WiFi 未来：检验 802.11ad、802.11ah HaLow（及其他）
在短短 15 年的时间里，WiFi 已经从一种迟钝的技术发展成为一种强大而通用的技术。因为它现在在数亿人的生活中扮演着不可或缺的角色，它几乎在不断地得到改善。但这些变化是否会带来消费者和公司正在寻找的两个最重要的东西：范围 和速度 ?
为实现这些目标，最近采用了三种 WiFi 标准。但在我们仔细研究这些标准之前，让我们退后一步，简要回顾一下 IEEE 标准的历史。电子和电子工程师协会是一个专业协会，作为电子通信的权威。 IEEE 为电信和信息技术等行业的通信制定了标准和协议。 IEEE 批准的每个标准都由一个唯一编号指定。 802 是用于需要区域网络的任何协议或修正案的前缀。 例如，以太网局域网 (LAN) 的标准由 802.3 指定，蓝牙个人局域网 (PAN) 的标准由 802.15 指定。 无线局域网（本文的主题）由 802.11 指定。
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1997 年，IEEE 发布了无线局域网 (WLAN) 通信的基本标准，他们将其称为 802.11。 在随后的几年中，对该标准进行了多次修订。
在这里，我们将重点介绍三个最近创建的 WiFi 网络选项：
- 802.11ah (HaLow) ，专为低数据速率、长距离传感器和控制器而设计。
- 802.11af ，为类似于 HaLow 的应用程序创建。 （此网络选项依赖于未使用的电视频谱，而不是 2.4 GHz 或 5 GHz 频段进行传输。）
- 802.11ad ，专为数千兆位速度（无线）和高性能网络而设计。
在对这三个标准进行全面介绍后，我们将回顾 802.11 家族的其余部分。
802.11ah (HaLow)—2016
大多数 WiFi 标准（包括 A、B、G、N 和 AC）都在 2.4 GHz 或 5 GHz 下运行。这种相对较高的数据速率带来了较低的灵敏度。因此，如果您在建筑物的二楼有一个连接 WiFi 的恒温器，而在地下室有一个 WiFi 路由器，那么如果您使用传统的 802.11n，它可能真的很难连接恒温器。
为了增加相对较短的 WiFi 范围——特别是对于不需要高数据速率的物联网传感器——引入了 802.11ah。 HaLow（因为它的昵称）是 900 兆赫的 WiFi，用于远距离数据传输 .
HaLow 理论上还解决了低功耗 .例如，HaLow 使用目标唤醒时间来减少设备保持连接到网络所需的能量。它通过让设备以定义的时间间隔（例如每 15 秒几毫秒）唤醒很短的时间来接受消息来实现这一点。这在概念上类似于 eDRX 如何帮助 LTE-M 省电。
谁可以使用 HaLow：
- 使用需要启用 WiFi 的传感器级技术的公司。
好处：
- 它能穿透墙壁和障碍物 比我们将在下面讨论的 802.11ad 等高频网络更好。
- 它非常适合短时间的突发数据 这不会消耗大量电力并且需要长途旅行——想想智能建筑应用，比如智能照明、智能暖通空调和智能安全系统。它也适用于智慧城市应用，例如停车场和停车计时器。
垮台：
- 900 MHz 没有全球标准。 目前，世界上 80% 的人使用 2.4 GHz WiFi，这意味着您可以在世界任何地方通过这些全球标准频段进行连接。但由于 900 MHz 没有全球标准，因此 HaLow 非常以美国为中心。
- AH 可用，但未使用 . HaLow 于 2016 年发布，但目前市场上没有使用该标准的单一产品。这可能部分是由于缺乏全球标准，但也可能是因为市场上存在更好地满足物联网需求的竞争技术。例如，Symphony Link 的数据速率甚至更低，这会增加链路预算。这意味着您将获得比 802.11ah 理论上更好的渗透率。 Symphony Link 和类似的技术也没有几乎相同的 IP 开销。 HaLow 需要支持 IP 流量，但 Symphony 可以通过无线方式处理 TCP/IP 流量。
802.11af (AF)—2014
802.11af 利用 UHF 和 VHF 中未使用的电视频谱频率（即“空白空间”）来传输信息。因此，它赢得了“White-Fi”的绰号。由于这些频率介于 54 MHz 和 790 MHz 之间，因此 AF 可用于低功率、广域范围，例如 HaLow。
802.11af 于 2014 年发布，但由于多种原因从未真正起飞。首先，地理定位有很多复杂性。例如，如果您位于加利福尼亚州，您可能会被允许使用某个 UHF 频道，因为它在您所在的地区可用——但如果您前往华盛顿并尝试使用同一频道，那里的广播公司可能已经拥有该许可证。此外，无线电前端必须经过专门设计和过滤，才能在数百 MHz 的 UHF 频谱上工作。这意味着您永远无法在不支付数百或数千美元的情况下购买可以访问所有这些频道的设备。
谁可以使用它：
- 需要超长距离无线网络的组织。
好处：
- 因为 AF 可以同时使用多个未使用的电视频道，它适用于非常远距离的设备 — 可能长达数英里 — 具有高数据速率。
垮台：
- 需要昂贵的特定频段硬件。
- “空白空间”频道并非随处可用，尤其是大城市。
- 与 HaLow 一样，802.11af 不是全球标准 ——这是美国/加拿大特有的。而且由于频谱认证是一个逐个国家的过程，设备制造商不太可能在他们的设备中添加 AF，除非他们必须这样做。
802.11ad (AD)—2012
802.11ad 与 AH 完全不同。虽然 AH 是一种潜在的低功耗广域网 (LPWAN) 选项，但 AD 是 60 GHz WiFi 非常适合 非常 高数据速率， 非常 短距离通信。 事实上，AD 是一种光纤替代品，可以实现比 802.11n 快 50 倍的速度。
AD 并没有因为它的市场如此狭窄而起飞。除了，在非常小的网络中，没有多少人需要数千兆位的速度 那些需要无线传输原始视频的人。
谁可以使用它：
- 需要使用非常短距离的设备（例如无线原始视频流）扩展带宽的企业级组织。
好处：
- 适用于高数据速率文件传输和通信。 在 8 gbps 时，AD 比 802.11n（在 2007 年推出时被认为是最快的协议）快 50 倍。事实上，这个协议是如此之快，以至于根据 Fast Company 的这篇文章，AD 有可能“启用全新类别的设备”，例如“感觉与本地连接的无线硬盘驱动器一样快”。
垮台：
- 这些芯片的制造成本非常高 ，这使得设置成本高昂。
- AD 提供非常短的射程 .当你真的 60 GHz 等高频，短距离通信是理想的。如果您旁边有路由器，这不是问题。但如果您要穿墙，则需要额外的路由器。
- AD 不是公认的国际标准 .
- 几乎不需要 802.11ad 提供的那种速度。 在大多数情况下，通过普通 WiFi 发送的高度压缩的视频（例如 Apple Video 和 Chromecast）对大多数消费者来说已经足够了。
过去和当前的其他 802.11 修正案
图形由 Microwaves &RF 提供
802.11a (1990)： “WiFi A”——也称为 OFDM（正交频分复用）波形——是第一次修订，在标准完成两年后发布。该修正案定义了 5 GHz 频段扩展，这使得 WiFi A 更加灵活（因为 2.4 GHz 空间挤满了无线家庭电话、婴儿监视器、微波炉等）。
802.11b (2000)： 作为最早广泛使用的协议之一，“WiFi B”的覆盖范围和传输速率比 802.11a 有所提高，但按照今天的标准，它的速度非常慢（最大为 11 mbps）。 802.11b 定义了 2.4 GHz 频带扩展。该协议仍受支持（80% 的 WiFi 运行在 2.4 GHz），但该技术已不再生产，因为它已被更快的选项所取代。
802.11g (2003)： “WiFi G”在 B 之后三年上市，提供大约 5 倍的传输速率，为 54 mbps。它以更高的数据速率定义了 2.4 GHz 频带扩展。它的主要好处是更快的速度，这对消费者来说很重要。然而，如今，这些速度还不足以跟上家庭中启用 WiFi 的设备的平均数量或来自许多设备的强大无线连接。
802.11n (2007)： “WiFi N”在传输速率方面提供了另一个显着改进——300-450 mbps，具体取决于天线数量和范围。这是第一个在 2.4 GHz 和 上运行的主要协议 5 GHz。这些传输速率允许以比以往更快的速度传输大量数据。
802.11ac (2013)： 2013年，推出“WiFi AC”。 AC 是所谓“千兆 WiFi”的第一步，这意味着它提供近 1 gbps 的速度，相当于 8000 mbps。这大约比 802.11n 强大 20 倍，使其成为重要且广泛使用的协议。 AC 在 5 GHz 频段上运行，这一点值得注意——因为它的使用不那么广泛，就速度而言，您将具有优势，尽管更高的频率和更高的调制率意味着范围更有限。 2016年，对AC进行了修订以提高其性能。
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两年前，我们认为 HaLow、AD 和 AF 是 WiFi 经历了惊人转变的明确证据——但我们也预计这三种协议在发布后都会得到广泛应用。 事实证明，他们的采用率从低到不存在。 IEEE 仍会定期审查 802.11 协议的修订，因此我们很想知道未来几年会发生什么！ 
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