的 Wi-Fi 联盟安全要求，用于身份验证 (WPA3) 和无线 (OTA) 流量的 AES 加密，其数据速率可实现安全的 OTA 固件升级。
能源效率
Wi-Fi 6 连接需要大量电量。因此，由电池供电的基于 Wi-Fi 6 的物联网设备可能需要频繁充电。这对于必须达到长距离并一次使用电池运行数年的功率受限的物联网设备来说尤其成问题。Wi-Fi HaLow 的设计旨在解决这一挑战。它是目前最节能的 Wi-Fi 类型，仅需 Wi-Fi 6 功率的一小部分。
目标唤醒时间 (TWT) 最初是为长休眠 Wi-Fi HaLow 设备设计的省电机制。虽然 Wi-Fi 6 也支持 TWT，但它主要用于调度多用户 MIMO 上行链路传输，而不是支持长休眠 IoT 设备。因此，Wi-Fi 6 不支持 Wi-Fi HaLow 可能达到的非常长的休眠时间。
多功能连接
与其他专有无线协议不同，Wi-Fi HaLow 和 Wi-Fi 6 都是基于开放 IEEE 802.11 标准的免许可连接解决方??案。这简化了安装并降低了运营成本，因为不需要专有网关、控制器或集线器。此外，由于这两种协议都是 IEEE 802.11 标准的一部分，因此 Wi-Fi HaLow 和 Wi-Fi 6 网络可以共存而不会影响其 RF 性能。
数据速率
Wi-Fi HaLow 提供一系列非常适合物联网设备的数据速率，例如从使用 MCS 10 和 BPSK 调制的 150 kb/s 到使用 MCS 9 的最高速率 4.4 Mb/s，单个空间流的最窄带宽为 1 MHz。在 8 MHz 工作信道中，单流 Wi-Fi HaLow AP 可以支持多种物联网设备，从功率极低的传感器（以低至 150 kb/s 的速率发送 1 MHz 数据包）到摄像头（以高达 43 Mb/s 的速率发送 8 MHz 数据包）。
虽然 Wi-Fi HaLow 为大多数物联网应用提供了最均衡的 802.11 标准，但它并不适用于短距离、数据密集型应用，例如超高分辨率视频流、高端游戏或低延迟虚拟现实。Wi-Fi 6 具有更快的数据速率，更适合这些需要高吞吐量和低延迟的耗电应用。
结论
将 Wi-Fi HaLow 和 Wi-Fi 6 视为竞争性兄弟，它们略有不同但兼容，并且各自具有独特的重点。Wi-Fi 6 是带宽密集型家庭和商业应用的快速主力协议，其中功耗和覆盖范围不是主要问题。如果您需要更长的覆盖范围、轻松的障碍物穿透、更低功耗和良好的数据吞吐量的物联网应用组合，那么 Wi-Fi HaLow 是您的首选。
作者：Michael De Nil | Morse Micro 联合创始人兼首席执行官
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