【導讀】無線監(jiān)控攝像頭的發(fā)展，增加了對商用和消費類攝像頭制造商的需求。根據(jù)全球第二大市場調(diào)研機構MarketsandMarkets的數(shù)據(jù)顯示，“全球視頻監(jiān)控市場的規(guī)模，預計將從2020年的455億美元，增長到2025年的746億美元。人們對公共安全和安保的日益關注、IP攝像頭的日益普及、對無線型和間諜型攝像頭需求的不斷增加，這些都是推動視頻監(jiān)控行業(yè)增長的因素。”
無線監(jiān)控攝像頭的發(fā)展，增加了對商用和消費類攝像頭制造商的需求。根據(jù)全球第二大市場調(diào)研機構MarketsandMarkets的數(shù)據(jù)顯示，“全球視頻監(jiān)控市場的規(guī)模，預計將從2020年的455億美元，增長到2025年的746億美元。人們對公共安全和安保的日益關注、IP攝像頭的日益普及、對無線型和間諜型攝像頭需求的不斷增加，這些都是推動視頻監(jiān)控行業(yè)增長的因素。”
考慮到該需求的增長，Wi-Fi攝像頭簡化了這些視頻監(jiān)控系統(tǒng)的部署和設置。然而，傳統(tǒng)的Wi-Fi技術，在不增加網(wǎng)絡成本和復雜性的情況下，不能充分滿足傳輸距離遠、穿透障礙物性能佳和電池運行時間長的需求。
人們需要一種新型的Wi-Fi，在安全、簡單的基礎設施中，滿足所有這些需求。
Wi-Fi HaLow：提供最大效力的覆蓋面
消費者期望無線攝像頭能夠開箱即用，但每個家庭或辦公室都不一樣。每棟建筑的布局都不同，墻壁和物體會反射或吸收信號。 從所需攝像頭位置到Wi-Fi路由器的距離，可能會決定是否有足夠的帶寬來支持清晰的圖像，并且通常無法保證家中的Wi-Fi覆蓋范圍，可躍過磚墻、石墻或灰泥墻，到達需要安裝攝像頭的地方。根據(jù)視頻所需的分辨率和數(shù)據(jù)壓縮算法，通常需要平均1Mbps至5Mbps的吞吐量。如果一些攝像頭使用人工智能（AI）技術，對圖像進行預處理，然后只發(fā)送感興趣的有效視頻，則所需帶寬就會少得多。
為了彌補這些缺點，許多制造商必須采用電源供電或使用更大的電池，以及額外的專有中繼器或集線器來傳輸信號。這無疑增加了成本和復雜性。對于一些遠程應用程序，傳統(tǒng)的2.4GHz Wi-Fi根本無法覆蓋。
由IEEE標準化為802.11ah，由 Wi-Fi聯(lián)盟命名的“Wi-Fi HaLow ”，是一種低功耗、遠距離的無線連接標準，其優(yōu)點是在免許可的1GHz以下的無線電頻率范圍內(nèi)運行——遠低于傳統(tǒng)Wi-Fi運行的頻率（Wi-Fi 4采用高度擁擠的2.4GHz頻段，而Wi-Fi 5/6和Wi-Fi 6E分別采用連接距離較短的5GHz和6GHz頻段）。
圖1：Wi-Fi跨越多個頻段，滿足各種連接挑戰(zhàn)
(來源：Wi-Fi聯(lián)盟，Wi-Fi HaLow白皮書：為物聯(lián)網(wǎng)應用擴展Wi-Fi）
Wi-Fi HaLow還使用比傳統(tǒng)Wi-Fi更窄的信道。Wi-Fi HaLow較低頻率和較窄信的組合，在相同傳輸功率水平下，相較于Wi-Fi的傳輸距離可遠達10倍。Wi-Fi HaLow攝像頭，可以在傳統(tǒng)Wi-Fi攝像頭失去連接的情況下繼續(xù)傳輸視頻。下表對Wi-Fi HaLow與傳統(tǒng)Wi-Fi標準的主要特點進行了比較。
表1：Wi-Fi 4/5/6與Wi-Fi HaLow的比較
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功能 |
Wi-Fi 4/5/6 (IEEE 802.11n/ac/ax) |
Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah) |
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運行頻段 |
2.4 GHz, 5 GHz, 6 GHz(6E) |
低于1 GHz (美國為902 – 928 MHz) |
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信道帶寬選項 |
20, 40, 80, 160 MHz |
1, 2, 4, 8, (16 為可選項) MHz |
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每個接入點的最大可尋址設備 |
2007 |
8191 |
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單流MCS數(shù)據(jù)速率范圍 |
6.5 Mbps-150 Mbps (.11n, Wi-Fi 4) |
150 Kbps – 43.3 Mbps |
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常規(guī)范圍 |
~100 米 |
與 802.11n 20MHz 相比，10倍更遠 |
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改善鏈路預算(1MHz信道) |
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15-24dB |
Wi-Fi HaLow在1GHz以下頻段運行的另一個本質(zhì)好處是，無線電波穿透物體和建筑材料的能力比2.4GHz Wi-Fi更強。這提高了攝像頭與接入點（AP）連接的可靠性，有利于各種家庭或企業(yè)架構。同時也減少了在室外應用中受到的降水影響。而傳統(tǒng)Wi-Fi使用的2.4GHz能量很容易被物體和液體吸收（這就是微波爐也使用2.4GHz來加熱食物的原因）?；赪i-Fi HaLow的新型攝像頭，通過利用低頻率無線電的優(yōu)勢達到更遠的距離，且具有更好的穿透力，可以部署到更遠的地方及更好地穿透障礙物。
對Wi-Fi說“HaLow”，一項覆蓋更遠，續(xù)航時間更長的技術
更低的功率等于更高的效率
Wi-Fi HaLow也是首款包含新睡眠功能的802.11技術，可降低能耗。這些組合功能的優(yōu)點是，根據(jù)攝像頭的使用情況，采用Wi-Fi HaLow技術的無線攝像頭的電池壽命比使用傳統(tǒng)Wi-Fi的長10至200倍。 Wi-Fi HaLow保持了與傳統(tǒng)Wi-Fi相同的優(yōu)點，即當設備靠近接入點（AP）時，能自動地以更快、更節(jié)能的數(shù)據(jù)速率運行。
傳統(tǒng)的無線攝像頭，通常必須每秒喚醒傳輸大約3次，以保持其與接入點（AP）的連接。如果沒有保持連接，攝像頭將與接入點（AP）斷開。這樣設備再次喚醒時，通常需要經(jīng)歷較長的重新關聯(lián)過程，這會消耗更多能量。
相比之下，采用Wi-Fi HaLow技術的無線攝像頭，可以長時間睡眠而不脫離接入點（AP）。該機制已被納入標準。無需單獨的專有方案來實現(xiàn)。Wi-Fi HaLow標準包括睡眠數(shù)小時、數(shù)天、甚至數(shù)周數(shù)，直到被傳感器喚醒，從而進一步延長電池壽命。
對手機數(shù)據(jù)流量說“再見”的攝像頭連接
通過大幅增加Wi-Fi HaLow技術可以達到更遠的距離，覆蓋更廣的區(qū)域，而無需借助移動數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器以及花費流量費用。與傳統(tǒng)Wi-Fi類似，Wi-Fi HaLow的網(wǎng)絡基礎設施，可以作為客戶IP網(wǎng)絡的簡單補充進行安裝。人們可以購買具有Wi-Fi HaLow功能的標準接入點（AP），將其連接到配線柜，而無需中繼器或復雜的Wi-Fi Mesh解決方案，避免了移動數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器費用。首席信息官也無需就企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡的一部分而專門與服務運營商協(xié)商。
這也適用于準移動應用程序。以一個新的建筑工地為例，需要實時的視頻監(jiān)控。在這種情況下，公司可以部署多臺低功耗的Wi-Fi HaLow攝像頭，并使用單一低成本的LTE網(wǎng)關上行到云端，而不是購買4臺或5臺帶大型電池、使用移動數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器、每月都產(chǎn)生數(shù)據(jù)流量費的攝像頭。另一個例子是校園保安人員隨身攜帶的攝像頭。在一個固定街區(qū)內(nèi)，他們可以及時響應調(diào)度，將圖像發(fā)送到附近的接入點（AP）或移動車輛中的Wi-Fi HaLow熱點。
該技術還可以擴展到無人機，因為無人機需要高帶寬連接將視頻和控制信號連接到基站。無人機系統(tǒng)常用的定向天線適用于802.11ah頻率（北美為902-928MHz），并將連接距離增加到標稱的1公里范圍之外。
未來無線監(jiān)控攝像頭使用的新型Wi-Fi
雖然傳統(tǒng)Wi-Fi是目前使用最普遍的無線通信協(xié)議，但物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，迫使人們重新思考Wi-Fi，揭示技術的差距，以及在一個無所不包的互聯(lián)世界中Wi-Fi需要扮演的角色。Wi-Fi HaLow是一種低功耗、遠距離的Wi-Fi標準，傳輸?shù)姆秶莻鹘y(tǒng)Wi-Fi的10倍、面積是傳統(tǒng)Wi-Fi的100倍，容量是傳統(tǒng)Wi-Fi的1,000倍，是滿足無線監(jiān)控攝像頭增長需求的理想選擇 。
（來源：摩爾斯微，作者：Shahar Feldman，摩爾斯微（Morse Micro）營銷副總裁 ）
（來源：摩爾斯微，作者：Shahar Feldman，摩爾斯微（Morse Micro）營銷副總裁 ）
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