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慶祝Wi-Fi技術誕生20週年(II)
 

【作者: Prabhu Loganathan】   2017年12月29日 星期五

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這是涵蓋Wi-Fi技術發展歷史的系列部落客文章中的第二部分。第一部分記述了無線網路的發展起源,第二部分我們將看看這項技術,如何發展到今天所熟知的高速連接。


無線革命

在2000年開始的初期,由於無線連接的優勢變得越來越清晰,無線網路得以迅速普及。隨著企業和消費者開始認識到Wi-Fi的應用潛力,成就我們現在所謂的「移動運算」的雛型,無線熱點開始出現在咖啡店、機場和酒店。而家庭用戶中的許多人也開始利用寬頻互聯網,能夠輕鬆地在整個房子實現無線連接。


由於IEEER802.11工作團隊的努力,這種最初設計用於連接收銀機(參見第一部分文章)的專用無線協議已經成為無線網路標準的基礎,也正在改變整個社會的架構。


提高速度

802.11b在1999年問世,為無線網路的廣泛應用奠定了基礎。其便宜的價格讓消費者易於接受,11Mbit /s的速度使其足夠快速,從而能夠替代企業用戶原有的乙太網路連接。在21世紀開始的最初幾年中,寬頻互聯網迅速被市場接受,支援802.11b取得了顯著地成功。無論是普通消費者或企業用戶都發現,和之前的DSL、有線或其他寬頻技術相比,無線是一種更好的高速連接方式。


隨著寬頻互聯網提供的高速度成為常態,消費者的電腦使用習慣也隨之改變。音樂/電影分享和串流媒體音樂等更高頻寬的應用,開始在消費領域愈來愈受歡迎。


與此同時,在商務需求上為達成,VoIP、文件共享、印表機共享、以及桌面虛擬化等各種業務應用,無線網路必須提供更高速來與乙太網路競爭。


即使在2000年代初期,802.11b能夠支援的速度也遠遠沒有達到非常高的水平。但在有線方面,10/100乙太網卻已經是一個普遍的標準。在100Mbit/s速度下,它比802.11b標準的11Mbit/s速度快了近10倍。 扣除802.11b通訊協定本身的必要浪費意味著可以達到的最大理論速度是5.9Mbit/s,但實際上,由於802.11b使用的是愈來愈流行的2.4GHz頻段,實際速度證明比理論值要低。來自微波爐、無線電話和其他消費性電子產品的干擾,意味著現實世界的速度通常不能達到5.9Mbit/s的標準(有時甚至不能接近這個速度)。


802.11g標準

為了解決速度問題,IEEE 802.11工作小組在2003年推出了802.11g。儘管802.11g使用與802.11b同樣的2.4GHz頻段,但卻能夠達到高達54Mbit/s的速度。即使扣除通訊協定必要浪費而導致速度降低之後,其理論最大值也可以達到31.4Mbit/s,足以滿足要求愈來愈快的家庭寬頻速度要求。


實際上802.11g並不是第一個達到54Mbit/s的802.11無線標準,802.11a在1999年已經實現了這樣的速度,但它所使用的是另一個單獨的5.8GHz頻段來實現上述速度。雖然5.8GHz的優點是具有較少的消費性電子產品的無線電干擾,但卻與802.11b不兼容。考慮到這個情況,以及它較為昂貴的設備,使802.11a只能夠在商業市場中得到一些訂單,並沒有大量普及家庭/消費領域等應用。


透過使用2.4GHz頻段而達到54Mbit/s的速度,802.11g在實現高速度的同時也保持了與802.11b的全面兼容性。這一點至關重要,因為此時802.11b已經被確立作為消費設備的主要無線標準。與802.11a相比,802.11g的向後兼容性以及更便宜的硬體設備是很大的賣點,因此能夠很快成為消費領域,甚至漸漸地在相關的商業應用領域成為全新的、更加快速的無線標準。


802.11n標準

於2009年推出的802.11n進一步提高了802.11g和802.11a的速度。802.11n工作在2.4GHz或5.8GHz頻段(不同時運行),透過採用封包聚合(frame aggregation)提高了傳輸效率,還引入了可選的MIMO和40Hz頻寬,使802.11n的頻道寬度達到了802.11g的兩倍。


802.11n能夠大幅度地提高網路速度。在低端應用中,如果採用與802.11g同一類型的單天線作業,採用相同的20Hz頻道寬度配置,802.11n網路可以達到72Mbit/s的速度。另外,如果使用雙倍寬度的40Hz頻道,採用多個天線,那麼數據速度可能會更快,甚至能夠高達600Mbit/s(採用四天線配置)。


在本系列部落客文章的第三篇,也就是最後一篇,我們將闡述當今的Wi-Fi技術,也將討論未來Wi-Fi的發展潛力。


(本文作者Prabhu Loganathan為Marvell公司連接行銷業務部資深市場總監)


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