通過前面三篇的詳細(xì)介紹,應(yīng)該對基本上每天都要接觸到的Wifi已經(jīng)不陌生了。那這篇就主要介紹下Wifi標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程。
雖然可能難以置信,從IEEE通過802.11標(biāo)準(zhǔn)起,到現(xiàn)在已經(jīng)有二十年。IEEE是電氣與電子工程師協(xié)會,總部位于美國紐約,是一個國際性的電子技術(shù)與信息科學(xué)工程師的協(xié)會,也是目前全球最大的非營利性專業(yè)技術(shù)學(xué)會。很多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是有IEEE牽頭制定。這樣,你手中的平板電腦才能既可以在中國可以連接Wifi,又同樣可以在美國正常使用。
無線網(wǎng)的最初由來
雖然我們現(xiàn)在認(rèn)為802.11無線技術(shù)是把個人計算設(shè)備與智慧手機連接到互聯(lián)網(wǎng)的一種主要方式,但實際上它最初是為了連接收銀機而發(fā)明。在20世紀(jì)80年代后期,零售工具和收銀機(PoS)計算機系統(tǒng)制造商NCR公司遇到了一個很大的問題,它的百貨商店和超市等客戶,在每次改變商店的格局時都不想重新布線。
美國聯(lián)邦通信委員會當(dāng)時作出了一項裁決,開放了某些頻段可以自由使用,正是這項決定,啟發(fā)了一個改變游戲規(guī)則的想法。通過在未授權(quán)的頻譜(而不是傳統(tǒng)的有線連接)中使用無線連接,電子收銀機和PoS系統(tǒng)可以很容易地在商店里面移動,而零售商不必進(jìn)行重大的商店翻新工作。
爾后,NCR將該項目分配給荷蘭辦公室之外的一個工程團隊,他們面臨著要創(chuàng)建一種無線通訊協(xié)議的挑戰(zhàn)。這些工程師成功地開發(fā)了「WaveLAN」,這被公認(rèn)為WiFi的先驅(qū)。NCR不是將其作為一個純粹的專有協(xié)議來保存,而是通過將其作為一個標(biāo)準(zhǔn)來建立起來,因而這個公司將能夠在無線連接市場興起時成為領(lǐng)導(dǎo)者。到了1990年,基于未授權(quán)頻譜的無線通訊IEEE 802.11工作群組已經(jīng)形成。
利用在當(dāng)時已經(jīng)是非常創(chuàng)新的擴頻技術(shù)能夠在噪聲環(huán)境中減少干擾并提高訊號完整性,WiFi的原始版本最終于1997年正式標(biāo)準(zhǔn)化,其工作時的數(shù)據(jù)流量僅為2Mbits/s,但卻為未來的發(fā)展奠立基礎(chǔ)。
隨后的發(fā)展
第一代,1997年最早出現(xiàn)的802.11標(biāo)準(zhǔn)。
第二代,1999年出現(xiàn)的IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)(也就是我們常說的WiFi)。
第三代,2002年左右推出的802.11g/a標(biāo)準(zhǔn)。
第四代,從2007年開始一直沿用到現(xiàn)在的802.11n標(biāo)準(zhǔn),無線傳輸速率從最初的2M提升至150M、300M、450M甚至是600M,無線技術(shù)正在飛速發(fā)展。
第五代WiFi,即802.11ac標(biāo)準(zhǔn),這是市面上現(xiàn)在最通用的高速Wifi標(biāo)準(zhǔn)。
第六代WiFi,即802.11ax標(biāo)準(zhǔn),簡稱Wifi6,這是即將普及的最新標(biāo)準(zhǔn)。
這些標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)內(nèi)容都能在IEEE數(shù)據(jù)庫中查到。
IEEE 802.11b是無線局域網(wǎng)的一個標(biāo)準(zhǔn)。其載波的頻率為2.4GHz,可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重傳送速度。這樣的速度在現(xiàn)在開來已經(jīng)非常得慢了。
IEEE 802.11a是802.11原始標(biāo)準(zhǔn)的一個修訂標(biāo)準(zhǔn),于1999年獲得批準(zhǔn)。802.11a標(biāo)準(zhǔn)采用了與原始標(biāo)準(zhǔn)相同的核心協(xié)議,工作頻率為5GHz,使用52個正交頻分多路復(fù)用副載波,最大原始數(shù)據(jù)傳輸率為54Mb/s,這達(dá)到了現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中等吞吐量(20Mb/s)的要求。
IEEE 802.11n,是由IEEE在2004年1月組成的一個新的工作組在802.11-2007的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的標(biāo)準(zhǔn),于2009年9月正式批準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)增加了對MIMO的支持,允許40MHz的無線頻寬,最大傳輸速度理論值為600Mbit/s。同時,通過使用Alamouti提出的空時分組碼,該標(biāo)準(zhǔn)擴大了數(shù)據(jù)傳輸范圍。
IEEE 802.11ac是一個正在發(fā)展中的802.11無線計算器網(wǎng)上通信標(biāo)準(zhǔn),它通過6GHz頻帶(也就是一般所說的5GHz頻帶)進(jìn)行無線局域網(wǎng)(WLAN)通信。理論上,它能夠提供最少每秒1 Gigabit帶寬進(jìn)行多站式無線局域網(wǎng)(WLAN)通信,或是最少每秒500 megabits(500 Mbit/s)的單一連線傳輸帶寬。
IEEE 802.11ax主要使用了OFDMA、MU-MIMO等技術(shù),MU-MIMO(多用戶多入多出)技術(shù)允許路由器同時與多個設(shè)備通信,而不是依次進(jìn)行通信。MU-MIMO允許路由器一次與四個設(shè)備通信,Wi-Fi 6將允許與多達(dá)8個設(shè)備通信。Wi-Fi 6還利用其他技術(shù),如OFDMA(正交頻分多址)和發(fā)射波束成形,兩者的作用分別提高效率和網(wǎng)絡(luò)容量。Wi-Fi 6最高速率可達(dá)9.6Gbps。
相比于前幾代的WiFi技術(shù),新一代WiFi 6主要特點在于:
可以看到,上述出現(xiàn)了一些新的技術(shù)名詞,留到下篇介紹。技術(shù)總是在不斷的發(fā)展,從當(dāng)初給個別機器實現(xiàn)無線通信,到現(xiàn)在成為一種最流行通用的室內(nèi)無線通信標(biāo)準(zhǔn),不過就20年。而且隨著應(yīng)用層對帶寬的要求越來越大,對無線通信的技術(shù)要求同樣也越來越高。