Wi-Fi的發展歷程:

 

無論是車站、咖啡廳、辦公場所,或是家中環境,只要手機開啟Wi-Fi選項,即可搜尋到為數不少的Wi-Fi訊號;由Wi-Fi連接網路,也是許多上網的主要方式之一。普遍來說,Wi-Fi信號可分為2.4GHz與5GHz兩種頻段,前者網路收訊範圍廣,但網速慢;後者則是收訊範圍小,但網速好。不過,隨著全新的Wi-Fi 6標準問世,除了兼具前述兩組頻段外,更融合收訊範圍廣、網速高等特點,一次可滿足我們對於高速網路的需求。

 

全新推出的Wi-Fi 6不同於早期使用a、b、g、n等英文字母來命名,Wi-Fi聯盟改變命名規則,首度用數位來區別,不僅可有效提高消費者對於Wi-Fi各版本的辨識外,對於廠商推廣也有一定的助益。本篇5G流量卡WX號(E01080)特別整理了Wi-Fi的歷程發展、命名轉變等,除了要協助網友搞懂手機所支援的Wi-Fi規格外,Wi-Fi 6的出現將對未來有哪些幫助,希望能夠讓大家對於Wi-Fi有更深入的瞭解。

 

隨著網路技術不斷發展,Wi-Fi對於當今網路世代提供相當高的貢獻;如今,Wi-Fi問世已超過20年,回顧1997年的第一代Wi-Fi,僅可提供最高2Mbit/ s的連網速率,其後的第二代與第三代Wi-Fi雖有突破,但也僅能達到54Mbit/s速率。直到第四代Wi-Fi(IEEE 802.11n)問世,同時運用2.4GHz與5GHz兩種頻段,使連網速率終可突破600Mbit/s,為Wi-Fi的日後發展奠定良好基礎。

 

另外,Wi-Fi並不是網路技術,而是一種認證標準,同時也是作為全新的詞彙,並非Wireless Fidelity的簡稱。Wi-Fi標準最早源自於美國無線乙太網路相容性聯盟WECA,為了彌補IEEE定義的802.11無線網路標準,無法有效辨識產品是否符合網路規範的認證,因而在2000年發明出Wi -Fi一詞取代艱困的專業術語使用;WECA也於2002年正式更名為Wi-Fi聯盟。

 

自1997年IEEE 802.11技術發佈以來,都是使用英文字母做為版本代稱,例如802.11後面的a、b、g、n分別對應不同的無線網路標準。然而隨著網路標準不斷推新,英文字母愈來愈多,消費者在選購手機、路由器時,對網路標準的新舊差異也難做出直覺辨識。為此,Wi-Fi聯盟改用數位替網路標準命名,例如全新的802.11ax為Wi-Fi 6,目前主流802.11ac則是Wi-Fi 5,802.11n即為Wi-Fi 4。另外,802.11a與802.11b對應的是第二代Wi-Fi,802.11g為第三代,可從英文字母的排列順序得知。

 

 

Wi-Fi 6有何特點?

 

Wi-Fi 6除了相較前幾代Wi-Fi擁有更快的連網速度外,首度採用OFDMA正交頻分多址技術,不僅有效改善5GHz頻段連線距離較短的缺陷,還可提高約80%的傳輸範圍(相比於Wi-Fi 5)。另外,OFDMA的技術概念則是將頻段分割成多個單位,讓多組裝置能同時進行資料傳輸,借此提高網路使用效率、降低連線延遲。

 

Wi-Fi 6採用1024-QAM正交幅度調製模式,可在相同的時間內傳輸更多的資料量,傳輸速率比起Wi-Fi 5提高近39%。支援BSS Coloring著色技術,可在每個封包資料上標示數位,讓基地台得以辨認要存取的資料,提高連網效率;具備TWT目標喚醒機制,能夠使裝置在不傳輸資料時,暫停使用Wi-Fi功能,借此增強Wi-Fi設備的電池壽命。

 

如何查看WI-FI規格?一般而言,可至產品官網查看支援的Wi-Fi規格。值得注意的是,目前多數官網仍以IEEE 802.11標示為主(如IEEE 802.11 a/b/g/n/ac/ax)。在產品方面,三星旗下的Galaxy Note 10系列,是全球首款獲得Wi-Fi 6認證的智慧手機,其它像是Galaxy S10、蘋果iPhone 11等系列也都符合Wi-Fi 6技術規範;另外,像是ASUS RT-AX88U、TP-Link Archer AX11000等路由器同樣具備Wi-Fi 6的連網能力。

 

Wi-Fi發展至今已超過20年,隨著用戶對於資料傳輸量的需求愈來愈大,Wi-Fi 6的誕生將可讓無線高頻傳輸更顯效率;此外,由於Wi-Fi 6屬於區域性網路,正好可與5G無線網路維持共存關係,也因為這項互補性質,讓Wi-Fi 6也可適用於XR延展實境、IoT物聯網、汽車,以及4K影片傳輸等多樣化應用,同時滿足社會對高倍速連網的依賴及需求。

 

 

WIFI6E

 

Wi-Fi6升級版Wi-Fi6E橫空出世:

 

繼Wi-Fi 6(802.11ax)可以提供超過LTE的1Gbps速度後,新標準Wi-Fi 6E(擴展)將速度提高了一倍,達2Gbps。行業標準化組織Wi-Fi聯盟計畫通過去年開始提供的Wi-Fi 6E(Wi-Fi 6的擴展)來提高Wi-Fi速度。Broadcom還於本月初推出了用於智慧手機的晶片組BCM4389,該晶片組支援Wi-Fi 6E。但是,作為Wi-Fi 6E基礎的6GHz頻段暫時僅在美國可用。Wi-Fi 6是取代Wi-Fi 5(802.11ac)的新標準,後者是2012年提出的標準。基本結構已進行了根本性更改,以適應現代環境(例如最大傳送速率和最小功耗),並且安全標準已被WPA3取代。2018年10月,標準化組織Wi-Fi聯盟宣佈了Wi-Fi 6標準,現在三星,蘋果,Netgear和英特爾已經發佈了支持智能手機,無線路由器和筆記型電腦的晶片組。

 

Wi-Fi 6E更進一步,將現有Wi-Fi標準使用的2.4GHz和5GHz頻段提高到6GHz,從而將最大傳送速率提高到2Gbps。除了2.4GHz,5GHz是“飽和的”Wi-Fi以前使用的2.4GHz頻段是國際“ ISM頻段”,工業,醫療和科學設備可以自由使用。除了Wi-Fi,無線耳機和藍芽也使用此頻段。802.11b是1999年出現的第一個Wi-Fi標準,僅支持2.4GHz,理論上僅達到11Mbps。但是,由於許多設備共用相同的頻帶,因此幾乎不可能高速發送和接收資料。從那以後,2003年的802.11g和2009年的802.11n開闢了通往5GHz的道路,最大傳送速率已顯著提高到54Mbps,隨後是600Mbps。但是現在5GHz頻段幾乎飽和了。

 

由於2.4GHz和5GHz飽和,Wi-Fi 6E再次變為6GHz。6 GHz頻帶似乎對於達到1 Gbps以上的速度來說是必不可少的,現在已將其視為Wi-Fi速度的真正限制。Wi-Fi 6E使用14個80MHz頻寬的通道和7個160MHz頻寬的通道。這樣就可以以2Gbps以上的速率進行大容量資料傳輸。這超過了千兆LTE和1.5Gbps,這是運行在3.5GHz的家用5G網路的最大下載速度。

 

通信晶片製造商Broadcom也在本月初推出了新的BCM4389,它同時支持Wi-Fi 6E和藍芽。搭載該晶片的智慧手機和平板電腦最早將於今年下半年上市。國家6GHz頻率法規很重要 Wi-Fi 6E仍與現有的2.4GHz和5GHz頻段以及6GHz相容。但是,很少有國家允許6GHz達到Wi-Fi的最高速度,並且6GHz頻段目前在美國,歐洲,日本和韓國用於5G服務。在美國聯邦傳播委員會(FCC)決定於去年年底向Wi-Fi開放6GHz頻段後,美國已經在下半年進行了商業化審查。

 

在一些發達國家,5.9GHz至7GHz頻段用於廣播中繼和智慧運輸系統(ITS)。科學和資訊通信技術部計畫確定6GHz頻段的供應範圍和時序,以期在2022年實現商業化。

 

 

Wi-Fi 6將會帶給5G足夠的壓力?

 

與其說壓力,倒不如說融合或互補。在2019年,無線網路領域開始了重大創新。隨著5G和Wi-Fi 6的推出,由於無線速度和穩定性的顯著提高,預計無線通訊技術將面向以前無法實現的領域發展。以下是5G和Wi-Fi 6之間的一些差異以及它們在未來的融合方式:基於運營商的移動通信(LTE和5G蜂窩網路)和無執照頻段網路(Wi-Fi 6,也稱為802.11ax )將被集成到兩個主要領域:無線信號編碼和調度。

 

這兩種新的無線方案可以在可用頻率上容納更多的使用者和資料,從而允許每個基站或接入點同時與更多設備進行通信。此外,Wi-Fi 6將通過調度技術實現本地無線聯網。與使用隨機通道存取機制的其他版本的Wi-Fi不同,啟用Wi-Fi 6的設備可以使用具有某些調度技術的無線電頻率(以毫秒為單位)。基於調度的訪問可以減少延遲並增加設備密度。它還可以提高功耗和電池壽命。

 

儘管技術上相似,但基於運營商的無線方案(LTE / 5G)和非許可頻段無線方案(Wi-Fi)在提供網路運營商的成本,基礎架構和管理控制級別方面有所不同。Wi-Fi 6支援高密度,從而提高了速度和延遲,並允許您連接更多設備。除了合理的實施和維護成本外,Wi-Fi 6還可以支持室內無線通訊方案,該方案是接入點使用者密集區域的理想選擇。

 

即使在以前在擁擠的環境中無法確保始終如一的性能的地方(機場,會議廳,音樂廳,學校的大教室等),您也將享受愉悅的體驗。無線通訊也可以在僅通過有線連接的設備中實現。預計這將對頻寬和延遲敏感的使用方式徹底改變有線電纜(如AR / VR,遊戲和視頻設備)的使用。

 

對於某些企業室內環境,可以考慮使用分散式天線系統(DAS)或內部5G接入點(“微蜂窩”)將5G或LTE擴展到室內空間,但是成本仍然是一個問題。LTE和5G無線通訊晶片組比Wi-Fi晶片組昂貴得多,預計在不久的將來將保持不變。另外,在大多數公司中,與Internet連接的設備數量呈指數增長,並且每月支付帳單太昂貴了。

 

除了具有成本效益的好處外,Wi-Fi還使公司能夠利用豐富的資料資訊。Wi-Fi設備的使用模式使公司可以獲取有關室內環境的豐富資料,並提供有關空間使用情況的見解和基於位置的服務。5G將充當回程服務,並將對分支機構和園區產生重大影響。傳統上,企業使用T1 / E1 / xDSL等有線技術將所有分支機構和園區彼此連接並保持與Internet的連接。如今,4G通常用於快速標準化網站或用作備用線路,但由於頻寬限制和成本而很少用作主線路。

 

但是5G比4G快得多。在某些情況下,5G可用於補充或替代有線連接。此外,最新的 SD-WAN與其他WAN服務同時支援5G實施。此外,對於需要與分支機構保持聯繫並依賴雲服務的企業,無線是一種合理的選擇。無線回傳線路在物理上不受影響,並且無線基礎設施通常是災難(例如大颱風)後恢復的第一個通信服務。使用5G增強現有WAN服務可以最大限度地延長網站上基於雲的服務的正常執行時間,同時將5G作為SD-WAN進行管理,並與頻寬受限的線路相結合,可以提高整體應用程式性能。

 

Wi-Fi 6和5G使您有機會可靠地無線連接更多設備。Wi-Fi 6和5G將對製造業自動化,醫療保健,能源和許多其他行業中使用的任務關鍵型物聯網行業產生重大影響。此外,Wi-Fi 6接入點將配備其他無線功能,例如藍芽和Zigbee,它們將用作更好的IoT閘道和有用的無線感測器。Wi-Fi 6接入點還將幫助您跟蹤和管理IoT設備的整個生命週期。

 

在談論關鍵任務物聯網技術時,安全性應該是重中之重。許多物聯網設備對企業非常重要,但很容易受到攻擊。幸運的是,應用最新的網路技術可以以多種方式保護物聯網環境。特別是,通過使用軟體定義的分段,可以最大程度地減少惡意程式碼從一台設備傳播到另一台設備的可能性,這可以防止從一台設備發送網路流量超出預期。物聯網很容易受到攻擊,因此安全性應該是重中之重。“

 

無線網路連接的未來就是5G和Wi-Fi 6將彼此互補。使用者和設備將在5G和Wi-Fi 6通信方案之間交替,並且可能很難通過一種策略,安全性和分析來有機地管理這兩種接入技術。

 

 

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