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定溫探測器二種 在 一六 · 台北 Instagram 的精選貼文
2021-08-19 01:02:09
《量子電腦的興起以及所帶來的影響》(上)⠀ ⠀ 本文編輯 | 張泳泰⠀ ⠀ 專欄文章 | 完稿日期2021/2/27⠀ ⠀ ❐前言⠀ 自古以來科技的進步時常為我們的社會帶來巨大的變革,從第一台電腦到人工智能,從利用細菌生產胰島素到器官移植,科技的突破都實實在在的影響著我們的生活與社會,那麼這篇文章希...
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定溫探測器二種 在 巴打台 Youtube 的最讚貼文
2020-05-02 13:00:07外星系主任 02 - 火星的生物 (廣東話)
https://youtu.be/H0R8mHUG9vg
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火星生命系指有關火星嘅生命。火星生命經常出現喺群眾娛樂中,如火星人。由於火星與地球自然環境相似,且火星氣候嚴寒,缺乏板塊構造,無大陸漂移現象,因此地質幾乎沒有改變。至少有三分之二嘅火星表面擁有35億年歷史,因此很有可能保存生物形成前嘅狀態。這些均引起了研究生命起源嘅學者對火星嘅興趣。
美國太空總署前首席研究員近日披露,早喺40年前,火星探測器維京號,就喺火星上嘅任務中發現生命跡象。
1976年,NASA將火星探測器維京號送热气星。《自由時報》報導,時任該團隊首席研究員嘅萊文, 10月10日喺著名嘅《科學人》雜誌發表文章指出,當時維京號喺火星表面上已發現生命存喺嘅積極證據。
萊文以其特立獨行且積極嘅研究風格著稱,佢喺過去數十年間一直堅持認為「人類可以證實發現地球外生命」。
萊文話,維京號上搭載嘅探測器將營養物置入火星土壤樣本,結果發現「有東西將食物吃掉,並留下代謝嘅氣態痕跡」。
為證實呢個系生物反應,該團隊對土壤進行高溫處理後重複前述步驟,這次就直头沒有出現反應。
唔過,NASA聲稱無法喺實驗室中複製實驗結果,並將上述發現定調為仿生物嘅化學反應,而非真實嘅生命。
而且喺此後嘅43年間,NASA再也沒有喺任何一具火星探測器上,裝設生命探測工具來追蹤這些生命,這引起外界諸多猜測。
NASA對火星上系否存喺生命嘅探索其實並未中斷,近日,美國航空航天局行星科學部主任吉姆.格林博士喺接受英媒採訪中表示,佢相信NASA很快就會揾到火星上嘅外星生命,並宣布声气。
格林對英國《電訊報》話:「這將系革命性嘅,好似哥白尼所講嘅,『唔,我地繞著太陽轉。』徹底革命性嘅,它將開啟全新嘅思路。」
佢同時也對此表示擔心,「我認為我地還沒有為此搅掂(心理)準備,還沒有。」
NASA計劃喺2020年7月發射「火星2020」探測器,希望它能得食地喺這顆「紅色星球」上尋揾到外星生命。
去年11月,美國國家航空航天局選擇傑澤羅火山口(Jezero Crater)作為火星探測器嘅著陸點,預計它將喺2021年2月18日降落喺這顆行星上,並展開探測活動。
萊文呼籲當局喺2020年嘅火星探測器上加設生命探測裝置。
NASA嘅2020年火星任務將與歐洲航天局(ESA)旗下、將鑽探火星地表之下嘅「火星太空生物」探測計劃(ExoMars)合作。
2020年火星任務還包括蒐集火星物質樣本,並將其帶回地球進行檢測。NASA指出,這將系首度展現取回這類樣本屎友嘅任務。這些樣本可以為研究人員一直喺尋揾嘅生命提供線索,並且它們很可能揭示出火星上某種生活形式。
ESA嘅探測計劃則將遵循類似軌跡,並朝火星岩石往下鑽約2米。格林認為,NASA和ESA嘅兩部火星探測車都很有機會揾到外星生命嘅證據。
「當我地喺90年代首次開始研究天體生物學時,便開始尋揾喺極端環境下生存嘅生命。」格林補充話,「我地曾深入到地表以下2英里(3.2公里),亦曾進入像系核廢料池這種大家認為什麼也無法生存嘅環境,結果這些地头都充滿生命。最重要嘅系,有水就有生命。」
佢認為,喺像火星這樣嘅「極端環境」中,某些微生物為了生存會「鑽入岩石內」。
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2020-05-02 13:00:00外星系主任 02 - 火星的生物 (國語)
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火星生命是指有關火星的生命。火星生命經常出現在群眾娛樂中,如火星人。由於火星與地球自然環境相似,且火星氣候嚴寒,缺乏板塊構造,無大陸漂移現象,因此地質幾乎沒有改變。至少有三分之二的火星表面擁有35億年歷史,因此很有可能保存生物形成前的狀態。這些均引起了研究生命起源的學者對火星的興趣。
美國太空總署前首席研究員近日披露,早在40年前,火星探測器維京號,就在火星上的任務中發現生命跡象。
1976年,NASA將火星探測器維京號送上火星。《自由時報》報導,時任該團隊首席研究員的萊文, 10月10日在著名的《科學人》雜誌發表文章指出,當時維京號在火星表面上已發現生命存在的積極證據。
萊文以其特立獨行且積極的研究風格著稱,他在過去數十年間一直堅持認為「人類可以證實發現地球外生命」。
萊文說,維京號上搭載的探測器將營養物置入火星土壤樣本,結果發現「有東西將食物吃掉,並留下代謝的氣態痕跡」。
為證實這是生物反應,該團隊對土壤進行高溫處理後重複前述步驟,這次就完全沒有出現反應。
不過,NASA聲稱無法在實驗室中複製實驗結果,並將上述發現定調為仿生物的化學反應,而非真實的生命。
而且在此後的43年間,NASA再也沒有在任何一具火星探測器上,裝設生命探測工具來追蹤這些生命,這引起外界諸多猜測。
NASA對火星上是否存在生命的探索其實並未中斷,近日,美國航空航天局行星科學部主任吉姆.格林博士在接受英媒採訪中表示,他相信NASA很快就會找到火星上的外星生命,並宣布消息。
格林對英國《電訊報》說:「這將是革命性的,就像哥白尼所說的,『不,我們繞著太陽轉。』徹底革命性的,它將開啟全新的思路。」
他同時也對此表示擔心,「我認為我們還沒有為此做好(心理)準備,還沒有。」
NASA計劃在2020年7月發射「火星2020」探測器,希望它能成功地在這顆「紅色星球」上尋找到外星生命。
去年11月,美國國家航空航天局選擇傑澤羅火山口(Jezero Crater)作為火星探測器的著陸點,預計它將在2021年2月18日降落在這顆行星上,並展開探測活動。
萊文呼籲當局在2020年的火星探測器上加設生命探測裝置。
NASA的2020年火星任務將與歐洲航天局(ESA)旗下、將鑽探火星地表之下的「火星太空生物」探測計劃(ExoMars)合作。
2020年火星任務還包括蒐集火星物質樣本,並將其帶回地球進行檢測。NASA指出,這將是首度展現取回這類樣本能力的任務。這些樣本可以為研究人員一直在尋找的生命提供線索,並且它們很可能揭示出火星上某種生活形式。
ESA的探測計劃則將遵循類似軌跡,並朝火星岩石往下鑽約2米。格林認為,NASA和ESA的兩部火星探測車都很有機會找到外星生命的證據。
「當我們在90年代首次開始研究天體生物學時,便開始尋找在極端環境下生存的生命。」格林補充說,「我們曾深入到地表以下2英里(3.2公里),亦曾進入像是核廢料池這種大家認為什麼也無法生存的環境,結果這些地方都充滿生命。最重要的是,有水就有生命。」
他認為,在像火星這樣的「極端環境」中,某些微生物為了生存會「鑽入岩石內」。
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譚新強:維珍銀河開太空旅遊新時代 是福還是禍?
文章日期:2021年7月16日
【明報專訊】恭喜維珍創辦人布蘭森(Richard Branson,也預祝7月18日他的71歲生日快樂)創下太空旅遊壯舉,7月11日,乘坐他自己旗下維珍銀河(Virgin Galactic)的團結號(VSS Unity)飛船,成為了第一位進入「太空」的富豪(billionaire)!另一有太空夢的富豪馬斯克(Elon Musk),去了新墨西哥州(New Mexico)為布蘭森打氣兼送行;連輸了牙骱戰的另一富豪貝索斯(Jeff Bezos)也有發賀電,但他應該輸得有點不服氣;他也打算在7月20日,乘坐他的藍色起源(Blue Origin)火箭升空,只差9日,更氣憤的是他必認為布蘭森未有真正進入太空。國際標準以100公里高空的卡門線(Karman Line)為界(貝索斯計劃升穿),但美國標準只是50英里,約80公里高度,今次布蘭森的團結號,最高點只飛至約85公里,所以美國認可他已到過太空,但不符合國際標準(其實也不奇怪,美國在任何事情上,都慣性採取雙標)!
隨着布蘭森今次的成功,正式打開太空旅遊(space tourism)的第一頁。整個旅程只1小時多,直上直落,未進入環繞地球軌道,無重狀態只歷時數分鐘,整個經驗其實較近似主題樂園的過山車!無論如何,布蘭森已號稱圓了人生之太空夢。况且這種極短的「差不多」太空旅程,最適合普羅大眾,毋須太多特殊訓練。乘客承受最大的壓力只約3g,比戰鬥機師高速轉向時承受的9g低很多,所以不需穿抗重力服(Anti-g suit)。
富豪太空遊具帶頭作用 碳排放量恐大增
維珍銀河收取的價錢也非常合理,只約25萬美元,全球能負擔此費用的人數以千萬計。布蘭森升空前,已收到約600名客人訂位,相信今次的成功後,必定客似雲來。YOLO(You Only Live Once,你只會活一次)心理驅使下,連我都有點心動!相對下,藍色起源的收費就昂貴很多,拍賣出一個將跟貝索斯同行的乘客座位,價錢竟高達2800萬美元!是否因為包含一個世界首富當伴遊溢價?
有分析師估計,現在太空旅遊業的價值已約2500億美元,未來將高速增長,到2030年,將升至8000億美元。除現階段這類無聊的「Space trip to nowhere」外,SpaceX和維珍銀河等,都有計劃發展較具實際運輸用途的次軌道太空飛行(Sub-orbital Spaceflights),如成功,北京飛紐約只需兩小時(大家請記住,即是說,比洲際導彈需時更短,因不需減速降落)!
太空旅遊當然吸引,但對地球有何影響?是否值得呢?布蘭森、貝索斯和尤其馬斯克,都自稱綠色戰士,支持環保和致力阻止氣候變化。但自從早前馬斯克大搞Bitcoin和Dogecoin等超秏能加密貨幣一役後,大家已知道他有點虛偽,經常自相矛盾和採取雙標。布蘭森自辯稱,他今次太空之旅的碳排放量,只約等如普通民航機來回倫敦及紐約,聽起來不算嚴重。但團結號今次航程200公里不到,倫敦及紐約來回距離約1萬公里,再者團結號只載6人,一般民航機載客近300人。有人計算過,團結號每乘客每英里的二氧化碳排放量為12kg,對比民航機,平均每位商務艙客人每英里的二氧化碳排放量只有0.2kg,差距60倍以上!另外,大家要知道,普通飛行已非常不環保,每位乘客來回倫敦及紐約一次的碳排放量,已約等如人均開私家車1年!3名富豪上太空數次,對氣候變化影響當然不大,但有不良帶頭作用。如太空旅遊變得普及化,影響就將大很多!
題外話,最近看到一些有關郵輪污染空氣的驚人數據。原來一艘中型郵輪的懸浮粒子(particulate matter, PM)排放量,已等如100萬輛汽車!有個2019年歐洲研究報告顯示,只是一家嘉年華郵輪公司的47艘郵輪,二氧化硫(sulphur dioxide)的排放量,已是2.6億輛歐洲汽車總排放量的10倍!簡直難以置信!原來即使最優質的郵輪燃料,含硫磺量也比歐盟汽車燃油標準高100倍。所以有人形容郵輪為利用最骯髒燃料推動的海上城市。除此之外,郵輪亦已儼然成為傳播各種病毒,包括新冠病毒(COVID)和諾如病毒(Norovirus)等的最佳實驗室。但近日見到有郵輪公司以抽獎遊戲,鼓勵市民接種疫苗,我建議大家參加其他較環保的抽獎遊戲,如商場消費券。其實近日已有人開始呼籲立法禁止郵輪旅遊。
火箭燃料噴出廢氣 臭氧層傷害難補救
言歸正傳,太空旅遊除對全球暖化有影響外,若火箭燃料包含端羥基聚丁二烯(Hydroxyl-terminated polybutadiene,HTPB)和一氧化二氮(Nitrous oxide),更可對臭氧層(Ozone layer)造成難以補救傷害。藍色起源自稱對比維珍銀河的另一優勢正是火箭燃料,他們用氫氣,噴出廢氣只是水蒸氣,而維珍銀河使用化石燃料對臭氧層傷害高百倍!但亦有人指出,製造氫氣的過程中,通常亦會製造大量碳排放。
若然太空旅遊只是一種沒有實際用途的奢侈品,反而對氣候變化有害,那麼為科學而進行太空探索又值得嗎?我非常支持太空探索,像我經常說,如美中能合作尋找ET,若找到,人類肯定較團結。但不幸,美國不止無意跟中國合作,特朗普在數年前竟成立了全新的太空軍(Space Force)部隊,極可能是違反國際禁止太空軍事化條約的!
另外,即使要探索太空,技術層面上,人類航天員可說是多餘的,大大增加成本,甚至阻手阻腳。維持生命的系統非常昂貴和複雜,需要氧氣、食物和洗手間等,更麻煩的是太空人需要返回地球,對太空旅程的時間和距離都有極大掣肘(人類駕駛戰鬥機也面對同樣問題)。無人太空探測器(space probe)簡單和成本低很多,更可一去不返,探索太陽系以外的銀河系,科學價值高很多。數十年前,美國的穿梭機,雖曾風摩全球一段時間(周星馳都是靠它走紅!),但最後的結論是浪費了大量資源和好幾條人命,反而剝削了其他更有科學價值的無人太空探測計劃。諾貝爾得獎物理學家溫伯格(Steven Weinberg)甚至認為這是美國停止在得州興建超導超大型加速器(Superconducting Super Collider,SSC)的主因之一,亦自此把實驗物理學的領導地位,拱手相讓給了歐洲核子研究組織(CERN)。
探索火星 為人類延續買保險
我唯一稍為支持的是人類探索火星,不是為了滿足人類的原始探險和征服宇宙欲望,真正出發點是為人類延續買個保險。如人類逆轉不了全球氣候變化,導致大量動植物絕種,和不斷出現各種新型病毒,威脅人類生存,或更簡單,美國繼續盲目攻擊和抹黑中國,最終發生大規模核戰,地球受到嚴重輻射污染,到最後可能真的只可寄望移民火星。
這計劃的成功機會極微,科學和技術挑戰實在很多。去火星的距離比月球遠得多,旅程最少半年以上,途中很大機會遇上閃焰(solar flares),如太激烈,可能輻射屏蔽(radiation shielding)也沒用,足以殺死航天員。即使成功抵達火星,回程問題更大,因為雖然火星比地球小,但地心吸力為地球的38%,所以要頗大火箭動力才能脫離火星的地心吸力。最可行的計劃是另外發射火箭,把一大堆製造燃料的機器預送到火星,希望能夠利用在火星上的二氧化碳和水,提煉成為甲烷(methane)作火箭燃料,推動太空船回航之甪!佩服此計劃的想像力,但成功機會有多少?
若想長期留在火星殖民,如何火星地球化(Terraform Mars),是個更大雖題。火星大氣層稀薄,亦缺乏氧氣,表面溫度亦太低,有人科幻式建議利用太陽能(或核彈),把火星的極地冰蓋(polar ice cap)融化,製造大量二氧化碳,或更誇張地找方法把火星其中一個月亮推向火星,利用此撞擊製造大量二氧化碳!這些都是天方夜譚吧!
發達國家 應訂更進取負碳排放目標
即使能做到,需時最少數百甚至數千年。但美國似乎冥頑不靈,仍不斷把世界推向第三次世界大戰邊緣,亦有可能美國對氣候變化不負責任,甚至再次退出《巴黎氣候協定》。其實對發達國家而言,2050年碳中和目標是不足夠的,因為發展中國家缺乏能力支付各種技術的「綠色溢價」(Green Premium),亦不應不公道地阻止他們遲起步的發展,所以發達國家應訂下更進取的負碳排放目標。面對這些巨大威脅,人類在地球上,還有多少時間呢?誰也不知道……
中環資產投資行政總裁
[譚新強 中環新譚]
https://www.mpfinance.com/fin/columnist2.php?col=1463481132098&node=1626376778390&issue=20210716
定溫探測器二種 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最讚貼文
IoT的快速發展迫使人們重新思考傳統Wi-Fi,Wi-Fi HaLow與傳統Wi-Fi有何不同?
TECHSUGARTECHSUGAR 發表於 2021年6月22日 15:00 2021-06-22
Wi-Fi就像是我們互聯世界的氧氣,是當今最普遍的無線網路協議,承載了超過一半的網際網路流量。「Wi-Fi 是一個通用術語,指的是經過二十多年發展而成的802.11協議家族。Wi-Fi聯盟是推動Wi-Fi應用和發展的組織,該組織用數字命名法,簡化了常用的幾代Wi-Fi名稱,例如,Wi-Fi 4 = 802.11n、Wi-Fi 5 = 802.11ac 、Wi-Fi 6 = 802.11ax。您正在家裡或工作場所使用的,很有可能就是這些類型的Wi-Fi。
儘管Wi-Fi 4/5/6無處不在,但物聯網(IoT)的快速發展,迫使人們重新思考傳統Wi-Fi,揭示技術差距,重新定義802.11協議在現今超低功耗物聯網設備的無線連接世界中應該發揮的作用。物聯網和機器對機器(M2M)應用,對遠端連接和低功耗的更高要求,促使人們需要另一種為物聯網而最佳化的Wi-Fi。
Wi-Fi HaLow(發音為HEY-low)協議,透過提供超低功耗的無線解決方案,填補了這一空白,與傳統Wi-Fi相比,該方案可以在更遠的距離和更低的功耗下,連接更多的物聯網設備。該協議於2016年得到了IEEE 802.11ah任務組的批准,被Wi-Fi聯盟稱為Wi-Fi HaLow。
Wi-Fi HaLow本質上是一款低功耗、遠距離、多用途的Wi-Fi版本,在免許可的1 GHz頻譜下運行。Wi-Fi HaLow標準結合了能效、遠端連接、低延遲、高解析度影片品質數據速率、安全功能和本地IP支持,是無線連接、電池供電的物聯網設備的理想協議選擇。讓我們仔細看看Wi-Fi HaLow和傳統Wi-Fi之間的一些主要分別,以及為什麼802.11ah協議非常適合物聯網應用的連接要求。
一種省電的協議
Wi-Fi HaLow為耗電的物聯網設備,提供了卓越的能效。IEEE 802.11ah規定的各種複雜的休眠模式,使HaLow設備能夠長時間處於極低功率狀態, 節省電池能量:
TWT(Target wake time):這允許工作站(STA)和存取點(AP)預先安排一個時間,喚醒休眠的節點以存取訊號。
RAW(Restricted access window):存取點可以授予工作站子集傳輸其資料的權限,而其他工作站則被迫休眠、緩衝非緊急數據或兩者兼而有之。
BSS(Basic Service Set )空閒期:這將工作站的「允許空閒期」延長至五年。
TIM(Traffic Indication Mapping ): 更有效地分組編碼TIM,節省信標(Beacon)的傳輸時間。
短MAC標頭:將低標頭傳輸虛耗、傳輸時間和功耗,並釋放無線電波頻段。
空值PHY協議數據單元(NPD):這將類似MAC的ACKs/NACKs嵌入PHY層,以減少時間和功耗。
短信標:短(有限)信標頻繁發送以同步工作站,而完整信標的發送頻率較低。
BSS著色機制:顏色分配表示特定接入點的BSS組,而站點可以忽略其他顏色。
雙向TXOP(BDT:Bi-directional TXOP):當喚醒工作站,發現存在用於傳輸的上行和下行訊框(Frame)時,會減少介質的存取次數。BDT使用實體層協議資料單元(PPDU)的訊號(SIG)字段中的響應指示,以增加對第三方工作站傳輸的TXOP持續時間保護。
該協議的高效休眠和電源管理模式,支援物聯網設備使用電池運行多年,以及多種靈活的電源和電池大小選擇,從採用鈕扣電池的短距離物聯網設備,到傳輸超過一公里的更高功率、採用更大電池的應用。與2.4 GHz和5 GHz頻段的Wi-Fi協議相比,該協議採用的sub-GHz窄頻訊號,傳輸距離更遠,能耗更低,讓每單位能耗可傳輸更多數據。
因此,Wi-Fi HaLow晶片所需的功率僅為傳統Wi-Fi晶片的一小部分。雖然傳統Wi-Fi的數據速率較高,讓使用者能夠在2.4 GHz、5 GHz和6 GHz頻段,使用寬頻頻道快速傳輸高解析影片和下載大量檔案,但這些Wi-Fi連接的有效距離很短,電池消耗很快,需要頻繁充電或更換電池,或者最好有一個主電源連接。基於這些原因,Wi-Fi HaLow是電源受限的物聯網設備的更好選擇,這些設備需要達到更遠的距離,並能用電池運行數年,同時仍然提供較高的數據吞吐量。
Wi-Fi HaLow的sub-1 GHz協議優化了滲透率、覆蓋範圍、功率和容量。
覆蓋範圍更廣
802.11標準涵蓋的頻率範圍非常廣泛,從sub-GHz到毫米波(mmWave)。Wi-Fi HaLow是第一個在免許可的sub-GHz頻段運行的Wi-Fi標準。Wi-Fi HaLow提供的數據速率,從幾百kb/s到幾十Mb/s不等,傳輸距離從幾十公尺到一公里以上。
與傳統Wi-Fi使用的最窄的20MHz頻道相比,Wi-Fi HaLow的sub-1 GHz訊號使用更窄的頻道,從1MHz到更窄。由於頻道中的熱雜訊較低,這種20倍的頻寬系數轉化為13 dB的link budget改進。與傳統的2.4 GHz Wi-Fi相比,750 MHz – 950 MHz之間的RF頻率,需要額外增加8dB-9 dB的link budget,進而節省自由空間傳輸損耗。此外,Wi-Fi HaLow協議增加了一個範圍最佳化的調變和編碼方案(MCS10),可提供額外的3dBlink budget改進。
總之,與傳統的2.4GHz IEEE 802.11n(Wi-Fi 4)相比,Wi-Fi HaLow提供了高達24dB的link budget改進。與頻率更高、頻寬更寬的802.11ac(Wi-Fi 5)和802.11ax(Wi-Fi 6/6E)協議相比,Wi-Fi HaLowlink budget優勢進一步增強,其使用頻寬更寬的5GHz和6GHz頻譜。這就解釋了為什麼Wi-Fi HaLow訊號的傳輸距離,是傳統Wi-Fi的十倍,而不需要網路擴展器。例如,電池供電的攝影鏡頭可以放置在家裡或車庫外牆更方便的地方。照明系統可以從單個AP控制,而不管燈具是在室內還是室外的花園裡。
為終端使用者提供無線物聯網解決方案,覆蓋數百公尺的距離,而無需額外的擴展器或昂貴的手機行動網路,是802.11ah協議的一個關鍵競爭優勢。Wi-Fi-HaLow的遠端覆蓋優勢,擴展了智慧型家居和智慧型城市網路的範圍,讓使用者能夠控制1公里以外的物聯網設備,遠遠超出了傳統Wi-Fi協議的覆蓋範圍。
訊號穿透力更強
一般來說:頻率越低,覆蓋範圍越遠,穿透障礙物的能力越強。Sub-GHz 的Wi-Fi HaLow訊號可以比傳統Wi-Fi更容易穿過牆壁和其他障礙物。與2.4GHz和5GHz頻段的Wi-Fi協議相比,住宅和商業建築的建築材料和布局的變化,對sub-GHz HaLow訊號的影響較小。Wi-Fi HaLow可以穿透牆壁和建築物,這有助於減少客戶投訴和產品退貨,這些問題有時會困擾使用傳統Wi-Fi的產品。
Wi-Fi HaLow使用正交分頻多工(OFDM)調變,來校正反射和多徑環境。無論設備製造商的產品是在室內還是室外,或者是在地下室還是閣樓,Wi-Fi HaLow都可以確保設備與接入點之間有穩健的連接。這種靈活性消除了提供專有集線器或橋接設備以補償不同家庭架構的額外成本和複雜性。
高度可擴展的解決方案
單個Wi-Fi HaLow接入點可以處理多達8191個設備,是傳統Wi-Fi接入點的4倍多。在可預見的未來,這足夠連接每個LED燈泡、電燈開關、智慧型門鎖、電動窗簾、恆溫器、煙霧探測器、太陽能電池板、監控攝影鏡頭或任何可想像的智慧型家居設備。典型的家庭Wi-Fi路由器,通常支援幾十種設備。當頻寬服務提供商在家居中進行部署時,單個Wi-Fi HaLow接入點可以成為一個可擴展的平台,用於提供額外的安全和公用事業管理設備和服務。
多種訊號傳遞選項,減少了管理和控制大量HaLow設備所需的開銷。這樣可以最大限度地減少訊號衝突,並為有源設備釋放無線電波,以便以最快的調變和編碼方案(MCS)速率傳輸更多數據。與傳統Wi-Fi一樣,HaLow可以根據訊號完整性和與接入點的距離,自動調整頻寬。預定義的MCS級別支持單流、單天線產品的頻寬從150 Kbps到40 Mbps,使用的頻寬從1 MHz到8 MHz,80 Mbps的能力也可通過使用可選的16 MHz寬頻道來實現。
Wi-Fi HaLow的星形網路拓撲結構、卓越的穿透力、廣闊的覆蓋面積和巨大的容量,將無線連接從難以部署和頻寬受限的網狀網路中解放出來,簡化了網路安裝,並將總體持有成本降至最低。
具有抗噪性的免許可頻譜
與採用2.4GHz、5GHz和6GHz頻段的傳統Wi-Fi一樣,Wi-Fi HaLow使終端使用者能夠擁有自己的設備並使用免許可的sub-GHz無線電頻譜,範圍從750MHz到950MHz。Wi-Fi HaLow的可用頻率範圍、最大傳輸功率和占空比,在世界各地有所不同。(例如,美洲可用的HaLow頻譜是902 MHz至928 MHz,而在歐洲是863 MHz至868 MHz)。
Wi-Fi HaLow在工業、科學和醫療(ISM)頻段內運行,可以使用多種頻段:1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz。頻寬越窄,訊號傳輸的距離就越遠。使用OFDM,以跨多個子頻道的數據包形式傳輸數據,這可以提高在具有挑戰性的RF環境中的性能,特別是當有來自其他無線電設備的強干擾時。前向錯誤更正(FEC)編碼也為恢復數據包提供了額外的保護,確保穩健的連接。
安全性和互通性
與其他IEEE 802.11 Wi-Fi版本一樣,Wi-Fi HaLow是一種固有的安全無線協議,支援最新的Wi-Fi認證要求(WPA3)和空中傳輸(OTA)AES加密,其數據速率可以實現安全的OTA韌體升級。
就像其他類型的Wi-Fi一樣,HaLow是一個全球公認的標準(IEEE 802.11ah),定義了連接設備如何進行安全認證和通訊。採用Wi-Fi HaLow的設備供應商,可以保證其產品和網路,將按照Wi-Fi聯盟的開髮指導來實現互通性。由於Wi-Fi HaLow是IEEE 802.11標準的一部分,Wi-Fi HaLow網路也可以與Wi-Fi 4、Wi-Fi 5和Wi-Fi 6網路共存,而不影響其RF性能。
本地IP支援
所有物聯網路都需要網路協議(IP)支持,以實現雲端連接。由於Wi-Fi HaLow是802.11 Wi-Fi標準,因此它提供本地TCP/IP支持。這種內建的IP功能,意味著物聯網連接不需要專有閘道器或橋接器。所有連接到具有Wi-Fi HaLow功能的路由器的客戶端設備,可以使用IPv4/IPv6傳輸協議,直接連結網際網路,以獲得基於雲端的服務和物聯網數據的管理。
HaLow效應:延伸範圍,拓展物聯網的可能性
傳統Wi-Fi的網路擁塞、範圍限制和較高的功耗,以及可連接到單個AP的設備數量有限,在當今物聯網設備的世界中已不再可行。這些限制阻礙了各行業出現的以物聯網為中心的新商業模式,這些模式需要更遠的距離、更大的容量、更靈活的電池和電源選項,同時最大限度地降低部署成本。
作為一種遠端協議,Wi-Fi HaLow支持那些2.4GHz和5GHz Wi-Fi無法達到的室內外物聯網應用,例如遠端監控鏡頭、門禁網路甚至無人機。其他潛在的使用案例包括大型公共場所,如體育場館、購物中心和會議中心,在這些場所,單個Wi-Fi HaLow接入點可以替代大量的接入點,無需複雜的網狀網路,簡化了安裝,降低了總持有成本。
工業物聯網、過程控制感測器、大樓自動化、倉庫和零售店等眾多應用,也將受益於這種遠端、低功耗協議,讓無數設備能夠在日益自動化的世界中保持連接。事實上,Wi-Fi-HaLow在傳統的802.11協議中因其覆蓋範圍、能效、容量和多功能性而脫穎而出。
附圖:▲Wi-Fi 4/5/6與Wi-Fi HaLow的比較
▲ 傳統的Wi-Fi 4/5/6協議,使用更高的頻率和更寬的頻寬來最大化吞吐量。
▲ 比較802.11n/ac(左)和802.11ah(右)的吞吐量與範圍。(資料來源:Sensors期刊(Basel )。2016年11月,IEEE 802.11ah:一種應對物聯網挑戰的技術,作者:Victor Baños-Gonzalez, M. Shahwaiz Afaqui, Elena Lopez-Aguilera, and Eduard Garcia-Villegas)
資料來源:https://www.techbang.com/posts/87835-wifi-halow-iot?fbclid=IwAR1P3nR4iV8V3ZhhOO4zX7GZ_9Tz4v5MBzLlCX3aXYbnOCVqPYi58LPFrmQ
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