Wi-Fi的歷史從這里開始

現(xiàn)在說起來，使用Wi-Fi無線已經是稀松平常的事情，但是你知道它究竟是如何出現(xiàn)的嗎？1985年代，聯(lián)邦通信委員會（FCC）開放了無線頻譜的ISM（工業(yè)，科學和醫(yī)學）頻段，開放的頻段包括：915MHz、2.4GHz和5.8GHz——這三個頻段在當時并不是很受歡迎，屬于Free License（免費授權），所以也稱為“非授權頻譜”。在設備發(fā)射功率方面，F(xiàn)CC規(guī)定這些新免授權頻段的設備發(fā)射功率可達到1W。而且，為了避免設備間干擾，F(xiàn)CC要求這些新免授權頻段的產品使用擴頻技術。

而率先對這些頻段“動腦筋”的是一個名為NCR的計算機系統(tǒng)制造商，但是其目的可不是為了發(fā)明“Wi-Fi”，這家公司的主要業(yè)務其實是零售工具和收銀機（PoS），使用免費的無線頻段，無非是實現(xiàn)POS機的無線化連接。

工作開始了，NCR將這項任務分給了一個工程團隊開發(fā)，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”，一種無線技術，但它并不是現(xiàn)在的Wi-Fi。

注 擴頻技術是指傳輸信息所用的帶寬遠大于信息本身帶寬，在發(fā)射端以擴頻編碼進行擴頻調制，在收端以相關解調技術收信息。擴頻技術具備（相對的）高可靠性、高保密性、高抗干擾的特性。

標準誕生 世界開始無線

NCR的聰明之處在于沒有將其視為一個專有協(xié)議，而是將其作為一個標準，和聯(lián)合貝爾實驗室一道，找到了IEEE（注：IEEE是一個建立于1963年1月1日的國際性電子技術與電子工程師協(xié)會），希望建立一套通用的未授權頻譜標準。于是在1990年代初期，IEEE經過商討，成立了802.11工作組——是不是有點熟悉的味道了？

在NCR開發(fā)WaveLAN的同時，澳大利亞研究機構CSIRO發(fā)明了一個無線網(wǎng)技術，并于1996年申請了技術專利——這就是我們今天的Wi-Fi雛形。

時間到了1997年，IEEE 802.11標準的第一個版本IEEE 802.11發(fā)布，提供最高2Mbps的鏈接速度，這確立了無線設備的發(fā)展基礎，當然這個標準還極為基礎。

而后到了1999年，IEEE在修訂802.11標準時，吸納了CSIRO發(fā)明的無線網(wǎng)絡技術，將其視為Wi-Fi的核心技術標準。IEEE 802.1的第一個修訂版于1999年8月10日發(fā)布，這就是802.11b（工作于2.4GHz頻段），而后于2000年1月推出了802.11a（工作于5.8GHz頻段）。

標準有了，那么Wi-Fi又是怎么來的呢？就在IEEE推出802.11標準修訂版本的同一時間，由Intersil、3Com、諾基亞、Aironet、 Symbol和朗訊這6家公司，共同組成了無線以太網(wǎng)路相容性聯(lián)盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance，縮寫為WECA）。這個聯(lián)盟成立的目的，就是針對不同廠商的產品進行兼容性認證，實現(xiàn)互聯(lián)互通。

WECA這個名字聽起來并不是那么順暢，這種技術標準的首字母縮寫并不能達到良好的傳播效果，不能形成口口相傳，于是經過千挑萬選，最終確定了Wi-Fi這個名稱。到了2002年10月，WECA正式改名為Wi-Fi聯(lián)盟（Wi-Fi Alliance）。

普及之路 無線走向成熟

有了技術有了標準，現(xiàn)在也有了響亮好記的名字，那么下一步的“工作”必然是推廣。于是Wi-Fi聯(lián)盟的成員朗訊公司找到了當時的蘋果公司，希望他們的產品加入Wi-Fi設備。于是1999年7月，蘋果在其推出的新一代iBook筆記本電腦中首次提供了Wi-Fi設備的可選項。

這當然不夠，真正推動普及的還是要看微軟和英特爾。先是微軟的Windows XP操作系統(tǒng)增加了對Wi-Fi的支持，也就是現(xiàn)在所謂的“免驅”即插即用。英特爾則于2003年3月推出了迅馳移動平臺，這是結合了Pentium M處理器（或之后的酷睿處理器）、英特爾芯片組和英特爾無線網(wǎng)卡的移動計算解決方案品牌，集成的是IEEE 802.11b或IEEE 802.11ab無線網(wǎng)卡。

也正是迅馳移動平臺的推出，讓Wi-Fi開始走向普及。當然，第一代迅馳平臺也不是完美無缺，當時普遍批評英特爾沒有支持802.11g（54Mbps）規(guī)格的Wi-Fi。但實際上，這個時間802.11g還僅僅是草案，直到2004年802.11g標準正式發(fā)布，英特爾才提供了802.11g的產品設備。

名字太亂怎么辦？

到了2009年，經過從2005年以來的各種802.11n草案之后（802.11n標準難產，廠商率先于標準推出了各種802.11n草案標準的產品，冠以“pre-n或draft-n”標識），IEEE終于推出了802.11n的正式版本，Wi-Fi在2.4GHz頻段達到350MbDs的連接速度。也是在同一年，Wi-Fi聯(lián)盟開啟Wi-Fi CERTIFIED n認證計劃，更新了Wi-Fi CERTIFIED n標志，以Wi-Fi CERTIFIED標志左邊字母的變化表明與802.11a/b/g產品的向后兼容性。

802.11 ac

2014年，IEEE又推出了802.11acWave1標準，2016年推出802.11ac Wave2標準，只不過和802.11n時代一樣，廠商自推“草案”產品先于標準上市的情況更為嚴重，這造成了很長時間內802.11ac路由器與設備之間兼容性不佳的困擾。相對于802.11n，802.11ac的5GHz頻段終于達到了實用的程度，強制支持80MHz帶寬（802.11n只支持至40MHz帶寬），160MHz帶寬也是可選項。在這樣的設計下，802.11ac可達到甚至超過千兆有線網(wǎng)絡的傳輸速度，也讓其具備了極佳的易用性。

時間來到2020年，IEEE終于發(fā)布了802.11ax的標準（其實早于這個時間段就有很多802.11ax技術的路由器上市，對，又是“草案”先于標準），802.11ax支持從1GHz至6GHz的所有ISM頻段，包括目前已使用的2.4GHz和5GHz頻段，向下兼容a/b/g/n/ac。

不過大家發(fā)現(xiàn)沒有，這些Wi-Fi技術標準的名稱實在是難記得很？當然，也有人注意到了這個問題，因此以IEEE 802.11為標準，Wi-Fi聯(lián)盟在201 8年發(fā)起“Generational Wi-Fi”營銷項目，基于主要的Wi-Fi（PHY）版本，引入了更容易讓消費者了解的“Wi-Fi世代名稱”（Wi-Fi generation names），格式為“Wi-Fi”后跟一個整數(shù)，并鼓勵采用世代名稱作為行業(yè)術語。世代名稱不影響以前的認證程序名稱，對于以前的認證程序（例如Wi-Fi CERTIFIED ac或更早的程序），繼續(xù)使用原始認證程序名稱。因此，802.11ax這個以技術標準命名的方式對應變更為Wi-Fi6，而之前的802.11ac變更為Wi-Fi 5，802.11n則變更為Wi-Fi 4，至于之前的技術標準，Wi-Fi聯(lián)盟就不再做重新命名了。這樣一來，Wi-Fi的名稱變得更加簡潔，消費者在購買、使用相關產品的時候也更容易分辨。其實這和移動網(wǎng)絡的2G、3G、4G、5G，藍牙標準的1.0、2.0、3.0、4.04.1、5.0一個道理，越發(fā)簡潔的名稱越只管明了，更利于新技術的傳播和推廣。

Wi-Fi 6究竟溜不溜？

Wi-Fi 6之所以擁有遠超Wi-Fi 5的連接傳輸速度，在于其擁有諸多新的特色功能，例如“正交頻分多址訪問（OFDMA）”、“1024-OAM正交幅度調制模式”、”穩(wěn)健的高效率信號”、“TWT更為出色的休眠喚醒機制”以及“多用戶MU-MIMO”等等。此外，Wi-Fi 6的安全性也大為提升，加密的安全標準升級為WPA3。

OFDMA子信道

OFDMA子信道可以將無線頻道劃分為大量“子信道”（sub-channel），每個“子信道”都可以攜帶用于不同設備的數(shù)據(jù)。這讓Wi-Fi路由器可以同時與更多設備通信，對于需要同時連接多個上網(wǎng)設備的情況尤為重要。

目標喚醒時間（Target Wake Time）

當路由器與設備（例如智能手機）通訊時，TWT功能它可以準確地“告知設備”何時將其Wi-Fi信號設于睡眠狀態(tài)，以及何時將其喚醒以接收下一次傳輸。這樣的工作模式可以在一定程度上節(jié)省Wi-Fi客戶端的耗電量，也意味著設備使用電池時有更長待命時間。

網(wǎng)絡覆蓋面積

Wi-Fi 6能將無線頻道劃分為較小的“子信道”（sub-channel），從而讓客戶端可以通過增加傳輸功率來進一步增加Wi-Fi信號的覆蓋。

顏色BSS（BSS Coloring）

我們都知道附近的路由器可以在同一頻道上發(fā)送信號，在這種情況下，當路由器檢測到其他路由器正在發(fā)送信號的時候，路由器會等待頻道空閑然后再發(fā)送，這樣會延長等待時間。而在Wi-Fi 6下可以將鄰近的路由器配置為具有不同的“BSS顏色”，其實就是一種識別機制。如果設備正在檢查“信道”（Channel）是否空閑并可以發(fā)送，可能會檢測到信號較弱且“顏色”不同的傳輸，它可以忽略此信號并無需等待即可進行發(fā)送，只要換個“顏色”進行識別即可。這將改善擁塞區(qū)域的性能，也被稱為“空間頻率重用”（Spatial Reuse）。

MU-MIMO

Wi-Fi 6的MU-MIMO（多進多出）引進新的riderless標準，它允許路由器同一時間與多個設備通信（Wi-Fi 5路由器也可以同時與設備通信，但屬于單向發(fā)送）。而Wi-Fi 6具有MU-MIMO的改進版本，允許設備同時響應路由器，這樣的連接速度效率明顯更高一些。

1024-QAM正交幅度調制模式

此外WiFi 6支持1024-QAM正交幅度調制模式，這可以讓Wi-Fi的載波數(shù)據(jù)點變得更密集，就像有更多個速遞員派件，而不是一個派件員派很多件，如此一來，傳輸數(shù)據(jù)的速度比傳統(tǒng)使用2560AM的Wi-Fi 5理論上快25%之多。

顯然，Wi-Fi 6的技術標準升級跨度十分之大，這也是為什么看起來即便是入門級的Wi-Fi 6路由，連接速度、效率、信號強度都要比Wi-Fi 5設備來得更好的根本原因。

要分清Wi-Fi 6也分三六九等！

Wi-Fi 6路由器的規(guī)格并不是整齊劃一的，它根據(jù)設計，比如是按照雙頻還是三頻并發(fā)來區(qū)分設備的高低檔位，要想清楚自己需要購買什么樣的Wi-Fi路由，這些規(guī)格就必須清楚了解。在此，筆者也將主流規(guī)格分享給讀者，方便大家日后選擇時分辨清楚。

AX1800：入門級的Wi-Fi 6規(guī)格，產品價格最低。2.4GHz和5GHZ分別是2×2，帶寬80MHz，所以只能支持到1800Mbps的傳輸速率;

AX3000：主流的Wi-Fi 6規(guī)格，2.4GHz和5GHz同樣分別是2×2，帶寬支持到160MHz，速率達到3000Mbps;

AX5400：5GHZ規(guī)格為4×4，2.4GHzT則是2×2，這一規(guī)格的產品也有幾款，基本上算是AX6000的低配版規(guī)格;

AX6000：高配版的Wi-Fi 6，2.4GHz和5GHz都是4×4，并且支持160MHz帶寬，總速率達到了6000Mbps;

AX11000：豪華三頻Wi-Fi 6的規(guī)格標識，配置豪華自然價格也很貴。所謂三頻，其實就是指同一臺路由器同時有三個頻段的Wi-Fi在工作，2.4GHz下為4X4，5GHz1 4×4，5GHz2 4×4，也就是一個2.4GHz兩個5GHz，三頻總速率達到11000Mbps。

Wi-Fi 6的“芯”

如同電腦一般，路由器除了天線、信號放大器等外圍電路，最重要的還是處理器本身，當前，在路由器中的“芯”，主要是博通、高通、華為海思、英特爾、MTK等幾個廠商的產品。

博通：

博通在Wi-Fi領域相當重要，它也是網(wǎng)絡設備的主要供應商，目前在Wi-Fi 6下，主要擁有四款產品，分別是BCM4908、BCM4906、BCM6755和BCM6750，它們都基于ARM架構。其中BCM4908和BCM4906是最新的規(guī)格型號，采用Cortex-A53核心，分別是4核心1.8G Hz和2核心1.8GHz，主要用在中高端的路由器產品中;BCM6755和BCM6750則用在中端、入門級產品上居多，這兩個處理器采用的是Cortex-A7x核心，并且集成了Wi-Fi芯片，可以節(jié)省不少制造成本。

高通：

高通是通信設備屆絕對的一哥，在Wi-Fi領域也擁有著極為強大的話語權，很多熱銷的路由器其實都是采用高通處理器的產品。高通目前擁有非常多的產品，例如如Pro 1200級別的IPQ8074A、IPQ8072A、IPQ8078A、IPQ8076A，Pro 800級別的IP08174、IPQ8173，Pro 600的IPQ8070、IPQ8071、IPQ8071A、IPQ8070A，以及Pro 400下的IPQ6010、IPQ6028。

高通方案的主要優(yōu)點就在于它具備更低的功耗，更小的發(fā)熱，同時，它也是Mesh的領頭羊。

英特爾：

英特爾的Wi-Fi 6解決方案發(fā)布很早，但是產品選擇并不多，僅有GRX350一款，采用這個方案的Wi-Fi 6路由產品更是寥寥無幾。乍看之下英特爾不怎么重視，但是在客戶端設備、尤其是PC客戶端上，英特爾的AX200網(wǎng)卡是幾乎唯一的選擇。

MTK：

MTK的著力點在中端和入門級路由器產品上，目前MTK主要的產品還是MTK7621，實際上這是在Wi-Fi 5（802.11ac）時代就使用的產品，例如極為著名的K2P入門級無線路由器，就是采用這款處理器的產品。

華為海思：

華為海思一直以來都是重要的網(wǎng)絡設備供應商，在路由處理器芯片上，海思路由器領域的芯片是“凌霄”系列，Wi-Fi 6時代主要的產品就是凌霄H15651T和凌霄H15651L，然而同手機一樣，似乎只有華為自家的產品采用海思產品，尚且沒有對第三方廠商開放。

除了這些，路由器顯而易見的指標還有內存、存儲容量，這和電腦別無二致，前者主要負責緩存數(shù)據(jù)，后者主要用于存儲數(shù)據(jù)，尤其是現(xiàn)在數(shù)據(jù)吞吐量飛升（帶寬越來越大），一個大容量的內存十分必要，例如現(xiàn)在旗艦級路由器甚至有1GB的內存，這對于路由器來說十分奢侈了。至于后者，重要性反而不是非常重要。

Wi-Fi 6最大的好處在于移動設備的連接品質更優(yōu)秀，連接速度更快，電子產品，永遠是買新不買舊，如果你正在考慮更換家中的無線路由設備，Wi-Fi 6是唯一的選擇，忘了Wi-Fi 5吧！