【導讀】無線監控攝像頭的發展，增加了對商用和消費類攝像頭制造商的需求。根據全球第二大市場調研機構MarketsandMarkets的數據顯示，“全球視頻監控市場的規模，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控行業增長的因素。”
無線監控攝像頭的發展，增加了對商用和消費類攝像頭制造商的需求。根據全球第二大市場調研機構MarketsandMarkets的數據顯示，“全球視頻監控市場的規模，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控行業增長的因素。”
考慮到該需求的增長，Wi-Fi攝像頭簡化了這些視頻監控系統的部署和設置。然而，傳統的Wi-Fi技術，在不增加網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。根據視頻所需的分辨率和數據壓縮算法，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，傳統的2.4GHz Wi-Fi根本無法覆蓋。
由IEEE標準化為802.11ah，由 Wi-Fi聯盟命名的“Wi-Fi HaLow ”，是一種低功耗、遠距離的無線連接標準，其優點是在免許可的1GHz以下的無線電頻率范圍內運行——遠低于傳統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
(來源：Wi-Fi聯盟，Wi-Fi HaLow白皮書：為物聯網應用擴展Wi-Fi）
Wi-Fi HaLow還使用比傳統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Wi-Fi攝像頭失去連接的情況下繼續傳輸視頻。下表對Wi-Fi HaLow與傳統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數據速率范圍 |
6.5 Mbps-150 Mbps (.11n, Wi-Fi 4) |
150 Kbps – 43.3 Mbps |
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常規范圍 |
~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架構。同時也減少了在室外應用中受到的降水影響。而傳統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）。基于Wi-Fi HaLow的新型攝像頭，通過利用低頻率無線電的優勢達到更遠的距離，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。這些組合功能的優點是，根據攝像頭的使用情況，采用Wi-Fi HaLow技術的無線攝像頭的電池壽命比使用傳統Wi-Fi的長10至200倍。 Wi-Fi HaLow保持了與傳統Wi-Fi相同的優點，即當設備靠近接入點（AP）時，能自動地以更快、更節能的數據速率運行。
傳統的無線攝像頭，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，通常需要經歷較長的重新關聯過程，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。Wi-Fi HaLow標準包括睡眠數小時、數天、甚至數周數，直到被傳感器喚醒，從而進一步延長電池壽命。
對手機數據流量說“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，覆蓋更廣的區域，而無需借助移動數據調制解調器以及花費流量費用。與傳統Wi-Fi類似，Wi-Fi HaLow的網絡基礎設施，可以作為客戶IP網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，避免了移動數據調制解調器費用。首席信息官也無需就企業內部網絡的一部分而專門與服務運營商協商。
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、使用移動數據調制解調器、每月都產生數據流量費的攝像頭。另一個例子是校園保安人員隨身攜帶的攝像頭。在一個固定街區內，他們可以及時響應調度，將圖像發送到附近的接入點（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。
未來無線監控攝像頭使用的新型Wi-Fi
雖然傳統Wi-Fi是目前使用最普遍的無線通信協議，但物聯網的快速發展，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，傳輸的范圍是傳統Wi-Fi的10倍、面積是傳統Wi-Fi的100倍，容量是傳統Wi-Fi的1,000倍，是滿足無線監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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