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iPhone11上的「新 WiFi」到底是什麼?

想要在當代生活活下去,除了陽光、空氣、水,我們還需要 WiFi。

作為當代生活人體健康程度的基本指標之一,WiFi信號的好壞直接關係著我們的身體健康和心理健康。但是 WiFi普及了這麼多年,很多人家裡用的還是淘寶爆款「穿牆王」,但是 WiFi作為一項通訊技術還是在不斷發展中的。

而在 iPhone11發布會上,新一代的 iPhone11已經支持了全新的 WiFi6。WiFi6是個啥?為什麼在新 iPhone上的優先順序能夠排在5G的前面?

WiFi發展

「在家裡裝個 WiFi」這件事情在中國大規模推廣的時間,可能也就是10年左右,但事實上 WiFi存在的時間遠比這個時間要久。

二戰期間內,因為戰爭的需求,無線通訊技術得到了突飛猛進的發展,但是一直沒有一個統一的無線通訊協議。1991年,美國 NCR公司(National Cash Register,銷售自助服務亭等產品等產品解決方案,後被 AT&T收購)意圖通過使用無線的方式,來讓收銀系統和 POS機在商店內自由移動。為此美國聯邦通信委員會開放了一段無需審批就可以自由使用的 ISM頻段。

ISM頻段(Industrial Scientific Medical Band)指的是專門為工業、科學和醫學使用的電磁波頻段,一般來說這些頻段在使用上無需許可證和費用,只要遵循一定的功率並在自己應該在的頻段內工作即可。世界各國的 ISM頻段標準並不相同,但是這其中2.4GHz這個頻段為世界各國所共通的,因此 WiFi、藍牙、ZigBee以及一些其他的無線通訊協議都選在這個頻段進行工作。

正是這段開放的 ISM頻段,打開了 WiFi世界的大門。

隨後 NCR公司在荷蘭發明了 WaveLAN,一種基於電磁波傳遞信息的技術;不過由於技術限制,最早的 WaveLAN系統只有1 Mbit/s或者2 Mbit/s的傳輸速率,這和今天最新的 WiFi6最高1000 Mbit/s的速率相差甚遠。

1997年,電氣電子工程師學會(IEEE)推出了全新的 IEEE802.11無線通訊標準,標誌著無線通訊標準的正式成立。

IEEE802是 IEEE針對網路制定的一系列工業標準,目前已經發產出23項大標準,我們日常網路生活中常接觸到的有 IEEE802.3乙太網(Ethernet)、IEEE802.5令牌環(Token-Ring)、IEEE802.14電纜數據機(Cable modems)、IEEE802.15無線個人網(Wireless PAN)等等,無線區域網就是 IEEE802.11標準。

儘管標準已經形成,但是相較於有線(10Mbit/s乙太網)較慢的速率和高昂的設備價格都讓802.11標準無法大規模推廣。1999年9月,IEEE802.1小組成功創建了802.11b標準,儘管和802.11標準使用的是同樣的2.4GHz頻段,但是傳輸速率提高到了11 Mbit/s,達到了當時乙太網的標準,無線乙太網終於成真。

同年,IEEE工作小組還研發出了基於5GHz頻段傳輸的802.11a標準,雖然速度更快、干擾更少、穩定性更好,但是還是抵不過價錢更加便宜、性價比更高的802.11b頻段,這個狀況知道今天也差不多。

不過接下來 IEEE要面臨的問題是怎麼樣把 WiFi賣出去,由於價格相對較高,以及需要專門的網卡的支持,WiFi設備的前期銷量一直不樂觀。直到一個叫蘋果的大兄弟沖了進來,用99美元的指定購買價格從已經收購了 NCR的朗訊科技(後來又被諾基亞收購)手中購買了大批量的無線網路模組,並在1999年推出的 iBook G3中加入了無線網路功能,這也是業界第一款擁有無線網路功能的大眾電子消費品。

由於當時還沒有 WiFi這個名字,蘋果就將這個功能稱之為「AirPort」,隨後蘋果的路由器產品線一直用的是這個名字。

有了牽頭的,很快整個業界都將802.11無線標準作為了自己的標配功能,Windows XP也在隨後的更新中加入了對 WiFi功能的支持。同時由行業大佬牽頭組成的 WiFi聯盟也於1999年成立,這個聯盟是一個非盈利組織,擁有「WiFi認證」商標的授權許可。

說個有意思的事情,儘管 WiFi聯盟經常使用「Wireless Fidelity無線保真」這個詞,但其實 WiFi這個詞本身沒有任何意義,也沒有縮寫和全寫,正確寫法是 Wi-Fi。在接下來的20年中,WiFi技術不斷發展,最終成為了當代生活人體的必要組成部分。

為什麼WiFi技術進步

大家很難感覺到?

在這20年的發展歷程中,WiFi先後經歷了數次迭代,每次的迭代的版本號都是以802.11開頭,改後面的字母。從802.11b開始已經有了802.11j/ y/ p/ n/ ac幾次大的更新。但是我相信絕大多多數人對 WiFi技術的進步感受並不強烈,甚至從家裡安裝無線路由器之後都沒換過,一直用到現在。

之所以大家很難感覺到 WiFi技術的進步的原因主要有三個:

· WiFi聯盟要求產品向下兼容

WiFi聯盟出於對老設備的保護,要求認證產品都要儘可能向下兼容老協議,這點對路由器行業的要求尤其明顯,這也就使得大家更換設備的需求不強。

·技術成型早

事實上我們絕大多數家庭中使用的路由器使用的都是802.11n這個標準,推出於2009年,而國內 WiFi大規模流行起來也是這個時間點上。而802.11n的技術標準還是很強的:支持2.4/5GHz雙頻、最高600 Mbit/s的傳輸速度、支持 MIMO-OFDM(正交頻分復用,多天線增加信號容量)、室內最高70米的通信範圍,可以說即使是現在對於一般的家用環境也是夠用的。

加上剛才說到的強制向下兼容,這也就導致了大家對網路環境的提升追求不大。

·名字難記

這不是一句玩笑話,從誕生開始,WiFi的標準就採用了 IEEE規定的802.11標準的協議代號來命名每代新協議,這種「數字+字母」的方式極大提升了消費者的認知和學習成本,一定程度上阻礙了新技術的推進。

舉個簡單的小例子:802.11n/ac/ax技術的先後順序,一般消費者都是懵的。

因此 IEEE在這代802.11ax上改名為 WiFi6,並追溯前兩代,將802.11ac改名為 WiFi5,802.11n改名為 WiFi4,來推動市場對於 WiFi協議技術進步的認知。

你看,「456」的純數字命名方式看起來是不是比那個什麼802看起來清楚多了,而且是不是覺得自己不用最新一代就有點難受了?

WiFi6到底強在哪?

WiFi6並不是一項非常新的技術,高通2017年就推出了支持 WiFi6的 SoC,今年年初上市的三星 S10系列就已經支持 WiFi6了。

相較於 WiFi5,WiFi6最大的進步並不是速度,儘管速度確實有所提升,理論最大速率從6.9Gbps提升到9.6Gbps左右,這主要依靠於 MCS調製與編碼策略的提升。速度的提升只是一方面,WiFi6最大的進步其實是對多設備連接的支持,這其中涉及到兩項重要技術的進步—— MU-MIMO和 OFDMA。

OFDMA全稱是 Orthogonal Frequency Division Multiple Access,是一種全新的多設備數據傳輸方式。WiFi5上使用的叫 OFDM,簡單解釋一下就是同一個路由器一次只能和一個設備進行數據互傳,其餘的設備需要排隊,這要就會造成設備網路延遲,還會讓路由器的上下行負載出現過載或者是空載的情況下;而 WiFi6上的 OFDMA可以將多個設備要傳輸的數據拆分成小份,讓多個用戶可以同時進行網路數據傳輸。

這樣能夠極大提升多人上網的網路環境,大家不用互相等。另外 OFDMA的調製碼從之前的256-QAM提升到了1024-QAM,承載的數據量也就更大。

除了 OFDMA,WiFi6還優化了 MU-MIMO技術,這項技術可以同時連接多個網路設備,在 WiFi5上僅支持下行多設備鏈接,WiFi6上升級到上下行都可以;並且設備連接數量從4台升級到了8台。

針對目前複雜的網路環境,WiFi6還支持 BSS Coloring技術:以前的路由器在傳輸數據前會檢測環境內是否有同信道信號在傳輸數據以防止信號干擾,如果有會把媒介定位忙碌狀態,只有空閑狀態下才會開始傳輸數據。而 WiFi6為信息傳輸加入了全新的「著色」系統,每次傳輸數據時會在數據中心新增一個「顏色」標籤,用於區分不同設備,面對不同設備傳輸的數據可以相互區分,以減少等待空閑的時間。

WiFi6還加入了 Target Wake Time目標喚醒時間機制(TWT),這項技術主要面對時下流行的智能設備,通過減少智能家居的通信頻率,並調節鏈接時長來控制能耗,節約電量。

WiFi6儘管速度提升了,但速度提升並非是最大的亮點,多單位協同鏈接,尤其是「多網路單位+智能設備」的複雜網路環境才是 WiFi6的提升重點。在未來萬物互聯的預想場景中,WiFi6的用武之地還很大。

但是現階段有無必要更換 WiFi6設備呢?其實大可不必。

WiFi6需要設備和路由器全部支持才能發揮作用,且不說現在支持 WiFi6的手機還很少,WiFi6路由器的價格也很高,支持 WiFi6的智能設備更是鳳毛麟角。

我查了一下蘋果官網、小米商城以及國內電商平台上銷量比較高的家用智能設備,沒有一款支持 WiFi6,甚至有幾個連 WiFi5都不支持。

另外 WiFi6需要相當高的網路配置才能有比較好的體驗,目前國內家庭用戶的網路基本還是在500M以下,這也讓目前 WiFi6在家用角度缺乏換代動力。

因此,WiFi6肯定是好,但是沒必要強追,先提升到 WiFi5用著,等 WiFi6的網路環境和產品價格都比較成熟了再換也來得及。

這次蘋果支持 WiFi6並非是業界首創,不過依靠蘋果的市場影響力應該會帶動一批周邊產品的發展。

阿波羅網責任編輯:李華 來源:愛否科技 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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