拥抱智慧生活,你需要知道的2017Wi-Fi协议五大进化趋势

原创 陈磊 2016-11-25
标签 WiFi

  通信协议作为无线通信的最底层,决定了无线传输的效率和性能,也直接影响了用户体验。

  基于IEEE 802.11标准族的Wi-Fi已经成为了家庭的标配,在未来基于物联网的智慧生活场景里,Wi-Fi又会有怎样的进化:如何满足4K、VR超高带宽传输挑战?多设备同时接入怎么保证每个用户的体验?如何实现设备一键入网零门槛?在提高易用性的同时如何保证物联网安全性?

  11月17日, Wi-Fi协议的制定者Wi-Fi联盟联合中国通信标准化协会、中国家电协会和深圳市智慧家庭协会在深圳举办了Wi-Fi智慧生活峰会。

  联盟副总裁Kevin Robinson在峰会上发表了“Wi-Fi与智慧生活”的主题演讲,并在会后接受了智慧产品圈(pieeco)记者的独家专访,Kevin Robinson表示联盟在通信协议层面不断拓展Wi-Fi的技术潜力,以适应智慧生活各种场景的需求。(以下内容根据专访材料整理。)

Wi-Fi联盟副总裁Kevin Robinson在峰会上演讲

  10倍速WiGig让VR头显摆脱线缆束缚

  VR技术的出现给我们带来了一种全新的交互体验。可以预见,随着VR技术的不断演进,VR将在以后的家庭娱乐中占据重要的位置。

  目前一体机和手机盒子两种VR产品由于分辨率、刷新率、FOV等性能参数上的劣势,还不能达到“沉浸式”体验。能给我们带来较好沉浸式体验的VR头显设备还需要通过数据线和高性能的PC主机相连,因为VR中巨量的数据传输远远超过了现在无线传输的速度上限。数据线限制了使用者的活动范围,也就降低了使用体验。

  能摆脱VR头显数据线的束缚让我们在房间里自由的运动吗?Wi-Fi最新的技术WiGig说:能。

  WiGig是基于IEEE 802.11ad协议开发的高速Wi-Fi传输标准,运行在60GHz的频段,理论上可以达到8Gbps的传输速率,比现在主流的Wi-Fi传输速率至少提高了10倍以上。即使传输4K超高清视频,时延也不超过10ms。

  Wi-Fi联盟已经于近期启动了认证,目前获得WiGig技术认证的公司只有5家,Socionext、Peraso、Intel、Qualcomm和Dell。

  高通最近推出的骁龙820、821都支持WiGig技术,不过还只能提供4.6Gbps的物理层传输,没能发挥出WiGig技术的全部潜力。可以预见,未来对超高清视频、游戏无线传输的需求必将带动WiGig的实际商业化运用。

  虽然WiGig运行的超高频率导致传输距离较短,只有10米左右,且穿墙能力不佳。但相比于拖着长尾巴或者背包负重,其优势十分明显。

  Wi-Fi Certified ac提升家庭网络环境稳定性

  未来智慧家庭里需要有智能网关作为智能家居单品的连接平台和控制平台,也决定了家庭网络环境的稳定性。

  用户肯定不会愿意为一个经常掉线的智能网关买单。而接入网关的设备会越来越多,尤其手机、平板、笔记本电脑这些对传输速率和带宽要求很高的设备接入网关后,家庭网络的稳定性和传输速率如何保证?

  Wi-Fi联盟基于IEEE 802.11ac协议推出的Wi-Fi CERTIFIED ac技术让Wi-Fi信号运行在5GHz频段,理论上数据传输速率可达到2~3Gbps,相比运行在2.4GHz频段的IEEE 802.11n Wi-Fi的速率提高两倍以上。Wi-Fi CERTIFIED ac不仅带来传输速率上的提升,还增加了网络接入点的数量和稳定性。

  不仅如此,Wi-Fi联盟推还为Wi-Fi CERTIFIED ac开发了MU-MIMO(多用户MIMO)的功能。传统的Wi-Fi网络只能每次将一个数据包发送到一个移动端,有了MU-MIMO的功能,Wi-Fi网络就可以同时将多个数据包发送到多个移动端,使得多个移动端同时上网跟一个移动端上网没有区别。

  目前MU-MIMO最多支持4个空间流通道,也就是说如果家里有4个家庭成员(尤其二胎开放后,有4个成员的家庭会越来越多),每个人都用手机Wi-Fi上网,MU-MIMO可以让每个人都享受到千兆级的网速体验。

  Device Provisioning将成为智能家居的安全卫士

  互联网经过多年的发展,安全性已经大大提高了。但物联网的安全问题,目前还没有引起足够的重视。针对物联网的安全问题,Kevin Robinson在采访中举了这样的例子:“我们买了一台笔记本电脑或者PC,都会想到要安装杀毒软件或者防火墙。但是我们买了一台电冰箱或洗衣机,一般不会想到要为它们安装任何保护安全的软件。这直接导致智能家电容易遭受攻击。”

  为了解决智能家居设备的安全问题,Wi-Fi联盟开发了Device Provisioning的技术,这项技术可以为每个智能家居设备生成一个基于WPA2加密达到工业级安全的密码,但用户不需要记住这个复杂的密码,只需用手机扫描设备上的二维码或者使用NFC功能接触设备,就可以实现智能设备的安全联网,既安全又方便。

  Wi-Fi Location将GPS导航搬到室内

  在户外,基于GPS定位的导航应用已经成为智能手机的标配。而在室内由于GPS信号被建筑屏蔽,基本无法定位也就无法使用导航功能。但在大型商场、购物中心,复杂的建筑布局往往使消费者迷路,增加了他们寻找目标商铺的时间成本。

  现在,Wi-Fi联盟正在推出Wi-Fi Location定位技术,与现有室内Wi-Fi网络兼容,可以通过连上Wi-Fi网络的手机或者其他移动终端设备将使用者定位,目前定位精度能达到1米。该技术不同于现有的三点定位,原理与GPS非常相似,是通过信号发出返回的时间差计算位置。

  以后在大型商场、购物中心里,手机可以借助商场里的Wi-Fi网络为消费者指出目标商铺的位置并规划出路线。还可以通过消费者的路径和在每个商铺停留的时间,分析出消费者的消费习惯,为其推送精准的商品信息和活动信息。

  Wi-Fi HaLow将使Wi-Fi向工业领域渗透

  Wi-Fi由于功耗大、接入点数量少、传输距离不够远等特点,一般只被用在家庭网络。在大型建筑、工业控制等其他领域,人们更倾向于选择Zigbee、LoRa、NB-IOT的方案。为了扩展Wi-Fi的应用场景,Wi-Fi联盟正在研究一种称为Wi-Fi HaLow的新技术,满足长距离、低功耗的应用,预计将在2017年年底之前发布。

  Wi-Fi HaLow基于IEEE 802.11 ah协议,运行在900M—1GHz的频段,传输速率达到几Mbps,传输距离最大可达1英里,大致相当于1.6千米,支持多节点接入,最多可达到几千个节点。针对Wi-Fi功耗大的缺陷,专门开发IoT Low Power技术,可以让Wi-Fi设备在没有数据传输时处于休眠状态,需要工作时再启动,显著降低功耗。

  Wi-Fi HaLow可以布置在复杂环境,穿墙、越障能力良好。与LoRa、NB-IOT相比较,Wi-Fi HaLow带宽更高,传输速度显然要快得多,甚至可以实时传送较清晰的图片。这使得Wi-Fi HaLow可以用在基于传感器的工业控制和可穿戴产品上。

  Kevin Robinson在采访中总结道:“物联网市场很大,应用场景丰富,一种无线技术不可能垄断所有市场,多种技术的互补才是物联网领域的常态。Wi-Fi的生态链完整,技术成熟,产品丰富,这些都是Wi-Fi的优势。而联盟也将不断优化Wi-Fi技术,提升Wi-Fi的竞争力。”


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