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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🪅玩轉科學園 — 食玩住攻略
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【❤️‍🔥請細心閱讀內文，Innocell唔係個個都住得架！不過都可以去參觀下既】
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🛏4人套房住宿 - 試住價$440
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🎛設施方面，Innocell提供約3萬平方呎的公共空間，設有Game Zone、公共廚房、健身中心、酒吧、迷仔共享圖書樓梯、燒烤區等等！每層都好有特色，打卡位真係多到打唔完，中意影人像既你，係呢度逗留大半日絕對無難度🤣🤣！
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🗝入住程序：住客可透過其流動應用程式於住宿期管理、預訂設施及服務，更可利用程式內的電子支付功能進行各種交易，其他特點包括人面識別系統、手機觸控智能門鎖、語言操控房間內電燈開關等。
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第2️⃣站: WM Café and Bar 食午餐
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第3️⃣站: 打卡科學園地標
未黎過科學園，睇電視都應該有印象見過呢個巨型金蛋🤣！其實呢度有一段幾長既人工水池，周圍既綠化環境，都幾岩食飽飯係度散下步，影下優美環境相！
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第4️⃣站: 踩單車
去到5-6點冇咁曬既時候，不妨租架單車踩下！推介「Locobike」， 係一個共享單車App！Download個App就可以睇到邊度有單車最近你！

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第5️⃣站: Hunky Dory食晚餐
半開放式餐廳，餐外有一個小草地花園！估唔到星期日夜晚既科學園都有唔少人係度食飯！呢間主打英式韓式Fusion菜，幾中意佢地個芝士拉雞鍋，幾高質！

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❤️‍🔥特別鳴謝@florallabhk 既精緻玫瑰粉紅兔，抱住佢staycation 影相一流呀！

接下來是端午節，應該學屈原去跳河。

ChungChih Li：源起19世紀末在五月展開工運活動的傳統，第二共產國際大會將五月一日定為國際勞動節，那時最朗朗上口的口號是 8-Hour Day, 即ㄧ天工作八小時。一百多年後，臺灣落實了嗎？北市府落實了嗎？柯的助理們享受到了嗎？

我才不管天龍國是不是選他來換燈泡，或摔死在拍照的小編前，我完全瞧不起的，是這個人的知識層級，連一個高中生就能說出口的勞動節意義，居然變成是提倡勞動！真神奇。接下來是端午節，你應該去學屈原跳河。
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=3999397260118767&id=100001455979059

彭勤富：勞動節弄了張假掰的擺拍

結果還是一堆問題
1.沒切電源。勞動節宣傳不重視勞動安全🥴
2.連個梯子也沒有，勞動節宣傳不重視勞動安全。
3.手上連個燈泡也沒拍到，只拍到馬克杯的把手，很明顯就是要應付而已。
4.為什麼不拿個燈泡拍呢？因為往上拍就會被發現這樣根本搆不著，換不到燈泡。
5.結論就是整個團隊跟主子一樣廢，連幫女兒泡奶都躲的媽寶，不知道怎麼換燈泡也是正常的。
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=4334039106609283&id=100000097096318

林閣雍：柯文哲的志工攝影師。

勞動節柯文哲發了張換燈泡的照片，不過真正的勞工是不在畫面裡的攝影師，為了老闆柯文哲想選總統拍形象照。

是說照金牌霖的狀況⋯⋯

這個攝影師應該「當天」也不是勞工，是沒工資的「志工」。

#台北市長以前就是慣老闆
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=4112998402056569&id=100000393491774

Ning Hsiang-Hao：換電燈泡需要幾個麻省理工(MIT)的學生？
答：五個。
一個人設計不需要再更換的核子動力燈泡，
一個人想辦法讓波士頓其他地方還有電力可以用，
兩個人安裝燈泡，
一個人寫程式控制牆上的燈泡開關。

換電燈泡需要幾個哥倫比亞(Columbia)的學生？
答：七十六個。
一個人負責換電燈泡，
五十個人集會抗議電燈泡的權利不應被剝奪，
二十五個人集會聲援換電燈泡的行動。

換電燈需要幾個台北市政府的員工？
答：7+1+1+1個。
6個發言人死掉了，
1個阿北裝忙找人來拍他換燈泡，
1個拍照的，但因為今天是假日，所以他今天只能是志工，不能領薪水，
1個台民黨的黨工，用立法院的電吹冷氣幫阿北修圖上傳臉書，
1個珮7，正在發文控訴民進黨掌控媒體跟側翼，不報導我老公自己換燈泡好棒棒。
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=10158662533482605&id=518697604

叫不醒的都叫做遠方：
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=1162037090909510&id=589094784870413

無良公關：
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=119450563584514&id=102341705295400

【回顧】
一「政治上最危險就是不認錯，一例一休是例子」
一「【獨家】曾心梅4家包子店全收攤　悲吐被「一例一休」搞垮」
一「三重客運衝上人行道釀死傷 未給司機充分休息時間被罰40萬 - 生活 - 自由時報電子報」
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=1355034464636629&id=584986081641475

因為怕被梨泰院的粉絲殺死
我說明欄最後要附一個 不自殺聲明

因為不知道要做什麼影片
最近也是看了很多韓劇
那就一部一部拿出來講講好了
不是要吐槽 梨泰院真的很像鄉土劇
因為很不習慣這樣的拍攝
我覺得我的眼睛一直在飄移zzzzz

其實我整部只想説第六點而已XD
希望有人也跟我一樣有共鳴
如果還想推薦我看劇的
歡迎底下留言哦~~~

#暢聊放映室
#梨泰院Class教會我的六件事
#不用向別人說服自己是誰

崁入字幕錯字更正
03:06 然後不動【聲】色的改進

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交換禮物用摸的▸https://youtu.be/yFzzEcGlcrQ
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🔪不自殺聲明
本人在此特地聲明，謹此宣告，絕不自殺，絕不發生意外。
本人樂觀開朗，身體健康，近期至未來五十年之人生規劃都已妥當，交友廣闊，身無隱疾，且家中尚有老父老母需奉養，絕無任何自殺輕生之意圖。近期也未規劃前往外地旅遊踏青，生活作息正常，更無機會接觸木炭、毒藥、槍砲彈藥等危險管制物品。
本人並無任何使我困擾之慢性病或心理疾病，故絕不可能做出任何看似自殺之行為。
本人從無睡眠困擾，故不需服用安眠藥，更不會有服用過量的問題。
本人強調個人不酗酒也不吸毒。
。本人近期嚴守其身絕不會接近下列地點，例如：
1. 開放性水域以及偏郊積水攤
2. 任何無救生員之游泳池
3. 有高壓、危險氣體，或密閉式未經抽氣處理之地下室、蓄水池、水桶等
4. 無安全護欄之任何高處
5. 任何施工地點（拆政府除外），包括製作消波塊之工地
6. 任何以上未提及但為一般人正常不會前往之地點
。本人恪遵下列事項：
1. 開車或騎摩托車之前會檢查煞車部件、油門線等，並會在加油前關閉車輛電源與行動電話。
2. 絕不擅搶黃燈、闖紅燈。
3. 乘坐任何軌道類交通工具，本人一定退到警戒線後一步以上，直到車輛停妥。
4. 騎乘機車必戴安全帽；乘車必繫安全帶。
5. 絕不接近任何會放射對人體有立即危害的輻射之場所（如核電廠）或設備。
6. 颱風天不登山、不觀浪。
。本人將盡可能注意居家電器、瓦斯、火源之使用。
。本人居住之房屋均使用符合法規之電路電線，絕無電線走火之可能；
。本人絕對不在家中置放過量可燃性氣體或液體。
。浴室中除該有之照明外，不放置任何電器用品，
。睡覺前會關閉大量耗能電器，僅保持電燈、冰箱、電扇外之所有電器開關。
。本人絕不會與隨機的不明人士起衝突，並盡可能保護自我人身安全。
若本人被發現死亡，且現場無外力及打鬥掙扎痕跡，如在車內房間等等隱蔽場所，絕非本人自殺。
若網友在看完此聲明之後，近期或將來發現此帳號不再上線，請幫我討回公道，謝謝。