HaLow: дальнобойный Wi-Fi, который работает на расстоянии в несколько километров

Беспроводные технологии продолжают развиваться, и на днях в сети появилась информация о новом рекорде в отношении Wi-Fi HaLow, также известного как IEEE 802.11ah. Его удалось поставить компании Morse Micro, которая обеспечила стабильную связь на расстоянии примерно 3 км от источника. Подробности о рекорде и самом стандарте — под катом.

Что там за многокилометровый Wi-Fi у Morse Micro?

Компания провела несколько тестов, и ей удалось подтвердить перспективные возможности стандарта Wi-Fi HaLow в плане обеспечения надёжной связи на больших расстояниях. Стоит отметить, что он применяется скорее в качестве дополнения к «традиционному» Wi-Fi.

Исследователи смогли установить и поддерживать соединение между гаджетами, которые удалены друг от друга примерно на 3 км. Конечно, читатели статьи в курсе того, что для обычного Wi-Fi это недостижимое расстояние, поскольку он «бьёт» на несколько метров и всё. Конечно, есть репитеры, усилители и т. п., но речь о сигнале одного приёмопередатчика без ухищрений.

Стоит отметить, что команде исследователей удалось не просто установить рекорд ради рекорда, но и обеспечить нормальное качество и скорость связи. Так, на расстоянии в полкилометра между сопряжёнными устройствами информация передавалась «по воздуху», с каналом в 11 Мбит/с, что составляет около 1,4 мегабайта в секунду. На максимальной дальности скорость просела до 1 Мбит/с.

Как и говорилось выше, всё это — не для замены Wi-Fi, обычная беспроводная сеть на небольших расстояниях работает отлично. Wi-Fi HaLow стоит использовать там, где связь нужна на относительно большой дистанции при отсутствии сотовой сети или проблемах с ней. Стоит отметить, что достоинство стандарта — это ещё и более низкое энергопотребление.

А что это вообще за связь такая? Новинка?

Нет, стандарт был опубликован ещё в 2017 году. Давайте посмотрим, как он отличается от традиционного Wi-Fi и каким образом вообще работает.

Он связан с нелицензируемым диапазоном частот менее 1 ГГц. Достоинство, как и говорилось выше, ещё и в том, что модули более энергоэффективные, с меньшим latency плюс высокой скоростью передачи и хорошо проработанными функциями безопасности. Выше показана таблица сравнения обычной Wi-Fi-связи и HaLow.

Благодаря тому, что этот стандарт менее прожорливый в плане потребления энергии, модулями с ним выгодно оснащать IoT-устройства, обеспечивая продолжительный период автономной работы. При этом такие девайсы смогут получать и передавать данные на больших, чем обычно, расстояниях. Узкополосные сигналы этого протокола проходят дальше и с меньшей энергией, чем в случае Wi-Fi в диапазонах 2,4 и 5 ГГц.

Плюс ко всему стандарт даёт возможность передавать данные со скоростью от сотен килобит в секунду до десятков мегабит в секунду и на расстояниях от метров до более чем километра.

По словам разработчиков, Wi-Fi HaLow обеспечивает улучшение бюджета канала до 24 дБ по сравнению с традиционным 2,4 ГГц IEEE 802.11n (Wi-Fi 4). Преимущества «дальнобойной» связи становятся ещё более очевидными, если сравнивать с высокочастотными и широкополосными протоколами 802.11ac (Wi-Fi 5) и 802.11ax (Wi-Fi 6/6E), которые используют 5 ГГц и 6 ГГц — спектр с более широкой полосой пропускания.

Большой плюс ещё и в хорошем проникновении через преграды. Так, радиосигналы Wi-Fi HaLow с частотой менее 1 ГГц могут проходить сквозь стены и другие препятствия легче, чем это возможно при использовании спектра частот традиционного Wi-Fi.

Стоит отдельно отметить ещё одно достоинство — всего одна точка доступа способна адресовать до 8 191 устройства. Это примерно в четыре раза больше того, что «умеет» обычная точка доступа. Соответственно, устройство с модулем связи Wi-Fi HaLow может стать масштабируемой платформой для установки тех или иных дополнительных устройств, организации служб безопасности и управления коммунальными услугами. Соответственно, этот стандарт реже используется в потребительском сегменте.

Выше уже говорилось, что безопасность этого стандарта достаточно высокая. Связано это с тем, что он поддерживает современные требования Wi-Fi для аутентификации (WPA3) и шифрование AES беспроводного трафика (over-the-air, OTA) со скоростями передачи данных, которые позволяют безопасно обновлять прошивку OTA.

Хороший, но не очень популярный

Несмотря на все достоинства этого стандарта, начиная с 2016-2017 гг. он так и не стал особенно распространённым. Скорее всего, именно потому, что он не предназначен для работы в пользовательских устройствах, его применяют в основном в промышленности, крупных помещениях и т. п. Возможно, рекорд, поставленный компанией, позволит популяризовать этот стандарт.

Тем более, что Morse Micro тестировала свою систему на пляже Оушен-Бич в Сан-Франциско, прилегающем к оживлённому шоссе и жилому району. То есть там достаточно высок уровень помех, но Wi-Fi HaLow справился с этими проблемами.

«Благодаря Wi-Fi HaLow мы можем поддерживать достаточную скорость передачи данных, чтобы совершать высококачественные видеовызовы даже на таком удивительном расстоянии», — заявили разработчики в ходе демонстрации.