在使用者的印象中,Wi-Fi一直以來是使用於建築物內部,且在某些定點及熱點區域才有較佳訊號品質的無線技術。傳統Wi-Fi技術在移動方面的使用品質上,一直都無讓使用者擁有很好的體驗,也讓另一陣營——3GPP的行動通訊技術,如3G、4G,以及即將到來5G,有較大的市場聲量。為補足戶外與行動使用上的缺陷,2016年時,Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)正式將IEEE 802.11ah更名為HaLow。

不僅如此,IEEE 802.11ah技術標準已在2016下半年正式底定。802.11ah標準制定的目的與目標市場是為鎖定物聯網(IoT)應用,包括智慧城市、安全監控、智慧樓宇、智慧工廠、農業與車聯網…等。該技術使用900MHz頻段,由於使用1GHz以下頻段,因此802.11ah傳輸距離最遠可達1公里。根據Wi-Fi聯盟的資料顯示,被稱為HaLow的標準技術,可在數十公尺到1公里的距離內達到數Mbps的網路速度,一個接取點可支援數千個節點。相較於其他Wi-Fi技術,HaLow具備低功耗特性,可支援包括感測器或穿戴式裝置…等以電池供電裝置的連網應用。

首家推出802.11ah晶片及模組的新創公司Newracom,該公司市場行銷暨銷售副總裁Frank Lin指出,802.11ah打破以往Wi-Fi裝置耗電量高,以及無法在移動中使用的桎梏,但卻保有過往Wi-Fi的高資料傳輸速率特性。與802.11n相比,兩者在室內的影像傳輸表現沒有太大的差異,但測試的攝影機在戶外移動時,802.11n技術已完全「死掉」,無法傳輸任何資訊,但802.11ah則是充分展現在戶外且在移動中仍可持續傳輸影像的優勢。

「由於802.11ah的特性與具備的優勢,未來,該技術可望取代802.11n。」Lin補充,不過,Wi-Fi技術還有傳輸速率更高的802.11ac及802.11ad。因此802.11ac/ad/ah這三項Wi-Fi技術的使用分工將是,室內以802.11ac和802.11ad為主,而802.11ah將是補足802.11ac及802.11ad在傳輸距離與移動性的不足。

值得注意的是,802.11ah在市場上的「知名度」似乎沒有其他802.11技術那麼為人所熟知。2014年Wi-Fi聯盟在高通(Qualcomm)工程師團隊的大力協助下啟動了802.11ah標準的訂定流程,並在2016年的CES發佈HaLow技術規格。但每當IEEE推出一項新的802.11規格時,幾家Wi-Fi大廠,包括高通、博通(Broadcom)、聯發科(MTK)、瑞昱半導體(Realtek)…等,就會率先宣佈即將推出相關晶片產品,但802.11ah晶片一開始卻是由幾家新創公司如Newracom、Morse Micro推出,這些傳統的Wi-Fi業者反而成為了跟隨著。

EE Times矽谷採訪中心主任Rick Merritt曾在「Wi-Fi Startups Polish HaLow for IoT」一文提到可能的原因。他認為,802.11ah不太受寵的原因可能是因為當時802.11技術系列重量級新版本、也可支援室內與室外應用的802.11ax已準備就緒,因此相關業者能夠提供給802.11ah的資源相對較少,以至於802.11ah的推廣力道弱了些。

為讓全球市場更加了解802.11ah的優點並進而採用該技術,802.11ah促進委員會(promotion council)已成立。Lin表示,目前協會已有超過80家包括模組ODM、系統整合商(SI)、營運商與學術單位加入,現階段將802.11ah技術導入應用的業者也正逐漸增加。雖然802.11ah起步雖然慢了些,但在低功耗廣域網路(LPWA)應用或物聯網市場中,仍可擁有一定的市場地位。

Lin並援引ABI Research統計資料表示,2019年全球802.11ah晶片在智慧家庭、網通與其他物連網應用的出貨量約為500萬顆,2022年將達3,300顆。

20190401NT11P1 802.11ah與其他LPWA技術傳輸距離與傳輸速率比較。(資料來源:Newracom)

5G並不會成為強大競爭對手

事實上,在LPWA領域中已有多項技術搶攻物聯網商機,802.11ah勢必將面臨包括ZigBee、低功耗藍牙(BLE)、LoRa、sub-1GHz、Thread…等較早一步發展,或是正夯的NB-IoT技術的競爭。Lin認為,這些LPWA技術中,雖然具備超低功耗特性,但普遍資料傳輸速率都不高,所以大多應用在感測器節點。舉例來說,戶外IP攝影機應用,傳輸的資料類型是視訊影片,此時傳輸速率可達Mbps的802.11ah將是較佳的無線傳輸工具。

由於802.11ah鎖定的目標應用涵蓋智慧電表/感測器網路、智慧監控、智慧家庭、智慧工業、智慧城市、智慧醫療保健,以及智慧電動車電量監控服務、車聯網(V2X)…等等。此時,不免會讓人聯想到眾所期待的5G行動通訊技術,似乎在一些戶外應用會與802.11ah有所重疊, 「802.11ah與5G會是兩種不同的細分市場。」

Lin強調,由於802.11ah採用的是免授權頻段,因此佈建時不需與電信營運商「打交道」,不需要繳交月租費,可如同其他Wi-Fi技術可快速、輕鬆佈建網路,且只需花費購買終端與使用應用服務的費用;再者,5G相關基礎建設需耗費極高成本,對有些應用來說,若是要承擔部分5G建置成本,可能會讓使用者卻步。此外,某些應用中,使用者可能不希望有第三方公司介入,以避免隱私或重要資訊被太多人得知;甚至目前5G通訊技術、NB-IoT都還處在尚未出現大規模、完整網路的階段。因此,無須擔心5G會對802.11ah市場拓展造成影響。

2018年,Newracom推出涵蓋全球所有802.11ah使用頻段的系統單晶片(SoC)NRC7292。Lin表示,由於802.11ah技術承繼802.11ac實體層,因此可容易地與其他Wi-Fi技術諧同工作及切換。2019年Newracom晶片已被導入到AdvanWISE最新支援2.4GHz 802.11b/g/n和5GHz 802.11ac及802.11ah的三頻工業用閘道器(Gateway),以支援工業物聯網應用所需。在今年智慧城市展,Newracom也和交通大學合作展出支援802.11ah的網通終端。Lin並透露,目前也有些智慧型手機製造商對802.11ah技術產生興趣,計畫將該技術導入智慧型手機中,以提供不同以往的應用服務。