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Wi-Fi发展20年:迈向无线自由之路(二)--速度升级
Wi-Fi演进三部曲

【作者: 恩智浦半導體】2020年02月04日 星期二

浏览人次:【1448】
  

本篇文章是 Wi-Fi演进三部曲的第二篇,探讨 Wi-Fi 如何进化为当今的高速连线技术。


无线革命

在千禧年初期,无线连线的效益日益显着,Wi-Fi 也随之迅速普及。企业和消费者开始认识到Wi-Fi实现行动运算雏形的潜力,因此咖啡店、机场与饭店纷纷出现热点。大多数宽频网路的家庭使用者均可透过Wi-Fi轻松在家分享连线。



图一 : Wi-Fi发展20年:迈向无线自由之路
图一 : Wi-Fi发展20年:迈向无线自由之路

在IEEE 802.11工作群组的努力下,原本单纯用於收银机连线的专属无线协定 (详见Wi-Fi演进三部曲系列(一)内容),成为无线网路连线标准的发展基础,并改变了整个社会结构。


新时代的挑战:加快连线速度

1999年推出的802.11b是Wi-Fi大众化的序幕。由於802.11b价位一般消费者皆可负担,而每秒11 Mbit的速度也足以取代企业所使用的有线乙太网路。2000年代初期,随着宽频网路爆炸性的发展,802.11b也取得巨大成功。消费者和企业都体验到无线网路的便利性,可以轻松分享DSL、有线网路和其他宽频技术所支援的全新高速连线。


随着宽频速度成为常态,消费者的电脑使用习惯也跟着改变。例如音乐/影片分享、串流音讯等较高频宽的用途,都开始在消费者之间逐渐普及。


同时在企业市场上,无线网路必须满足更大的网速需求,才能够匹敌乙太网路的高速区域网路连线。如果采用无线技术,则必须确保商业使用案例 (如VoIP、档案分享、印表机分享和桌面虚拟化) 流畅运作。


即便在2000 年代初期,802.11b 支援的速度仍称不上尖端技术,但就有线网路而言,10/100乙太网路已经是普及的标准。有线网路可提供每秒100 Mbit 的速度,几??比802.11b 额定每秒11 Mbit速度快上 10 倍;再加上 802.11b 通讯协定的资源负荷,最大的理论速度其实只有每秒 5.9 Mbit。实际上,虽然 802.11b 采用了逐渐普及的2.4 GHz 波段,但网速仍旧偏低。加上微波炉、有线电话和其他消费型电子产品的干扰,实际网速通常低於每秒 5.9 Mbit (甚至相差甚远)。



图二 : Wi-Fi 发布时间、频率和最大资料速率的进化简史
图二 : Wi-Fi 发布时间、频率和最大资料速率的进化简史

802.11g降低硬体成本,并实现反向相容性

为了解决速度问题,IEEE 802.11工作群组在2003年推出了802.11g。虽然和802.11b 一样,802.11g也使用2.4 GHz 频段,但网速最高可达每秒54 Mbit。即使网速因通讯协定资源负荷而减少,但最高每秒31.4 Mbit的理论速度足以应付越来越快的家用宽频网路需求。


实际上,802.11g并不是第一项达到每秒54 Mbit的802.11无线标准。802.11A早在1999 年就已达到这项速度里程碑。不过,802.11a是使用独立的5.8 GHz频率来提升网速。5.8 GHz 的优点是较不容易受到消费型电子产品的无线电干扰,但也对802.11b的相容性构成问题。802.11a不但设备成本更高昂,其优势也只适用於商业市场,无法渗透至用量更大的家庭/消费者市场。


802.11g采用2.4 GHz可达到每秒54 Mbit的更高速度,还能维持与802.11b的完整反向相容性。这是关键所在,因为802.11b的开发宗旨就是作为消费型装置的主要无线标准。除了硬体成本较802.11a更亲民,反向相容性也是一大卖点,因此802.11g迅速成为消费市场更新、更快的无线网路标准,并且逐渐打入商业应用市场。


802.11n 进一步提升速度

内文:2009 年推出的 802.11n 网速表现进一步超越 802.11g 和 802.11a。802.11n 可在 2.4 GHz 或 5.8 GHz 频段上运作 (虽然无法同时支援),并运用封包聚合技术来改善传输效率,同时推出选配的 MIMO 和 40 Hz 通道━比 802.11g 的频宽多出一倍。


802.11n 速度大幅提升。在低阶应用中,若采用 802.11g 网路相同类型的单天线搭配 20 Hz 通道频宽运作,则 802.11n 网路可达到每秒 72 Mbit。此外,如果使用双倍的 40 Hz 通道搭配多条天线,则资料速率可进一步提至最每秒 600 Mbit (四天线配置)。


第一篇:Wi-Fi 早期发展


第三篇:Wi-Fi 的未来


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