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更高的频谱利用率和省电效果促进Wi-Fi在物联网领域的应用 2022-08-15

作为长期以来高速网络连接的支柱,最新版本的Wi-Fi引入了新的技术变化,将为无线传感器网络提供更大的支持.Wi-Fi 6带来了数据吞吐量和频谱利用率的双双提升,允许接入更多的网络设备

作为长期以来高速网络连接的支柱,最新版本的Wi-Fi引入了新的技术变化,将为无线传感器网络提供更大的支持。如今的Wi-Fi表现非常优异,以至于有可能成为其自身成功的牺牲品。消费者对公共Wi-Fi接入点(AP)的需求非常巨大,以至于这些网络的问题开始显现。在商场和图书馆等公共场所,令人沮丧的慢速Wi-Fi服务现在已经司空见惯。

但是一个新的解决方案正在出现——IEEE802.11ax(也称为“Wi-Fi 6”),并在今年早些时候获得了Wi-Fi联盟的批准,它专为满足公共、商业和密集部署的要求而设计。技术进步包括流媒体问题修复,为来自单个AP的更多设备提供支持,也为基于Wi-Fi 6的物联网传感器网络提供支持。

更快、更高效

Wi-Fi 6带来了数据吞吐量和频谱利用率的双双提升,允许接入更多的网络设备,同时保持良好的连接服务。例如,新的正交频分多址(OFDMA)功能使设备可以通过与网络上的其他设备共享带宽来增加容量,从而使用少于一个信道带宽。

此外,这些技术进步也使得与连接设备之间的响应速度更快。物联网应用也将受益,因为在之前的技术版本难以应对多个传感器的情况下,Wi-Fi 6可以轻松管理大型传感器网络。

新版本的Wi-Fi还为智能家居和智能工业应用带来了重大的技术进步—— “目标唤醒时间”(TWT),这一技术改进相比前几代Wi-Fi省电效果是巨大的进步。在使用该技术时,客户端设备会与接入点协商唤醒时间,因此客户端不需要保持唤醒状态来维持无线连接。

省电与更高的安全性

接入点可以将大量的客户端请求聚拢为更少量触发传输的机会。带来的优势是更高效、无竞争的信道使用,以及显著节省客户端设备的功耗,在同类应用中功耗可节省高达80%。这使得具有长电池续航的物联网设备更加可行。

Wi-Fi 6还通过使用Wi-Fi Protected Access 3 (WPA3,尽管这是为Wi-Fi 6单独推出的) 带来了更高的安全性。WPA3使用对等实体同时验证(Simultaneous Authentication of Equals,简称SAE)协议,而不是旧版WPA2中常见的预共享密钥(Pre-Shared Key,简称PSK)协议。与PSK相比,SAE拥有更强大的加密技术。

Wi-Fi 6的另一个重要优势是,它可以让物联网传感器通过路由器直接连接到云端,而无需支付额外的数据订阅费用。与其他短程无线解决方案相比,这种技术更高的数据吞吐量使无线安全摄像机和高清视频门铃等新用例成为可能。在传输大量数据时,更高的数据吞吐量也可以作为蓝牙的补充——比如可穿戴设备中的音乐串流媒体。

主要联盟支持

“连接标准联盟” 支持Wi-Fi 6作为智能家居的基础性技术。该组织的目标是缓解使用不同无线协议连接设备所面临的挑战,而Nordic Semiconductor正是这个组织的成员之一。Matter作为该联盟统一基于IP的连接协议,除了可以在以太网和Thread (为了便于调试,低功耗蓝牙) 上运行外,它还能够在Wi-Fi 6 (以及更老的版本)上运行。

“连接标准联盟”的这一举措将见证“边界路由器”被广泛引入。这类设备并不是一个新概念,但在此之前,供应商一直被迫开发自己的解决方案。这种产品是一种特定类型的路由器,它使用其他物理层(如Wi-Fi)提供从IEEE802.15.4网络到相邻网络的连接。边界路由器可以嵌入到智能音箱和照明等家电中,使基于互联网协议(IP)的网络连接为供应商和消费者带来更多便捷。

Nordic也将Wi-Fi 6视为物联网的决定性力量。公司于2020年底收购了英国Imagination Technologies的Wi-Fi开发团队和相关的IP技术资产。

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