由于物聯網市場非常的碎片化，不同的場景之下(xià)，對(duì)于連接技術也(yě)有不同的要求，這(zhè)也(yě)使得目前在物聯網市場上(shàng)，有着種類非常多的連接技術，比如Wi-Fi、藍牙、Zigbe等成本低(dī)廉的短距離無線連接技術，以及LoRaWAN和(hé)Sigfox等運行在非授權頻段的低(dī)功耗廣域網（LPWAN）技術，還有NB-IoT、eMTC、Cat.1等成本相對(duì)較高(gāo)的基于運營商網絡的蜂窩物聯網技術。
由于Wi-Fi和(hé)藍牙早已成爲了(le)智能(néng)手機的标配，這(zhè)也(yě)使得在消費類物聯網市場，Wi-Fi和(hé)藍牙成爲了(le)應用(yòng)最廣的物聯網連接技術。但(dàn)是在很(hěn)多行業應用(yòng)領域，由于對(duì)功耗、傳輸距離、成本等多方面有着更高(gāo)的要求，這(zhè)也(yě)使得Wi-Fi和(hé)藍牙應用(yòng)較少。
雖然，相對(duì)于其他(tā)的短距離物聯網連接技術來(lái)說，Wi-Fi有着傳輸速率更快(kuài)、可直接接入互聯網、低(dī)時(shí)延的優勢，但(dàn)是它的功耗和(hé)成本也(yě)更高(gāo)，傳輸距離也(yě)僅比藍牙高(gāo)一些(xiē)，連接數量也(yě)有限。而這(zhè)也(yě)限制了(le)Wi-Fi技術在更爲廣闊的物聯網市場的應用(yòng)。
爲了(le)進一步開(kāi)拓Wi-Fi技術在物聯網領域的應用(yòng)，一方面，不少Wi-Fi芯片廠(chǎng)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；另一方面，一些(xiē)Wi-Fi芯片廠(chǎng)商也(yě)在大(dà)力推動Wi-Fi聯盟針對(duì)物聯網市場推出的Wi-Fi Halow技術的商用(yòng)。
什(shén)麽是Wi-Fi Halow？有何優勢？
早在2016年3月，Wi-Fi聯盟就針對(duì)物聯網市場發布了(le)一項無線局域網的物理(lǐ)層和(hé)媒體接入控制層協議(yì)，其是能(néng)在低(dī)于1GHz（750MHz—930MHz）免許可的頻段内運行的新型WLAN系統标準，即IEEE 802.11ah，該技術又被稱爲Wi-Fi Halow。
由于Wi-Fi Halow可以運行在低(dī)于1GHz的頻段，這(zhè)也(yě)使得其能(néng)夠保持相對(duì)較高(gāo)速率的基礎上(shàng)，實現(xiàn)更長距離、更低(dī)功耗的連接，可以滿足很(hěn)多對(duì)于傳輸速率、距離、功耗有着更高(gāo)要求的物聯網市場的需求。
在傳輸速率方面，根據微信公衆号“知(zhī)芯彙”提供的數據顯示，Wi-Fi Halow在sub 1GHz頻段内提供的數據傳輸速率最高(gāo)可達86.7M，相比Sigfox、LoRaWAN、Zigbee、Z-Wave、Bluetooth Low Energy、NB-IoT和(hé)其他(tā)專用(yòng)的頻移鍵控（FSK）無線電系統等競争性物聯網技術高(gāo)出了(le)幾個數量級。
在傳輸距離方面，Wi-Fi Halow也(yě)可超過1公裏，僅次于Sigfox、LoRaWAN等遠距離無線局域網技術。
在連接數量方面，Wi-Fi Halow的設計(jì)目标也(yě)是與NB-IoT以及5G下(xià)的mMTC（Massive Machine Type Communications）場景目标是一樣的，都是支持大(dà)規模的節點數關聯。根據知(zhī)乎用(yòng)戶@徐方鑫 分享的資料來(lái)看(kàn)，Wi-Fi Halow将AID的範圍從(cóng)2007擴展到(dào)8191，即Wi-Fi Halow每個接入單點的最大(dà)理(lǐ)論連接數可高(gāo)達8191個，并且不需要專用(yòng)網關即可直接訪問互聯網。
△Wi-Fi Hallow的AID擴展到(dào)了(le)8191
在功耗方面，Wi-Fi HaLow技術的關鍵設計(jì)标準之一是低(dī)功耗，使用(yòng)電池供電的物聯網設備能(néng)夠運行數年。新的MAC功能(néng)使Wi-Fi HaLow網絡中的設備能(néng)夠節省能(néng)源、減少擁塞、增加容量和(hé)設備密度。
另外(wài)，Wi-Fi HaLow與其他(tā)的Wi-Fi标準一樣，原生支持IP網絡，簡化了(le)對(duì)互聯網和(hé)基于雲應用(yòng)程序的訪問，相比其他(tā)的物聯網連接技術來(lái)說，無需額外(wài)昂貴的基礎設施，如集線器、中繼器或網關等。綜合成本可以進一步降低(dī)。
根據“知(zhī)芯彙”分享的圖來(lái)看(kàn)，與LoRaWAN等低(dī)功耗物聯網技術相比，Wi-Fi HaLow除了(le)在覆蓋氛圍上(shàng)要差一些(xiē)之外(wài)，在傳輸速率、電池壽命、擴展性、易于IP網絡集成、安裝和(hé)運行成本方面都更具優勢。
與藍牙、Zigbee等短距離無線連接技術相比，Wi-Fi HaLow在覆蓋範圍、可擴展性、傳輸速率、電池壽命、易于IP網絡集成、安裝和(hé)運行成本方面，也(yě)更具優勢。即便是與常規的2.4GHz WiFi相比，Wi-Fi HaLow除了(le)傳輸速率略低(dī)之外(wài)，覆蓋範圍更大(dà)，電池壽命也(yě)更高(gāo)，優勢明(míng)顯。
國内市場暫時(shí)受限，海外(wài)應用(yòng)漸入佳境
由于Wi-Fi HaLow使用(yòng)的是sub-1GHz頻段，主要是在750MHz—930MHz之間，而國内的750MHz—930MHz頻段主要被三大(dà)運營商及廣電所掌握（廣電擁有698MHz-806MHz頻段），這(zhè)也(yě)使得Wi-Fi HaLow在國内市場應用(yòng)受阻。
不過，在海外(wài)市場，一些(xiē)國家和(hé)地區(qū)有開(kāi)放(fàng)一部分頻段出來(lái)，比如美(měi)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(yě)在800MHz和(hé)900MHz頻段間劃出了(le)7MHz的頻譜資源。此外(wài)，Wi-Fi聯盟還積極倡導Wi-Fi HaLow的全球統一接入頻譜在915MHz至925MHz範圍内。這(zhè)也(yě)使得Wi-Fi HaLow在海外(wài)市場的有了(le)用(yòng)武之地。
前面提到(dào)，Wi-Fi HaLow技術相比低(dī)功耗廣域物聯網技術以及短距離無線連接技術都有着不小(xiǎo)的優勢，特别是那些(xiē)對(duì)于傳輸速率、傳輸距離都有着較高(gāo)要求的物聯網應用(yòng)（比如無線網絡高(gāo)清攝像頭、無人機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，泰芯半導體率先量産商用(yòng)
雖然Wi-Fi HaLow技術在一些(xiē)物聯網市場擁有很(hěn)好(hǎo)的應用(yòng)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(le)解，目前有在研發Wi-Fi HaLow芯片的廠(chǎng)商主要有Morse Micro Inc.、Newratek、Palma Ceia SemiDesign Inc.、Methods2Business和(hé)珠海泰芯半導體有限公司（以下(xià)簡稱“泰芯半導體”）。
雖然在爲數不多的廠(chǎng)商當中，大(dà)部分都是國外(wài)廠(chǎng)商，中國廠(chǎng)商僅有泰芯半導體一家，但(dàn)是泰芯半導體卻是目前全球唯一實現(xiàn)量産并成功商用(yòng)的Wi-Fi HaLow芯片供應商，其首款基于Wi-Fi Halow标準的SoC芯片型号爲TXW8301。
TXW8301詳解：更快(kuài)、更遠、更強
作(zuò)爲首款基于Wi-Fi Halow标準的SoC芯片——TXW8301内部集成的PA調制信号發射功率高(gāo)達17db，可工(gōng)作(zuò)在750M~930M頻段，工(gōng)作(zuò)的信道(dào)寬度爲1/2/4/8MHz，可提供最高(gāo)到(dào)32.5Mbps的物理(lǐ)吞吐量。同時(shí)芯片内部集成了(le)百兆以太網/USB/SDIO/SPI/UART等接口，開(kāi)發者可以通過這(zhè)些(xiē)接口與應用(yòng)處理(lǐ)器對(duì)接。
相比常見的藍牙、Zigbee等短距離無線連接技術來(lái)說，TXW8301傳輸速率更快(kuài)（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(yě)更強。
即便是與目前Wi-Fi使用(yòng)的 2.4GHz 和(hé) 5GHz 頻段相比，TXW8301由于采用(yòng)了(le)更低(dī)的頻段（小(xiǎo)于1GHz），也(yě)具有以下(xià)三大(dà)優勢：
1）數據傳輸距離更長，網絡覆蓋範圍更廣。具體表現(xiàn)：一是在相同的發射功率下(xià)，數據傳輸的距離更遠，最大(dà)可達1公裏以上(shàng)（空(kōng)曠的區(qū)域可達1.2公裏），如現(xiàn)行的Wi-Fi技術最大(dà)的數據傳輸距離僅爲100m，而該技術的傳輸距離是現(xiàn)行技術的10倍以上(shàng)。二是如果加大(dà)發射功率或者選擇低(dī)階的調制方式，則TXW8301的數據傳輸距離将進一步增大(dà)。且通過在1MHz/2MHz/4MHz/8MHz之間進行切換，TXW8301能(néng)動态的調整WI-FI的覆蓋範圍。
2）數據傳輸的貫穿性更好(hǎo)，适合無線安防的應用(yòng)。具體表現(xiàn)爲：提高(gāo)信号的繞射能(néng)力，因此數據具有更強的穿牆和(hé)穿過建築物的能(néng)力，可将通信從(cóng)室内擴展到(dào)室外(wài)，極大(dà)的提高(gāo)數據穿透障礙物的能(néng)力。
3）無線終端沖突更低(dī)，無線傳輸質量更平穩。具體表現(xiàn)爲：提供了(le)TWT（Target wake time）資源調度功能(néng)，TWT技術使得AP（無線接入點）可以将不同的無線終端設備歸納到(dào)不同的TWT周期，AP可以與每台終端設備設置“喚醒協議(yì)”，從(cóng)而協商終端使用(yòng)哪個TWT周期傳輸數據。使用(yòng)了(le)TWT技術的TXW8301無線終端沖突更低(dī)，無線傳輸質量更平穩。
據泰芯半導體銷售總監李少輝介紹，基于TXW8301的特性和(hé)優勢，其可以廣泛的應用(yòng)于無線高(gāo)清監控、無線網橋、無人機圖傳、智能(néng)家居以及智慧電網等多個領域。
以傳統視(shì)頻監控應用(yòng)爲例，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、交通樞紐，如果采用(yòng)傳統的方案，因爲每個攝像頭都需要單獨進行布線（包括供電線和(hé)數據傳輸線），部署的周期和(hé)成本會(huì)都比較高(gāo)，而且維護也(yě)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)爲接入點AP，再将内置TXW8201的無線網絡攝像機（IP Camera）作(zuò)爲終端可以布置在屋内或者戶外(wài)，可以輕松實現(xiàn)中距離的1拖8，并且保持高(gāo)清視(shì)頻傳輸（戶外(wài)距離600米實際測試結果每路攝像頭傳輸速率可以保持1Mbps以上(shàng)）。這(zhè)也(yě)使得無線高(gāo)清監控視(shì)頻傳輸具有更強的穿牆和(hé)穿過建築物的能(néng)力，可将無線監控從(cóng)室内擴展到(dào)戶外(wài)。相比傳統的方案來(lái)說，不僅提升了(le)性能(néng)和(hé)體驗，同時(shí)還極大(dà)的降低(dī)了(le)部署成本和(hé)維護成本。
據芯智訊了(le)解，目前泰芯半導體的TXW8301芯片已經被國内多家安防大(dà)廠(chǎng)的産品所采用(yòng)。
另外(wài)，值得一提的是，TXW8301還支持移動導頻技術，更适合移動中的無人機、無人船(chuán)舶設備，加大(dà)發射功率後，最高(gāo)可支持3公裏範圍内的1080P高(gāo)清圖傳。
小(xiǎo)結：
通過上(shàng)面的介紹，我們不難看(kàn)出，Wi-Fi Halow技術确實是一項非常具有市場潛力的物聯網連接技術，特别是在安防監控、無人機圖傳等領域前景廣闊。雖然目前國内Sub-1GHz頻段使用(yòng)受限，限制了(le)Wi-Fi Halow技術在國内的發展，不過，海外(wài)市場的需求正在快(kuài)速增長。