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Wi-Fi发展20年:迈向无线自由之路(一)
 

【作者: 恩智浦半導體】2020年02月03日 星期一

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Wi-Fi技术无法看见、触摸或听到,然而问世以来便不断为现代化世界带来深远影响;这股影响力更将随着技术不断更新而持续扩大。这项无需仰赖实体网路线的高速连线无所不在,涵盖家用无线网路、办公室到公共空间,并且对运算方式带来重大改变。


毫不夸张地说,Wi-Fi可以随处存取的特性,大幅改善了我们的生活品质,从此不再受到空间限制,可更直接轻松地使用笔记型电脑、平板电脑和电子行动装置,无须担心或整理复杂的缆线。


虽然听起来很难以置信,不过自IEEE核准的原始 802.11标准推出以来,Wi-Fi已有20年的历史。在这一系列的文章中,首先介绍 Wi-Fi 的历史,了解这项技术如何克服种种技术挑战,演变为现今具备超快速度与高度便利性的无线标准。随後,我们会探讨 Wi-Fi 的未来展??。


无授权的萌芽阶段

众所周知,802.11无线技术是将个人运算装置和手机连上网路的主要方式,但其实最初的用意只是为了方便收银机互相连线。在1980年代後期,零售硬体和收银机 (PoS) 电脑系统制造商NCR Corporation面临一项重大问题。他们的客户大多为百货公司和超市,都不希??每次整修门市都得撬开地板重铺网路。


FCC当时做出一项裁决,开放特定频段供免费使用,也因此催生了颠覆网路技术的构想。零售商只要使用无授权频谱中的无线连线(而非传统有线连线),电子收银机和PoS系统就能在店内轻易移动,不需进行大规模翻新工程。


不久之後,NCR便将这项专案分派给荷兰分公司的一支工程团队,而他们面临了创造无线通讯协定的重大考验。这些工程师成功开发出Wi-Fi前身的技术「WaveLAN」。然而,NCR并未只是将这项技术保留为专属的协定,因为他们发现如果可以建立为一套标准,公司就能在无线技术兴起时领先市场。到了1990年,IEEE以无授权频谱无线通讯为基础,成立了IEEE 802.11工作群组。


他们运用当时堪称创新的展频技术来减少干扰,并在杂讯环境中提升讯号完整性,而最终 Wi-Fi 的原始版本也正式於1997年标准化。虽然当时的传输能力只有每秒2 Mbits,但已为日後的技术奠定了基础。


无线乙太网路

802.11无线标准在1997年推出後,一开始并未迅速普及。速度缓慢加上昂贵的硬体成本,导致 Wi-Fi迟迟无法获得大众市场的青睐,但改变终究会发生。


当时的网路标准是每秒 10 Mbit 的乙太网路。IEEE 802.11 工作群组知道,无线技术若能达到同等速度,将可获得强大优势。他们在 1999 年成功推出 802.11b。这项技术使用的 2.4 GHz ISM 频段等同於原本的 802.11 无线标准,但是支援的传输量大幅提高,可达每秒 11 Mbits,就此实现无线乙太网路的愿景。


建立 802.11b 标准之後,IEEE 工作群组再推出速度更快的 802.11a 标准。这项技术不再使用逐渐拥挤的 2.4 Ghz 频段,而是在 5 Ghz 频段中运作,并且最快可达到每秒 54 Mbits 的高传输速度。


由於舍弃一般常用 (且壅塞)的2.4 Ghz频段而改用 5 GHz 频段,因此可在杂讯环境中达到更高效能;但也因为载波频率较高,其涵盖范围不及 2.4 GHz 无线连线。随着设备成本降低,加上额定范围扩大,802.11b成为迄今最普及的无线标准。虽然 802.11b 比 802.11a 更具成本效益,但是对於一般消费者而言价格仍不亲民,例如路由器和网路卡都要价数百美元。


然而,一切都在Steve Jobs的一通电话之後改变了。Apple当时准备推出新系列的电脑,希??为这些产品加入无线网路功能。Apple 提出条件十分严苛━希??网卡价格点落在 $99,当然也预期庞大的下单数量。此时,收购了 NCR 的 Lucent Technologies 接受了这项条件。


虽然起初确实不易,但 Apple 最终仍为消费者提供搭载 Wi-Fi 的电脑,并使这项技术配备成为主流。PC 制造商发现 Apple 电脑称霸市场,於是也为自家产品配备无线网路。很快地,主流 PC 硬体制造商,包括 Dell、Toshiba、HP和IBM 的产品都提供 Wi-Fi 技术。


Microsoft 的 Windows XP 也在此时赶上 Wi-Fi 风潮。Microsoft 与 Lucent 工程师合作,开发 Windows 作业系统专属的 Wi-Fi 连线功能,使用者不需安装第三方驱动程式或软体就能无线上网。随着 Windows XP 推出,全球数百万台电脑也开始原生支援 Wi-Fi,正式进入 Wi-Fi 的「大时代」。


本篇还有後续的精采内容,敬请期待!!


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