wifi标准写法(标准和发展版本)

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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：

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。

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。

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。

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