簡體中文
EnglishSub-GHz無線物聯網技術——引領遠距離、廣覆蓋連接應用
引言：物聯網供應商萬創科技3.18號在德國紐倫堡嵌入式世界大會上發布了世界上第一個 Wi-Fi HaLow USB 適配器 VT-USB-AH-8108，它由MorseMicro的 MM8108 芯片組驅動，可集成到現有基礎設施如 Wi-Fi AP 中，具有即插即用的特點，能提供高達 43Mbps 的連接速度，計劃于 2025 年第二季度上市上圖：Vantron 生產的 VT-USB-AH-8108 適配器，用于 Wi-Fi HaLow 連接。
Vantron 生產的 VT-USB-AH-8108 適配器，
用于 Wi-Fi HaLow 連接
物聯網通信技術按照傳輸距離、功耗、速率三個方面可分為：
1.傳輸距離：短距（藍牙/Zigbee/WiFi，智能家居）→中距（LoRa/Sigfox，農業監測）→長距（蜂窩/衛星，廣域監控）；
2.功耗：高耗能（WiFi/蜂窩需持續供電）→低功耗（藍牙/LoRa電池續航數年）；
3.速率：高速（5G/WiFi6/WiFi7視頻傳輸）→中低速（NB-IoT智能表計）。
從是否連接蜂窩網絡的角度又可分為蜂窩與非蜂窩技術應用。蜂窩物聯網（如4G/5G/NB-IoT）的特點強覆蓋、高速率、高可靠，但功耗與成本高，適用車聯網、遠程醫療等實時場景；非蜂窩物聯網（如LoRa/Zigbee）的優勢是超低功耗、低成本、海量連接，但覆蓋與速率受限，適配農業傳感、表計等低頻需求。兩者互補共存，蜂窩側重廣域高可靠，非蜂窩聚焦局域低成本，共同構建完整物聯生態。
在物聯網（IoT）飛速發展的今天，連接的需求已不再局限于高速率、低延遲的場景。對于智能城市、環境監測、農業物聯網等應用而言，遠距離、廣覆蓋、低功耗、低成本的中低速率連接技術才是關鍵。而Sub-GHz頻段，憑借其優異的傳播特性，正成為這些應用的理想選擇。本文將重點介紹三種基于Sub-GHz頻段的物聯網技術：LoRa、Wi-SUN和WiFi HaLow，并探討它們如何賦能未來物聯網應用。
一、Sub-GHz頻段的優勢
Sub-GHz頻段通常指頻率低于1GHz的無線通信頻段，例如433MHz、868MHz、915MHz等。與2.4GHz等高頻段相比，Sub-GHz頻段具有以下優勢：
? 傳播距離遠： 波長較長，繞射能力強，能夠穿透墻壁、建筑物等障礙物，實現更遠的通信距離。
? 覆蓋范圍廣： 單個基站即可覆蓋更大范圍，減少基礎設施部署成本。
? 功耗低： 傳輸相同數據量所需的能量更少，延長設備電池壽命。
? 抗干擾能力強： 相較于擁擠的2.4GHz頻段，Sub-GHz頻段干擾更少，通信更穩定。
二、LoRa：低功耗廣域網（LPWAN）的領軍者
LoRa（Long Range）是一種基于擴頻技術的LPWAN協議，工作在Sub-GHz頻段，具有超遠距離、超低功耗的特點。其優勢在于：
? 超長通信距離： 在視距條件下可達數十公里，城市環境中也可達數公里。
? 超低功耗： 電池供電的設備可工作數年甚至十年以上。
? 大容量： 單個網關可連接數千個終端節點。
? 低成本： 芯片和模塊價格低廉，易于大規模部署。
LoRa廣泛應用于智能抄表、環境監測、資產追蹤、智慧農業等領域。
三、Wi-SUN：構建智能城市和智能電網的基石
Wi-SUN（Wireless Smart Utility Network）是一種基于IEEE 802.15.4g標準的無線通信協議，主要工作在Sub-GHz頻段，具有自組網、多跳傳輸、高可靠性等特點。其優勢在于：
? 自組網能力： 節點可自動組網，無需人工干預，網絡部署靈活便捷。
? 多跳傳輸： 數據可通過多個節點中繼傳輸，擴大網絡覆蓋范圍。
? 高可靠性： 采用Mesh網絡結構，具有路徑冗余，網絡可靠性高。
? 安全性強： 支持多種加密算法，保障數據傳輸安全。
Wi-SUN廣泛應用于智能電網、智能城市、智能家居等領域。
四、WiFi HaLow：Sub-GHz頻段的WiFi新星
WiFi HaLow（IEEE 802.11ah）是WiFi聯盟推出的針對物聯網應用的無線通信標準，工作在Sub-GHz頻段，具有遠距離、低功耗、高容量等特點。其優勢在于：
? 兼容WiFi： 與現有WiFi設備兼容，易于集成和應用。
? 遠距離傳輸： 通信距離可達1公里，是傳統WiFi的10倍。
? 低功耗： 采用節能機制，延長設備電池壽命。
? 高容量： 支持大量設備同時連接。
WiFi HaLow可應用于智能家居、工業物聯網、智慧零售等領域。
五、總結與展望
LoRa、Wi-SUN、WiFi HaLow等Sub-GHz物聯網技術各有優勢，能夠滿足不同應用場景的需求。隨著物聯網應用的不斷深入，這些技術將發揮越來越重要的作用，推動物聯網向更廣、更深的方向發展。未來，我們可以期待看到更多基于Sub-GHz頻段的創新應用，為構建萬物互聯的智能世界貢獻力量。
需要注意的是， 每種技術都有其適用的場景和局限性，在實際應用中需要根據具體需求進行選擇。例如，LoRa更適合于低功耗、遠距離、小數據量的應用場景，而WiFi HaLow則更適合于需要較高數據傳輸速率和低延遲的應用場景。
康希通信推出的Sub-GHz頻段KCT810xL系列產品，在高功率、高線性度與低功耗之間實現了出色的平衡，使其能夠在保證通信質量的同時最大限度地延長設備的電池壽命。這對于智慧城市和智能工業等需要長期穩定運行的設備而言，具有重要意義。KCT810xL系列產品支持多個主流物聯網通信協議，包括LP-WAN（LoRa、Sigfox等）、WiFi Halow和Wi-SUN，增強了其在物聯網市場中的競爭力。其在sub-GHz頻段下的表現，進一步提升了其在廣泛的應用場景中的可用性，尤其是在需要低功耗、遠距離通信的應用中更有其競爭優勢。2024年10月，康希通信的 KCT8103L 產品在《電子發燒友》與慕尼黑華南電子展聯合主辦的 2024 第十一屆中國 IoT 大會上，榮獲“IoT 年度創新產品獎”。該產品專為 860MHz - 930MHz ISM 頻段物聯網應用設計，集成功率放大器、低噪聲放大器和單刀雙擲開關，廣泛應用于智能水表、電表、智慧城市和智能工業等領域。KCT8103L 與MorseMicro的 MM6108 參考設計成功合作，順利導入 Wi-Fi Halow 平臺，在 TDD 模式下展現了高性能和高可靠性，滿足多樣化物聯網需求。KCT8102L 也在物聯網領域表現亮眼。作為一款專為 sub1GHz 頻段設計的射頻前端芯片，通過與聯芯通（濎通）合作 WiSUN 協議，并通過相關認證，KCT8102L 為智能水表、電表等設備提供了穩定的通信保障，進一步豐富了康希通信在物聯網領域的產品布局。
