【導(dǎo)讀】無線監(jiān)控?cái)z像頭的發(fā)展，增加了對(duì)商用和消費(fèi)類攝像頭制造商的需求。根據(jù)全球第二大市場調(diào)研機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets的數(shù)據(jù)顯示，“全球視頻監(jiān)控市場的規(guī)模，預(yù)計(jì)將從2020年的455億美元，增長到2025年的746億美元。人們對(duì)公共安全和安保的日益關(guān)注、IP攝像頭的日益普及、對(duì)無線型和間諜型攝像頭需求的不斷增加，這些都是推動(dòng)視頻監(jiān)控行業(yè)增長的因素。”
無線監(jiān)控?cái)z像頭的發(fā)展，增加了對(duì)商用和消費(fèi)類攝像頭制造商的需求。根據(jù)全球第二大市場調(diào)研機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets的數(shù)據(jù)顯示，“全球視頻監(jiān)控市場的規(guī)模，預(yù)計(jì)將從2020年的455億美元，增長到2025年的746億美元。人們對(duì)公共安全和安保的日益關(guān)注、IP攝像頭的日益普及、對(duì)無線型和間諜型攝像頭需求的不斷增加，這些都是推動(dòng)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(shè)置。然而，傳統(tǒng)的Wi-Fi技術(shù)，在不增加網(wǎng)絡(luò)成本和復(fù)雜性的情況下，不能充分滿足傳輸距離遠(yuǎn)、穿透障礙物性能佳和電池運(yùn)行時(shí)間長的需求。
人們需要一種新型的Wi-Fi，在安全、簡單的基礎(chǔ)設(shè)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(fèi)者期望無線攝像頭能夠開箱即用，但每個(gè)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(huì)反射或吸收信號(hào)。 從所需攝像頭位置到Wi-Fi路由器的距離，可能會(huì)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(dá)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(shù)，對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，然后只發(fā)送感興趣的有效視頻，則所需帶寬就會(huì)少得多。
為了彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，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(hào)。這無疑增加了成本和復(fù)雜性。對(duì)于一些遠(yuǎn)程應(yīng)用程序，傳統(tǒng)的2.4GHz Wi-Fi根本無法覆蓋。
由IEEE標(biāo)準(zhǔn)化為802.11ah，由 Wi-Fi聯(lián)盟命名的“Wi-Fi HaLow ”，是一種低功耗、遠(yuǎn)距離的無線連接標(biāo)準(zhǔn)，其優(yōu)點(diǎn)是在免許可的1GHz以下的無線電頻率范圍內(nèi)運(yùn)行——遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)Wi-Fi運(yùn)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(gè)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(yīng)用擴(kuò)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(yuǎn)達(dá)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(duì)Wi-Fi HaLow與傳統(tǒng)Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)進(jìn)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(yùn)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(xiàng) |
20, 40, 80, 160 MHz |
1, 2, 4, 8, (16 為可選項(xiàng)) MHz |
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每個(gè)接入點(diǎn)的最大可尋址設(shè)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(yuǎn) |
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改善鏈路預(yù)算(1MHz信道) |
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15-24dB |
Wi-Fi HaLow在1GHz以下頻段運(yùn)行的另一個(gè)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(qiáng)。這提高了攝像頭與接入點(diǎn)（AP）連接的可靠性，有利于各種家庭或企業(yè)架構(gòu)。同時(shí)也減少了在室外應(yīng)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(dá)到更遠(yuǎn)的距離，且具有更好的穿透力，可以部署到更遠(yuǎn)的地方及更好地穿透障礙物。
對(duì)Wi-Fi說“HaLow”，一項(xiàng)覆蓋更遠(yuǎn)，續(xù)航時(shí)間更長的技術(shù)
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(shù)，可降低能耗。這些組合功能的優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)攝像頭的使用情況，采用Wi-Fi HaLow技術(shù)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(diǎn)，即當(dāng)設(shè)備靠近接入點(diǎn)（AP）時(shí)，能自動(dòng)地以更快、更節(jié)能的數(shù)據(jù)速率運(yùn)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(diǎn)（AP）的連接。如果沒有保持連接，攝像頭將與接入點(diǎn)（AP）斷開。這樣設(shè)備再次喚醒時(shí)，通常需要經(jīng)歷較長的重新關(guān)聯(lián)過程，這會(huì)消耗更多能量。
相比之下，采用Wi-Fi HaLow技術(shù)的無線攝像頭，可以長時(shí)間睡眠而不脫離接入點(diǎn)（AP）。該機(jī)制已被納入標(biāo)準(zhǔn)。無需單獨(dú)的專有方案來實(shí)現(xiàn)。Wi-Fi HaLow標(biāo)準(zhǔn)包括睡眠數(shù)小時(shí)、數(shù)天、甚至數(shù)周數(shù)，直到被傳感器喚醒，從而進(jìn)一步延長電池壽命。
對(duì)手機(jī)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(shù)可以達(dá)到更遠(yuǎn)的距離，覆蓋更廣的區(qū)域，而無需借助移動(dòng)數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器以及花費(fèi)流量費(fèi)用。與傳統(tǒng)Wi-Fi類似，Wi-Fi HaLow的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，可以作為客戶IP網(wǎng)絡(luò)的簡單補(bǔ)充進(jìn)行安裝。人們可以購買具有Wi-Fi HaLow功能的標(biāo)準(zhǔn)接入點(diǎn)（AP），將其連接到配線柜，而無需中繼器或復(fù)雜的Wi-Fi Mesh解決方案，避免了移動(dòng)數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器費(fèi)用。首席信息官也無需就企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的一部分而專門與服務(wù)運(yùn)營商協(xié)商。
這也適用于準(zhǔn)移動(dòng)應(yīng)用程序。以一個(gè)新的建筑工地為例，需要實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控。在這種情況下，公司可以部署多臺(tái)低功耗的Wi-Fi HaLow攝像頭，并使用單一低成本的LTE網(wǎng)關(guān)上行到云端，而不是購買4臺(tái)或5臺(tái)帶大型電池、使用移動(dòng)數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器、每月都產(chǎn)生數(shù)據(jù)流量費(fèi)的攝像頭。另一個(gè)例子是校園保安人員隨身攜帶的攝像頭。在一個(gè)固定街區(qū)內(nèi)，他們可以及時(shí)響應(yīng)調(diào)度，將圖像發(fā)送到附近的接入點(diǎn)（AP）或移動(dòng)車輛中的Wi-Fi HaLow熱點(diǎn)。
該技術(shù)還可以擴(kuò)展到無人機(jī)，因?yàn)闊o人機(jī)需要高帶寬連接將視頻和控制信號(hào)連接到基站。無人機(jī)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(biāo)稱的1公里范圍之外。
未來無線監(jiān)控?cái)z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(shù)的差距，以及在一個(gè)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(yuǎn)距離的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，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?cái)z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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