Morse Micro 智能电网市场开发总监 Tim Colleran 写道：Wi-Fi HaLow 有能力推动下一波智能电表的发展。

在数字化转型和下一代连接技术的推动下，智慧城市正在快速发展。智能电表是这一转型的关键组成部分之一，它已成为管理能源消耗、实时数据和电网优化的核心。

能源生产的波动尤其需要实时电网调整，而智能电表将发挥更具动态性的作用，近乎实时地管理家庭能源消耗。例如，在风力发电量突然下降的情况下，电网可能难以同时为电动汽车 (EV) 充电和为住宅系统供电。在这种情况下，智能电表将演变为实时能源管理器，能够优化家庭能源使用，甚至在必要时获取电力。

然而，要实现这一愿景，需要多项技术进步。智能电表需要更强大的处理能力来加快决策速度，并需要有针对性的边缘人工智能来处理复杂的任务。改善家庭内部的连接也至关重要——电表需要与家用电器、电动汽车、蓄电池和太阳能逆变器无缝通信。

此外，回程网络也需要进行重大升级，需要更高的吞吐量和更低的延迟才能实现实时能源控制。目前，大多数现有网络都难以满足这些需求。Wi-Fi HaLow，一种低于 GHz 的 Wi-Fi 版本，作为一种极具前景的解决方案，能够满足未来能源生态系统的连接和性能需求。

Wi-Fi HaLow（也称为 802.11ah）与传统的 2.4GHz Wi-Fi 相比具有多项关键优势，使其成为智能电表和智能家居应用的理想选择。通过以较低的频率运行，Wi-Fi HaLow 可提供更大的覆盖范围，并能更好地穿透墙壁和地板等障碍物，尤其适用于传统 Wi-Fi 难以覆盖的环境。

此外，Wi-Fi HaLow 支持低功耗模式、网状网络以及每个接入点连接数千个客户端的能力，同时保持了 Wi-Fi 用户熟悉的强大安全性和原生 IP 功能。虽然其吞吐量较低，通常在 10-20Mbps 范围内，但对于全屋覆盖以及实时能源管理以及与家用电器、电动汽车和家庭能源系统通信等应用而言，这已经绰绰有余。

Wi-Fi HaLow：覆盖范围、连接性和效率

在将 Wi-Fi HaLow 与 2.4GHz Wi-Fi 进行比较用于电表后智能家居服务时，Wi-Fi HaLow 在覆盖范围和穿透力方面均表现出色。由于 2.4GHz 的自由空间损耗更大，信号衰减更快，导致覆盖范围更短。相比之下，Wi-Fi HaLow 的窄带信道和 sub-GHz 频率在相同功率输出下可实现十倍的覆盖范围。这使得它能够高效穿透墙壁，这对于确保从智能电表到家用设备的可靠连接至关重要。

无线信号从电表进入家庭再到达接入点，通常需要穿过三到五堵墙。传统的 2.4GHz Wi-Fi 信号在穿过多堵墙后往往会衰减甚至完全中断，导致连接不稳定，甚至需要扩展器和网状网络。Wi-Fi HaLow 凭借其强大的穿透力和覆盖范围，解决了这些问题，只需极少的基础设施要求，即可直接从电表提供全屋覆盖。

在公用事业方面，电表与回程网络的通信主要通过频繁的数据抄表来促进计费和电网管理。如今的回程技术种类繁多，包括 400MHz 无线电、900MHz Wi-SUN 网状网络、LoRaWAN 和 LTE，具体选择取决于地区和人口密度。然而，最常见的解决方案是 900MHz Wi-SUN 网状网络和 LoRaWAN，它们都旨在支持低功耗、远距离通信。

Wi-Fi HaLow 能够提供可靠的远距离连接，是智能电表与公用事业公司之间通信的理想技术，它具备其他技术所不具备的更强大的功能和更佳的性能。

Wi-Fi HaLow：推动传统智能电网技术迈向未来

虽然 LoRaWAN、Wi-SUN 和 LTE 等技术多年来一直支持智能电网基础设施，但 Wi-Fi HaLow 正逐渐成为一种多功能且全面的解决方案，有望将这些传统系统带入未来。

例如，Wi-SUN 网状网络通常部署在城市环境中，具有可扩展性和高密度通信能力，但需要复杂的基础设施。因此，它们经常面临网络延迟和覆盖范围方面的挑战。此外，对于智能电网部署而言，Wi-SUN 根本无法提供实时网络控制所需的吞吐量。

Wi-Fi HaLow 与 Wi-SUN、LoRaWAN 和 eRECAP 的功能比较

LoRaWAN 是另一种常用于智能基础设施的技术。LoRaWAN 以其低功耗、远距离通信而闻名，在偏远地区非常有效，但带宽和延迟有限，使其不太适合实时能源管理。

将 Wi-Fi HaLow 与 LoRaWAN 进行比较，可以发现它们与 Wi-SUN 存在本质上相同的问题：吞吐量不足以实现实时联网。

最后，LTE 和 5G 虽然提供了更高的吞吐量，但也带来了更高的能耗和成本，这使得它们不太适合大规模部署智能电表。LTE 拥有未来电表所需的覆盖范围和吞吐量。

然而，调制解调器往往更昂贵，而且每兆比特数据的成本通常不固定。此外，LTE 是授权频谱，因此公用事业提供商需要与特定的 LTE 运营商合作才能使用其网络。从商业模式的角度来看，这会增加复杂性和成本。

然而，它可以省去维护独立网络的高昂成本。另一种选择是私有 LTE。大规模网络的部署会面临复杂性。迄今为止，它们似乎在小型市政公用事业环境或拥有国有运营商和公用事业的地区更为有效。

上图显示了与 5G eREDCAP 的比较，后者是 6GHz 以下频段 5G 的简化版本。eREDCAP 代表着 LTE NB-IOT 类设备的未来。它采用低功耗模式和 64QAM 的单天线解决方案。本质上，它是针对物联网应用而进行失谐的 5G。

它的成本、复杂性和吞吐量都更低。它刚刚于2024年夏季通过3GPP Release 18获得批准。预计网络将在2024年末进行软件更新，优化设备将于2025年末上市。因此，它是未来电表领域最佳的移动技术。

eREDCAP 的两个主要问题如下：首先，它仍然是一种“按兆比特付费”的技术，传输的数据越多，成本就越高。其次，它缺乏持续的可用性和覆盖范围。虽然5G网络可以通过软件升级，但全球大部分地区仍然只使用4G LTE，预计更全面地过渡到5G需要五年以上的时间。这给部署模式带来了相当大的不确定性。话虽如此，对于某些地区、应用和地域而言，eREDCAP 可能是合适的解决方案。

总而言之，没有哪一种技术能够成为满足智能电网需求的唯一解决方案。 Wi-Fi HaLow 凭借其低于 GHz 的运行频率、更远的覆盖范围、更低的功耗以及每个接入点可处理数千台设备的能力，可以完善 LAN/WAN 基础设施。它能够满足城乡地区所需的覆盖范围和渗透率，同时又不受 LoRaWAN 的限制或 Wi-SUN 的基础设施复杂性的影响。

Wi-Fi HaLow 提供稳定、远距离且经济高效的连接，是满足智慧城市不断发展的需求的理想解决方案。通过支持实时能源控制、用户侧服务和广域设备连接，Wi-Fi HaLow 正在助力打造面向未来的城市基础设施，助力下一代可持续的智慧城市建设。