Wi-Fi CERTIFIED HaLow - IoT時代の接続性を再定義

急速に進化するIoTにおいて、「Wi-Fi CERTIFIED HaLow」は、IoTの長距離、低消費電力の接続性の要求を満たすために特別に開発された、必要不可欠な無線プロトコルとして登場しました。

2025年までに270億台のIoTデバイスが接続されると推定されており、無線セキュリティカメラからWi-Fiアクセスポイントに至るまで、Wi-Fi HaLowを介して接続されるデバイスの数は増加しています。

モースマイクロもWi-Fi HaLow対応半導体ベンダとして、家庭、企業、ホスピタリティ企業、工場、農場、スマートシティなど、さまざまな環境における新しいアプリケーションや新たなアプリケーションのIoT接続性を拡大するためにWi-Fi HaLowの機能を推進してきました。Wi-Fi HaLowがどのように無線接続を変革し、IoTエコシステムを強化するかについて説明したいと思います。

Wi-Fi HaLowの主な特長と利点

IoT向けに特別に開発されたWi-Fi HaLowは、サブ1GHz帯で動作し、延長された到達距離、電力効率、堅牢なセキュリティを実現します。主な特長と利点は以下のとおりです。

延長された到達距離

Wi-Fi HaLowの1GHz以下のナローバンド信号は、2.4GHzや5GHzのWi-Fi信号の10倍以上遠くまで伝播し、3kmに達するため、従来のWi-Fiの100倍以上のエリアをカバーできます。

省電力機能

Wi-Fi HaLowは、他の多くの無線IoT技術よりも、単位エネルギー当たりより多くのビットの転送を可能にします。また、Wi-Fi HaLowは、制限付きアクセス・ウィンドウ(RAW)とターゲット・ウェイク・タイム(TWT)により、IoTデバイスの数年間のバッテリー動作を可能にするスリープ・モードと電源管理モードをサポートしています。

マルチSTAのサポート

Wi-Fi HaLowは、従来のWi-Fiや他のIoTプロトコルのネットワーク容量をはるかに超える、単一のアクセスポイント(AP)から8191台のデバイスをサポートする容量で差別化を図っています。この機能は、無数のIoTデバイスがシームレスな相互接続を必要とする大規模なマルチステーション(マルチSTA)ネットワークの開発にとって重要です。これは、将来の高密度で相互接続されたIoTエコシステムの実現に向けた重要な一歩となります。

経路損失を低減

Wi-Fi HaLowの1GHz以下の周波数の使用は、本質的に経路損失を低減し、壁、ドア、窓のような障壁を介してより大きな信号の通過性を保証し、より少ないAPでより大きなカバレッジをもたらします。この機能は、特に従来、物理的な障壁が接続性を妨げていた環境において、よりアクセスし易く信頼性の高いネットワークを構築する上で重要です。

スペクトル効率

ネットワークの混雑という深刻な問題に対応するため、Wi-Fi HaLowは免許不要のサブ1GHz帯で運用され、多くが必要とされる追加スペクトルを提供します。Wi-Fi HaLowは、1MHz以下のチャネル帯域幅でOFDM変調をサポートすることで、1GHz以下の帯域で動作する他のIoT技術と比較してスペクトル効率を改善します。これは、帯域幅の制約に直面している密度の高いIoT環境にとって重要です。

Wi-Fi HaLowの実用性

2024年1月、モースマイクロは、サンフランシスコのオーシャンビーチ地区で、Wi-Fi CERTIFIED HaLow技術による3km(約2マイル)の距離での双方向ライブビデオ通話の実演に成功しました。このフィールドテストは、長距離Wi-Fi接続性の新たなベンチマークを設定しただけでなく、IoTアプリケーション向け他の延長された到達距離・低消費電力の無線ソリューションに代わるWi-Fi HaLowの可能性を浮き彫りにしました。

この技術の能力をさらに証明するものとして、モースマイクロは2024年2月にシンガポールで開催されたWi-Fiアライアンス会員の会議でWi-Fi HaLow対応のビデオカメラを展示しました。Wi-Fi HaLowアクセスポイントから60m離れたホテルの屋外に設置された高解像度カメラを使用した実演では、サブGHz帯のWi-Fi HaLow信号が複数のコンクリート壁を透過し、高解像度のビデオコンテンツを65インチのテレビに伝送できることを証明しました。従来の2.4GHzや5GHzの無線帯域では、ネットワークの輻輳によって実用的ではないにしても、Wi-Fi HaLowの実演は成功しました。　

IoTの接続性の未来

IoTの急速な成長により、従来のWi-Fiの限界、特に到達距離と電力効率が浮き彫りになっています。

Wi-Fi HaLowは、狭い周波数帯域で動作することで、これらの問題に正面から取り組み、デバイスで混雑する環境での通過性と性能の向上を可能にして、厳しいIoT設定に必要な長距離、低消費電力、拡張性、セキュリティおよび堅牢性に対する要件を満たしています。Wi-Fi HaLowは、従来のWi-Fiと比較して延長された到達距離とカバレッジを提供し、10倍の到達距離、100倍のエリアカバレッジ、1000倍のボリュームを保証します。

モースマイクロとしては、Wi-FiアライアンスとFCCの認定を受けた量産済みの半導体デバイス「MM6108」として対応済みで、速度、サイズ、電力使用量、到達距離の点で効率的なWi-Fi HaLow環境の構築を手助けしています。Wi-Fi HaLowの進化は、IoT技術における重要な進歩であり、広範なアプリケーションにおける接続性の向上を約束するものです。モースマイクロとしてもWi-Fi HaLowの開発を推進していくことで、世界中のIoTネットワークの革新と可能性の拡大に取り組んでいます。

本記事はモースマイクロがWi-Fi Allianceのサイト内のコラム「The Beacon」に寄稿した技術記事を翻訳したものとなります。