Το Wi-Fi CERTIFIED HaLow™ είναι μια ασύρματη τεχνολογία που βασίζεται στο πρωτόκολλο IEEE 802.11ah, είναι φτιαγμένο ειδικά για IoT και λειτουργεί σε φάσμα κάτω από 1 gigahertz (GHz) για να προσφέρει μεγάλη εμβέλεια σήματος με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
Και ενώ το κλασικό πρότυπο του Wi-Fi στις μέρες μας στοχεύει στην εισαγωγή παραλλαγών υψηλής χωρητικότητας, όπως το WiGig και το Wi-Fi 6E, μία νέα αναδυόμενη τεχνολογία που ονομάζεται Wi-Fi HaLow, έρχεται αθόρυβα και είναι έτοιμη να μεταμορφώσει το τοπίο του Internet of Things (IoT).
Table of Contents
Τι είναι το Wi-Fi HaLow;
Το Wi-Fi HaLow είναι μια προδιαγραφή της γνωστής σας ασύρματης τεχνολογίας που βασίζεται στο πρωτόκολλο IEEE 802.11ah. Παρουσιάστηκε για πρώτη φορά το 2016 και τρέχει σε συχνότητες κάτω του 1 GHz, σε αντίθεση με τα παραδοσιακά πρωτόκολλα Wi-Fi 5, Wi-Fi 6, Wi-Fi 6E και Wi-Fi 7, τα οποία χρησιμοποιούν συχνότητες 2,4 GHz, 5 GHz και 6 GHz.
Και καθώς οι χαμηλότερες συχνότητες μπορούν να ταξιδεύουν σε μεγαλύτερες αποστάσεις, το Wi-Fi HaLow μπορεί να παρέχει συνδεσιμότητα έως και ένα χιλιόμετρο και ακόμη περισσότερο στην περίπτωση που υπάρχει οπτική επαφή των δύο σημείων.
Ωστόσο, η χρήση χαμηλότερης συχνότητας σημαίνει επίσης ότι έχει στενότερα κανάλια και χαμηλότερο εύρος ζώνης, με αποτέλεσμα πιο αργούς ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων. Μπορεί να παρέχει ταχύτητες δεδομένων από 150 Kbps σε μεγάλες αποστάσεις και έως 86,7 Mbps σε μικρότερες αποστάσεις.
Δεν αντικαθιστά τα παραδοσιακά πρότυπα Wi-Fi. Αντίθετα, έχει σχεδιαστεί για να συμπληρώνει τα υπάρχοντα πρωτόκολλα Wi-Fi και να προσφέρει συνδεσιμότητα σε συσκευές σε μεγαλύτερη απόσταση χωρίς να χρειάζονται ασύρματες επεκτάσεις, πολλαπλά σημεία πρόσβασης και πολύπλοκες ενσύρματες συνδέσεις με καλώδια.
Αυτό ανοίγει μια σειρά από περιπτώσεις χρήσης IoT, ειδικά για μικρές εγκαταστάσεις, όπως ακαδημαϊκά και ερευνητικά ιδρύματα, βιομηχανικές εγκαταστάσεις και γραφεία. Επιπλέον, μπορεί να υποστηριχθεί ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών εφαρμογών, έξυπνων πόλεων και έξυπνων κτιρίων και γεωργικών εφαρμογών. Είναι κατάλληλο για δικτύωση πλέγματος (mesh).
Στις ΗΠΑ, το Wi-Fi HaLow λειτουργεί στη συχνότητα 900 Hz που αποτελεί μέρος του φάσματος που εξαιρείται από άδεια χρήσης, καθιστώντας το δωρεάν για χρήση από όλους.
Ωστόσο, ανάλογα με τις χώρες και με το ποιες συχνότητες υπο-gigahertz είναι διαθέσιμες για κάθε μία, το Wi-Fi HaLow μπορεί να λειτουργεί σε διαφορετικές συχνότητες.
Διαφορές του Wi-Fi HaLow από το κλασικό Wi-Fi;
Τα παραδοσιακά πρωτόκολλα Wi-Fi έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο στις ταχύτητες ασύρματης σύνδεσης αλλά η εμβέλεια του σήματος έχει υποφέρει λόγω ακριβώς αυτής της βιασύνης για ταχύτητες.
Το Wi-Fi HaLow είναι μια προσπάθεια να διορθωθεί αυτή η υστέρηση στη σουίτα δυνατοτήτων του Wi-Fi, ιδιαίτερα σε έναν κόσμο όπου οι συσκευές IoT αναπτύσσονται εκθετικά και χρειάζονται έναν αξιόπιστο τρόπο για να παραμείνουν διαρκώς συνδεδεμένες μεταξύ τους και με το διαδίκτυο.
Έτσι, όπως αναφέρθηκε, το Wi-Fi HaLow παρέχει πολύ καλύτερη εμβέλεια μετάδοσης από το συμβατικό Wi-Fi. Η χρήση χαμηλότερης συχνότητας σημαίνει ότι διεισδύει καλύτερα σε εμπόδια, όπως τοίχους, παράθυρα κλπ. Περίπου παρόμοια με το πώς το Wi-Fi 2,4 GHz προσφέρει καλύτερη εμβέλεια σήματος και διείσδυση σε τοίχους σε σχέση με τις ζώνες των Wi-Fi 5 GHz και 6 GHz.
Το HaLow καταναλώνει επίσης πολύ λιγότερη ενέργεια, καθώς μπορεί να παραμείνει σε κατάσταση χαμηλής ισχύος, χάρη στις διάφορες λειτουργίες ύπνου που ορίζονται στην προδιαγραφή 802.11ah.
Έτσι, μπορεί να εξυπηρετήσει συσκευές που τροφοδοτούνται από μπαταρία, όπως αισθητήρες, ασύρματες κάμερες ασφαλείας και άλλα, και να τις βοηθήσει να λειτουργούν για μήνες ή και χρόνια, χωρίς να χρειάζεται αντικατάσταση ή φόρτιση μπαταρίας.
Μια μελέτη σύγκρισης που δημοσιεύθηκε από τη Wi-Fi Alliance, αποκάλυψε ότι η διάρκεια ζωής της μπαταρίας για συσκευές Wi-Fi HaLow που χρησιμοποιούν μπαταρίες 500 mAh σε διαστήματα μετάδοσης ανά δέκα λεπτά, μπορεί να φτάσει τα 3,15 χρόνια, υπερβαίνοντας κατά πολύ τη διάρκεια ζωής άλλων τεχνολογιών ευρείας περιοχής χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας (LPWAN).
Ένα άλλο πλεονέκτημα του Wi-Fi HaLow σε σχέση με το παραδοσιακό Wi-Fi είναι η ικανότητά του να συνδέεται με περισσότερες από 8.000 συσκευές ταυτόχρονα, σε σύγκριση με το Wi-Fi 6 που μπορεί να συνδεθεί ταυτόχρονα μόνο σε 2007.
Εναλλακτικό των Z-Wave, Zigbee, Thread
Το Wi-Fi HaLow δεν είναι η πρώτη ασύρματη τεχνολογία που προσφέρει συνδεσιμότητα σε συσκευές IoT. Άλλες ασύρματες τεχνολογίες, όπως οι Z-Wave, Zigbee και Thread, υπάρχουν ήδη. Αλλά το καθένα έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Αυτό που πλησιάζει πιο κοντά το Wi-Fi HaLow είναι το Z-Wave, καθώς είναι παρόμοιο από πολλές απόψεις. Χρησιμοποιεί επίσης συχνότητες κάτω του 1 GHz και, ως εκ τούτου, έχει μεγαλύτερη εμβέλεια και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Όμως, παρόλο που έχει μεγάλη εμβέλεια μετάδοσης, δεν είναι ισοδύναμο στην εμβέλεια του HaLow.
Ένα μεμονωμένο δίκτυο Z-Wave δεν μπορεί επίσης να υποστηρίξει περισσότερες από 232 συσκευές. Επιπλέον, χρειάζεστε έναν ελεγκτή για να χειρίζεστε αποτελεσματικά τις συσκευές Z-Wave.
Ενημερωτικά, η Z-Wave Alliance παρουσίασε το 2020, μια νέα έκδοση Z-Wave Long Range, η οποία φέρνει το εύρος σήματος στο επίπεδο του Wi-Fi HaLow και αυξάνει τον αριθμό των υποστηριζόμενων συσκευών σε ένα δίκτυο Z-Wave σε 4.000.
Το Zigbee, από την άλλη πλευρά, λειτουργεί στις συχνότητες 780MHz, 868Hz, 915MHz και 2,4GHz. Ωστόσο, οι περισσότερες συσκευές Zigbee για οικιακή χρήση χρησιμοποιούν τη ζώνη των 2,4 GHz. Έτσι, έχει ταχύτερο ρυθμό μεταφοράς δεδομένων από το Z-Wave αλλά περιορισμένο εύρος.
Επίσης, δεν έχει το καλύτερο ρεκόρ διαλειτουργικότητας, δεν είναι τόσο ασφαλές όσο το Wi-Fi και χρειάζεται μια συσκευή «συντονιστή» για τον έλεγχο του δικτύου. Μπορεί να υποστηρίξει πάνω από 65.000 κόμβους σε ένα μόνο δίκτυο, πολύ υψηλότερο από το Z-Wave και ακόμη και το Wi-Fi HaLow.
Το Thread είναι ένα από τα νεότερα ασύρματα πρωτόκολλα χαμηλής κατανάλωσης. Χρησιμοποιεί επίσης τη συχνότητα 2,4 GHz για τη σύνδεση και την επικοινωνία με άλλες συσκευές Thread. Οι συσκευές Thread βασίζονται σε IP και μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους χωρίς hub ή bridge. Αλλά εξακολουθούν να χρειάζονται έναν Thread router για να συνδέσουν το δίκτυο Thread στο διαδίκτυο.
Τα δίκτυα Thread περιορίζονται επίσης σε περίπου 250 συσκευές και δεν είναι ιδανικά για συσκευές σχετικά υψηλού εύρους ζώνης, όπως κάμερες ασφαλείας.
Έτσι, ενώ καθένα από αυτά τα ειδικά ασύρματα πρωτόκολλα χαμηλής κατανάλωσης κάνει πολλά πράγματα σωστά, το καθένα έχει τα μειονεκτήματά του.
Συγκριτικά, το Wi-Fi HaLow έχει εντυπωσιακό εύρος σήματος, δεν χρειάζεται hub, έχει εξαιρετική ασφάλεια, μπορεί να συνδεθεί με περισσότερες από 8.000 συσκευές και έχει λογικές ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων.
Επιπλέον, έχετε απρόσκοπτη διαλειτουργικότητα και χρησιμοποιώντας διαφορετική ζώνη από τα υπάρχοντα δίκτυα Wi-Fi, το HaLow δεν φράζει την υπάρχουσα υποδομή.
Το Wi-Fi HaLow είναι μια πραγματική εναλλακτική λύση ακόμα και για τα συστήματα LoRaWAN, Bluetooth Low Energy και NarrowΒand-IoT (NB-IoT). Είναι σημαντικό να ειπωθεί ότι ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων είναι επαρκής για ροή βίντεο μέσω του δικτύου, ξεχωρίζοντας το HaLow από τα LoRa, Sigfox και NB-IoT, συν φυσικά το τυπικό Wi-Fi.
Χρήση του Wi-Fi HaLow
Το Wi-Fi HaLow έχει τη εφαρμογή σε διάφορες περιπτώσεις, αλλά οι οικιακοί χρήστες θα δουν τον μεγαλύτερο αντίκτυπο στις έξυπνες οικιακές συσκευές IoT, καθώς και στα συστήματα δικτύωσης mesh.
Σχεδόν κάθε έξυπνη οικιακή συσκευή χρειάζεται ασύρματη πρόσβαση για συνδεσιμότητα, η ασύρματη ζώνη 2,4 GHz παρουσιάζει τη μεγαλύτερη συμφόρηση, καθώς μπορεί να έχει μόνο τρία μη επικαλυπτόμενα κανάλια.
Αλλά το Wi-Fi HaLow λειτουργεί σε εντελώς διαφορετική συχνότητα από το συμβατικό Wi-Fi και μπορεί να έχει περισσότερα από 26 μη επικαλυπτόμενα κανάλια. Ως αποτέλεσμα, οι πιθανότητες παρεμβολών και συμφόρησης είναι σχεδόν αμελητέες, εκτός εάν έχετε χιλιάδες συνδεδεμένες συσκευές στο σπίτι σας που συναγωνίζονται ποια θα μιλήσει πρώτη.
Επιπλέον, η εκτεταμένη γκάμα του επιτρέπει να εξυπηρετεί IoT και έξυπνες οικιακές συσκευές από ένα μόνο σημείο πρόσβασης σε τεράστιες ιδιότητες.
Έτσι, για παράδειγμα, αν έχετε ένα εξοχικό με κήπο, θα χρειαστείτε έναν μόνο δρομολογητή ή ένα σύστημα πλέγματος (mesh) που θα καλύπτει την κύρια κατοικία σας για την εξυπηρέτηση συσκευών υψηλού εύρους ζώνης. Αλλά με το Wi-Fi HaLow, ο ίδιος δρομολογητής ή σύστημα mesh μπορεί επίσης να καλύψει όλο τον κήπο και την περίμετρο του ακινήτου σας, ενσωματώνοντας στο σύστημα αισθητήρες, κάμερες ασφαλείας, εξωτερικά κουδούνια και άλλες συσκευές σχετικά χαμηλού εύρους ζώνης.
Αυτό αφαιρεί την ανάγκη καλωδίωσης ολόκληρης της ιδιοκτησίας ή εγκατάστασης πρόσθετων κόμβων πλέγματος ή επέκτασης Wi-Fi για να έχετε εκτεταμένη κάλυψη σήματος.
Οι κάμερες εξωτερικού χώρου, για παράδειγμα, μπορούν να υποστηριχθούν από το HaLow επειδή μπορούν να εγκατασταθούν κάμερες χαμηλής κατανάλωσης χωρίς να εμποδίζεται το σήμα τους από δέντρα ή άλλα εμπόδια.
Αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση των βοοειδών σε μια φάρμα ή για τη διαχείριση μονάδων πολλαπλών κατοικιών ή γραφείων, συμπεριλαμβανομένων των υπόγειων χώρων στάθμευσης αυτοκινήτων.
Πώς μπορείτε να αποκτήσετε Wi-Fi HaLow;
Όπως σε κάθε σύστημα Wi-Fi, χρειάζεστε τόσο τον ασύρματο δρομολογητή όσο και τη συσκευή να υποστηρίζουν Wi-Fi HaLow για να επωφεληθείτε από τα πλεονεκτήματά του.
Δυστυχώς, η ενσωμάτωση του πρωτόκολλου Wi-Fi HaLow στις συσκευές είναι αργή, αλλά με αυξανόμενο το ενδιαφέρον, θα δούμε στο μέλλον περισσότερες συσκευές με αυτήν την προδιαγραφή Wi-Fi.
Επιπρόσθετα, ορισμένοι κατασκευαστές κυκλοφόρησαν επεκτάσεις Wi-Fi που ενσωματώνουν το HaLow, για να επεκτείνουν την εμβέλεια ενός ασύρματου δικτύου σε εκατοντάδες μέτρα.
Όσον αφορά τις συσκευές, η Abode παρουσίασε στην CES 2024 μια νέα κάμερα ασφαλείας που ονομάζεται Edge, η οποία χρησιμοποιεί Wi-Fi HaLow και αναμένεται να κυκλοφορήσει στην αγορά το 1ο τρίμηνο του 2024 για περίπου 200 δολάρια.
Ο Ταϊβανέζος κατασκευαστής Chicony σχεδιάζει επίσης να εισάγει κάμερες ασφαλείας που χρησιμοποιούν Wi-Fi HaLow.
Δυστυχώς, ο υπάρχον ασύρματος δρομολογητής σας είναι σίγουρο ότι δεν θα μπορέσει να υποστηρίξει τα οφέλη του HaLow, ούτε και μέσω αναβάθμισης υλικολογισμικού, καθώς το HaLow απαιτεί νέο υλικό.
Όπως συμβαίνει το ίδιο και με τις συσκευές που υποστηρίζουν Wi-Fi 6E, αφού δεν μπορούν να αποκτήσουν πρόσβαση στο Wi-Fi 7, απλά με μια ενημέρωση λογισμικού.
Με λίγα λόγια, το Wi-Fi HaLow ολοκληρώνει την οικογένεια Wi-Fi παρέχοντας το τόσο απαραίτητο και ακόμα υποτιμημένο κομμάτι της συνδεσιμότητας: Δηλαδή, τον συνδυασμό εκτεταμένης εμβέλειας, μεγάλης διάρκειας μπαταρίας και χαμηλού εύρους ζώνης.
