连接与距离：安防摄像头新气象——Wi-Fi HaLow带来更远传输距离和更低功耗

事实证明，提供24小时实时视频监控的安防摄像头系统，是应对公共事业和私营企业各种安全挑战的最有效方法之一。然而，研究表明，75%的监控故障都源于网络相关问题，如连接不畅和信号丢失。从安全角度来看，这是不可接受的。

本文主要内容包括：

· 影响家用安防摄像头使用的因素以及传统 Wi-Fi 在确保最佳性能方面的局限性

· 有线和无线安防摄像头选项之间的差异以及对最终用户的影响

· Wi-Fi CERTIFIED HaLowTM 作为连接这些设备、扩展部署和改变家居安防市场的理想无线技术的出现

家用安防摄像头的市场驱动因素

据美国司法部统计，美国每年发生 250 万起入室盗窃案¹。事实上，在全国范围内，每 15 秒就会发生一起入室盗窃案²，而只有 13% 的入室盗窃案能破获³。除了入室盗窃，“走廊盗贼”也越来越多。“走廊盗贼”是指偷窃放在屋外包裹的小偷。据估计，全美已有 2.6 亿个包裹⁴被盗。

事实证明，监控摄像头是监控及保护住宅的有效方法。事实上，安装了此类系统的住宅比没有安装的住宅安全性提升300%⁵。据估计，20% 的美国家庭安装了监控摄像头⁶，到 2030 年，监控摄像头市场预计将以每年 18% 的速度增长⁷。

安防摄像头还有其他用途，如为保险目的记录自然灾害，这通常会降低房主的保险费。此外，有些监控摄像头还具有防火功能，可对烟雾、高温和一氧化碳发出预警。这些设备正快速集成到自动化系统中，从而实现更智能、更高效、更紧密连接的家居环境。

家用安防摄像头选项

根据全球市场洞察力公司（Global Market Insights, Inc.）的预测，到2030年，无线家用安防摄像头市场规模将达到250亿美元⁸。目前，有三类家用安防摄像头推动着这一增长：有线摄像头、无线摄像头和无导线摄像头。

有线摄像头

通过电线将视频传输到主控中心。有线摄像头通过电线、电源插座或以太网供电（PoE）接收电力。这些摄像头通常由专业人员安装，可使用本地存储或云端存储视频，提供清晰的视频和音频信号。不过，这些摄像头需要布线，安装成本高，隐藏起来也很麻烦。这就限制了其安装位置，也难以移动。通常情况下，利用有线摄像头改造现有建筑会很困难或几乎不可能。

无线摄像头

利用无线数据链路传输视频。无线链路可以是Wi-Fi网络或蜂窝网络。由于通过蜂窝网络连接设备的成本较高，所以通常使用Wi-Fi链接。虽然数据链接是无线的，但这些摄像头仍然需要将电源线插入插座。

无导线摄像头

具有与无线摄像头相同的特性，但完全不使用任何电线。无导线摄像头使用可拆卸电池或充电电池，并将视频上传到云端或本地存储驱动器。无导线摄像头易于安装和拆卸，是租赁方的不二之选。

连接性挑战

研究表明，75%的监控故障（如视频中的空白和模糊）都是由于网络可靠性问题造成的。从安全角度来看，这是不可接受的。

但究竟是什么原因导致了这些故障？

如今，大多数无线摄像头和无导线摄像头通常使用传统的Wi-Fi（如 Wi-Fi 4、Wi-Fi 5 或 Wi-Fi 6）。正如之前提到的，这些摄像头因安装快捷、内容可上传到云端以及使用方便而广受欢迎。但是，这些选项可能会受到射频干扰的影响，而且信号范围有限，这样就难以提供稳健的远距离数据连接。

传统Wi-Fi 4和Wi-Fi 5问题

大多数美国家庭都有Wi-Fi 4和Wi-Fi 5，这已成为物联网网络的重要组成部分。但是，这些网络在支持安防摄像头时存在局限性，因为安防摄像头通常距离家居Wi-Fi网关很远（如在屋外）。传统Wi-Fi的有限范围严重限制了这些摄像头的放置选项。另外，传统Wi-Fi的设计初衷是作为短距离以太网电缆的无线替代品。传统Wi-Fi能很好地完成这项工作。但是，其设计目的并不是要覆盖房屋最远的角落。

此外，传统Wi-Fi在处理以下问题时也很局限：

拥塞： 在网络繁忙或信号强度较弱的情况下，传统Wi-Fi难以传输文件或支持实时监控所需的连接速度。

干扰： 使Wi-Fi正常工作的无线电容易受到干扰；手机、微波炉、墙壁——几乎四周所有的东西都会干扰Wi-Fi信号，导致性能不可靠。

我们相信有一种产品，即使是在需要穿过墙壁窗户等障碍物且远距离的情况下，也能保证稳健的网络连接。

Wi-Fi CERTIFIED HaLow 优势

Wi-Fi HaLow基于 IEEE 802.11ah 标准，专为远距离、电池供电的物联网应用而设计。由于以下几个因素，其覆盖范围远远大于传统Wi-Fi。

首先，Wi-Fi 4和 Wi-Fi 5采用高射频（RF），即 2.4GHz 和 5GHz 频段。射频越高，信号的传输距离就越短。Wi-Fi HaLow在sub-GHz射频（美国为 902 MHz - 928 MHz）运行。由于这些频率低于传统Wi-Fi的频率，因此信号传输距离更远。在安防摄像头的设置中，这意味着如果采用Wi-Fi 4 和 Wi-Fi 5 的摄像头失去连接时，Wi-Fi HaLow摄像头仍可继续发送视频。

其次，sub-GHz信号穿过墙壁、窗户和门等物体的能力远远强于传统的Wi-Fi信号。这意味着，与传统的Wi-Fi信号相比，Wi-Fi HaLow信号受建筑结构的影响较小，甚至可以轻松到达室外位置。

第三，传统Wi-Fi运行的射频频率通常非常拥塞，受到干扰的程度很高。2.4GHz由Wi-Fi、蓝牙和微波炉使用，这对任何试图使用2.4GHz Wi-Fi链路的摄像头都会造成较多干扰。5GHz Wi-Fi技术的拥塞程度较低，但5GHz的连接范围小于2.4GHz（由于其工作频率较高）。

最后，Wi-Fi HaLow所利用的信道带宽比传统Wi-Fi更窄。信道带宽越窄，射频信号的传输距离就越远。Wi-Fi HaLow可以使用1MHz的信道，而传统Wi-Fi可以使用的最低信道带宽为20MHz。

与传统的Wi-Fi相比，Wi-Fi HaLow的覆盖范围更广，除此之外，Wi-Fi HaLow的其他优势还包括：

· 单个接入点（AP）可支持 8000 多台设备，适合大规模部署物联网设备。

· 支持最新的Wi-Fi安全功能，包括WPA3 和 AES。

· 与Wi-Fi 4和Wi-Fi 5相比，Wi-Fi HaLow具有节能特性，可延长摄像头及其他使用电池的物联网设备的电池寿命。

· 基于开放的IEEE 802.11标准，无需专有网关、控制器或集线器，从而简化了安装，降低了运营成本。

结论
无线摄像头已成为家居安防系统的核心。通过Wi-Fi实现的无线连接与电池供电相结合，大大简化了智能家居应用中安防摄像头的部署和设置。然而，在不增加网络成本和复杂性的情况下，传统的Wi-Fi 4和Wi-Fi 5技术可能无法满足对更远距离、更强穿透力和更长电池寿命的需求。在某些情况下，在较大的住宅和庭院及其周围部署安防摄像头时，可能需要多个接入点来扩展无线范围并实现所需的覆盖。

无线安防摄像头供应商目前正在考虑将Wi-Fi HaLow技术作为传统Wi-Fi协议的一种急需的替代方案。Wi-Fi HaLow在1 GHz以下频段运行，与其他类型的Wi-Fi相比，其传输距离更远，穿透建筑物的能力更强，因此非常适用于安放在难以到达位置的监控摄像头。与传统的Wi-Fi 4和Wi-Fi 5相比，Wi-Fi HaLow的功耗也更低，因此适用于需要节能的电池供电摄像头。最后，Wi-Fi HaLow可以在不牺牲性能的情况下支持更多的连接设备，因此非常适合有许多安防摄像头的环境，如大型建筑或广阔的户外区域。

虽然传统的Wi-Fi是目前最普遍的无线通信协议，但Wi-Fi HaLow已成为无线安防摄像头等应用的上佳选择，这些应用需要更广的范围、更强的穿透力、更低的功耗以及对更多设备的支持。没有其他协议能像Wi-Fi HaLow一样高效地满足电池供电无线安防摄像头的独特要求。下一代Wi-Fi HaLow摄像头将利用sub-GHz信号获得更远的连接距离、更长的续航时间、更便捷的部署方式。

注：

1. https://bjs.ojp.gov/?tid=321&ty=tp

2. https://www.thezebra.com/resources/research/burglary statistics/#:~:text=According%20to%20Crimepreventiontips.com%20and, increase%20in%20likelihood%20by%206%25

3. https://www.pewresearch.org/fact-tank/2017/03/01/most-violent- and-property-crimes-in-the-u-s-go-unsolved/
4. https://www.safewise.com/blog/metro-areas-porch-theft/
5. https://www.alarms.org/burglary-statistics/
6. https://www.safehome.org/data/home-security-statistics/
7. https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/smart- home-security-camera-market

8. https://www.gminsights.com/pressrelease/wireless-home-security-camera-market