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WiFi业界该如何适应并迎接物联网浪潮的全面来临

2017-05-07 20:51:06

Wi-Fi行业久长以来1直致力于让Wi-Fi技术成为物联网领域内的首选无线传输选项。虽然目前面对这1新兴市场尚缺少两大关键性功能，但无线网络成为优先选项仍有着很多极其稳固的理由。首先，Wi-Fi是所有没有线技术当中最具多IP友好性的方案，且支持高频传输并具有全部芯片行业在其背后推动量产与低本钱发展趋势。如果面向物联网的新型Wi-Fi方案能够继续保持当前的MAC与PHY设计并采取为人们所熟习的装备接入管理界面，那末其对物联网开发商而言绝对具有强大的吸引力。

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在某种程度上，我们可以将物联网定义为1种缺少中央处理能力、通常需要利用电池供电并通过广泛网络连接以实现面向“云”的数据报告与控制指令接收的装置。不过在物联网领域，Wi-Fi目前还没有法满足的两项要求分别为广泛的覆盖能力与极低的能源消耗。相较于Zigbee、Z-wave和蓝牙低功耗(简称BLE)等物联网无线传输技术方案，Wi-Fi传感器在使用电池驱动时仅能运行数月而非数年; 目前立足于802.11b/a/n/ac等规范制造极低功耗芯片的努力几近没能取得任何商业成功。另外，单1的Wi-Fi接入点没法在现代的家居环境乃至商业建筑当中提供可靠的信号覆盖效果——这主要是遭到多层结构、高厚度墙体、地下室环境和其它Wi-Fi信号广播阻碍因素的影响。如果买家没法在自己的楼体或家庭环境中实现稳定的Wi-Fi信号覆盖，我们固然没法宣称其可作为完全的物联网解决方案存在。

不过目前已有4项举措希望弥补这些不足。所有的进步都以标准更替的方式参与，而且其中1些已存在了数年。不过之所以值得加以关注，还是由于Wi-Fi行业多年来已在立足于标准制定技术协议，并以此为基础发布实际产品这1进程中获得了1系列成功。

第1项Wi-Fi倡议为“增程型”802.11ah。其能够显著提升低频900 MHz频段与窄频1 MHz RF通道的覆盖范围。窄通道与传输协议的变化下降了Wi-Fi芯片的功耗要求。如诗我们已有能力将802.11n(2.4 GHz)的覆盖范围提升1倍：150 kbps(单数据流)传输有效范围为40米以上，高复杂度双流芯片在双Mbps工作条件下覆盖半径可达80米以上。另外，虽然900 MHz频段仅在美国本土能够免许可以使用而非在全球范围内得到普遍支持，但其更好的传播特性(优于2.4 GHz或5 GHz频段)对覆盖增幅非常重要。

这些方案看起来确切极具吸引力，但除频段以外，时间跨度又是另外一个需要解决的大问题。虽然802.11ah目前已成为1项IEEE标准，但Wi-Fi协会还需要1段时间才能够完成行业标准的制定测试与开发工作——全部进程需要经过严格考量并充斥着使人懊丧的波折，但我们还没有找到更好的规范制定办法。而在技术标准终究出炉时，市场需求可能已产生了变化。但是，目前Wi-Fi行业中的主流物联网利用方案已多数支持Zigbee(其采取多跳转机制弥补短跳转机制的缺点)和功耗低至惊人水平的BLE。

与此同时，另外一项名为“Connected Home”的倡议则提出了1种权宜性质的方案，旨在弥补802.11ah短时间内没法面世和向下兼容性等困难。在这套方案中，用户将在家庭环境下安装1台中间代理服务器并保证其与当前Wi-Fi接入点连通，并由该服务器负责对所有与之对接的端点装备进行应对——同时允许此类装备在长时间闲置落后入休眠。这类方式建立起1套短路径低功耗体系。Connected Home并没能真正扩大信号覆盖范围，但其确切给家庭Wi-Fi物联网指明了可行的发展方向，同时确保没必要对现有接入点做出更换。

而最近被提交至IEEE的另外一套解决方案则提议扩大无线网络连接，从而保证其能够在室内提供与Zigbee相对等的功能，同时在室外提升信号覆盖半径。虽然仅仅面向2.4 GHz频段，但其与现有Wi-Fi的协作效果优于802.11ah。覆盖半径的增加源自窄RF通道与更低速率——而非更低频率。它应当能够作为现有芯片设计以外的低速率附加机制确切起效，这类作法能够帮助芯片与模块设计厂商更轻松地完成物联网支持任务，且具体思路与当初将新的2.4 GHz高速Wi-Fi芯片加入接入点装备如出1辙。

与此同时，我们也不应忘记UHF频段，其传输能力乃至强于900 MHz方案。其会在频谱同享机制当中建立1套“空白空间”，在这里Wi-Fi接入点会被重新设计为采取450到700 MHz电视信号频段以发现并占据当前环境下未被使用的频段。物联网并不是这项技术的主要受益目标，但其非常合适实现广域网传感器及网络控制装置。

我们有时候会忘记Wi-Fi取得的巨大成功与单逐一类利用场景密不可分——即面向移动手机、平板电脑乃至PC装备的互联网连接。这1场景为Wi-Fi这类本来很少被用到的技术提供了极其丰富的发展空间。相比之下，物联网也完全有机会成为短矩与中矩无线技术的多种新型发展机遇之1，而全部行业最近已开始针对Zigbee与BLE打造足以作为替换方案的技术成果。

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