由于物(wù)聯網市(shì)場非常的碎片化，不同的場景之下(xià)，對于連接技(jì)術(shù)也有不同的要求，這也使得目前在物(wù)聯網市(shì)場上(shàng)，有著(zhe)種類非常多(duō)的連接技(jì)術(shù)，比如Wi-Fi、藍牙、Zigbe等成本低(dī)廉的短距離無線連接技(jì)術(shù)，以及LoRaWAN和Sigfox等運行在非授權頻段的低(dī)功耗廣域網（LPWAN）技(jì)術(shù)，還(hái)有NB-IoT、eMTC、Cat.1等成本相(xiàng)對較高(gāo)的基于運營商網絡的蜂窩物(wù)聯網技(jì)術(shù)。
由于Wi-Fi和藍牙早已成為(wèi)了智能(néng)手機(jī)的标配，這也使得在消費(fèi)類物(wù)聯網市(shì)場，Wi-Fi和藍牙成為(wèi)了應用最廣的物(wù)聯網連接技(jì)術(shù)。但是在很多(duō)行業(yè)應用領域，由于對功耗、傳輸距離、成本等多(duō)方面有著(zhe)更高(gāo)的要求，這也使得Wi-Fi和藍牙應用較少。
雖然，相(xiàng)對于其他的短距離物(wù)聯網連接技(jì)術(shù)來說，Wi-Fi有著(zhe)傳輸速率更快、可直接接入互聯網、低(dī)時延的優勢，但是它的功耗和成本也更高(gāo)，傳輸距離也僅比藍牙高(gāo)一(yī)些，連接數量也有限。而這也限制了Wi-Fi技(jì)術(shù)在更為(wèi)廣闊的物(wù)聯網市(shì)場的應用。
為(wèi)了進一(yī)步開(kāi)拓Wi-Fi技(jì)術(shù)在物(wù)聯網領域的應用，一(yī)方面，不少Wi-Fi芯片廠商開(kāi)始不斷推出更低(dī)功耗、更低(dī)成本的Wi-Fi芯片來争奪物(wù)聯網市(shì)場；另一(yī)方面，一(yī)些Wi-Fi芯片廠商也在大力推動Wi-Fi聯盟針對物(wù)聯網市(shì)場推出的Wi-Fi Halow技(jì)術(shù)的商用。
什麽是Wi-Fi Halow？有何優勢？
早在2016年(nián)3月(yuè)，Wi-Fi聯盟就(jiù)針對物(wù)聯網市(shì)場發布了一(yī)項無線局域網的物(wù)理層和媒體接入控制層協議，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(jì)術(shù)又(yòu)被稱為(wèi)Wi-Fi Halow。
由于Wi-Fi Halow可以運行在低(dī)于1GHz的頻段，這也使得其能(néng)夠保持相(xiàng)對較高(gāo)速率的基礎上(shàng)，實現更長(cháng)距離、更低(dī)功耗的連接，可以滿足很多(duō)對于傳輸速率、距離、功耗有著(zhe)更高(gāo)要求的物(wù)聯網市(shì)場的需求。
在傳輸速率方面，根據微信公衆号“知芯彙”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(xiàng)比Sigfox、LoRaWAN、Zigbee、Z-Wave、Bluetooth Low Energy、NB-IoT和其他專用的頻移鍵控（FSK）無線電(diàn)系統等競争性物(wù)聯網技(jì)術(shù)高(gāo)出了幾個(gè)數量級。
在傳輸距離方面，Wi-Fi Halow也可超過1公裡(lǐ)，僅次于Sigfox、LoRaWAN等遠(yuǎn)距離無線局域網技(jì)術(shù)。
在連接數量方面，Wi-Fi Halow的設計目标也是與NB-IoT以及5G下(xià)的mMTC（Massive Machine Type Communications）場景目标是一(yī)樣的，都是支持大規模的節點數關聯。根據知乎用戶@徐方鑫 分享的資料來看(kàn)，Wi-Fi Halow将AID的範圍從(cóng)2007擴展到(dào)8191，即Wi-Fi Halow每個(gè)接入單點的最大理論連接數可高(gāo)達8191個(gè)，并且不需要專用網關即可直接訪問互聯網。
△Wi-Fi Hallow的AID擴展到(dào)了8191
在功耗方面，Wi-Fi HaLow技(jì)術(shù)的關鍵設計标準之一(yī)是低(dī)功耗，使用電(diàn)池供電(diàn)的物(wù)聯網設備能(néng)夠運行數年(nián)。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、增加容量和設備密度。
另外，Wi-Fi HaLow與其他的Wi-Fi标準一(yī)樣，原生(shēng)支持IP網絡，簡化了對互聯網和基于雲應用程序的訪問，相(xiàng)比其他的物(wù)聯網連接技(jì)術(shù)來說，無需額外昂貴的基礎設施，如集線器(qì)、中繼器(qì)或網關等。綜合成本可以進一(yī)步降低(dī)。
根據“知芯彙”分享的圖來看(kàn)，與LoRaWAN等低(dī)功耗物(wù)聯網技(jì)術(shù)相(xiàng)比，Wi-Fi HaLow除了在覆蓋氛圍上(shàng)要差一(yī)些之外，在傳輸速率、電(diàn)池壽命、擴展性、易于IP網絡集成、安裝和運行成本方面都更具優勢。
與藍牙、Zigbee等短距離無線連接技(jì)術(shù)相(xiàng)比，Wi-Fi HaLow在覆蓋範圍、可擴展性、傳輸速率、電(diàn)池壽命、易于IP網絡集成、安裝和運行成本方面，也更具優勢。即便是與常規的2.4GHz WiFi相(xiàng)比，Wi-Fi HaLow除了傳輸速率略低(dī)之外，覆蓋範圍更大，電(diàn)池壽命也更高(gāo)，優勢明顯。
國(guó)内市(shì)場暫時受限，海外應用漸入佳境
由于Wi-Fi HaLow使用的是sub-1GHz頻段，主要是在750MHz—930MHz之間，而國(guó)内的750MHz—930MHz頻段主要被三大運營商及廣電(diàn)所掌握（廣電(diàn)擁有698MHz-806MHz頻段），這也使得Wi-Fi HaLow在國(guó)内市(shì)場應用受阻。
不過，在海外市(shì)場，一(yī)些國(guó)家和地區有開(kāi)放(fàng)一(yī)部分頻段出來，比如美國(guó)目前的902MHz至928MHz頻段、澳大利亞和新西(xī)蘭的915MHz至928MHz頻段、歐洲也在800MHz和900MHz頻段間劃出了7MHz的頻譜資源。此外，Wi-Fi聯盟還(hái)積極倡導Wi-Fi HaLow的全球統一(yī)接入頻譜在915MHz至925MHz範圍内。這也使得Wi-Fi HaLow在海外市(shì)場的有了用武之地。
前面提到(dào)，Wi-Fi HaLow技(jì)術(shù)相(xiàng)比低(dī)功耗廣域物(wù)聯網技(jì)術(shù)以及短距離無線連接技(jì)術(shù)都有著(zhe)不小(xiǎo)的優勢，特别是那些對于傳輸速率、傳輸距離都有著(zhe)較高(gāo)要求的物(wù)聯網應用（比如無線網絡高(gāo)清攝像頭、無人機(jī)WiFi圖傳）來說，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
雖然Wi-Fi HaLow技(jì)術(shù)在一(yī)些物(wù)聯網市(shì)場擁有很好的應用前景，但是目前Wi-Fi HaLow芯片供應商卻非常的稀缺。
據芯智訊了解，目前有在研發Wi-Fi HaLow芯片的廠商主要有Morse Micro Inc.、Newratek、Palma Ceia SemiDesign Inc.、Methods2Business和珠海泰芯半導體有限公司（以下(xià)簡稱“泰芯半導體”）。
雖然在為(wèi)數不多(duō)的廠商當中，大部分都是國(guó)外廠商，中國(guó)廠商僅有泰芯半導體一(yī)家，但是泰芯半導體卻是目前全球唯一(yī)實現量産并成功商用的Wi-Fi HaLow芯片供應商，其首款基于Wi-Fi Halow标準的SoC芯片型号為(wèi)TXW8301。
TXW8301詳解：更快、更遠(yuǎn)、更強
作為(wèi)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)作在750M~930M頻段，工(gōng)作的信道寬度為(wèi)1/2/4/8MHz，可提供最高(gāo)到(dào)32.5Mbps的物(wù)理吞吐量。同時芯片内部集成了百兆以太網/USB/SDIO/SPI/UART等接口，開(kāi)發者可以通(tōng)過這些接口與應用處理器(qì)對接。
相(xiàng)比常見(jiàn)的藍牙、Zigbee等短距離無線連接技(jì)術(shù)來說，TXW8301傳輸速率更快（最高(gāo)32.5Mbps）、傳輸距離更遠(yuǎn)（最大距離1公裡(lǐ)以上(shàng)），同時信号的穿透力也更強。
即便是與目前Wi-Fi使用的 2.4GHz 和 5GHz 頻段相(xiàng)比，TXW8301由于采用了更低(dī)的頻段（小(xiǎo)于1GHz），也具有以下(xià)三大優勢：
1）數據傳輸距離更長(cháng)，網絡覆蓋範圍更廣。具體表現：一(yī)是在相(xiàng)同的發射功率下(xià)，數據傳輸的距離更遠(yuǎn)，最大可達1公裡(lǐ)以上(shàng)（空曠的區域可達1.2公裡(lǐ)），如現行的Wi-Fi技(jì)術(shù)最大的數據傳輸距離僅為(wèi)100m，而該技(jì)術(shù)的傳輸距離是現行技(jì)術(shù)的10倍以上(shàng)。二是如果加大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(yī)步增大。且通(tōng)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，适合無線安防的應用。具體表現為(wèi)：提高(gāo)信号的繞射能(néng)力，因此數據具有更強的穿牆和穿過建築物(wù)的能(néng)力，可将通(tōng)信從(cóng)室内擴展到(dào)室外，極大的提高(gāo)數據穿透障礙物(wù)的能(néng)力。
3）無線終端沖突更低(dī)，無線傳輸質量更平穩。具體表現為(wèi)：提供了TWT（Target wake time）資源調度功能(néng)，TWT技(jì)術(shù)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”，從(cóng)而協商終端使用哪個(gè)TWT周期傳輸數據。使用了TWT技(jì)術(shù)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的特性和優勢，其可以廣泛的應用于無線高(gāo)清監控、無線網橋、無人機(jī)圖傳、智能(néng)家居以及智慧電(diàn)網等多(duō)個(gè)領域。
以傳統視頻監控應用為(wèi)例，比如在一(yī)些需要密集部署視頻監控的小(xiǎo)區、辦公樓、交通(tōng)樞紐，如果采用傳統的方案，因為(wèi)每個(gè)攝像頭都需要單獨進行布線（包括供電(diàn)線和數據傳輸線），部署的周期和成本會(huì)都比較高(gāo)，而且維護也并不是很方便。
如果将集成TXW8301芯片的NVR(Network Video Recorder 網絡硬盤錄像機(jī))作為(wèi)接入點AP，再将内置TXW8201的無線網絡攝像機(jī)（IP Camera）作為(wèi)終端可以布置在屋内或者戶外，可以輕松實現中距離的1拖8，并且保持高(gāo)清視頻傳輸（戶外距離600米實際測試結果每路(lù)攝像頭傳輸速率可以保持1Mbps以上(shàng)）。這也使得無線高(gāo)清監控視頻傳輸具有更強的穿牆和穿過建築物(wù)的能(néng)力，可将無線監控從(cóng)室内擴展到(dào)戶外。相(xiàng)比傳統的方案來說，不僅提升了性能(néng)和體驗，同時還(hái)極大的降低(dī)了部署成本和維護成本。
據芯智訊了解，目前泰芯半導體的TXW8301芯片已經被國(guó)内多(duō)家安防大廠的産品所采用。
另外，值得一(yī)提的是，TXW8301還(hái)支持移動導頻技(jì)術(shù)，更适合移動中的無人機(jī)、無人船(chuán)舶設備，加大發射功率後，最高(gāo)可支持3公裡(lǐ)範圍内的1080P高(gāo)清圖傳。
小(xiǎo)結：
通(tōng)過上(shàng)面的介紹，我們不難看(kàn)出，Wi-Fi Halow技(jì)術(shù)确實是一(yī)項非常具有市(shì)場潛力的物(wù)聯網連接技(jì)術(shù)，特别是在安防監控、無人機(jī)圖傳等領域前景廣闊。雖然目前國(guó)内Sub-1GHz頻段使用受限，限制了Wi-Fi Halow技(jì)術(shù)在國(guó)内的發展，不過，海外市(shì)場的需求正在快速增長(cháng)。