Kerroimme jokin aikaa sitten, että australialainen Morse Micro ylsi testissään kolmen kilometrin päähän Wi-Fi-yhteydellään. Saavutus perustuu moneen tekijään, joissa tämä HaLow-nimelläkin tunnettu tekniikka eroaa kotien vanhoista langattomista lähiverkoista.

Ensinnäkin Wi-Fi HaLow toimii alle 1 GHz:n taajuudella (erityisesti noin 900 MHz monissa eri maissa), kun perinteisesti Wi-Fi toimii 2,4 ja 5 GHz taajuuksilla. Uusi 6E-standardi laajentaa taajuusaluetta vielä ylöspäin 6 gigahertsiin. Matalataajuisilla radioaalloilla on paremmat etenemisominaisuudet, mikä tarkoittaa, että ne voivat kulkea pidempiä matkoja ja tunkeutua esteiden, kuten seinien ja lattioiden, läpi tehokkaammin.

HaLow käyttää myös kapeampaa kaistanleveyttä verrattuna perinteiseen Wi-Fi-verkkoon. Kanavanleveydet ovat 1, 2, 4, 8 tai 16 megahertsiä. Kapeammat kaistanleveydet keskittävät signaalienergian tehokkaammin, jolloin se voi kulkea pidemmälle ilman merkittäviä heikennyksiä. Tämä on erityisen hyödyllistä ympäristöissä, joissa signaalin voimakkuus on ratkaiseva suurilla alueilla.

Wi-Fi HaLow käyttää lisäksi vankkoja modulaatio- ja koodausmenetelmiä, jotka on suunniteltu säilyttämään signaalin eheys pitkillä etäisyyksillä. Nämä tekniikat auttavat lieventämään signaalin heikkenemisen vaikutuksia suurilla alueilla. Käytössä ovat OFDM-perheeseen kuuluvat BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM ja 256-QAM. Näistä viimeinen mahdollistaa suurimmat datanopeudet, vaikka se ei olekaan HaLow-linkkien tärkein tehtävä.

Vaikka Wi-Fi HaLow -laitteiden energiatehokkuus ei vaikuta suoraan kantamaan, voivat laitteet toimia tehokkaasti pitkiä aikoja ilman, että akkuja tarvitsee vaihtaa tai ladata uudelleen. Tämä on erityisen tärkeää IoT-laitteille, jotka on otettu käyttöön etäisissä tai vaikeapääsyisissä paikoissa.

Wi-Fi HaLowilla on parempi linkkibudjetti verrattuna perinteiseen Wi-Fi-verkkoon, mikä tarkoittaa, että sillä on suurempi signaalihäviövaraus, mutta silti se säilyttää tehokkaan datansiirron. Tämä saavutetaan yhdistämällä matalataajuinen toiminta, tehonsäätö ja radiospektrin tehokas käyttö.

Morse Micron demossa HaLow-linkki ylsi megabitin levyisenä vielä kolmen kilometrin päähän. Demossa yhtiö käytti MM6108-radiopiiriään. Kyse on yhden sirun HaLow-ratkaisusta, joka sisältää radion lisäksi vaadittavat MAC- ja PHY-osat. Piiri tukee 43,3 megabitin maksimidatanopeutta ja siihen voidaan liittää ulkoisia tehovahvistimia, jotta radion kantamaa voidaan kasvattaa.

Tulokset ovat vaikuttavia. Demossa Morse Micro näyttää, miten linkin kapasiteetti on 250 metrin päässä 17 megabittiä sekunnissa, 500 metrin päässä 11 megabittiä, kilometrissä 11 megabittiä ja vielä kolmen kilometrin päässä yksi megabitti sekunnissa. Tämä riittää tietysti enemmän kuin hyvin IoT-datan siirtoon ja jopa jonkinlaisen videopuhelun ylläpitoon.