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Wi-Fi發展20年:邁向無線自由之路(一)早期發展
Wi-Fi演進三部曲

【作者: 恩智浦半導體】   2020年02月03日 星期一

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Wi-Fi技術無法看見、觸摸或聽到,然而問世以來便不斷為現代化世界帶來深遠影響;這股影響力更將隨著技術不斷更新而持續擴大。這項無需仰賴實體網路線的高速連線無所不在,涵蓋家用無線網路、辦公室到公共空間,並且對運算方式帶來重大改變。


毫不誇張地說,Wi-Fi可以隨處存取的特性,大幅改善了我們的生活品質,從此不再受到空間限制,可更直接輕鬆地使用筆記型電腦、平板電腦和電子行動裝置,無須擔心或整理複雜的纜線。


雖然聽起來很難以置信,不過自IEEE核准的原始 802.11標準推出以來,Wi-Fi已有20年的歷史。在這一系列的文章中,首先介紹 Wi-Fi 的歷史,瞭解這項技術如何克服種種技術挑戰,演變為現今具備超快速度與高度便利性的無線標準。隨後,我們會探討 Wi-Fi 的未來展望。


無授權的萌芽階段

眾所周知,802.11無線技術是將個人運算裝置和手機連上網路的主要方式,但其實最初的用意只是為了方便收銀機互相連線。在1980年代後期,零售硬體和收銀機 (PoS) 電腦系統製造商NCR Corporation面臨一項重大問題。他們的客戶大多為百貨公司和超市,都不希望每次整修門市都得撬開地板重鋪網路。


FCC當時做出一項裁決,開放特定頻段供免費使用,也因此催生了顛覆網路技術的構想。零售商只要使用無授權頻譜中的無線連線(而非傳統有線連線),電子收銀機和PoS系統就能在店內輕易移動,不需進行大規模翻新工程。


不久之後,NCR便將這項專案分派給荷蘭分公司的一支工程團隊,而他們面臨了創造無線通訊協定的重大考驗。這些工程師成功開發出Wi-Fi前身的技術「WaveLAN」。然而,NCR並未只是將這項技術保留為專屬的協定,因為他們發現如果可以建立為一套標準,公司就能在無線技術興起時領先市場。到了1990年,IEEE以無授權頻譜無線通訊為基礎,成立了IEEE 802.11工作群組。


他們運用當時堪稱創新的展頻技術來減少干擾,並在雜訊環境中提升訊號完整性,而最終 Wi-Fi 的原始版本也正式於1997年標準化。雖然當時的傳輸能力只有每秒2 Mbits,但已為日後的技術奠定了基礎。


無線乙太網路

802.11無線標準在1997年推出後,一開始並未迅速普及。速度緩慢加上昂貴的硬體成本,導致 Wi-Fi遲遲無法獲得大眾市場的青睞,但改變終究會發生。


當時的網路標準是每秒 10 Mbit 的乙太網路。IEEE 802.11 工作群組知道,無線技術若能達到同等速度,將可獲得強大優勢。他們在 1999 年成功推出 802.11b。這項技術使用的 2.4 GHz ISM 頻段等同於原本的 802.11 無線標準,但是支援的傳輸量大幅提高,可達每秒 11 Mbits,就此實現無線乙太網路的願景。


建立 802.11b 標準之後,IEEE 工作群組再推出速度更快的 802.11a 標準。這項技術不再使用逐漸擁擠的 2.4 Ghz 頻段,而是在 5 Ghz 頻段中運作,並且最快可達到每秒 54 Mbits 的高傳輸速度。


由於捨棄一般常用 (且壅塞)的2.4 Ghz頻段而改用 5 GHz 頻段,因此可在雜訊環境中達到更高效能;但也因為載波頻率較高,其涵蓋範圍不及 2.4 GHz 無線連線。隨著設備成本降低,加上額定範圍擴大,802.11b成為迄今最普及的無線標準。雖然 802.11b 比 802.11a 更具成本效益,但是對於一般消費者而言價格仍不親民,例如路由器和網路卡都要價數百美元。


然而,一切都在Steve Jobs的一通電話之後改變了。Apple當時準備推出新系列的電腦,希望為這些產品加入無線網路功能。Apple 提出條件十分嚴苛-希望網卡價格點落在 $99,當然也預期龐大的下單數量。此時,收購了 NCR 的 Lucent Technologies 接受了這項條件。


雖然起初確實不易,但 Apple 最終仍為消費者提供搭載 Wi-Fi 的電腦,並使這項技術配備成為主流。PC 製造商發現 Apple 電腦稱霸市場,於是也為自家產品配備無線網路。很快地,主流 PC 硬體製造商,包括 Dell、Toshiba、HP和IBM 的產品都提供 Wi-Fi 技術。


Microsoft 的 Windows XP 也在此時趕上 Wi-Fi 風潮。Microsoft 與 Lucent 工程師合作,開發 Windows 作業系統專屬的 Wi-Fi 連線功能,使用者不需安裝第三方驅動程式或軟體就能無線上網。隨著 Windows XP 推出,全球數百萬台電腦也開始原生支援 Wi-Fi,正式進入 Wi-Fi 的「大時代」。


Wi-Fi演進三部曲系列精采內容:


(二) Wi-Fi 速度升級之路


https://www.ctimes.com.tw/DispArt.asp?O=HK42460FOGYARASTD3


(三)Wi-Fi未來展望


https://www.ctimes.com.tw/DispArt.asp?O=HK42583BKXUARASTDX


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