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Sub-GHz无线物联网技术——引领远距离、广覆盖连接应用

发布时间:2025-04-23 14:13:32点击次数:

引言:物联网供应商万创科技3.18号在德国纽伦堡嵌入式世界大会上发布了世界上第一个 Wi-Fi HaLow USB 适配器 VT-USB-AH-8108,它由MorseMicro MM8108 芯片组驱动,可集成到现有基础设施如 Wi-Fi AP 中,具有即插即用的特点,能提供高达 43Mbps 的连接速度,计划于 2025 年第二季度上市上图:Vantron 生产的 VT-USB-AH-8108 适配器,用于 Wi-Fi HaLow 连接。

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Vantron 生产的 VT-USB-AH-8108 适配器,

用于 Wi-Fi HaLow 连接

 

物联网通信技术按照传输距离、功耗、速率三个方面可分为:

1.传输距离:短距(蓝牙/Zigbee/WiFi,智能家居)→中距(LoRa/Sigfox,农业监测)→长距(蜂窝/卫星,广域监控);

2.功耗:高耗能(WiFi/蜂窝需持续供电)→低功耗(蓝牙/LoRa电池续航数年);

3.速率:高速(5G/WiFi6/WiFi7视频传输)→中低速(NB-IoT智能表计)。

 

从是否连接蜂窝网络的角度又可分为蜂窝与非蜂窝技术应用。蜂窝物联网(如4G/5G/NB-IoT)的特点强覆盖、高速率、高可靠,但功耗与成本高,适用车联网、远程医疗等实时场景;非蜂窝物联网(如LoRa/Zigbee)的优势是超低功耗、低成本、海量连接,但覆盖与速率受限,适配农业传感、表计等低频需求。两者互补共存,蜂窝侧重广域高可靠,非蜂窝聚焦局域低成本,共同构建完整物联生态。

 

在物联网(IoT)飞速发展的今天,连接的需求已不再局限于高速率、低延迟的场景。对于智能城市、环境监测、农业物联网等应用而言,远距离、广覆盖、低功耗、低成本的中低速率连接技术才是关键。而Sub-GHz频段,凭借其优异的传播特性,正成为这些应用的理想选择。本文将重点介绍三种基于Sub-GHz频段的物联网技术:LoRa、Wi-SUN和WiFi HaLow,并探讨它们如何赋能未来物联网应用。

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一、Sub-GHz频段的优势

Sub-GHz频段通常指频率低于1GHz的无线通信频段,例如433MHz868MHz915MHz等。与2.4GHz等高频段相比,Sub-GHz频段具有以下优势:

传播距离远: 波长较长,绕射能力强,能够穿透墙壁、建筑物等障碍物,实现更远的通信距离。

覆盖范围广: 单个基站即可覆盖更大范围,减少基础设施部署成本。

功耗低: 传输相同数据量所需的能量更少,延长设备电池寿命。

抗干扰能力强: 相较于拥挤的2.4GHz频段,Sub-GHz频段干扰更少,通信更稳定。


二、LoRa:低功耗广域网(LPWAN)的领军者

LoRaLong Range)是一种基于扩频技术的LPWAN协议,工作在Sub-GHz频段,具有超远距离、超低功耗的特点。其优势在于:

超长通信距离: 在视距条件下可达数十公里,城市环境中也可达数公里。

超低功耗: 电池供电的设备可工作数年甚至十年以上。

大容量: 单个网关可连接数千个终端节点。

低成本: 芯片和模块价格低廉,易于大规模部署。

LoRa广泛应用于智能抄表、环境监测、资产追踪、智慧农业等领域。


三、Wi-SUN:构建智能城市和智能电网的基石

Wi-SUNWireless Smart Utility Network)是一种基于IEEE 802.15.4g标准的无线通信协议,主要工作在Sub-GHz频段,具有自组网、多跳传输、高可靠性等特点。其优势在于:

自组网能力: 节点可自动组网,无需人工干预,网络部署灵活便捷。

多跳传输: 数据可通过多个节点中继传输,扩大网络覆盖范围。

高可靠性: 采用Mesh网络结构,具有路径冗余,网络可靠性高。

安全性强: 支持多种加密算法,保障数据传输安全。

Wi-SUN广泛应用于智能电网、智能城市、智能家居等领域。


四、WiFi HaLowSub-GHz频段的WiFi新星

WiFi HaLowIEEE 802.11ah)是WiFi联盟推出的针对物联网应用的无线通信标准,工作在Sub-GHz频段,具有远距离、低功耗、高容量等特点。其优势在于:

兼容WiFi 与现有WiFi设备兼容,易于集成和应用。

远距离传输: 通信距离可达1公里,是传统WiFi10倍。

低功耗: 采用节能机制,延长设备电池寿命。

高容量: 支持大量设备同时连接。

WiFi HaLow可应用于智能家居、工业物联网、智慧零售等领域。

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五、总结与展望

LoRaWi-SUNWiFi HaLowSub-GHz物联网技术各有优势,能够满足不同应用场景的需求。随着物联网应用的不断深入,这些技术将发挥越来越重要的作用,推动物联网向更广、更深的方向发展。未来,我们可以期待看到更多基于Sub-GHz频段的创新应用,为构建万物互联的智能世界贡献力量。

需要注意的是, 每种技术都有其适用的场景和局限性,在实际应用中需要根据具体需求进行选择。例如,LoRa更适合于低功耗、远距离、小数据量的应用场景,而WiFi HaLow则更适合于需要较高数据传输速率和低延迟的应用场景。

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康希通信推出的Sub-GHz频段KCT810xL系列产品,在高功率、高线性度与低功耗之间实现了出色的平衡,使其能够在保证通信质量的同时最大限度地延长设备的电池寿命。这对于智慧城市和智能工业等需要长期稳定运行的设备而言,具有重要意义。KCT810xL系列产品支持多个主流物联网通信协议,包括LP-WANLoRaSigfox等)、WiFi HalowWi-SUN,增强了其在物联网市场中的竞争力。其在sub-GHz频段下的表现,进一步提升了其在广泛的应用场景中的可用性,尤其是在需要低功耗、远距离通信的应用中更有其竞争优势。202410月,康希通信的 KCT8103L 产品在《电子发烧友》与慕尼黑华南电子展联合主办的 2024 第十一届中国 IoT 大会上,荣获“IoT 年度创新产品奖”。该产品专为 860MHz - 930MHz ISM 频段物联网应用设计,集成功率放大器、低噪声放大器和单刀双掷开关,广泛应用于智能水表、电表、智慧城市和智能工业等领域。KCT8103L MorseMicro MM6108 参考设计成功合作,顺利导入 Wi-Fi Halow 平台,在 TDD 模式下展现了高性能和高可靠性,满足多样化物联网需求。KCT8102L 也在物联网领域表现亮眼。作为一款专为 sub1GHz 频段设计的射频前端芯片,通过与联芯通(濎通)合作 WiSUN 协议,并通过相关认证,KCT8102L 为智能水表、电表等设备提供了稳定的通信保障,进一步丰富了康希通信在物联网领域的产品布局。



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