Wi-Fi行业是如何适应物联网的

Wi-Fi已成为推动新的频谱,以瞄准物联网的要求。

Wi-Fi行业有雄心让Wi-Fi成为物联网(IoT)的主导无线技术。尽管Wi-Fi在这个新兴市场上缺少两项关键功能,但出于诸多原因,Wi-Fi将是一个颇具吸引力的选择。它比任何其他无线技术对ip更友好,支持更高的速率,芯片行业以高容量和低价格支持它。如果用于物联网的新版本Wi-Fi能与当前的MAC和PHY设计保持一致,并能轻松集成到设备中,那么它们将对物联网开发者具有吸引力。

我们可以将物联网狭义地定义为无头、通常以电池为动力的设备,它们需要整个建筑的连接来报告数据并从“云”接收控制。“Wi-Fi无法满足物联网的两个需求是范围和功耗。与物联网无线技术,Zigbee, Z-wave和蓝牙低能量(BLE)相比,电池供电的Wi-Fi传感器可以使用数月,而不是数年;使用802.11b/a/g/n/ac来制造极低功耗芯片的尝试在商业上几乎没有成功。此外,一个单一的Wi-Fi接入点不能可靠地覆盖所有现代住宅和商业建筑的所有位置,因为它有多层、厚墙、地下室和其他不利于Wi-Fi的功能。如果安装者不能依靠Wi-Fi覆盖整个建筑或企业,我们就不能声称物联网的完整解决方案。

四项举措努力弥补这些不足。所有通过标准的处理进展,有些是从航运年。但他们是值得仿效,因为在Wi-Fi产业呈现出在标准达成技术协议,然后构建和航运基于新的认证产品的成功。

第一个Wi-Fi倡议是“扩展范围”802.11啊。这提高了范围移动到一个较低的频率,900兆赫频带,和狭窄的1兆赫射频通道。更窄的通道和协议的改变降低了芯片的功率要求。它应该有可能得到两个802.11n的范围(2.4 GHz):一个可靠的40+米的范围在150kbps(单流),或者,有一个更复杂的双流芯片,在80+米的多mbps。而在美国则允许免许可证使用,is not harmonized globally, but the better propagation characteristics (over 2.4 GHz or 5 GHz) are important for increased range.

这看起来很有希望,但除了频谱,时间尺度是一个潜在的风险。While 802.11ah is already an IEEE standard, the Wi-Fi Alliance will take a while to conduct interoperability tests and develop an industry certification – it’s a frustratingly deliberate process, but we have not found a better way – and by the time the technology is ready to ship, there’s a risk the market may have moved on. But by most measures, this is the Wi-Fi industry’s flagship entry for mainstream IoT applications, with the range of Zigbee (which uses multi-hop mesh to compensate for shorter hops) and battery life surpassing BLE.

同时,另一个倡议,“连接家庭”,提出了一个权宜的方法来解决802.11ah的时间尺度和向后兼容性的挑战。家中的一个中间代理服务器将与当前的Wi-Fi接入点进行通信,代表连接到它的终端设备进行应答,同时允许这些设备休眠更长的时间间隔。这种方法提供了一种短期的低能耗途径。联网家庭并不能真正地扩展范围,但可以使Wi-Fi物联网设备在使用现有接入点时更加可行。

提交给IEEE最近的一个想法提出了扩展的Wi-Fi对Zigbee的室内和短距离户外提供相同的功能。专为2.4 GHz频段,它更接近于现有的Wi-Fi比802.11ah中。范围的改进来自较窄的RF信道和低速率,而不是较低的频率。它应该用一个简单的低速率除了现有的芯片设计,在芯片和模块设计人员实现更容易,并希望包括在相同的方式,所有新的2.4 GHz的Wi-Fi芯片,在过去的加入更高的速率来实现。

同时,我们不能忘记超高频波段,在那里传播甚至比在900兆赫兹更有利。“空白频段”依赖于频谱共享的安排,在这种安排中,Wi-Fi接入点重新设计为450 - 700 MHz的电视波段,使用传感器和现有运营商的地理数据库来发现和占用本地未使用的频谱。物联网不是这项技术的主要目标,但它非常适合广域传感器和控制网络。

我们有时会忘记Wi-Fi的成功很大程度上是由于一个单一的应用程序,即手机、平板电脑和个人电脑的互联网连接。这为Wi-Fi提供了一个如此丰富的市场,以至于几乎没有必要向外拓展。但物联网是中短程无线技术的几个新机遇之一,业界最终决定提供Zigbee和BLE的可行替代方案。

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