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遇到網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定的糟糕體驗，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，你一定會非常熟悉以下這些操作：拿出手機、打開應(yīng)用程序、找到Wi-Fi設(shè)置，切換至手機設(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都無法完成這一步關(guān)鍵操作。

就算了你很幸運，第一次就成功連上了WiFi，但先不要高興太早，因為這些WiFi直連的設(shè)備總是不出意外的經(jīng)常掉線，而且往往在關(guān)鍵時候掉鏈子。究其原因，所有這些經(jīng)常掉線的小工具都有一個共同點：它們通過2.4GHz Wi-Fi連接。這種過時的上世紀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)品你是無法成功完成初始WiFi配網(wǎng)的，這對于許多普通用戶來說，簡直就是一道無法跨越的屏障。

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？其實他們也挺無奈的。我們知道WiFi目前在兩個頻段上運行——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頻段。

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

因此，當(dāng)WiFi在2000年代初開始流行時，2.4Ghz未授權(quán)頻段是大多數(shù)WiFi路由器和設(shè)備的默認選擇。直到2009年發(fā)布的無線標準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。

第二個原因與2.4GHz相對于5Ghz的技術(shù)優(yōu)勢有關(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頻段能夠更好的應(yīng)對覆蓋范圍等問題。還有，就是2.4GHz芯片組比5GHz 便宜得多。因此，堅持使用2.4GHz頻段具有經(jīng)濟動機。

只不過，我們家中所有想要無線通信的各種產(chǎn)品都看上了免費的2.4GHz頻段，包括微波爐都在使用2.4GHz 波來烹飪食物。隨著其他智能家居協(xié)議，如藍牙、Zigbee和現(xiàn)在的Thread也在使用這個頻率，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——每個購買智能家居設(shè)備的人肯定都有一個支持2.4GHz的 Wi-Fi 路由器。

因此，綜上所述對于智能家居而言，2.4GHz比5GHz好得多，因為它提供了更長的覆蓋范圍并且穿墻更強，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)備總是搜不到信號，總是連接中斷。

雖然2.4GHz比其5GHz 和6GHz慢得多，因為2.4GHz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。

另外，2.4GHz也不需要網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)其覆蓋范圍，而智能家居中的大多數(shù)其他無線協(xié)議都需要這樣做。正如上面提到的，并不是每個人家里都有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。隨著流行而來的是各種問題。對于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)備都會占用頻率。他們不停的發(fā)送信號，相互會有干擾，使得任何一個設(shè)備都很難被接受。2.4GHz Wi-Fi的擁塞就像一個房間里有40個人，所有人都在說話，但你很難聽清楚某一個特定人的話，因為所有40個人都在說話。

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音助手打開燈，可能30秒過后，燈泡才會一個接一個地打開，而是即時的響應(yīng)，用戶體驗極差。

那么，我們要如何解決這個問題？

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為我們帶來了高達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i-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型號中支持6GHz；而且6E 路由器價格昂貴，但隨著越來越多的公司采用6GHz并且技術(shù)成本下降，未來可能會開始減輕2.4GHz的壓力。

要解決智能家居網(wǎng)絡(luò)擁塞問題，最簡單的方法就是將監(jiān)控攝像頭、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任何需要高帶寬的設(shè)備，例如臺式電腦、電視、流媒體盒子等。

對于網(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)備自動移動到5GHz。所以，升級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自有品牌更加友好的專用路由器，這種類型的路由器會自動發(fā)現(xiàn)周五的設(shè)備，并自動連接，然后更加網(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，而無需費心設(shè)置訪客網(wǎng)絡(luò)或手動拆分頻段，沒有人會希望買個智能家居產(chǎn)品就得被逼成為成為一名網(wǎng)絡(luò)工程師。

Wi-Fi 6專門設(shè)計了用于在連接大量設(shè)備時提高Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的性能。不過需要記住的是，Wi-Fi 6不同于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、強度較低的小工具切換到5GHz頻段是沒有意義的。簡單說，就是我們沒有必要在高速公路上騎自行車，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，2.4GHz可能會讓你口吐芬芳，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、智能燈泡這些小公舉其實不需要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，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目前對于大多數(shù)不傳輸音頻或視頻的智能家居設(shè)備來說有點“殺雞焉用牛刀”的感覺。反而，支持5GHz將使小型、簡單的智能家居設(shè)備變得更笨重、更昂貴、更復(fù)雜。但隨著Wi-Fi的成熟，2.4GHz肯定會過時。我們不應(yīng)該面向未來嗎？也有人認為2.4G Wi-Fi不會消失，因為使用它的設(shè)備實在是太多了。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)，主要是因為它們使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。這允許每個設(shè)備擴展連接，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。

例如，Z-Wave使用 900 兆赫波段，完全避開了整個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，這就是我們無法在任何地方找到像樣的 Wi-Fi運動或門窗傳感器的原因。例如，Zigbee可以讓電池供電設(shè)備擁有長達5年以上的超長電池壽命。Zigbee還可以擴展，一個普通的Zigbee網(wǎng)關(guān)能夠處理多達128個Zigbee設(shè)備。標準Z-Wave集線器可以處理232個設(shè)備，Thread可以處理250個以上的設(shè)備，足以應(yīng)付一般的家庭應(yīng)用場景。

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，因為他們希望向消費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增加一倍或三倍，其直接結(jié)果就是消費者的價格也會上漲。

盡管Matter的出現(xiàn)讓智能家居行業(yè)看到了曙光，但消費者并不想以雙倍的價格購買兼容Matter的設(shè)備。銷售數(shù)據(jù)才是最真實的市場反饋，Matter是否能夠真正讓智能家居走進千家萬戶，還有待市場驗證。

Eero 的Weaver認為：“在智能家居的漫長發(fā)展過程中，我認為我們將看到針對低帶寬、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。它仍然運行在2.4GHz上，但從數(shù)據(jù)包開銷的角度來看，Thread比Wi-Fi更高效。它沒有Wi-Fi協(xié)商的開銷，減少了每臺設(shè)備的通話時間?！币虼?，在Weaver看來，與 2.4GHz Wi-Fi相比，Thread提供更好的可靠性、更好的網(wǎng)絡(luò)性能和更遠的覆蓋范圍。

Thread驅(qū)動的設(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。

這對于國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，它不會取代Wi-Fi作為主要的智能家居連接協(xié)議。

素材來源：Theverge

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