2021年11月2日は、進化し続けるWi-Fi規格にとって記念すべき日である。 そこでWi-Fiアライアンスは、IEEE 802.11ah規格に基づく製品を対象としたWi-Fi Certified HaLowプログラムを導入した。 Wi-Fi HaLowは、モノのインターネット（IoT）のニーズを満たすために調整された初のWi-Fi規格であり、従来のWi-Fi競合製品や、LoRaWAN、Sigfox、Narrowband IoT（NB-IoT）などの低電力広域ネットワーク（LPWAN）ソリューションに代わる優れた選択肢となります。
Wi-Fi HaLowは、他のワイヤレス・プロトコルにはないユニークな利点を兼ね備えている：
- 他のすべてのWi-Fiと互換性があり、インターネット・プロトコル（IP）をネイティブにサポートしている。
- 効率的なスリープモードとパワー・マネージメント・モードにより消費電力が非常に少なく、IoTデバイスの数年にわたるバッテリー駆動を可能にする。
- 1つのアクセスポイントから8,000以上のノードにサービスを提供できる。
- 1GHz以下の免許不要の産業科学医療（ISM）帯域（世界では850MHzから950MHz、北米では902MHzから928MHz）で動作し、従来のWi-Fiプロトコルの到達範囲をはるかに超えて、1kmを超える長距離をカバーすることができる。
Wi-Fiの他のバージョンはすべて、2.4GHz、5GHz、6GHzのいずれか、またはこれらの周波数の組み合わせで動作するが、Wi-Fi HaLowはサブGHzの周波数を使用し、チャネルの帯域幅がはるかに狭いため、その10倍の範囲を提供する。 それは、チャンネルが狭ければ狭いほど、レンジが広くなり、周波数が低ければ低いほど、壁やその他の障害物への浸透性が良くなるからだ。 さらに、Wi-Fi HaLowプロトコルには、リンクバジェットを高めるのに役立つレンジ最適化変調・符号化方式（MCS10）が追加された。 これらの機能を組み合わせることで、Wi-Fi HaLowはIEEE 802.11n（Wi-Fi 4）に対して最大24dBのリンクバジェット改善を実現しています。
Wi-Fi HaLowは、このような特長を備えているため、スマート工場、ビルディング・オートメーション、倉庫、スマートシティ・インフラストラクチャ、輸送・車両管理、遠隔医療、その他多くの遠隔監視アプリケーションなど、幅広いIoTアプリケーションに適している。 複数の接続規格に対応する代わりに、Wi-Fi HaLowはあらゆるLED電球、照明スイッチ、スマート・ドアロック、電動窓シェード、サーモスタット、煙探知機、ソーラーパネル、防犯カメラ、その他ありとあらゆるスマート・ホーム・デバイスに対応することができる。 産業用IoT環境では、Wi-Fi HaLowは、インターネットや潜在的にはクラウドデータセンターにデータを通信する必要がある機械に接続された多種多様なセンサーやその他の無線デバイスをサポートすることができます。
Wi-Fi HaLowは、非常に低いレベルの直流電力を必要とするIoTセンサーやその他の機器に対応するよう設計されており、その多くは小型バッテリーで何年も動作しなければならない。 この規格の最大データ・レートは8MHzのチャンネルで43.3Mb/sに過ぎないが、これはほぼすべてのホームオートメーションや産業用IoT機器、高解像度映像をストリーミングする高解像度カメラにとっては十分すぎるほどだ。
このエネルギー効率と最適なスループットの組み合わせを実現するために、Wi-Fi HaLowは、接続されたデバイスが長時間にわたって低電力状態を維持できるようにする様々な高度なスリープ・モードを備えている。 例えば、ターゲット・ウェイク・タイム（TWT）は、ノードがアクセス・ポイントとネゴシエーションし、各ノードがビーコンをウェイクアップしてリッスンする時間をあらかじめ設定することを可能にする。 この規格では、アクセスポイントが利用可能な帯域幅を複数のノードグループに分割して、特定の数のノードがデータを転送できるようにする一方で、他のノードはスリープモードのままにしておく制限付きアクセスウィンドウ（RAW）機能もサポートしています。 これらやその他の省エネ機能により、電力に制約のあるIoTデバイスのバッテリー寿命を最適化することが可能になる。 モースマイクロ社が提供するような完全統合型Wi-Fi HaLowシステム・オン・チップ（SoC）ソリューションは、無線、PHY、メディア・アクセス・コントロール（MAC）、パワー・マネージメント・ユニット（PMU）、その他のホスト・インターフェースを単一の小型チップに統合しており、ソリューション全体の小型化に貢献しています。
Wi-Fiのすべてのバージョンと同様に、HaLowは、1～8MHzのチャネル幅を使用するシングルストリーム、シングルアンテナのデバイスに対して、150kb/秒から40Mb/秒までの複数のMCSレベルを使用して、シグナルインテグリティとアクセスポイントからの距離に応じて帯域幅とデータレートを自動的にスケーリングすることができる。
Wi-Fi HaLowは、2値位相シフト・キーイング（BPSK）、直交位相シフト・キーイング（QPSK）、16～256の直交振幅変調（QAM）など、複数のMCS方式をサポートしている。 使用されるMCSスキームによって、Wi-Fi HaLowのデータレートは、BPSK変調のMCS 10を使用した150kbpsから、256 QAMのMCS 9を使用した40Mbpsのトップレートまで様々である。 8MHzチャンネルを使用する2つの空間ストリームは最高87Mbpsで、さらに高いデータレートを必要とするアプリケーションには、さらに多くの空間ストリームを使用するオプションがある。
Wi-Fi HaLowは、IoTアプリケーションの広範な範囲に対応する、これまでで最も機能豊富で包括的なWi-Fi規格ですが、これは、すべてのユースケースにおいて他のすべてのWi-Fi規格に取って代わることを意味するものではありません。 例えば、ハイエンド・ゲーム、超高解像度のビデオ・ストリーミング、低遅延の仮想現実や拡張現実などのデータ集約的なアプリケーションは、Wi-Fi HaLowよりも通信距離が短く、消費電力が大きい、より高い周波数のWi-Fiが提供する驚異的な高速データ・レートを依然として必要としている。
Wi-Fi HaLowが最も得意とするのは、バッテリー寿命を延ばすために消費電力を極小レベルに抑えながら、長距離で何千ものIP対応デバイスにサービスを提供することで、IoT接続のユニークな要件に対応することだ。 他の形式のWi-Fiは、これらの異なるニーズを満たすようには設計されておらず、IoTアプリケーションにおいて、これらの複合的な利点に匹敵する無線プロトコルは他にない。 Wi-Fi HaLowは、標準規格に基づくIoT接続のパラダイムを初めて変え、現在、そして今後何年にもわたって、何十億台ものIoT機器とワイヤレスで通信する方法を刷新する。
