由于物聯網市場(chǎng)非常的碎片化，不同的場(chǎng)景之下，對于連接技(jì)術(shù)也有(yǒu)不同的要求，這也使得(de)目前在物聯網市場(chǎng)上(shàng)，有(yǒu)着種類非常多(duō)的連接技(jì)術(shù)，比如Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbe等成本低(dī)廉的短(duǎn)距離無線連接技(jì)術(shù)，以及LoRaWAN和(hé)Sigfox等運行(xíng)在非授權頻段的低(dī)功耗廣域網（LPWAN）技(jì)術(shù)，還(hái)有(yǒu)NB-IoT、eMTC、Cat.1等成本相對較高(gāo)的基于運營商網絡的蜂窩物聯網技(jì)術(shù)。
由于Wi-Fi和(hé)藍(lán)牙早已成為(wèi)了智能手機的标配，這也使得(de)在消費類物聯網市場(chǎng)，Wi-Fi和(hé)藍(lán)牙成為(wèi)了應用最廣的物聯網連接技(jì)術(shù)。但(dàn)是在很(hěn)多(duō)行(xíng)業應用領域，由于對功耗、傳輸距離、成本等多(duō)方面有(yǒu)着更高(gāo)的要求，這也使得(de)Wi-Fi和(hé)藍(lán)牙應用較少(shǎo)。
雖然，相對于其他的短(duǎn)距離物聯網連接技(jì)術(shù)來(lái)說，Wi-Fi有(yǒu)着傳輸速率更快、可(kě)直接接入互聯網、低(dī)時(shí)延的優勢，但(dàn)是它的功耗和(hé)成本也更高(gāo)，傳輸距離也僅比藍(lán)牙高(gāo)一些(xiē)，連接數(shù)量也有(yǒu)限。而這也限制(zhì)了Wi-Fi技(jì)術(shù)在更為(wèi)廣闊的物聯網市場(chǎng)的應用。
為(wèi)了進一步開(kāi)拓Wi-Fi技(jì)術(shù)在物聯網領域的應用，一方面，不少(shǎo)Wi-Fi芯片廠商開(kāi)始不斷推出更低(dī)功耗、更低(dī)成本的Wi-Fi芯片來(lái)争奪物聯網市場(chǎng)；另一方面，一些(xiē)Wi-Fi芯片廠商也在大(dà)力推動Wi-Fi聯盟針對物聯網市場(chǎng)推出的Wi-Fi Halow技(jì)術(shù)的商用。
什麽是Wi-Fi Halow？有(yǒu)何優勢？
早在2016年3月，Wi-Fi聯盟就針對物聯網市場(chǎng)發布了一項無線局域網的物理(lǐ)層和(hé)媒體(tǐ)接入控制(zhì)層協議，其是能在低(dī)于1GHz（750MHz—930MHz）免許可(kě)的頻段內(nèi)運行(xíng)的新型WLAN系統标準，即IEEE 802.11ah，該技(jì)術(shù)又被稱為(wèi)Wi-Fi Halow。
由于Wi-Fi Halow可(kě)以運行(xíng)在低(dī)于1GHz的頻段，這也使得(de)其能夠保持相對較高(gāo)速率的基礎上(shàng)，實現更長距離、更低(dī)功耗的連接，可(kě)以滿足很(hěn)多(duō)對于傳輸速率、距離、功耗有(yǒu)着更高(gāo)要求的物聯網市場(chǎng)的需求。
在傳輸速率方面，根據微信公衆号“知芯彙”提供的數(shù)據顯示，Wi-Fi Halow在sub 1GHz頻段內(nèi)提供的數(shù)據傳輸速率最高(gāo)可(kě)達86.7M，相比Sigfox、LoRaWAN、Zigbee、Z-Wave、Bluetooth Low Energy、NB-IoT和(hé)其他專用的頻移鍵控（FSK）無線電(diàn)系統等競争性物聯網技(jì)術(shù)高(gāo)出了幾個(gè)數(shù)量級。
在傳輸距離方面，Wi-Fi Halow也可(kě)超過1公裏，僅次于Sigfox、LoRaWAN等遠距離無線局域網技(jì)術(shù)。
在連接數(shù)量方面，Wi-Fi Halow的設計(jì)目标也是與NB-IoT以及5G下的mMTC（Massive Machine Type Communications）場(chǎng)景目标是一樣的，都是支持大(dà)規模的節點數(shù)關聯。根據知乎用戶@徐方鑫 分享的資料來(lái)看，Wi-Fi Halow将AID的範圍從2007擴展到8191，即Wi-Fi Halow每個(gè)接入單點的最大(dà)理(lǐ)論連接數(shù)可(kě)高(gāo)達8191個(gè)，并且不需要專用網關即可(kě)直接訪問互聯網。
△Wi-Fi Hallow的AID擴展到了8191
在功耗方面，Wi-Fi HaLow技(jì)術(shù)的關鍵設計(jì)标準之一是低(dī)功耗，使用電(diàn)池供電(diàn)的物聯網設備能夠運行(xíng)數(shù)年。新的MAC功能使Wi-Fi HaLow網絡中的設備能夠節省能源、減少(shǎo)擁塞、增加容量和(hé)設備密度。
另外，Wi-Fi HaLow與其他的Wi-Fi标準一樣，原生(shēng)支持IP網絡，簡化了對互聯網和(hé)基于雲應用程序的訪問，相比其他的物聯網連接技(jì)術(shù)來(lái)說，無需額外昂貴的基礎設施，如集線器(qì)、中繼器(qì)或網關等。綜合成本可(kě)以進一步降低(dī)。
根據“知芯彙”分享的圖來(lái)看，與LoRaWAN等低(dī)功耗物聯網技(jì)術(shù)相比，Wi-Fi HaLow除了在覆蓋氛圍上(shàng)要差一些(xiē)之外，在傳輸速率、電(diàn)池壽命、擴展性、易于IP網絡集成、安裝和(hé)運行(xíng)成本方面都更具優勢。
與藍(lán)牙、Zigbee等短(duǎn)距離無線連接技(jì)術(shù)相比，Wi-Fi HaLow在覆蓋範圍、可(kě)擴展性、傳輸速率、電(diàn)池壽命、易于IP網絡集成、安裝和(hé)運行(xíng)成本方面，也更具優勢。即便是與常規的2.4GHz WiFi相比，Wi-Fi HaLow除了傳輸速率略低(dī)之外，覆蓋範圍更大(dà)，電(diàn)池壽命也更高(gāo)，優勢明(míng)顯。
國內(nèi)市場(chǎng)暫時(shí)受限，海外應用漸入佳境
由于Wi-Fi HaLow使用的是sub-1GHz頻段，主要是在750MHz—930MHz之間(jiān)，而國內(nèi)的750MHz—930MHz頻段主要被三大(dà)運營商及廣電(diàn)所掌握（廣電(diàn)擁有(yǒu)698MHz-806MHz頻段），這也使得(de)Wi-Fi HaLow在國內(nèi)市場(chǎng)應用受阻。
不過，在海外市場(chǎng)，一些(xiē)國家(jiā)和(hé)地區(qū)有(yǒu)開(kāi)放一部分頻段出來(lái)，比如美國目前的902MHz至928MHz頻段、澳大(dà)利亞和(hé)新西蘭的915MHz至928MHz頻段、歐洲也在800MHz和(hé)900MHz頻段間(jiān)劃出了7MHz的頻譜資源。此外，Wi-Fi聯盟還(hái)積極倡導Wi-Fi HaLow的全球統一接入頻譜在915MHz至925MHz範圍內(nèi)。這也使得(de)Wi-Fi HaLow在海外市場(chǎng)的有(yǒu)了用武之地。
前面提到，Wi-Fi HaLow技(jì)術(shù)相比低(dī)功耗廣域物聯網技(jì)術(shù)以及短(duǎn)距離無線連接技(jì)術(shù)都有(yǒu)着不小(xiǎo)的優勢，特别是那(nà)些(xiē)對于傳輸速率、傳輸距離都有(yǒu)着較高(gāo)要求的物聯網應用（比如無線網絡高(gāo)清攝像頭、無人(rén)機WiFi圖傳）來(lái)說，Wi-Fi HaLow無疑是更具優勢的解決方案。
Wi-Fi HaLow芯片供應商稀缺，泰芯半導體(tǐ)率先量産商用
雖然Wi-Fi HaLow技(jì)術(shù)在一些(xiē)物聯網市場(chǎng)擁有(yǒu)很(hěn)好的應用前景，但(dàn)是目前Wi-Fi HaLow芯片供應商卻非常的稀缺。
據芯智訊了解，目前有(yǒu)在研發Wi-Fi HaLow芯片的廠商主要有(yǒu)Morse Micro Inc.、Newratek、Palma Ceia SemiDesign Inc.、Methods2Business和(hé)珠海泰芯半導體(tǐ)有(yǒu)限公司（以下簡稱“泰芯半導體(tǐ)”）。
雖然在為(wèi)數(shù)不多(duō)的廠商當中，大(dà)部分都是國外廠商，中國廠商僅有(yǒu)泰芯半導體(tǐ)一家(jiā)，但(dàn)是泰芯半導體(tǐ)卻是目前全球唯一實現量産并成功商用的Wi-Fi HaLow芯片供應商，其首款基于Wi-Fi Halow标準的SoC芯片型号為(wèi)TXW8301。
TXW8301詳解：更快、更遠、更強
作(zuò)為(wèi)首款基于Wi-Fi Halow标準的SoC芯片——TXW8301內(nèi)部集成的PA調制(zhì)信号發射功率高(gāo)達17db，可(kě)工作(zuò)在750M~930M頻段，工作(zuò)的信道(dào)寬度為(wèi)1/2/4/8MHz，可(kě)提供最高(gāo)到32.5Mbps的物理(lǐ)吞吐量。同時(shí)芯片內(nèi)部集成了百兆以太網/USB/SDIO/SPI/UART等接口，開(kāi)發者可(kě)以通(tōng)過這些(xiē)接口與應用處理(lǐ)器(qì)對接。
相比常見的藍(lán)牙、Zigbee等短(duǎn)距離無線連接技(jì)術(shù)來(lái)說，TXW8301傳輸速率更快（最高(gāo)32.5Mbps）、傳輸距離更遠（最大(dà)距離1公裏以上(shàng)），同時(shí)信号的穿透力也更強。
即便是與目前Wi-Fi使用的 2.4GHz 和(hé) 5GHz 頻段相比，TXW8301由于采用了更低(dī)的頻段（小(xiǎo)于1GHz），也具有(yǒu)以下三大(dà)優勢：
1）數(shù)據傳輸距離更長，網絡覆蓋範圍更廣。具體(tǐ)表現：一是在相同的發射功率下，數(shù)據傳輸的距離更遠，最大(dà)可(kě)達1公裏以上(shàng)（空(kōng)曠的區(qū)域可(kě)達1.2公裏），如現行(xíng)的Wi-Fi技(jì)術(shù)最大(dà)的數(shù)據傳輸距離僅為(wèi)100m，而該技(jì)術(shù)的傳輸距離是現行(xíng)技(jì)術(shù)的10倍以上(shàng)。二是如果加大(dà)發射功率或者選擇低(dī)階的調制(zhì)方式，則TXW8301的數(shù)據傳輸距離将進一步增大(dà)。且通(tōng)過在1MHz/2MHz/4MHz/8MHz之間(jiān)進行(xíng)切換，TXW8301能動态的調整WI-FI的覆蓋範圍。
2）數(shù)據傳輸的貫穿性更好，适合無線安防的應用。具體(tǐ)表現為(wèi)：提高(gāo)信号的繞射能力，因此數(shù)據具有(yǒu)更強的穿牆和(hé)穿過建築物的能力，可(kě)将通(tōng)信從室內(nèi)擴展到室外，極大(dà)的提高(gāo)數(shù)據穿透障礙物的能力。
3）無線終端沖突更低(dī)，無線傳輸質量更平穩。具體(tǐ)表現為(wèi)：提供了TWT（Target wake time）資源調度功能，TWT技(jì)術(shù)使得(de)AP（無線接入點）可(kě)以将不同的無線終端設備歸納到不同的TWT周期，AP可(kě)以與每台終端設備設置“喚醒協議”，從而協商終端使用哪個(gè)TWT周期傳輸數(shù)據。使用了TWT技(jì)術(shù)的TXW8301無線終端沖突更低(dī)，無線傳輸質量更平穩。
據泰芯半導體(tǐ)銷售總監李少(shǎo)輝介紹，基于TXW8301的特性和(hé)優勢，其可(kě)以廣泛的應用于無線高(gāo)清監控、無線網橋、無人(rén)機圖傳、智能家(jiā)居以及智慧電(diàn)網等多(duō)個(gè)領域。
以傳統視(shì)頻監控應用為(wèi)例，比如在一些(xiē)需要密集部署視(shì)頻監控的小(xiǎo)區(qū)、辦公樓、交通(tōng)樞紐，如果采用傳統的方案，因為(wèi)每個(gè)攝像頭都需要單獨進行(xíng)布線（包括供電(diàn)線和(hé)數(shù)據傳輸線），部署的周期和(hé)成本會(huì)都比較高(gāo)，而且維護也并不是很(hěn)方便。
如果将集成TXW8301芯片的NVR(Network Video Recorder 網絡硬盤錄像機)作(zuò)為(wèi)接入點AP，再将內(nèi)置TXW8201的無線網絡攝像機（IP Camera）作(zuò)為(wèi)終端可(kě)以布置在屋內(nèi)或者戶外，可(kě)以輕松實現中距離的1拖8，并且保持高(gāo)清視(shì)頻傳輸（戶外距離600米實際測試結果每路攝像頭傳輸速率可(kě)以保持1Mbps以上(shàng)）。這也使得(de)無線高(gāo)清監控視(shì)頻傳輸具有(yǒu)更強的穿牆和(hé)穿過建築物的能力，可(kě)将無線監控從室內(nèi)擴展到戶外。相比傳統的方案來(lái)說，不僅提升了性能和(hé)體(tǐ)驗，同時(shí)還(hái)極大(dà)的降低(dī)了部署成本和(hé)維護成本。
據芯智訊了解，目前泰芯半導體(tǐ)的TXW8301芯片已經被國內(nèi)多(duō)家(jiā)安防大(dà)廠的産品所采用。
另外，值得(de)一提的是，TXW8301還(hái)支持移動導頻技(jì)術(shù)，更适合移動中的無人(rén)機、無人(rén)船(chuán)舶設備，加大(dà)發射功率後，最高(gāo)可(kě)支持3公裏範圍內(nèi)的1080P高(gāo)清圖傳。
小(xiǎo)結：
通(tōng)過上(shàng)面的介紹，我們不難看出，Wi-Fi Halow技(jì)術(shù)确實是一項非常具有(yǒu)市場(chǎng)潛力的物聯網連接技(jì)術(shù)，特别是在安防監控、無人(rén)機圖傳等領域前景廣闊。雖然目前國內(nèi)Sub-1GHz頻段使用受限，限制(zhì)了Wi-Fi Halow技(jì)術(shù)在國內(nèi)的發展，不過，海外市場(chǎng)的需求正在快速增長。