Один из самых известных стандартов связи, используемых ежедневно, это Wi-Fi. Его использование в решениях Интернета вещей (IoT) имеет множество преимуществ, в том числе упрощенная установка и снижение затрат, возможность использовать существующий маршрутизатор/модем Wi-Fi, собственный IP-протокол для интернет-связи и отсутствие необходимости в дополнительном концентраторе/шлюзе.
Важны также расширенный радиус действия, время автономной работы, пропускная способность, возможность использовать энергосберегающий диапазон 2,4 ГГц с лучшим радиусом действия, поддержка более высоких скоростей передачи данных. Важна и совместимость, обеспечиваемая новым протоколом Matter, а также интеграция и подключение экосистемы к облаку и локальным сетям. Также стоит упомянуть возможность использования Bluetooth Low Energy вместе с Wi-Fi. Обеспечивается упрощенное добавление устройств, распознавание приближения и подключение датчиков.
В новой, шестой версии стандарта, представлены функции которые по-новому определяют связь в маломощных приложениях IoT. Wi-Fi 6 (802.11ax) развивается для поддержки массовых приложений Интернета вещей, предоставляя:
- Значительно более низкое энергопотребление при более высокой плотности, что продлевает срок службы батареи,
- Возможность поддержки более высокой плотности устройств IoT на точку доступа или сеть,
- Более высокая пропускная способность, повышенная эффективность и уменьшенная задержка,
- Повышенная пропускная способность сети, надежность подключения и больший охват сигнала для развертываний IoT.
- Поддержка частот 2,4 ГГц и 20 МГц для низкого энергопотребления и большой дальности действия.
- Безопасность (WPA3) и обратная совместимость с предыдущими поколениями устройств Wi-Fi.
Чтобы обеспечить широкое использование Wi-Fi в IoT, в 6 версию внесены существенные изменения, отвечающие требованиям IoT с низким энергопотреблением.
Модуляция OFDMA обеспечивает одновременную связь со многими устройствами:
- Каналы разделены на подканалы, известные как ресурсные единицы (RU).
- Позволяет точкам доступа дополнительно настраивать использование канала в соответствии с требованиями клиентов и трафика.
- Точка доступа может выделить весь канал одному пользователю или разделить канал для одновременного обслуживания нескольких устройств.
- Улучшена производительность для коротких кадров данных (большой процент трафика).
Расширенное энергосбережение для Интернета вещей — целевое время в активном состоянии (TWT). Функция TWT позволяет точкам и устройствам беспроводного доступа согласовывать и определять конкретное время доступа к среде. Он работает на основе двух доступных методов:
- Индивидуальный TWT: каждое устройство может согласовывать время сна с точкой доступа.
- Трансляция TWT: AP определяет период сна для всей группы устройств.
TWT идеально подходит для IoT-устройств с батарейным питанием
В Wi-Fi 5 появился MU-MIMO, но только с нисходящим каналом 4х4. Wi-Fi 6 удвоил это число до 8×8 и добавил поддержку восходящего канала (UL) как для MU-MIMO, так и для OFDMA. Технологии MU-MIMO и OFDMA в Wi-Fi 6 увеличивают пропускную способность сети за счет одновременного доступа нескольких устройств, балансируют пропускную способность, улучшают радиус действия и уменьшают задержку.
BSS окраска. Раскраска базового набора служб (BSS) обеспечивает дополнительное повторное использование пространственных каналов. Каждому уникальному BSS (базовому набору услуг) присваивается определенный «цвет» подканала. Канал блокируется только тогда, когда цвет одинаковый, это позволяет одновременно передавать данные на несколько устройств в перегруженных зонах.
К преимуществам окрашивания BSS относятся: максимизация эффективности и производительности сети, уменьшение помех. Этот метод предотвращает нежелательное время безотказной работы устройства.
Диапазоны 2,4 ГГц и 5 ГГц
Wi-Fi 6 поддерживает диапазоны 2,4 ГГц и 5 ГГц. Где 2,4 ГГц обеспечивает лучший диапазон, а 5 ГГц обеспечивает более высокую пропускную способность. Так какую частоту следует использовать в конечном продукте? Ключевые аспекты, которые следует учитывать, показаны на рисунке выше.
