Wi-Fi的发源与诞生

第一个Wi-Fi网络呈此刻20世纪90年代末期
，21世纪初进入急剧发展时期。现如今
，人们使用移动智能终端越来越频仍
，而大无数移动设备没有以太网接口
，这使得Wi-Fi已成为移动通讯的首选接入技术。Wi-Fi不仅用于家庭
，还用于全球的企业和公共场所。Wi-Fi尺度的技术名称是IEEE 802.11
，这也意味着IEEE在守护这个尺度。接下来我们来看看Wi-Fi的由来。

1971年6月
，第一个数据包以9600bps的速度在一个名为ALOHAnet无线网络上发送成功
，该网络选取的ALOHA通讯和谈就是后面IEEE 802.11和谈的先行者。为了支持无线网络通讯
，在1985年
，美国当局机构联国通讯委员会（FCC）盛开了几个无线射频（RF）频段
，无需许可即可使用
，蕴含 900 MHz、2.4 GHz和5 GHz。这些被称为“垃圾带”无线频段取自工业、科学和医疗频段（ISM）
，以及未经许可的国度信息基础设施频段（U-NII）。

后来电气和电子工程师协会（IEEE）成立了802.11委员会
，掌管开发和颁布无线局域网（WLAN）尺度。该委员会于1997年6月颁布了第一个IEEE 802.11尺度规范
，使用了未经许可的2.4 GHz频段
，选取跳频（FHSS）及前向纠错码（FEC）实现2Mbps的传输速度。之后在1999年对802.11原始尺度订正后
，颁布802.11a与802.11b。

为了实现Wi-Fi产品及终端的兼容和互通
，在1999年
，成立了行业协会Wi-Fi Alliance®
，掌管Wi-Fi产品的互操作性测试和认证。同时
，它创造了Wi-Fi ®的名称并对其进行了商标注册。

下图为Wi-Fi和谈发展过程。

▲图1：Wi-Fi和谈发展过程

以下将会以历代和谈颁布的功夫挨次
，对每一代Wi-Fi和谈发展描述。

Wi-Fi和谈的发展

802.11b

IEEE于1999年颁布了802.11b尺度。802.11b使用与原始802.11尺度一样的2.4 GHz频率
，选取高速直接序列扩频（HR/DSSS）的单一调造技术
，并且使用了补充代码键控（CCK）编码
，它支持的最大理论速度为11 Mbps
，是802.11正式尺度中传输速度最慢的尺度。由于802.11b工作在2.4 GHz
，家用电器或其他使用2.4 GHz的网络可能会对其造成滋扰。

▲图2：802.11b重要个性

802.11和向后兼容性

从一路头
，各类802.11尺度就是为了向后兼容而设计的
，因而传统设备能够在与新一代设备一样的网络中运行。而后网络治理员能够慢慢改进他们的设备
，而无需在每个新尺度版本上进行彻底代替。这有助于802.11技术的持续发展。但是
，802.11b在易于向后兼容方面是个例表。802.11b是唯一不使用正交频分复用（OFDM）调造的尺度。因而使用OFDM的802.11尺度的设备必须确保802.11b设备知路将要传输的所有流量
，蕴含无法解码的流量。

这是通过使用要求发送（RTS）/断根发送（CTS）新闻作为；せ炖词迪值。每次设备筹备好发送流量时
，它首先发送RTS新闻
，该新闻由CTS新闻进一步确认。这意味着对于每个数据帧
，必须传输另表两个治理帧。这会在网络上产生大量流量开销并且显得比力低效能。某些网络治理员选择从无线AP上禁用802.11b速度（1,2,5.5和11 Mbps）以预防此问题。目前仅使用802.11b的客户端在目前变得越来越罕见
，终场支持802.11b速度是有路理的。但是
，这个选择会限度Wi-Fi的覆盖领域。当信号质量较低时
，非802.11b设备可能会回退到802.11b速度。因而
，在无线AP上禁用1,2,5.5和11 Mbps速度将阻止边缘客户端衔接。

802.11a

802.11a尺度也在1999年由IEEE颁布。802.11a工作在不太拥挤的5 GHz频段
，使其不易受到滋扰。该尺度使用与原始尺度一样的数据链路层和谈和帧体式
，但选取了新的基于OFDM调造的空口物理层及最高64-正交振幅调造（QAM）编码
，理论最高速度54 Mbps
，带宽远高于802.11b。OFDM是一种在20MHz频宽上能够扩大52个数据子载波的调造步骤
，通过并行传输大大提升传输速度。但由于802.11a设备的执行成本和复杂性
，在其时首批贸易部署的Wi-Fi多数使用802.11b尺度
，这就是早期802.11a设备在市面上少见的原因。

▲图3：802.11a重要个性

802.11g

IEEE于2003年颁布了802.11g尺度
，802.11g结合了建改案802.11a和802.11b的职能。802.11g尺度选取与802.11a一样的OFDM调造技术
，使用64-QAM编码技术
，与802.11a一样
，它支持最高理论速度54 Mbps。但是802.11g与802.11b一样
，它工作在拥挤的2.4 GHz频段
，因而容易遇到与802.11b一样的滋扰问题。802.11g向后兼容802.11b设备
，802.11b终端能够衔接到802.11g接入点（但是工作在802.11b的速度）
，这使用户更容易过渡到这种新技术
，由于他们能够在切换到新尺度的同时保留一些旧终端。

▲图4：802.11g重要个性

802.11n（Wi-Fi 4）

IEEE于2009年颁布802.11n建改案。802.11n带来了很多新的职能。802.11n支持2.4 GHz和5 GHz两个频段
，向后兼容802.11a/b/g
，并允许使用更高的40MHz带宽（绑缚2条20MHz信路）。802.11n依然使用OFDM和64-QAM
，但在天线部门中引入了一个沉要个性——多输入多输出（MIMO）
，即设备能够使用多个天线同时收发
，发射器和接管器中最多4个天线
，从而提高了系统吞吐量和稳重性
，而不必要更高的带宽或发射功率。利用所有这些个性和一些额表的改进（对802.11尺度的单一MAC层和谈进行优化等）
，使用802.11n尺度的设备整机能够达到600Mbps的吞吐量
，与之前的和谈相比增长了10倍。凭借802.11n尺度
，Wi-Fi变得更快
，更靠得住。

▲图5：802.11n重要个性

802.11ac（Wi-Fi 5）

802.11ac技术工作在5 GHz频段
，和谈尺度分为两个阶段
，蕴含802.11ac Wave1与802.11ac Wave2
，别离在2014年和2015年颁布
，向后兼容802.11a/b/g/n。支持802.11ac Wave1的设备可能以3.4 Gbps的速度进行传输
，而Wave 2设备则可能以6.9 Gbps进行传输
，设备的速度险些是802.11n的8倍。802.11ac增长了MIMO流的数量（从4条到8条）
，并通过进一步编码机能（高达256-QAM）来提高信路利用率
，可能在高达160 MHz的信路上运行。它还引入了下行链路多用户-多输入多输出（DL MU-MIMO）技术提升空口利用率
，MU-MIMO允许设备同时向多个终端进行下行传输
，最多4个终端同时传输。

▲图6：802.11ac重要个性

802.11ax（Wi-Fi 6）

802.11ax尺度于2019年颁布。802.11ax工作在2.4 GHz和5 GHz两个频段
，并且也可能兼容以前的Wi-Fi设备。802.11ax从两个风雅面实现了高速度、大并发的机能指标
，其中MU-MIMO和正交频分多址（OFDMA）是802.11ax成功的关键。OFDMA机造能够同时为多个终端提供较幼但专属的子信路
，进而改善每个终端的均匀传输速度；上行和下行方向多用户-多输入多输出(UL/DL MU-MIMO)
，实现上行链路最多可同时为8个用户提供服务
，容量是802.11ac的8倍
，下行链路最多可同时为8个用户提供服务
，容量是802.11ac的2倍。另表选取1024-QAM、空间复用（Spatial Reuse）、根基服务集着色（BSS Coloring）、网络分配矢量（NAV）、指标唤醒功夫（TWT）等职能机造
，802.11ax能够提供高达9.6Gbps的传输速度。

▲图7：802.11ax重要个性

全新的Wi-Fi定名规定

在2018年
，Wi-Fi联盟采取措施使Wi-Fi尺度名称更容易鉴别和理解。他们将已推出的802.11ax尺度改为Wi-Fi 6
，并且还将之前颁布的两个尺度802.11n与802.11ac别离沉定名为Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。 下面表格为历代Wi-Fi和谈的对比。

▲表1：历代Wi-Fi和谈对比

Ggpoker官网网络在新一代Wi-Fi场景下的索求

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本期作者：范景昊

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往期杰出回首

●【第一期】浅谈物联网技术之通讯和谈的纷争

●【第九期】第七代无线技术802.11ax详解

●【第十七期】浅谈UWB（超宽带）室内定位技术

●【第二十四期】Wi-Fi 6真的很“6”（概述篇）——不只是更高的传输速度

●【第二十五期】 Wi-Fi 6真的很“6”（技术篇） ——前方高能
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