HaLow wifi is de nieuwe aanduiding voor producten met IEEE 802.11ah-technologie. Verbetert Wi-Fi door te werken in een spectrum onder 1 GHz om een groter bereik en connectiviteit te bieden met een lager stroomverbruik, deze nieuwe Wi-Fi is ideaal voor IoT apparaten die een zeer goed bereik nodig hebben, maar geen grote draadloze snelheid nodig hebben. Vandaag gaan we in dit artikel alles uitleggen over deze nieuwe wifi-standaard van de toekomst voor IoT-apparaten.
HaLow Wi-Fi is klaar om te voldoen aan de vereisten van Internet of Things ( IoT ) apparaten. Hierdoor is het klaar om te opereren in industriële, agrarische, smart building- en smart city-omgevingen.
Enkele positieve dingen om op te merken zijn dat het geen eigen hubs of gateways vereist en dat het de nieuwste beveiligingsprotocollen ondersteunt. Dat betekent dat u kunt samenwerken met verschillende leveranciers die hun apparaten op basis van die standaard ontwerpen. We vinden momenteel een groot aantal IoT-producten op de markt voor ons huis, maar ze gebruiken allemaal een eigen hub en er is geen interoperabiliteit tussen beide. Met dank aan HaLoW WiFikunnen we ze allemaal met het draadloze netwerk verbinden alsof ze gewoon een ander apparaat zijn.
Inleiding tot de 802.11ah-standaard
Voordat we HaLow Wi-Fi starten, waarvan de standaard 802.11ah is, gaan we een korte beoordeling maken van degene die we het meest hebben gebruikt in onze huizen en kantoren. Dit geeft ons inzicht in hoe WiFi-netwerken zijn geëvolueerd. In dit geval zullen we praten over zijn verleden, heden en toekomst. Zo zullen we een globale visie hebben op hoe onze netwerken zijn veranderd.
De 802.11 standard is een familie van draadloze standaarden die zijn ontwikkeld door het Institute of Electrical and Electronics Engineers ( IEEE ). De eerste standaard die we gebruikten was 802.11b, dat werd geratificeerd in 1999, de maximale transmissiesnelheid is 11 Mbps, en het werkt in de 2.4 GHz-band. In de praktijk bedraagt de maximale transmissiesnelheid ongeveer 5 Mbit / s via TCP en 9 Mbps via UDP. Later, in juni 7.1, werd de 802.11g standaard werd goedgekeurd, die werkt in de 2.4 GHz-band en de maximale theoretische snelheid is 54 Mbit / s, hoewel we in het echte leven iets minder dan de helft halen, ongeveer 22 Mbps.
Een standaard die al jaren bij ons bestaat is 802.11n die werd goedgekeurd door de IEEE op 11 september 2009. Deze standaard kan werken in zowel de 2.4 GHz- als de 5 GHz-band. De theoretische maximale snelheid Het hangt af van het aantal antennes en de kwadratische amplitudemodulatie, maar kan tot 1000 Mbps bereiken bij gebruik van vier antennes en 1024QAM.
Momenteel is de meest gebruikte 802.11ac standaard die in 2014 werd goedgekeurd. Opgemerkt moet worden dat het in de volksmond bekend staat als WiFi 5, Gigabit WiFi of WiFi 5G. Deze standaard werkt alleen in de 5GHz-band, bij gebruik van de 2.4GHz-band zullen we Wi-Fi 4 direct moeten gebruiken. Deze standaard staat tot 433 Mbps per datastream toe als we 256 QAM gebruiken, maar we kunnen dit verhogen tot 540 Mbps per stream met 1024 QAM. Tegenwoordig zijn er routers met maximaal 4 antennes, dus we kunnen in dit scenario tot 2167 Mbps halen.
Eindelijk is de nieuwe standaard Wi-Fi 6 of ook wel bekend als 802.11ax kan werken in de 2.4 GHz- en 5 GHz-banden. Deze nieuwe standaard heeft zeer belangrijke functies om de best mogelijke draadloze prestaties te bieden, zoals bidirectionele MU-MIMO, OFDMA, energiebesparende functies en BSS-kleur, 160 MHz kanaalbreedte in 5 GHz en vele andere functies waarover we eerder in dit artikel al hebben gesproken .
HaLow Wi-Fi: wat het is en hoe het werkt
Wi-Fi HaLow baseert het succes van zijn draadloze netwerken op het werken in de sub-1 gigahertz (GHz) frequentieband. De belangrijkste voordelen zijn dat het connectiviteit over lange afstanden biedt met een laag stroomverbruik. Bovendien is een ander punt in zijn voordeel dat de wanden geen significante belemmering vormen voor de werking ervan.
De markt voor IoT-apparaten is erg breed, we hebben:
- Huishoudelijke apparaten.
- Apparaten voor klimaatregeling.
- Videobewakingscamera's.
- Fabriekssensoren geïntegreerd in netwerken.
Deze Internet of Things-apparaten hebben bepaalde vereisten nodig om goed te kunnen functioneren:
- Laag verbruik.
- Verbindingen met een groter bereik.
- Betere penetratie door muren en obstakels.
De IEEE 802.11ah standaard biedt ons verbindingssnelheden die variëren van 150 kilobits per seconde (kbps) tot meer dan 86 megabits per seconde (Mbps). Wat betreft het dekkingsbereik, dit kan 1 km bereiken. Om deze reden kunnen we zeggen dat deze standaard de ideale standaard is voor Internet of Things-apparaten. Bovendien biedt het ook smalband OFDM-kanalen, verschillende energiebesparende modi en is het gecertificeerd om WPA3-codering te gebruiken, dus de communicatie moet veilig zijn.
Frequentieband minder dan 1 GHz: groter bereik, minder snelheid
HaLow Wi-Fi voldoet aan de behoeften van de IoT-apparaatgemeenschap en biedt tegelijkertijd de beveiliging en IP-ondersteuning die ze nodig hebben. Daarom werkt Wi-Fi HaLow in de sub-1 GHz-frequentieband waardoor Wi-Fi probleemloos gebruik kan maken van de apparaten die verder van ons verwijderd zijn. Door deze standaard te gebruiken, kunnen we bijvoorbeeld een videobewakingscamera voor buiten verder weg plaatsen. Het zou ook een zeer belangrijke verandering in onze wifi-netwerken betekenen, zoals te zien is in het volgende diagram.
Momenteel werken onze wifi-thuisnetwerken voornamelijk in de 2.4 GHz- en 5 GHz-band, zoals we onlangs in dit artikel hebben uitgelegd, hoewel we binnenkort met de 6 GHz-band zullen werken met behulp van de nieuwste Wi-Fi 6E-standaard die al is gepresenteerd.
Hierna is de volgende stap die we zullen nemen met de 802.11ah-standaard, en we gaan werken in de band die lager is dan 1 GHz.
Hoe HaLow Wi-Fi in een huis zou kunnen werken
Wi-Fi HaLow biedt ons in dit geval connectiviteit over lange afstanden en een laag verbruik. Dat is ideaal in IoT en zal dit doen door onder 1 GHz te werken. Smalbandkanalen zorgen ervoor dat het signaal verder reikt met Wi-Fi HaLow dan met andere versies van Wi-Fi of vele andere IoT-technologieën. Hier hebben we een afbeelding van hoe een Wi-Fi-netwerk eruit zou kunnen zien met deze technologie.
Volgens dit schema zouden we met de 5 GHz-band een dekkingsbereik van 27 meter krijgen. In dit geval zou het zijn om de hoogste verbindingssnelheden te verkrijgen en tegelijkertijd het dekkingsgebied op te offeren. Over het algemeen is het bedoeld voor gebruik binnenshuis of er vlakbij. Dan zou de 2.4 GHz-band komen, voor tussenliggende afstanden tot 54 meter. In dit geval zou het zijn om het in huis of in een nabijgelegen buitengarage te gebruiken.
Ten slotte zouden we het netwerk hebben dat werkt onder 1 GHz, dat zou werken op een frequentie van 900 MHz. Deze wifi zou een dekkingsgebied hebben van 88 meter. We zouden het kunnen gebruiken om een videobewakingscamera voor buiten te plaatsen, de verlichting te activeren of te deactiveren of zelfs een deur te openen of te sluiten met een elektronisch slot. Bij landbouwwerkzaamheden zou je kunnen werken zoals weergegeven in de volgende afbeelding:
In het hoofdgebouw zullen we het hoofdtoegangspunt plaatsen dat het hele pand zou bedekken met behulp van verschillende banden. Aan de linkerkant zouden we het boerenveld hebben waarin we de automatische irrigatie konden regelen en onze tractor toegang tot internet konden geven. Aan de rechterkant zouden we onze dieren hebben gelokaliseerd met een halsband of chip en een watertank die we konden bedienen om de dieren water te geven. In de meest afgelegen gebieden konden we onze apparaten bedienen via het netwerk onder 1 GHz.
Waarom Wi-Fi HaLow ideaal is om met IoT-apparaten te werken
De IoT-markt houdt in dat je met allerlei soorten apparaten moet werken. Om deze reden moeten er oplossingen worden gevonden om te werken met:
- Slimme horloges.
- Huishoudelijke apparaten.
- Apparaten voor klimaatregeling.
- Afstandssensoren en systemen voor industriële en agrarische omgevingen
De eerste vereiste waaraan het voldoet, is laag stroomverbruik . Veel apparaten worden gevoed door een batterij ter grootte van een munt en een draadloze verbinding. De technologie moet opties bieden voor een laag verbruik en hoge energie-efficiëntie. Het tweede gedeelte dat wordt aangeboden door HaLow Wi-Fi is groot bereik en robuustheid , dankzij het feit dat het werkt in het sub-1 GHz radiofrequentiespectrum met smalbandige kanalen, bereikt het een dekkingsgebied van 1 km. Een ander punt in zijn voordeel is dat ook dringt beter door bouwmaterialen zoals als muren dan 2.4 GHz
Dan heb je ook IP-netwerkmogelijkheden om effectieve IoT-oplossingen te implementeren. Sensornetwerken en apparaten moeten mogelijk verbinding maken met de cloud voor software-updates en andere IoT-toepassingsbeheerfuncties. Wi-Fi HaLow onderscheidt zich in deze sectie in vergelijking met andere IoT-technologie-opties, omdat het meer connectiviteit biedt met native IP-ondersteuning, er zijn geen eigen gateways nodig. Dat is wat het ook onderscheidt van veel andere technologische alternatieven.
Het levert ook op door te voorzien adequate gegevenssnelheden om aan veel IoT-toepassingen te voldoen. Sommige apparaten moeten af en toe een kleine capaciteit aan datapakketten verwerken. We hebben echter anderen die een constante gegevensstroom en monitoring nodig hebben. Dankzij een verbindingssnelheid die varieert van 150 kbps tot 86.7 Mbps, is hij geldig voor beide situaties.
Om met deze sectie af te sluiten, Wi-Fi HaLow ook voldoet aan de nieuwste generatie beveiligingsprotocollen , inclusief WPA3-codering. Zo blijven onze verbindingen veilig en kunnen we desgewenst werken met betrouwbare platforms in de cloud.
Vereisten met betrekking tot een gemakkelijke en veilige installatie
Daarom is het een moeilijke taak om ervoor te zorgen dat IoT-apparaten en -omgevingen veilig zijn, en elke beschikbare IoT-technologie heeft zijn eigen benadering van beveiliging. Zoals we al eerder hebben vermeld, gebruikt het WPA3 en Verbeterde OpenTM Wi-Fi , het hoogste beveiligingsniveau dat is ontwikkeld voor de nieuwste generatie Wi-Fi-netwerken.
Apparaatinstallatie en onboarding kunnen ook profiteren van Wi-Fi GECERTIFICEERD Easy Connect . Daarom introduceren we gestandaardiseerde mechanismen om de voorziening en configuratie van Wi-Fi-apparaten te vereenvoudigen. Wi-Fi Easy Connect bevat sterke codering met behulp van cryptografie met openbare sleutels om ervoor te zorgen dat netwerken veilig blijven als nieuwe apparaten worden toegevoegd. Hierdoor kunnen we de apparaten gemakkelijk en veilig aansluiten.
ook interoperabiliteit met een grote verscheidenheid aan apparaattypen van meerdere leveranciers is belangrijk in een Internet of Things-omgeving. In die zin wordt de Wi-Fi-traditie voortgezet, wat garandeert dat het kan samenwerken met meerdere leveranciers of fabrikanten. Het feit dat HaLow Wi-Fi een op standaarden gebaseerde technologie is, betekent dus dat het een groot potentieel heeft voor naadloze interoperabiliteit. Omdat het is gebaseerd op specifieke normen waaraan moet worden voldaan, werken alle apparaten correct.
Onder de apparaten die HaLow Wi-Fi zouden kunnen gebruiken, zijn apparaten die werken in de 2.4 GHz, 5 GHz en mogelijk de 6 GHz Wi-Fi-banden.
Voordelen van HaLow Wi-Fi ten opzichte van andere technologieën
Hier heb je een vergelijkende grafiek van de overdrachtssnelheid en afstand van verschillende technologieën die in IoT worden gebruikt.
In termen van bereik, datasnelheid en batterijduur in het spectrum van minder dan 1 GHz en smalbandkanalen, maakt dit het HaLow Wi-Fi-bereik aanzienlijk hoger dan bij andere technologieën. Op deze manier is het in staat om agrarische sensornetwerken met een lage datasnelheid te bewaken over een afstand van meer dan een kilometer. Dankzij hun energiebesparende modi kunnen Wi-Fi-sensoren jarenlang meegaan op een enkele batterijlading. We konden dus slimme deuren, sloten en elektronische tags gebruiken in de schappen van supermarkten.
Wat betreft de HaLow Wi-Fi-implementatiekosten, deze omvatten AP- en clientapparaten, plus IT-middelen om een netwerk op te zetten. Er zouden geen terugkerende kosten zijn voor het gebruik van netwerkbronnen die eigendom zijn van de klant. Met HaLow Wi-Fi kunnen bestaande infrastructuurnetwerken eenvoudig worden toegevoegd zonder andere Wi-Fi-frequentietechnologieën nadelig te beïnvloeden.
Dit is een grafiek die Wifi Hallow vergelijkt met andere technologieën:
Ten slotte moet worden opgemerkt dat Wi-Fi HaLow veel mogelijkheden biedt en we zullen het kunnen gebruiken op uiteenlopende gebieden als industriële automatisering, landbouw, het huis en de automatisering ervan, in logistiek en transport en bij de ontwikkeling van slimme steden.
