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Sub-GHz無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——引領(lǐng)遠(yuǎn)距離、廣覆蓋連接應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2025-04-23 14:13:32點(diǎn)擊次數(shù):

引言:物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商萬(wàn)創(chuàng)科技3.18號(hào)在德國(guó)紐倫堡嵌入式世界大會(huì)上發(fā)布了世界上第一個(gè) Wi-Fi HaLow USB 適配器 VT-USB-AH-8108,它由MorseMicro MM8108 芯片組驅(qū)動(dòng),可集成到現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施如 Wi-Fi AP 中,具有即插即用的特點(diǎn),能提供高達(dá) 43Mbps 的連接速度,計(jì)劃于 2025 年第二季度上市上圖:Vantron 生產(chǎn)的 VT-USB-AH-8108 適配器,用于 Wi-Fi HaLow 連接。

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Vantron 生產(chǎn)的 VT-USB-AH-8108 適配器,

用于 Wi-Fi HaLow 連接

 

物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)按照傳輸距離、功耗、速率三個(gè)方面可分為:

1.傳輸距離:短距(藍(lán)牙/Zigbee/WiFi,智能家居)→中距(LoRa/Sigfox,農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè))→長(zhǎng)距(蜂窩/衛(wèi)星,廣域監(jiān)控);

2.功耗:高耗能(WiFi/蜂窩需持續(xù)供電)→低功耗(藍(lán)牙/LoRa電池續(xù)航數(shù)年);

3.速率:高速(5G/WiFi6/WiFi7視頻傳輸)→中低速(NB-IoT智能表計(jì))。

 

從是否連接蜂窩網(wǎng)絡(luò)的角度又可分為蜂窩與非蜂窩技術(shù)應(yīng)用。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)(如4G/5G/NB-IoT)的特點(diǎn)強(qiáng)覆蓋、高速率、高可靠,但功耗與成本高,適用車(chē)聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等實(shí)時(shí)場(chǎng)景;非蜂窩物聯(lián)網(wǎng)(如LoRa/Zigbee)的優(yōu)勢(shì)是超低功耗、低成本、海量連接,但覆蓋與速率受限,適配農(nóng)業(yè)傳感、表計(jì)等低頻需求。兩者互補(bǔ)共存,蜂窩側(cè)重廣域高可靠,非蜂窩聚焦局域低成本,共同構(gòu)建完整物聯(lián)生態(tài)。

 

在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)飛速發(fā)展的今天,連接的需求已不再局限于高速率、低延遲的場(chǎng)景。對(duì)于智能城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用而言,遠(yuǎn)距離、廣覆蓋、低功耗、低成本的中低速率連接技術(shù)才是關(guān)鍵。而Sub-GHz頻段,憑借其優(yōu)異的傳播特性,正成為這些應(yīng)用的理想選擇。本文將重點(diǎn)介紹三種基于Sub-GHz頻段的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù):LoRa、Wi-SUN和WiFi HaLow,并探討它們?nèi)绾钨x能未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

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一、Sub-GHz頻段的優(yōu)勢(shì)

Sub-GHz頻段通常指頻率低于1GHz的無(wú)線通信頻段,例如433MHz868MHz、915MHz等。與2.4GHz等高頻段相比,Sub-GHz頻段具有以下優(yōu)勢(shì):

? 傳播距離遠(yuǎn): 波長(zhǎng)較長(zhǎng),繞射能力強(qiáng),能夠穿透墻壁、建筑物等障礙物,實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的通信距離。

? 覆蓋范圍廣: 單個(gè)基站即可覆蓋更大范圍,減少基礎(chǔ)設(shè)施部署成本。

? 功耗低: 傳輸相同數(shù)據(jù)量所需的能量更少,延長(zhǎng)設(shè)備電池壽命。

? 抗干擾能力強(qiáng): 相較于擁擠的2.4GHz頻段,Sub-GHz頻段干擾更少,通信更穩(wěn)定。


二、LoRa:低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)的領(lǐng)軍者

LoRaLong Range)是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的LPWAN協(xié)議,工作在Sub-GHz頻段,具有超遠(yuǎn)距離、超低功耗的特點(diǎn)。其優(yōu)勢(shì)在于:

? 超長(zhǎng)通信距離: 在視距條件下可達(dá)數(shù)十公里,城市環(huán)境中也可達(dá)數(shù)公里。

? 超低功耗: 電池供電的設(shè)備可工作數(shù)年甚至十年以上。

? 大容量: 單個(gè)網(wǎng)關(guān)可連接數(shù)千個(gè)終端節(jié)點(diǎn)。

? 低成本: 芯片和模塊價(jià)格低廉,易于大規(guī)模部署。

LoRa廣泛應(yīng)用于智能抄表、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資產(chǎn)追蹤、智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。


三、Wi-SUN:構(gòu)建智能城市和智能電網(wǎng)的基石

Wi-SUNWireless Smart Utility Network)是一種基于IEEE 802.15.4g標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線通信協(xié)議,主要工作在Sub-GHz頻段,具有自組網(wǎng)、多跳傳輸、高可靠性等特點(diǎn)。其優(yōu)勢(shì)在于:

? 自組網(wǎng)能力: 節(jié)點(diǎn)可自動(dòng)組網(wǎng),無(wú)需人工干預(yù),網(wǎng)絡(luò)部署靈活便捷。

? 多跳傳輸: 數(shù)據(jù)可通過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)中繼傳輸,擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。

? 高可靠性: 采用Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),具有路徑冗余,網(wǎng)絡(luò)可靠性高。

? 安全性強(qiáng): 支持多種加密算法,保障數(shù)據(jù)傳輸安全。

Wi-SUN廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)、智能城市、智能家居等領(lǐng)域。


四、WiFi HaLowSub-GHz頻段的WiFi新星

WiFi HaLowIEEE 802.11ah)是WiFi聯(lián)盟推出的針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn),工作在Sub-GHz頻段,具有遠(yuǎn)距離、低功耗、高容量等特點(diǎn)。其優(yōu)勢(shì)在于:

? 兼容WiFi 與現(xiàn)有WiFi設(shè)備兼容,易于集成和應(yīng)用。

? 遠(yuǎn)距離傳輸: 通信距離可達(dá)1公里,是傳統(tǒng)WiFi10倍。

? 低功耗: 采用節(jié)能機(jī)制,延長(zhǎng)設(shè)備電池壽命。

? 高容量: 支持大量設(shè)備同時(shí)連接。

WiFi HaLow可應(yīng)用于智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧零售等領(lǐng)域。

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五、總結(jié)與展望

LoRa、Wi-SUN、WiFi HaLowSub-GHz物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)各有優(yōu)勢(shì),能夠滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷深入,這些技術(shù)將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)向更廣、更深的方向發(fā)展。未來(lái),我們可以期待看到更多基于Sub-GHz頻段的創(chuàng)新應(yīng)用,為構(gòu)建萬(wàn)物互聯(lián)的智能世界貢獻(xiàn)力量。

需要注意的是, 每種技術(shù)都有其適用的場(chǎng)景和局限性,在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇。例如,LoRa更適合于低功耗、遠(yuǎn)距離、小數(shù)據(jù)量的應(yīng)用場(chǎng)景,而WiFi HaLow則更適合于需要較高數(shù)據(jù)傳輸速率和低延遲的應(yīng)用場(chǎng)景。

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康希通信推出的Sub-GHz頻段KCT810xL系列產(chǎn)品,在高功率、高線性度與低功耗之間實(shí)現(xiàn)了出色的平衡,使其能夠在保證通信質(zhì)量的同時(shí)最大限度地延長(zhǎng)設(shè)備的電池壽命。這對(duì)于智慧城市和智能工業(yè)等需要長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的設(shè)備而言,具有重要意義。KCT810xL系列產(chǎn)品支持多個(gè)主流物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議,包括LP-WANLoRaSigfox等)、WiFi HalowWi-SUN,增強(qiáng)了其在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。其在sub-GHz頻段下的表現(xiàn),進(jìn)一步提升了其在廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景中的可用性,尤其是在需要低功耗、遠(yuǎn)距離通信的應(yīng)用中更有其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。202410月,康希通信的 KCT8103L 產(chǎn)品在《電子發(fā)燒友》與慕尼黑華南電子展聯(lián)合主辦的 2024 第十一屆中國(guó) IoT 大會(huì)上,榮獲“IoT 年度創(chuàng)新產(chǎn)品獎(jiǎng)”。該產(chǎn)品專(zhuān)為 860MHz - 930MHz ISM 頻段物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì),集成功率放大器、低噪聲放大器和單刀雙擲開(kāi)關(guān),廣泛應(yīng)用于智能水表、電表、智慧城市和智能工業(yè)等領(lǐng)域。KCT8103L MorseMicro MM6108 參考設(shè)計(jì)成功合作,順利導(dǎo)入 Wi-Fi Halow 平臺(tái),在 TDD 模式下展現(xiàn)了高性能和高可靠性,滿足多樣化物聯(lián)網(wǎng)需求。KCT8102L 也在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域表現(xiàn)亮眼。作為一款專(zhuān)為 sub1GHz 頻段設(shè)計(jì)的射頻前端芯片,通過(guò)與聯(lián)芯通(濎通)合作 WiSUN 協(xié)議,并通過(guò)相關(guān)認(rèn)證,KCT8102L 為智能水表、電表等設(shè)備提供了穩(wěn)定的通信保障,進(jìn)一步豐富了康希通信在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的產(chǎn)品布局。



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