Was ist Wi-Fi HaLow, und brauche ich es?

Obwohl Wi-Fi 7, das neueste und schnellste Wi-Fi, die ganze Aufmerksamkeit auf sich zieht, ist eine neue drahtlose Technologie namens Wi-Fi HaLow im Begriff, das Internet der Dinge (IoT) zu verändern. Hier finden Sie alles, was Sie über Wi-Fi HaLow wissen müssen.

Was ist Wi-Fi HaLow?

Wi-Fi HaLow ist eine drahtlose Technologiespezifikation, die auf dem IEEE 802.11ah-Protokoll basiert. Es wurde erstmals 2016 eingeführt und läuft auf Frequenzen unterhalb von 1 GHz, im Gegensatz zu den herkömmlichen Protokollen Wi-Fi 5, Wi-Fi 6, Wi-Fi 6E und Wi-Fi 7, die 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz verwenden.

Da niedrigere Frequenzen größere Entfernungen überwinden können, kann Wi-Fi HaLow eine Verbindung von bis zu einem Kilometer und im Falle einer Sichtverbindung sogar noch weiter herstellen. Die Verwendung einer niedrigeren Frequenz bedeutet jedoch auch, dass die Kanäle schmaler sind und die Bandbreite geringer ist, was zu niedrigeren Datenraten führt. Dennoch können Datengeschwindigkeiten von 150 Kbit/s über längere Strecken und bis zu 86,7 Mbit/s über kürzere Strecken erreicht werden.

Es handelt sich nicht um einen Ersatz für die herkömmlichen Wi-Fi-Standards. Vielmehr soll es die bestehenden Wi-Fi-Protokolle ergänzen und die Konnektivität von Geräten über größere Entfernungen ermöglichen, ohne dass Wireless-Extender, mehrere Zugangspunkte und komplexe kabelgebundene Verbindungen erforderlich sind. IoT-Geräte, Smart-City-Projekte und Mesh-Netzwerke werden am meisten davon profitieren.

In den USA wird Wi-Fi HaLow auf der 900-Hz-Frequenz betrieben, die Teil des lizenzfreien Spektrums ist und somit von jedermann kostenlos genutzt werden kann. Je nachdem, welche Sub-Gigahertz-Frequenzen weltweit verfügbar sind, kann Wi-Fi HaLow jedoch in anderen Ländern auf anderen Frequenzen betrieben werden.

Wie unterscheidet sich Wi-Fi HaLow von herkömmlichem Wi-Fi?

Bei den herkömmlichen Wi-Fi-Protokollen gab es die meisten Fortschritte bei den drahtlosen Geschwindigkeiten und Latenzzeiten. Aber die Signalreichweite hat unter diesem Geschwindigkeitsrausch gelitten. Wi-Fi HaLow ist ein Versuch, diese eklatante Lücke in der Wi-Fi-Funktionspalette zu schließen, insbesondere in einer Welt, in der IoT-Geräte exponentiell wachsen und eine zuverlässige Möglichkeit benötigen, miteinander und mit dem Internet verbunden zu bleiben.

Wie bereits erwähnt, bietet Wi-Fi HaLow eine viel bessere Übertragungsreichweite als herkömmliches Wi-Fi. Vor allem aber bedeutet die Verwendung einer niedrigeren Frequenz, dass es Barrieren wie Wände besser durchdringen kann, ähnlich wie 2,4-GHz-Wi-Fi eine bessere Signalreichweite und Wanddurchdringung bietet als 5-GHz- und 6-GHz-Wi-Fi-Bänder.

HaLow verbraucht auch viel weniger Strom, da es dank verschiedener Schlafmodi, die in der 802.11ah-Spezifikation definiert sind, in einem deutlich niedrigeren Energiezustand bleiben kann. So kann es batteriebetriebene Geräte wie Sensoren, drahtlose Sicherheitskameras und mehr versorgen und ihnen helfen, monatelang und sogar jahrelang zu laufen, ohne dass die Batterie ausgetauscht oder aufgeladen werden muss.

Ein weiterer Vorteil von Wi-Fi HaLow gegenüber herkömmlichem Wi-Fi ist die Möglichkeit, sich mit über 8.000 Geräten gleichzeitig zu verbinden, im Vergleich zu 2007 Geräten bei Wi-Fi 6.

Was ist mit Z-Wave, Zigbee oder Thread?

Wi-Fi HaLow ist nicht die erste drahtlose Technologie, die Konnektivität zu IoT-Geräten bietet. Andere drahtlose Technologien wie Z-Wave, Zigbee und Thread gibt es bereits. Aber jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile.

Z-Wave ähnelt Wi-Fi HaLow in mehreren Aspekten. Es nutzt ebenfalls Sub-1GHz-Frequenzen und hat daher eine größere Reichweite und einen geringeren Stromverbrauch. Doch trotz der großen Reichweite kann es nicht mit HaLow mithalten. Ein einzelnes Z-Wave-Netzwerk kann auch nicht mehr als 232 Geräte unterstützen. Außerdem benötigt man einen Controller, um Z-Wave-Geräte effektiv zu betreiben.

Im Jahr 2020 wird die Z-Wave Alliance eine neue Z-Wave Long Range-Version einführen, die die Signalreichweite auf das Niveau von Wi-Fi HaLow bringt und die Anzahl der unterstützten Geräte in einem Z-Wave-Netzwerk auf 4.000 erhöht.

Zigbee hingegen arbeitet auf den Frequenzen 780MHz, 868Hz, 915MHz und 2,4GHz. Die meisten Zigbee-Geräte für den Heimgebrauch nutzen jedoch das 2,4-GHz-Band. Es hat also eine schnellere Datenübertragungsrate als Z-Wave, aber eine begrenzte Reichweite. Zigbee hat auch nicht die beste Interoperabilitätsbilanz, ist nicht so sicher wie Wi-Fi und benötigt ein "Koordinator"-Gerät zur Steuerung des Netzwerks. Aber es kann über 65.000 Knoten in einem einzigen Netzwerk unterstützen, viel mehr als Z-Wave und sogar Wi-Fi HaLow.

Thread ist eines der neueren drahtlosen Low-Power-Protokolle. Es nutzt ebenfalls die 2,4-GHz-Frequenz, um sich mit anderen Thread-Geräten zu verbinden und mit ihnen zu kommunizieren. Thread-Geräte sind IP-basiert und können ohne einen Hub oder eine Bridge miteinander verbunden werden. Für die Verbindung des Thread-Netzes mit dem Internet benötigen sie jedoch einen Thread-Border-Router. Thread-Netzwerke sind außerdem auf etwa 250 Geräte begrenzt und eignen sich nicht für Geräte mit relativ hoher Bandbreite, wie z. B. Sicherheitskameras.

Obwohl jedes dieser speziellen drahtlosen Protokolle mit geringer Leistung viele Dinge richtig macht, hat jedes seine Nachteile. Im Vergleich dazu hat Wi-Fi HaLow eine beeindruckende Signalreichweite, benötigt keinen Hub, bietet hervorragende Sicherheit, kann mit über 8.000 Geräten verbunden werden und hat eine angemessene Datenübertragungsgeschwindigkeit. Außerdem erhalten Sie nahtlose Interoperabilität, und da HaLow ein anderes Band als die bestehenden Wi-Fi-Netzwerke nutzt, verstopft es nicht die bestehende Infrastruktur.

Welchen Nutzen hat Wi-Fi HaLow für Sie?

Wi-Fi HaLow hat das Potenzial, für verschiedene Anwendungsfälle von Nutzen zu sein, aber normale Heimanwender werden die größten Auswirkungen bei Smart-Home-Geräten, IoT und Mesh-Networking-Systemen feststellen. Da fast jedes Haushaltsgerät intelligent wird und einen drahtlosen Zugang für die Konnektivität benötigt, ist das 2,4-GHz-Band am stärksten ausgelastet, da es nur drei sich nicht überschneidende Kanäle haben kann.

Wi-Fi HaLow arbeitet jedoch auf einer völlig anderen Frequenz als herkömmliches Wi-Fi und kann mehr als 26 sich nicht überschneidende Kanäle haben. Daher ist das Risiko von Störungen und Überlastungen fast vernachlässigbar, es sei denn, Tausende von Geräten wetteifern um die Verbindung.

Darüber hinaus ermöglicht die erweiterte Reichweite die Versorgung von IoT- und Smart-Home-Geräten über einen einzigen Zugangspunkt auf großen Grundstücken. So können Sie zum Beispiel einen einzigen Router oder ein Mesh-System für Ihren Hauptwohnsitz einsetzen, um Geräte mit hoher Bandbreite zu versorgen. Mit Wi-Fi HaLow kann derselbe Router oder dasselbe Mesh-System aber auch Sensoren, Sicherheitskameras und andere Geräte mit relativ geringer Bandbreite an der Grundstücksgrenze, in Nebengebäuden, Gästehäusern und anderen Teilen des Grundstücks abdecken. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, das gesamte Grundstück zu verkabeln oder zusätzliche Mesh-Knoten oder Wi-Fi-Extender zu installieren, um eine erweiterte Signalabdeckung zu bieten.

Wie können Sie Wi-Fi HaLow nutzen?

Wie bei jeder neuen Wi-Fi-Generation müssen sowohl der WLAN-Router als auch das Gerät Wi-Fi HaLow unterstützen, um die Vorteile nutzen zu können. Leider hat sich Wi-Fi HaLow nur langsam durchgesetzt, aber mit wachsendem Interesse sollten wir in Zukunft mehr Geräte mit dieser Wi-Fi-Spezifikation sehen.

Abgesehen davon haben einige Hersteller Wi-Fi-Extender auf den Markt gebracht, die HaLow nutzen, um die Reichweite eines drahtlosen Netzwerks auf Hunderte von Metern zu erhöhen. Was Geräte betrifft, so hat Abode auf der CES 2024 eine neue Sicherheitskamera namens Edge vorgestellt, die Wi-Fi HaLow nutzt und voraussichtlich im ersten Quartal 2024 für etwa 200 US-Dollar auf den Markt kommen wird. Der taiwanesische Hersteller Chicony plant ebenfalls die Einführung von Sicherheitskameras mit Wi-Fi HaLow.

Leider kann Ihr vorhandener drahtloser Router oder Ihr Gerät die Vorteile von HaLow nicht über ein Firmware-Upgrade nutzen, da dafür neue Hardware erforderlich ist. Dies ist vergleichbar mit der Tatsache, dass Wi-Fi 6E-Router oder Client-Geräte keinen Wi-Fi 7-Zugang über ein Software-Update erhalten können.

Eine besonders langsame, aber zuverlässige Wi-Fi-Spur für das IoT

Wi-Fi HaLow vervollständigt die Wi-Fi-Verbindungsautobahn, indem es im Wesentlichen eine langsame Spur für Geräte des Internets der Dinge hinzufügt, die zuverlässig, sicher und nahtlos ist. Auf diese Weise bleibt die bestehende Verbindungsautobahn ungestört, und durch das Verschieben von IoT-Geräten von bestehenden Spuren auf die langsamen Spuren wird auch Bandbreite für andere Geräte frei.