标准和发展版本 wifi标准写法

随着电脑、电子技术的提高 。无线通信技术的蓬勃进步 。过去几年中出现了一些新的无线标准:Zigbee、 Z-Wave、LoRa、LTE-M、NB-IoT、Wi-Fi 802.11ah(HaLow)和802.11af(White-Fi)等 。
以下是之中最受欢迎的几个标准 。本文将简要讲解它们的功能和优点:

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部分协议比较
Zigbee:专有、短距离、低成本且安全
Zigbee与蓝牙类似 。是一种低功耗、低资料速率、近距离自团队无线互联网络 。支持网状网络拓扑 。使用了IEEE 802.15 WPAN规范 。提供250 kbps、40 kbps和20 kbps的资料速率 。就只能在10至100米的周围内事件 。Zigbee网状网络可以包含多达65000个设备 。这是蓝牙LE可以支持的两倍 。
Zigbee于1998年开始构思 。2003年标准化 。并于2006年进行了修订 。Zigbee的名字来源于蜜蜂的摇摆舞 。其商标归Zigbee联盟全部 。该联盟负责保护和发布Zigbee标准 。根据其网址消息展现 。世界有数亿台使用Zigbee技术的设备 。
Zigbee非常受物联网设备创造商的青睐 。它提供了客户需要的往往一般状态基础功能(连接性、周围、安全值得信赖的保障性) 。并且作为开放行业标准 。它允许与所有Zigbee认证的设备进行互操作 。OEM厂商最重要的抱怨是加入联盟的成本、认证和缺乏开放GPL许可证 。因为OEM一定要变成联盟的成员才能使用其技术 。
Zigbee主要用来家庭全自动化应用 。如AI智能照明、AI智能恒温器和家庭能源监控 。它还常用来工业全自动化、AI智能仪表和安全系统 。
Z-Wave:短距离、低成本、高可靠
Z-Wave与ZigBee差不多 。是一种基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术 。Z-Wave的结构是源路由网格网络 。即全部设备都连接到一个中心集线器 。往往一般是wifi网络路由器或网关 。网络本身由三个层组成 。它们协同作业 。以保证全部设备都能够同一时间通信 。无线电层定义了信号在网络和无线电硬件之间的交换方法 。而网络层则确认怎么样控制节点和设备之间交换的资料 。此外 。应用层将消息分配给特殊的应用应用程序 。以便完成类似于开灯这样的任务 。
Z-Wave的事件频带为908.42MHz(美利坚)~868.42MHz(欧洲) 。选用FSK(BFSK/GFSK)调制方法 。资料传输速率为9.6 kbps 。信号的有效覆盖周围在室内是30m 。室外可超过100m 。适合于窄宽带应用场合 。
Z-Wave技术设计用来住宅、照明商业控制以及状态读取应用 。例如抄表、照明及家电控制、HVAC、接入控制、防盗及火灾检测等 。Z-Wave可将所有独立的设备转换为AI智能网络设备 。从而可以实现控制和无线监测 。Z-Wave技术在最开始设计时 。就定地点在于AI智能家居无线控制领域 。选用小资料格式传输 。40kb/s的传输速率足以应 。与同类的其他无线技术相比 。坐拥相对较低的传输频率、相对较远的传输距离和一定的售价优势 。
LoRa:专有、远程、实惠且安全
类似于Zigbee 。LoRaWan是一项专有技术 。由非营利团队LoRa联盟定义和控制 。主要区别在于 。Zigbee是一种短程物联网协议 。旨在将多个设备密切连接起来 。而LoRa专门把小心力研究于广域网 。
LoRa特别适合用来远程通信 。其调制方法相对于其他通信方法大大的增加了通信距离 。可广泛应用来各种场合的远距离低速率物联网无线通信领域 。例如全自动抄表、楼宇全自动化设备、无线安防系统、工业监视与控制等 。有着体积小、功耗低、传输距离远、抗干涉实力强等特点 。可根据实际应用状态对天线增幅进行调节 。
LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构 。在这种网络架构中 。LoRa网关是一个透视的中继 。连接终端设备和服务器 。网关与服务器通过标准IP连接 。而终端设备选用单跳与一个或多个网关通信 。全部的节点均是双向通信 。LoRa网关和模块间以星形网方法组网 。而LoRa模块间理论上可以点对点轮询的方法组网 。但是点对点轮询效率要远远低于星形网 。网关可以实现多通道并行接收,同一时间处理多路信号 。这大大的增加了网络容量 。
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LoRa网络构成
但随着LoRa设备和网络部署的增多 。其互相之间会出现一定的频谱干涉 。
LTE-M:蜂窝技术
LTE-M是一种专为满足物联网或机对机通信应用要求而设计的蜂窝技术 。LTE-M是移动电信运营服务商的无线系统 。获取了行业协会GSMA和3GPP标准团队的支持 。LTE-M的主要优点之一是有着世界连通性的潜力 。并且它是唯一适合很长时间跟踪移动物体的系统 。GSMA表示:“该技术可改善室内和室外覆盖周围 。支持非常多的的低吞吐量设备、低延迟灵敏度、超低设备成本、低设备功耗的网络架构 。”
由于LTE-M是通过蜂窝网络事件的 。因此可用来监测、控制和接收在运输工具(例如卡车、高铁、船等)中的IoT设备的消息 。当LTE网络不可用时 。系统可以退回到WCDMA(3G)或GPRS/EDGE(2G)来坚持连接 。
LTE-M还基于蜂窝基站定位提供定位服务 。不用使用GPS或Galileo等基于卫星的系统 。对于需要为其设备配备基础定位系统的OEM来说 。此功能可节省非常多的成本 。
然而 。LTE-M的最重要的优势是安全值得信赖的保障性 。蜂窝连接的设备需要装有SIM芯片 。它可以嵌入电路板中 。并在工厂进行预配 。设置密钥和签名 。只要为SIM卡配置了嵌入式密钥 。在没有对设备进行物理访问的状态下 。就无法改写这些密钥 。
SIM是可提供NSA Suite B AES-256加密和身份认证的安全模块 。
LTE-M的另外一个优点是即便在停电期间也完整可以坚持连接 。由于它连接到蜂窝网络 。因此不需要接入点(AP) 。只要物联网设备电池正常事件 。它就可以坚持连接状态 。
这其实就是为什么基于蜂窝的物联网连接被广泛应用来电网、家庭、办公室安全和车队管理等重要应用 。
LTE-M唯一的问题是成本高 。要使用该系统 。需要订购运营服务商服务 。每一个连接的设备中都需要有一个SIM卡 。
NB-IoT:蜂窝技术
NB-IoT构建于蜂窝网络 。只消耗大约180kHz的带宽 。可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络 。以降低部署成本、实现平滑升级进化 。
NB-IoT聚焦于低功耗广覆盖物联网市场 。是一种可在世界周围内广泛应用的新兴技术 。其有着覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点 。NB-IoT使用License频段 。可采取带内、守护带或独立载波三种部署方法 。与现有网络共存 。
NB-IoT具备四大特点:一是广覆盖 。将提供改进的室内覆盖 。在一样的频段下 。NB-IoT比现一些网络增幅20dB 。等于提高了100倍覆盖地区的实力;二是具备支撑连接的实力 。NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接 。支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;三是更低功耗 。NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本 。企业预期的单个接连模块不超过5美元 。
White-Fi和HaLow:低成本、周围扩大 。但安全值得信赖的保障性低
IEEE 802.11af(White-Fi)和IEEE 802.11ah(HaLow)均使用先前授权的频谱 。并且不会干涉2.4 GHz和5 GHz频带中的古典Wi-Fi信号 。也不可能干涉2G和3G蜂窝网络 。部分频谱与美利坚使用的某些LTE信道共享 。
White-Fi使用的是广播电视转向数字地面电视以及曾经的一些UHF频道终止运作时释放出去的数字红利 。在美利坚和欧洲 。对数字红利频谱的使用有不一样的规定 。连接的设备需要定时寻觅可用的频率 。
HaLow将Wi-Fi扩展到900 MHz频段 。使传感器和可穿戴设备等应用要求的低功耗连接变成可能 。由于此频率可不要钱用来基础通信 。因此HaLow是IoT的首选Wi-Fi标准 。
HaLow的最重要问题是在世界周围内的未许可频谱不统一:HaLow在美利坚的事件频率为900 MHz 。在欧洲为850 MHz 。在华夏为700 MHz 。在非常多国家甚至没有事件频谱 。
【标准和发展版本 wifi标准写法】由于低频带的特性 。这两种技术都不适合高速或大容量的资料传输 。但是 。它们可以用来为非常多的部署的设备提供连接 。
HaLow可以提供低至150kbps的资料速率 。
对于新一代低功耗设备来说 。低于1 GHz的连接也是至关重要的 。它的电池寿命往往一般需要达到数年 。对于世界各地城市部署的数十亿个传感器和监控设备来说 。这种电池性能是必不可少的 。
HaLow还提供了一些节电功能 。例如目标唤醒时间(TWT)和交通指示图(TIM) 。使IoT设备能够在选定的时间间隔进行通信 。从而节省电池电量 。
2017年 。IEEE推出了另外一个针对物联网的Wi-Fi标准:802.11ax(后被正式更名为WiFi 6) 。与HaLow相比 。802.11ax的优势在于使用了2.4 GHz和5 GHz频带 。更加的适合于本地周围的物联网 。
在安全问题方面 。Wi-Fi缺乏对蜂窝网络上SIM卡提供的安全元件和硬件加密的守护 。但是 。要在大周围内部署数百或数千个无线传感器 。White-Fi和HaLow可以提供低成本的连接和良好的性能 。
什么是最适合您的选择?
如果你寻求的是一种低成本的解决问题方案近距离连接非重要设备 。那么Zigbee、Z-Wave或White-Fi可能是最好选择 。Zigbee的DotDot应用将帮助你研究与其他Zigbee设备兼容的解决问题方案 。前提是一定加入Zigbee联盟 。
对于远距离应用 。Lo-RaWan、LTE-M或NB-IoT是最好选择 。LTE-M是无敌大、最安全的 。也有蜂窝网络的支持 。但在售价上可能也是最昂贵的 。它能够保证世界连接 。可用来货运和车队管理 。
对于不需要定位服务或NSA级安全值得信赖的保障性的本地中型网络而言 。LoRa则是一个较好的解决问题方案 。
因此 。选择哪种解决问题方案完整取决于本身的要求 。客户可以根据自己的实际状态择优选择 。