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iPhone11上的「新 WiFi」到底是什么?

想要在当代生活活下去,除了阳光、空气、水,我们还需要 WiFi。

作为当代生活人体健康程度的基本指标之一,WiFi信号的好坏直接关系着我们的身体健康和心理健康。但是 WiFi普及了这么多年,很多人家里用的还是淘宝爆款「穿墙王」,但是 WiFi作为一项通讯技术还是在不断发展中的。

而在 iPhone11发布会上,新一代的 iPhone11已经支持了全新的 WiFi6。WiFi6是个啥?为什么在新 iPhone上的优先级能够排在5G的前面?

WiFi发展

「在家里装个 WiFi」这件事情在中国大规模推广的时间,可能也就是10年左右,但事实上 WiFi存在的时间远比这个时间要久。

二战期间内,因为战争的需求,无线通讯技术得到了突飞猛进的发展,但是一直没有一个统一的无线通讯协议。1991年,美国 NCR公司(National Cash Register,销售自助服务亭等产品等产品解决方案,后被 AT&T收购)意图通过使用无线的方式,来让收银系统和 POS机在商店内自由移动。为此美国联邦通信委员会开放了一段无需审批就可以自由使用的 ISM频段。

ISM频段(Industrial Scientific Medical Band)指的是专门为工业、科学和医学使用的电磁波频段,一般来说这些频段在使用上无需许可证和费用,只要遵循一定的功率并在自己应该在的频段内工作即可。世界各国的 ISM频段标准并不相同,但是这其中2.4GHz这个频段为世界各国所共通的,因此 WiFi、蓝牙、ZigBee以及一些其他的无线通讯协议都选在这个频段进行工作。

正是这段开放的 ISM频段,打开了 WiFi世界的大门。

随后 NCR公司在荷兰发明了 WaveLAN,一种基于电磁波传递信息的技术;不过由于技术限制,最早的 WaveLAN系统只有1 Mbit/s或者2 Mbit/s的传输速率,这和今天最新的 WiFi6最高1000 Mbit/s的速率相差甚远。

1997年,电气电子工程师学会(IEEE)推出了全新的 IEEE802.11无线通讯标准,标志着无线通讯标准的正式成立。

IEEE802是 IEEE针对网络制定的一系列工业标准,目前已经发产出23项大标准,我们日常网络生活中常接触到的有 IEEE802.3以太网(Ethernet)、IEEE802.5令牌环(Token-Ring)、IEEE802.14电缆调制解调器(Cable modems)、IEEE802.15无线个人网(Wireless PAN)等等,无线局域网就是 IEEE802.11标准。

尽管标准已经形成,但是相较于有线(10Mbit/s以太网)较慢的速率和高昂的设备价格都让802.11标准无法大规模推广。1999年9月,IEEE802.1小组成功创建了802.11b标准,尽管和802.11标准使用的是同样的2.4GHz频段,但是传输速率提高到了11 Mbit/s,达到了当时以太网的标准,无线以太网终于成真。

同年,IEEE工作小组还研发出了基于5GHz频段传输的802.11a标准,虽然速度更快、干扰更少、稳定性更好,但是还是抵不过价钱更加便宜、性价比更高的802.11b频段,这个状况知道今天也差不多。

不过接下来 IEEE要面临的问题是怎么样把 WiFi卖出去,由于价格相对较高,以及需要专门的网卡的支持,WiFi设备的前期销量一直不乐观。直到一个叫苹果的大兄弟冲了进来,用99美元的指定购买价格从已经收购了 NCR的朗讯科技(后来又被诺基亚收购)手中购买了大批量的无线网络模组,并在1999年推出的 iBook G3中加入了无线网络功能,这也是业界第一款拥有无线网络功能的大众电子消费品。

由于当时还没有 WiFi这个名字,苹果就将这个功能称之为「AirPort」,随后苹果的路由器产品线一直用的是这个名字。

有了牵头的,很快整个业界都将802.11无线标准作为了自己的标配功能,Windows XP也在随后的更新中加入了对 WiFi功能的支持。同时由行业大佬牵头组成的 WiFi联盟也于1999年成立,这个联盟是一个非盈利组织,拥有「WiFi认证」商标的授权许可。

说个有意思的事情,尽管 WiFi联盟经常使用「Wireless Fidelity无线保真」这个词,但其实 WiFi这个词本身没有任何意义,也没有缩写和全写,正确写法是 Wi-Fi。在接下来的20年中,WiFi技术不断发展,最终成为了当代生活人体的必要组成部分。

为什么WiFi技术进步

大家很难感觉到?

在这20年的发展历程中,WiFi先后经历了数次迭代,每次的迭代的版本号都是以802.11开头,改后面的字母。从802.11b开始已经有了802.11j/ y/ p/ n/ ac几次大的更新。但是我相信绝大多多数人对 WiFi技术的进步感受并不强烈,甚至从家里安装无线路由器之后都没换过,一直用到现在。

之所以大家很难感觉到 WiFi技术的进步的原因主要有三个:

· WiFi联盟要求产品向下兼容

WiFi联盟出于对老设备的保护,要求认证产品都要尽可能向下兼容老协议,这点对路由器行业的要求尤其明显,这也就使得大家更换设备的需求不强。

·技术成型早

事实上我们绝大多数家庭中使用的路由器使用的都是802.11n这个标准,推出于2009年,而国内 WiFi大规模流行起来也是这个时间点上。而802.11n的技术标准还是很强的:支持2.4/5GHz双频、最高600 Mbit/s的传输速度、支持 MIMO-OFDM(正交频分复用,多天线增加信号容量)、室内最高70米的通信范围,可以说即使是现在对于一般的家用环境也是够用的。

加上刚才说到的强制向下兼容,这也就导致了大家对网络环境的提升追求不大。

·名字难记

这不是一句玩笑话,从诞生开始,WiFi的标准就采用了 IEEE规定的802.11标准的协议代号来命名每代新协议,这种「数字+字母」的方式极大提升了消费者的认知和学习成本,一定程度上阻碍了新技术的推进。

举个简单的小例子:802.11n/ac/ax技术的先后顺序,一般消费者都是懵的。

因此 IEEE在这代802.11ax上改名为 WiFi6,并追溯前两代,将802.11ac改名为 WiFi5,802.11n改名为 WiFi4,来推动市场对于 WiFi协议技术进步的认知。

你看,「456」的纯数字命名方式看起来是不是比那个什么802看起来清楚多了,而且是不是觉得自己不用最新一代就有点难受了?

WiFi6到底强在哪?

WiFi6并不是一项非常新的技术,高通2017年就推出了支持 WiFi6的 SoC,今年年初上市的三星 S10系列就已经支持 WiFi6了。

相较于 WiFi5,WiFi6最大的进步并不是速度,尽管速度确实有所提升,理论最大速率从6.9Gbps提升到9.6Gbps左右,这主要依靠于 MCS调制与编码策略的提升。速度的提升只是一方面,WiFi6最大的进步其实是对多设备连接的支持,这其中涉及到两项重要技术的进步—— MU-MIMO和 OFDMA。

OFDMA全称是 Orthogonal Frequency Division Multiple Access,是一种全新的多设备数据传输方式。WiFi5上使用的叫 OFDM,简单解释一下就是同一个路由器一次只能和一个设备进行数据互传,其余的设备需要排队,这要就会造成设备网络延迟,还会让路由器的上下行负载出现过载或者是空载的情况下;而 WiFi6上的 OFDMA可以将多个设备要传输的数据拆分成小份,让多个用户可以同时进行网络数据传输。

这样能够极大提升多人上网的网络环境,大家不用互相等。另外 OFDMA的调制码从之前的256-QAM提升到了1024-QAM,承载的数据量也就更大。

除了 OFDMA,WiFi6还优化了 MU-MIMO技术,这项技术可以同时连接多个网络设备,在 WiFi5上仅支持下行多设备链接,WiFi6上升级到上下行都可以;并且设备连接数量从4台升级到了8台。

针对目前复杂的网络环境,WiFi6还支持 BSS Coloring技术:以前的路由器在传输数据前会检测环境内是否有同信道信号在传输数据以防止信号干扰,如果有会把媒介定位忙碌状态,只有空闲状态下才会开始传输数据。而 WiFi6为信息传输加入了全新的「着色」系统,每次传输数据时会在数据中心新增一个「颜色」标签,用于区分不同设备,面对不同设备传输的数据可以相互区分,以减少等待空闲的时间。

WiFi6还加入了 Target Wake Time目标唤醒时间机制(TWT),这项技术主要面对时下流行的智能设备,通过减少智能家居的通信频率,并调节链接时长来控制能耗,节约电量。

WiFi6尽管速度提升了,但速度提升并非是最大的亮点,多单位协同链接,尤其是「多网络单位+智能设备」的复杂网络环境才是 WiFi6的提升重点。在未来万物互联的预想场景中,WiFi6的用武之地还很大。

但是现阶段有无必要更换 WiFi6设备呢?其实大可不必。

WiFi6需要设备和路由器全部支持才能发挥作用,且不说现在支持 WiFi6的手机还很少,WiFi6路由器的价格也很高,支持 WiFi6的智能设备更是凤毛麟角。

我查了一下苹果官网、小米商城以及国内电商平台上销量比较高的家用智能设备,没有一款支持 WiFi6,甚至有几个连 WiFi5都不支持。

另外 WiFi6需要相当高的网络配置才能有比较好的体验,目前国内家庭用户的网络基本还是在500M以下,这也让目前 WiFi6在家用角度缺乏换代动力。

因此,WiFi6肯定是好,但是没必要强追,先提升到 WiFi5用着,等 WiFi6的网络环境和产品价格都比较成熟了再换也来得及。

这次苹果支持 WiFi6并非是业界首创,不过依靠苹果的市场影响力应该会带动一批周边产品的发展。

阿波罗网责任编辑:李华 来源:爱否科技 转载请注明作者、出处並保持完整。

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