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WiFi技术一声“HaLow”引尖叫 别说你真的懂它

2016-02-05 05:44
月城清浅
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     2016年一开始WiFi联盟就发布了“HaLow”这个商标。没错就是一个商标。然后,国内外众多网站、个人纷纷转发,说WiFi联盟发布了低功耗广域网络的新标准。电子产业、芯片产业、物联网、智慧城市、低功耗广域网络产业人士无不奔走相告,或感到振奋,或感到威胁,或感到好玩。总之,WiFi联盟一声吼,产业界已经尖叫不已了。然而,“HaLow”是什么,好像也没谁说清楚了,弄明白了。尖叫之后大家脑子还是一片空白。

  到底是什么让我们尖叫?

  首先是WiFi联盟的影响力。“WiFi”代表一种技术体验,也是一个商标是一个联盟,但WiFi本身并不是标准。

  WiFi的所有标准都是IEEE成员制定的,这些标准包括:802.11a/b/g/n/ac/i/e/s……,WiFi联盟在这些标准基础上开展WiFi认证,从而保证不同品牌的供应商的产品能够互操作,并有一致的体验。

  WiFi联盟在802.11系列标准和WiFi认证基础上使用WiFi certified等系列商标推广无线局域网络。WiFi联盟有超过600个成员,认证了25000个以上的产品,在全球有19个测试实验室。WiFi联盟是当今最有影响力的产业联盟之一,所以WiFi联盟一发声,大家还没搞清楚它说的是什么的时候,科技媒体、爱好者们都跟着尖叫,可见WiFi联盟影响力之大。

WiFi技术一声“HaLow”引尖叫 别说你真的懂它

WiFi certified商标

  其次是低功耗广域网络(LPWAN)的诱人前景。低功耗广域网络的概念近两年提出以后,获得产业界一致认可,迅速形成热点。各种标准、技术百家争鸣,业内为之振奋。

  物联网的概念提出这么多年,一直缺少一种低功耗、远距离、低成本的连接技术,这也是物联网应用推广并不顺利的原因之一。低功耗广域网络的出现,使业内重新确认了物联网2025年连接1000亿个物品的愿景。笔者吴双力认为低功耗广域网络成为物联网愿景达成的关键因素。所以,所有低功耗广域网络的消息,大家都很关注。迅速传播也就不奇怪了。

  这声“HaLow”意味着什么?

WiFi技术一声“HaLow”引尖叫 别说你真的懂它

  那这声“HaLow”到底意味着什么?

  “HaLow”是WiFi联盟为IEEE802.11ah标准进行认证和推广发布的商标。技术内容都在802.11ah标准中体现。802.11ah在2010年11月已经正式启动,截止2015年12月已经完成5版草案。预计2016年会发布正式标准。

  在物理层802.11ah主要是对802.11ah进行降频。一方面载波频率由2.4GHz、5GHz降低到1GHz以内(具体频段不同国家因为无线电管理分配政策会有不同)。利用1GHz频段更好的传输特性,增加传输距离和覆盖能力。另一方面物理层时钟频率降为802.11ac的1/10。与此对应,使用的频率带宽也变为1MHz,2MHz,4MHz,8MHz和16MHz。传输模式上2Mhz(含)带宽的传输模式仍然沿用802.11ac的正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)。只是时钟频率变为802.11ac的1/10。1Mhz带宽的传输参数有所变化,其数据子载波并不是2Mhz的一半,而是使用两个相邻子载波承载一个符号从而提高传输可靠性,增加传输距离。

 

  在介质访问(MAC)层,802.11ah改进了现有协议的节点容量、功耗、介质访问机制、吞吐量。最大节点容量扩展到8192个,并分级为页、块、子块、节点。通过分页并引入非传输指示消息(non-TIM)节点,降低节点功耗。通过引入目标唤醒消息单元(TWT IE)和受限访问窗口(RAW)等机制,降低大量节点之间的竞争风险,避免竞争信道导致的延迟和冲突。通过大幅度压缩多种包格式提高了数据吞吐率。

  由此可见,802.11ah为低功耗广域网络应用开展了大量优化和长期工作。笔者吴双力认为在此基础上一声“HaLow”一鸣惊人、一呼百应也还是有道理的。只是很多人只听其声不见其人,甚是遗憾。

  我们也不必“尖叫”太早

WiFi技术一声“HaLow”引尖叫 别说你真的懂它

  不过,我们也不必“尖叫”太早。802.11ah标准即使2016年发布,还需要业界研发相应接入点(AP)、节点(station)和应用产品。真正商用正如WiFi联盟所说,会在2018年之后。相对于有些低功耗广域网络标准还是略微滞后了。不过比3GPP最近才达成共识的NB-IoT还是会更早商用。

  802.11ah厚积薄发,以后在低功耗广域网络的角色值得期待。可以预计802.11ah将会在速率要求较高的物联网场景、其他传感网络的后传链路、远距离无线局域网等场景得到应用。然而,由于802.11ah自身的传输模式(OFDM和MIMO)导致收发机效率不高、结构复杂、处理算法复杂。其相对于LoRa等低功耗广域网络技术并不会有很大优势。同时其传输距离也只有1000米左右,所以802.11ah不会走的更“远”。笔者吴双力认为802.11ah应该是与其他低功耗广域网络标准配合构成完整物联网网络。

  正如之前所说,国内物联网喊的早,做的多,声音大。然而以混乱“尖叫”并无信息的“噪音”为主,实际上核心技术缺乏,这些年积累有限。

  “HaLow”的一鸣惊人也给我们很多启示:核心技术是长期专注研发的结果;产业体系的形成是共同贡献和分工的结果;话语权的获得是技术领先和产业链合作的结果。中国技术和产业界在这方面临渊羡鱼不如退而结网。如果这个过程中要用到中国智慧的话,不妨个人和公司就学习曾国藩“结硬寨,打呆帐”——练好内功,步步为营;行业和组织就学习儒家“求和合,尚大同”——积极贡献,有所取舍,打造竞争和活跃的产业链,真正以产业的视角为社会贡献产品。 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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