Wifi 发展史简介一、概述纵观WiFi发展史(其实对于其他的技术发展也差不多),逃不开以下几个方面的内容; 一是技术发展引入更多技术上的特性,有些是强制支持的特性,有些则为可选项,让不同能力的实现者可以量力去生产产品; 二是新设备兼具更多的技术特性,但是又必须兼容老的设备,因此需要进行向前兼容旧设备; 三是技术迭代中引入的一些新的特性在后面的产品化过程中发现并不好用,因此也会丢弃部分技术特性;
二、发展史(啰嗦版)下面就按照上面的三个方面的内容进行WiFi的发展史简介(直接绕道去看表格可以省下不少时间): 1. 802.11a vs 802.11b -- Round 1在1999年,几乎是同一时间,IEEE推出了802.11a和802.11b两个协议,前者工作在5GHz,后者工作在2.4GHz。 就技术层面而言,802.11a的速率更快,但是并没有受到市场的青睐;反而是802.11b发展的更好。 802.11a不如802.11b的原因一般可以归结为以下几点: (1)5GHz频段的频段高,其传播距离短,反射和衍射性能也比2.4GHz频段的11b差,也就是大家常说的覆盖性和穿墙性能较差; (2)就当时而言,802.11b的11Mbps的速率完全够用,因此802.11a的速率优势完全体现不出来; (3)802.11a的设备造价成本比802.11b的要高很多。毕竟是商业技术,谁赚钱投谁这是肯定的。 虽然802.11a在市场上竞争和普及的道路上一败涂地。但是作为学习WiFi技术的,都是尊802.11a为“初代Wifi大人”,因为802.11a用的是OFDM技术,而802.11b用的是DSSS。‘ OFDM作为WiFi最核心的技术(没有之一),802.11b注定不能算是嫡系,只是庶出偶然逆袭的少数。 这里需要注意一点:802.11a和802.11b是完全两个不同的分支,彼此互不兼容。
2. 802.11a vs 802.11b -- Round 2时间来到2003年,速率的瓶颈让世人重新审视802.11a的54Mbps的理论速率,可是802.11a注定只是一个先驱,技术成本的问题以及覆盖率差+穿墙性弱的问题,还是让大家避开了5GHz频段。 因此,IEEE推出了802.11g。技术上802.11g和802.11a没有什么区别,只是频段选在了2.4GHz。 而另外重要的一点就是,802.11g兼容802.11b,毕竟不能让之前的低端设备和新的设备不能一起玩耍,于钱于理都不太好。(千手家族和宇智波家族一直打仗,都得不到好处) 相信很多人看明白了,802.11g是将802.11b和802.11a在2.4GHz频段上进行了合体。(结盟吧,于是建立了火影村) 这一轮谁胜谁败很难评价,802.11b是积累了大量用户群,因此让后面的协议不得不去兼容他;此外,其低廉的造价,在现在IoT时代,还是非常好的选择;(宇智波家族还是很受青睐) 802.11a则是将自己的精神传递给了WiFi的后代,学习WiFi协议都要从他这里走一遭。(但是千手家族才是初代啊) 802.11b的故事基本就结束了,但是802.11a的故事还会再次开启。(毕竟动画叫火影嘛) 注意啊,802.11g是第一个兼容的开山始祖,后面的协议都要进行兼容性设计。(后面的火影,一定要继承好先辈们的火之意志,你们就是火之意志继承者)
3. Feature大师 -- 802.11n时间来到2009年,802.11n横空出世。如果说802.11a/b/g只是“初代们”,那802.11n就会让先辈们看不懂了。 802.11n引入了非常多的feature,很多也被后续的WiFi技术沿用至今,比如:多天线,更高带宽,STBC技术,beamforming技术,short GI,GreenField...就不一一列出了。 这些技术大大提升了WiFi的速率,理论最高可达600Mbps。因此,802.11n也称为High Throughput,HT。 但是步子跨大了容易扯着(),有些内容其实并不好用,比如: (1)beamforming的隐式反馈技术,11ac基本就不用了;显式反馈中的非压缩反馈也被11ac嫌弃。 (2)GF模式,其实证明并没有提升太多的效率;Short GI虽然也有提升的理论,但是收到环境限制,其实也不好用。(毕竟瓶颈很多已经不在PHY层) 802.11n的功绩: (1)兼容了802.11a/b/g,从11n开始才能说是真正意义上的一统河山。 (2)引入大量的技术,虽然这些技术在后续的发展中有所筛选,但大多数技术都在后续的WiFi协议中得到了发展; 顺便提一下,之前WiFi是没有4/5/6/7代的称呼的,是因为移动通信4G,5G叫法的普及,才从802.11n开始赐给了WiFi协议以“花名”,毕竟802.11 a/b/g/n/ac这样的名词对于一般的人来说比较难记。 802.11n的花名就是“WiFi4”。
4. 802.11ac -- 不一样的升级体验2013年,802.11ac,也就是大家最为熟悉的WiFi5,诞生了。其主要是在802.11n的技术上进行升级以寻求更高的理论速率。因此,802.11ac又叫 Very High Throughput,VHT。 那么有哪些升级呢? (1)4天线升级到8天线; (2)40M带宽升级到160M带宽; (3)64QAM升级到256QAM; .... 当然,新技术也是有的,最有名的就是下行MU-MIMO。技术这部分等到有机会再聊,这里不谈了,我们聊一个有趣的现象: 相信很多人都在用的路由器支持的还是WiFi5。其实从802.11n升级到802.11ac会有很大的体验提升:比如下载速度明显快了。那么为啥呢? 最最主要的原因不是上面介绍的技术的提升导致的速率的提升,而是11ac选择的是5GHz信道。 2.4GHz频段存在太多的低端设备的影响,而且蓝牙,微波炉等频段都会造成影响。而且2.4GHz覆盖范围大,很有可能自己家的2.4GHz环境会受到领居家的影响。 总之,2.4GHz的信道十分的脏。叠加上WiFi设备对于信道的占用和管理机制,越是脏,效率越低。 因此,选择11ac对于家庭的网络体验的提升是非常棒的。 当然,11ac提供的更高带宽,更高调制方式,更多的天线(这个一般都是双天线,很多路由器的八爪鱼都是装饰),也对效率有所提升,但是只是次要因素。
5. 802.11ax -- WiFi6,新贵之选相信大家对于WiFi6都不陌生,作为近两年来出现的新WiFi协议,备受关注。 802.11ax又称为High Efficiency,HE。从名字看就知道,WiFi 6的技术重点和WiFi 4/5有本质的区别。其更注重效率的提升而不是在于速率。 WHY? 因为WiFi这种无线传输的机制在11ac开始,限制传输的瓶颈已经不是更高的带宽,更多的天线,而在于如何利用好这些资源。 CSMA/CA:carrier sense multiple access with collision avoidance 带冲突避免的载波侦听多址接入。作为WiFi中进行信道竞争的基本方式,其最大的弱点在于,一旦竞争的设备的数量变大,其效率会大大降低。 而且由于有些低速率的设备会参与到竞争中,竞争完毕后又很快释放,但是却消耗了大量的时间在竞争退避这些接入操作中。需要高速率传输的设备就会受到很大影响。 然而,这又是WiFi在这个万物互联的时代不得不面对的问题。 802.11ax应运而生。 802.11ax最重要的技术就是OFDMA,原理上就是将至少20MHz的资源,可以拆分成更小的RU进行传输。这样就可以让更多的设备同时进行通信。根据带宽的需求不同,分配不同的带宽。 此外MU-MIMO的技术在11ax中也有所发展。 但实话实说,目前支持11ax的设备还是比较有限的,一般出现在高端设备市场。家里的设备一般还停留在11n和11ac协议。 就11ac而言,由于覆盖差,邻居对于自己家的设备影响十分有限,相对还是可以用到非常干净的信道的,因此,个人认为,升级到11ax对于大多数人来说并不是非常必要。
6. 802.11ax -- WiFi 6E看过前面11ac的效率切换到5GHz频段带来的效率提升的原因,就很好理解为什么WiFi 6要搞一个6E,即扩展到6GHz频段。 因为新的频带用起来就像一条新开的高速公路,又宽又不堵车。 就Qualcomm而言,在早几年就已经开始部署802.11ax协议的路由设备。6E的设备也基本上部署完毕。后面可能要开始WiFi 7协议的设备研发。在这一个赛道上,国产的WiFi还是起步很晚了。 说回产品,既然有6E信道,那如果要升级11ax,还是要带上6GHz新到的这种路由器设备,这样体验肯定是更好的。
7. 802.11be -- WiFi 7对于WiFi 7,即802.11be,相信大家还很陌生,其实对于这块内容也是最近才有所接触。 从其引入的CMU-MIMO的概念来看,其主要针对的是家庭(或者是企业)mesh组网。 11ax的技术已经能改善很大一部分多设备环境下的接入效率的问题。 因此,11be又再一次回到了对于速度的极致追求的上来了。同时从其名字来看,Extreme High Throughput,EHT。其引入了240MHz和320MHz的带宽。 对于理论效率的提升是毋庸置疑的,但实际上到底可以提升多少,还有待后续产品出来再看。 但是听说Qualcomm会在年底之前推出第一代WiFi7。这部分的内容有机会在和大家一起探讨。 最后我想吐槽下这个EHT的名字,一看到这个HT,VHT和EHT我就想到了雷达频段上的HF,VHF和EHF,VHT之后采用UHT或者SHT不好嘛,非要用EHT,再往上升级用啥名字哦~(纯属玩笑)
三、发展史(简化版)
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