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EnglishSub-GHz無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)——引領(lǐng)遠距離、廣覆蓋連接應(yīng)用
引言：物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商萬創(chuàng)科技3.18號在德國紐倫堡嵌入式世界大會上發(fā)布了世界上第一個 Wi-Fi HaLow USB 適配器 VT-USB-AH-8108，它由MorseMicro的 MM8108 芯片組驅(qū)動，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，能提供高達 43Mbps 的連接速度，計劃于 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。
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、速率三個方面可分為：
1.傳輸距離：短距（藍牙/Zigbee/WiFi，智能家居）→中距（LoRa/Sigfox，農(nóng)業(yè)監(jiān)測）→長距（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）。
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）的特點強覆蓋、高速率、高可靠，但功耗與成本高，適用車聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療等實時場景；非蜂窩物聯(lián)網(wǎng)（如LoRa/Zigbee）的優(yōu)勢是超低功耗、低成本、海量連接，但覆蓋與速率受限，適配農(nóng)業(yè)傳感、表計等低頻需求。兩者互補共存，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、低延遲的場景。對于智能城市、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用而言，遠距離、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能未來物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
一、Sub-GHz頻段的優(yōu)勢
Sub-GHz頻段通常指頻率低于1GHz的無線通信頻段，例如433MHz、868MHz、915MHz等。與2.4GHz等高頻段相比，Sub-GHz頻段具有以下優(yōu)勢：
? 傳播距離遠： 波長較長，繞射能力強，能夠穿透墻壁、建筑物等障礙物，實現(xiàn)更遠的通信距離。
? 覆蓋范圍廣： 單個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，延長設(shè)備電池壽命。
? 抗干擾能力強： 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
LoRa（Long Range）是一種基于擴頻技術(shù)的LPWAN協(xié)議，工作在Sub-GHz頻段，具有超遠距離、超低功耗的特點。其優(yōu)勢在于：
? 超長通信距離： 在視距條件下可達數(shù)十公里，城市環(huán)境中也可達數(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： 單個網(wǎng)關(guān)可連接數(shù)千個終端節(jié)點。
? 低成本： 芯片和模塊價格低廉，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、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-SUN（Wireless Smart Utility Network）是一種基于IEEE 802.15.4g標準的無線通信協(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。其優(yōu)勢在于：
? 自組網(wǎng)能力： 節(jié)點可自動組網(wǎng)，無需人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)部署靈活便捷。
? 多跳傳輸： 數(shù)據(jù)可通過多個節(jié)點中繼傳輸，擴大網(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： 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 HaLow：Sub-GHz頻段的WiFi新星
WiFi HaLow（IEEE 802.11ah）是WiFi聯(lián)盟推出的針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無線通信標準，工作在Sub-GHz頻段，具有遠距離、低功耗、高容量等特點。其優(yōu)勢在于：
? 兼容WiFi： 與現(xiàn)有WiFi設(shè)備兼容，易于集成和應(yīng)用。
? 遠距離傳輸： 通信距離可達1公里，是傳統(tǒng)WiFi的10倍。
? 低功耗： 采用節(jié)能機制，延長設(shè)備電池壽命。
? 高容量： 支持大量設(shè)備同時連接。
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。
五、總結(jié)與展望
LoRa、Wi-SUN、WiFi HaLow等Sub-GHz物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)各有優(yōu)勢，能夠滿足不同應(yīng)用場景的需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷深入，這些技術(shù)將發(fā)揮越來越重要的作用，推動物聯(lián)網(wǎng)向更廣、更深的方向發(fā)展。未來，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)建萬物互聯(lián)的智能世界貢獻力量。
需要注意的是， 每種技術(shù)都有其適用的場景和局限性，在實際應(yīng)用中需要根據(jù)具體需求進行選擇。例如，LoRa更適合于低功耗、遠距離、小數(shù)據(jù)量的應(yīng)用場景，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)用場景。
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現(xiàn)了出色的平衡，使其能夠在保證通信質(zhì)量的同時最大限度地延長設(shè)備的電池壽命。這對于智慧城市和智能工業(yè)等需要長期穩(wěn)定運行的設(shè)備而言，具有重要意義。KCT810xL系列產(chǎn)品支持多個主流物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，包括LP-WAN（LoRa、Sigfox等）、WiFi Halow和Wi-SUN，增強了其在物聯(lián)網(wǎng)市場中的競爭力。其在sub-GHz頻段下的表現(xiàn)，進一步提升了其在廣泛的應(yīng)用場景中的可用性，尤其是在需要低功耗、遠距離通信的應(yīng)用中更有其競爭優(yōu)勢。2024年10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 IoT 大會上，榮獲“IoT 年度創(chuàng)新產(chǎn)品獎”。該產(chǎn)品專為 860MHz - 930MHz ISM 頻段物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計，集成功率放大器、低噪聲放大器和單刀雙擲開關(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 與MorseMicro的 MM6108 參考設(shè)計成功合作，順利導(dǎo)入 Wi-Fi Halow 平臺，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。作為一款專為 sub1GHz 頻段設(shè)計的射頻前端芯片，通過與聯(lián)芯通（濎通）合作 WiSUN 協(xié)議，并通過相關(guān)認證，KCT8102L 為智能水表、電表等設(shè)備提供了穩(wěn)定的通信保障，進一步豐富了康希通信在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的產(chǎn)品布局。
