為什么2.4G Wi-Fi 既是智能家居的救星又是絆腳石？

　　許多用過智能家居的小伙伴一定會(huì)遇到網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定的糟糕體驗(yàn)，尤其是通過WiFi連接的那些智能家居產(chǎn)品，而且采用WiFi直連的產(chǎn)品發(fā)熱量還非常大，尤其是帶屏的設(shè)備，如智能開關(guān)在夏天的發(fā)熱量足以用來(lái)煎蛋。

　　而且，采用WiFi連接的智能家居設(shè)備，其首次應(yīng)用之前的配網(wǎng)也相對(duì)復(fù)雜。如果使用過一些智能家居小工具，如智能插座、智能燈泡、智能網(wǎng)絡(luò)安全攝像頭、智能開關(guān)等，你一定會(huì)非常熟悉以下這些操作：拿出手機(jī)、打開應(yīng)用程序、找到Wi-Fi設(shè)置，切換至手機(jī)設(shè)置，加入Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，返回應(yīng)用程序、嘗試連接……

　　但是，很多時(shí)候，尤其是早幾年的智能家居產(chǎn)品，初始WiFi配置并不是都能一次就能配網(wǎng)成功，很多需要用戶不停地重復(fù)配網(wǎng)過程，有的十幾分鐘甚至半小時(shí)都無(wú)法完成這一步關(guān)鍵操作。

　　就算了你很幸運(yùn)，第一次就成功連上了WiFi，但先不要高興太早，因?yàn)檫@些WiFi直連的設(shè)備總是不出意外地經(jīng)常掉線，而且往往在關(guān)鍵時(shí)候掉鏈子。究其原因，所有這些經(jīng)常掉線的小工具都有一個(gè)共同點(diǎn)：它們通過2.4GHz Wi-Fi連接。這種過時(shí)的上世紀(jì)90年代低帶寬協(xié)議速度慢、擁塞、容易受到其他家用電器的干擾，而且通常不可靠。

　　然而，如果你多留意就會(huì)發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)智能家居產(chǎn)品只支持2.4GHz Wi-Fi，如果路由器開啟了雙頻模式，那不好意思，很多智能家居產(chǎn)品你是無(wú)法成功完成初始WiFi配網(wǎng)的，這對(duì)于許多普通用戶來(lái)說，簡(jiǎn)直就是一道無(wú)法跨越的屏障。

　　什么是 2.4GHz Wi-Fi，為什么這么多智能家居設(shè)備使用它?

　　可能有的小伙伴會(huì)問，現(xiàn)在都已經(jīng)2023年了。智能家居設(shè)備制造商應(yīng)該讓他們的小工具中支持5GHz Wi-Fi ——不是嗎?

　　那么，為什么這么多智能家居廠商都在使用2.4GHz Wi-Fi呢?其實(shí)他們也挺無(wú)奈的。我們知道WiFi目前在兩個(gè)頻段上運(yùn)行——更老、更普遍的2.4GHz和更新的5GHz頻段。今天的大多數(shù)路由器都是雙頻段的，這意味著它們支持兩個(gè)頻段。

　　早在1985年，美國(guó)FCC就發(fā)布了2.4GHz無(wú)線電頻率，用于未經(jīng)許可的通信使用——這意味著人們無(wú)需付費(fèi)即可使用它。這使其成為1997年Wi-Fi協(xié)議第一個(gè)版本802.11發(fā)布時(shí)的選擇。于是，2.4GHz Wi-Fi誕生了。

　　因此，當(dāng)WiFi在2000年代初開始流行時(shí)，2.4Ghz未授權(quán)頻段是大多數(shù)WiFi路由器和設(shè)備的默認(rèn)選擇。直到2009年發(fā)布的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11n 或WiFi 4開始支持5GHz WiFi頻段，并且隨著2013年802.11 ac/WiFi 5的發(fā)布，支持這兩個(gè)頻段的雙頻段路由器才開始推出。因此，2.4Ghz WiFi比5Ghz更普遍，可能有的家庭路由器不支持5Ghz。

　　第二個(gè)原因與2.4GHz相對(duì)于5Ghz的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有關(guān)。2.4 GHz頻段比5GHz頻段具有更好的覆蓋范圍，并且可以比5Ghz 頻段更好地穿透墻壁/天花板或任何類型的障礙物。由于智能燈泡和智能攝像機(jī)等智能家居設(shè)備通常安裝在室外或墻壁和天花板上，因此使用2.4Ghz頻段能夠更好地應(yīng)對(duì)覆蓋范圍等問題。還有，就是2.4GHz芯片組比5GHz 便宜得多。因此，堅(jiān)持使用2.4GHz頻段具有經(jīng)濟(jì)動(dòng)機(jī)。

　　只不過，我們家中所有想要無(wú)線通信的各種產(chǎn)品都看上了免費(fèi)的2.4GHz頻段，包括微波爐都在使用2.4GHz 波段來(lái)烹飪食物。隨著其他智能家居協(xié)議，如藍(lán)牙、Zigbee和現(xiàn)在的Thread也在使用這個(gè)頻率，2.4GHz在家庭里很快變得非常擁擠。

　　如今，2.4GHz Wi-Fi 是智能家居設(shè)備最流行的協(xié)議，它是所有協(xié)議中部署成本最低且兼容性最廣泛的——每個(gè)購(gòu)買智能家居設(shè)備的人肯定都有一個(gè)支持2.4GHz的 Wi-Fi 路由器。

　　因此，綜上所述對(duì)于智能家居而言，2.4GHz比5GHz好得多，因?yàn)樗�提供了更長(zhǎng)的覆蓋范圍并且穿墻更強(qiáng)，還能降低成本。這就是制造商使用 2.4GHz WiFi的核心原因。他們不希望用戶抱怨他們的設(shè)備總是搜索不到信號(hào)，總是連接中斷。

　　雖然2.4GHz比其5GHz 和6GHz慢得多，因?yàn)?.4GHz頻譜非常窄，因此數(shù)據(jù)傳輸速度不快，但由于頻率較低，它可以傳輸很遠(yuǎn)的距離，并且比5GHz 或 6GHz 更好地穿透墻壁。這有助于連接智能車庫(kù)門控制器、寵物喂食器和恒溫器等設(shè)備，這些設(shè)備可能離Wi-Fi路由器較遠(yuǎn)。

　　另外，2.4GHz也不需要網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)其覆蓋范圍，而智能家居中的大多數(shù)其他無(wú)線協(xié)議都需要這樣做。正如上面提到的，并不是每個(gè)人家里都有5GHz 或6GHz基礎(chǔ)設(shè)施，因此，成就了2.4GHz非常適合需要網(wǎng)絡(luò)覆蓋一定范圍的低帶寬設(shè)備。

　　但現(xiàn)在我們遇到了問題……

　　然而，便宜且易于部署使得2.4GHzWi-Fi太受歡迎了。隨著流行而來(lái)的是各種問題。對(duì)于2.4GHz，這些問題往往是雙重的。首先，由于該頻率的窄頻譜過度擁擠，可能會(huì)造成干擾和擁塞。第二：固件問題。

　　首先，所有這些使用2.4GHz Wi-Fi的設(shè)備以及同一頻譜上的所有其他設(shè)備都會(huì)占用頻率。他們不停地發(fā)送信號(hào)，相互會(huì)有干擾，使得任何一個(gè)設(shè)備都很難被接受。2.4GHz Wi-Fi的擁塞就像一個(gè)房間里有40個(gè)人，所有人都在說話，但你很難聽清楚某一個(gè)特定人的話，因?yàn)樗��?0個(gè)人都在說話。

　　在擁塞的網(wǎng)絡(luò)上，信息傳輸很慢，導(dǎo)致性能下降、延遲，并可能引發(fā)設(shè)備故障。例如，你要求智能音箱中的語(yǔ)音助手打開燈，可能30秒過后，燈泡才會(huì)一個(gè)接一個(gè)地打開，而是即時(shí)的響應(yīng)，用戶體驗(yàn)極差。不過現(xiàn)在也有一些廠商開始提供了“即插即用”智能家居產(chǎn)品，又如通過智能音箱自動(dòng)配網(wǎng)，只需發(fā)出一個(gè)簡(jiǎn)單的語(yǔ)音指令即可完成自動(dòng)配網(wǎng)，極大改善了普通消費(fèi)者的初始配網(wǎng)環(huán)節(jié)。

　　那么，我們要如何解決這個(gè)問題?

　　隨著5GHz 和最近6GHz Wi-Fi 頻段的出現(xiàn)，智能家居的Wi-Fi有了更多的喘息空間——特別是更多的頻譜。隨著頻段的提升，每條通道都變得更寬——6GHz為我們帶來(lái)了高達(dá)1200MHz 的頻譜。

　　這些新頻段為家中的Wi-Fi連接設(shè)備開辟了一條快速通道�？梢詫�Wi-Fi想象成一條高速公路，具有用于特定功能的特定車道。2.4GHz是緩慢但穩(wěn)定的智能家居小工具的自行車道。因此，5GHz 具有更寬的頻帶和更快的最高速度，成為安全攝像頭、筆記本電腦、平板電腦和流媒體盒等高帶寬設(shè)備的主要高速公路。

　　如今，5GHzWiFi路由器已經(jīng)非常普遍，但使用6GHz的設(shè)備還不多，例如Apple僅在最新的MacBook Pro、Mac Mini 和 iPad Pro型號(hào)中支持 6GHz;而且6E 路由器價(jià)格昂貴，但隨著越來(lái)越多的公司采用6GHz并且技術(shù)成本下降，未來(lái)可能會(huì)開始減輕2.4 GHz的壓力。

　　要解決智能家居網(wǎng)絡(luò)擁塞問題，最簡(jiǎn)單的方法就是將監(jiān)控?cái)z像頭、筆記本電腦和流媒體棒等高帶寬設(shè)備調(diào)至 5GHz 甚至 6GHz，這樣2.4GHz小工具就有更多的喘息空間。當(dāng)然，為了減少Wi-Fi擁塞，我們應(yīng)該盡可能地采用有連線連接需要高帶寬的設(shè)備，例如臺(tái)式電腦、電視、流媒體盒子等。

　　對(duì)于網(wǎng)絡(luò)小白而言，目前大多數(shù)最新的Wi-Fi 路由器都提供頻段智能控制，可將雙頻段設(shè)備自動(dòng)移動(dòng)到5GHz。所以，升級(jí)路由器也是一種解決方案。

　　當(dāng)然，有些智能家居廠商也推出了對(duì)自有品牌更加友好的專用路由器，這種類型的路由器會(huì)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)周圍的設(shè)備，并自動(dòng)連接，然后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況智能的分配信道，從而使得智能家居連接更穩(wěn)定、更可靠。包括海爾智家、Netgear、TP-Link 和其他公司已開始在其高端路由器上引入專用的“智能家居/物聯(lián)網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)。這使得所有的低帶寬設(shè)備都處于安全的2.4GHz網(wǎng)絡(luò)中，而無(wú)需費(fèi)心設(shè)置訪客網(wǎng)絡(luò)或手動(dòng)拆分頻段，沒有人會(huì)希望買個(gè)智能家居產(chǎn)品就得被逼成為一名網(wǎng)絡(luò)工程師。

　　Wi-Fi 6專門設(shè)計(jì)了用于在連接大量設(shè)備時(shí)提高Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的性能。不過需要記住的是，Wi-Fi 6不等于6GHz;它沒有附帶額外的6GHz頻段。

　　難道所有的智能家居設(shè)備不應(yīng)該只使用5GHz，然后放棄 2.4GHz嗎?

　　雖然網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和智能顯示器等更大、占用更多帶寬的智能設(shè)備使用5GHz是有意義的，但將更小、強(qiáng)度較低的小工具切換到5GHz頻段是沒有意義的。簡(jiǎn)單說，就像我們沒有必要為自行車建雙向六車道的高速公路，一兩米寬的自行車道完全夠用。

　　當(dāng)你在玩網(wǎng)絡(luò)游戲或是觀看高清電影時(shí)，2.4GHz可能會(huì)讓你口吐芬芳，但大多數(shù)智能設(shè)備發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)非常少，因此2.4GHz的較慢數(shù)據(jù)傳輸速度并不是關(guān)鍵問題所在。我們家里的智能開關(guān)、智能門鎖、智能燈泡這些小工具其實(shí)不需要5GHz。而且，許多智能家居設(shè)備是由電池供電，通常離你的路由器也很遠(yuǎn)，提升連接的穩(wěn)定性和降低相互干擾才是問題所在。

　　此外，讓智能插座等設(shè)備與5GHz兼容需要雙頻Wi-Fi 芯片和更多天線，這使得這些小家電更加昂貴并縮短了它們的連接距離。

　　雖然，目前階段5GHz目前對(duì)于大多數(shù)不傳輸音頻或視頻的智能家居設(shè)備來(lái)說有點(diǎn)“殺雞焉用牛刀”的感覺。反而，支持5GHz將使小型、簡(jiǎn)單的智能家居設(shè)備變得更笨重、更昂貴、更復(fù)雜。但隨著Wi-Fi的成熟，2.4 GHz肯定會(huì)過時(shí)。我們不應(yīng)該面向未來(lái)嗎?也有人認(rèn)為2.4G Wi-Fi不會(huì)消失，因?yàn)槭褂盟�的設(shè)備實(shí)在是太多了。與其完全放棄，不如保持現(xiàn)狀。

　　還有更好的解決方案嗎?

　　雖然2.4GHz Wi-Fi可能會(huì)繼續(xù)存在，但這并不意味著智能家居設(shè)備制造商需要繼續(xù)使用它。他們還有其他選擇。Z-Wave、Zigbee和Thread都是更適合智能家居設(shè)備的技術(shù)，主要是因?yàn)樗鼈兪褂镁W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。這允許每個(gè)設(shè)備擴(kuò)展連接，因此你的智能插座可以幫助你的智能燈泡保持連接。我們擁有的設(shè)備越多，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍就越遠(yuǎn)。

　　例如，Z-Wave使用900兆赫波段，完全避開了整個(gè)2.4GHz 擁塞災(zāi)難。這是它出現(xiàn)在家庭安全系統(tǒng)中的原因之一：可靠且不易受到干擾。

　　這些網(wǎng)狀協(xié)議選項(xiàng)還解決了Wi-Fi在電池供電設(shè)備上大量耗電的問題，這就是我們無(wú)法在任何地方找到像樣的 Wi-Fi運(yùn)動(dòng)或門窗傳感器的原因。例如，Zigbee可以讓電池供電設(shè)備擁有長(zhǎng)達(dá)5年以上的超長(zhǎng)電池壽命。Zigbee還可以擴(kuò)展，一個(gè)普通的Zigbee網(wǎng)關(guān)能夠處理多達(dá)128個(gè)Zigbee設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)Z-Wave集線器可以處理232個(gè)設(shè)備，Thread可以處理250個(gè)以上的設(shè)備，足以應(yīng)付一般的家庭應(yīng)用場(chǎng)景。

　　只不過，所有這些協(xié)議都需要某種集線器或橋接器才能連接到互聯(lián)網(wǎng)，從而增加了成本和復(fù)雜性——許多制造商都在努力避免這種情況，因?yàn)樗麄兿Ｍ�向消費(fèi)者出售許多適合家庭的小型智能設(shè)備。因此，目前從成本角度來(lái)看，2.4Wi-Fi芯片組是目前物聯(lián)網(wǎng)的最佳選擇。相比之下，Thread 設(shè)備芯片組的成本可能會(huì)增加一倍或三倍，其直接結(jié)果就是消費(fèi)者的價(jià)格也會(huì)上漲。

　　盡管Matter的出現(xiàn)讓智能家居行業(yè)看到了曙光，但消費(fèi)者并不想以雙倍的價(jià)格購(gòu)買兼容Matter的設(shè)備。銷售數(shù)據(jù)才是最真實(shí)的市場(chǎng)反饋，Matter是否能夠真正讓智能家居走進(jìn)千家萬(wàn)戶，還有待市場(chǎng)驗(yàn)證。

　　Eero的Weaver認(rèn)為：“在智能家居的漫長(zhǎng)發(fā)展過程中，我認(rèn)為我們將看到針對(duì)低帶寬、高數(shù)量設(shè)備(例如燈、傳感器和電池供電設(shè)備)向Thread等技術(shù)的遷移。它仍然運(yùn)行在2.4GHz上，但從數(shù)據(jù)包開銷的角度來(lái)看，Thread比Wi-Fi更高效。它沒有Wi-Fi協(xié)商的開銷，減少了每臺(tái)設(shè)備的通話時(shí)間。” 因此，在Weaver看來(lái)，與 2.4GHz Wi-Fi相比，Thread提供更好的可靠性、更好的網(wǎng)絡(luò)性能和更遠(yuǎn)的覆蓋范圍。

　　Thread驅(qū)動(dòng)的設(shè)備也不需要專有的橋接器或集線器。相反，他們可以使用任何Thread邊界路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)。Thread邊界路由器是一種具有互聯(lián)網(wǎng)連接和Thread接收器的供電設(shè)備。它可以是智能揚(yáng)聲器、恒溫器、燈具甚至是Wi-Fi路由器在內(nèi)的任何東西。

　　這對(duì)于國(guó)外的智能家居用戶而言比較友好，如果他們擁有智能家居，就可能可能已經(jīng)擁有Thread邊界路由器——Eero Wi-Fi路由器、Apple HomePods 以及一些Google Nest 和 Amazon Echo智能揚(yáng)聲器都是Thread 邊界路由器。

　　雖然Thread的基礎(chǔ)設(shè)施開始出現(xiàn)，但使用Thread的設(shè)備仍然相對(duì)較少。在制造商使用Thread構(gòu)建的成本與使用2.4GHz Wi-Fi 一樣便宜之前，它不會(huì)取代Wi-Fi作為主要的智能家居連接協(xié)議。

　　素材來(lái)源：Theverge