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检视无线网路的未来:802.11AH HaLow, 802.11AD (和其他)

发表于2015年8月12日

在短短的15年间,从前缓慢的无线网路已经发展成为现今通用的连接技术。由于它在亿万人的生活中不可或缺,所以技术水准一直提升。但那些大的变化是什么?这些新技术在未来几年会带来什么?消费者和企业都有两个特别的期望:极广的范围和极快的速度。

本文将简介关于国际电机电子工程学会(IEEE)协议和标准IEE 802.11的发展史。我们也会了解三个最有前景的无线网路选项:

802.11AH HaLow:用于低资料速率,远端感测器和控制器。
802.11AF:类似802.11AH应用。此网路选项依靠电视白区频谱,而不是以2.4 GHz或5 GHz频段进行传输。
802.11AD:多千兆的速度(无电线)和高性能网路。

国际电子和电子工程师协会(IEEE)标准概述

国际电子和电子工程师协会(IEEE)是一个专业的电子通信权威协会。 IEEE在通信界创造标准和协议,当中包括电信,资讯技术,以及更多行业。每个IEEE 的标准都由一个独一无二的编号指定。但802是所有协定或修订指定区域网路的首码。例如,局域网(LANs)的标准是802.3和蓝牙个人区域网(PANs)的标准是802.15。无线局域网,即本篇文章的主题,则是802.11。

在1997年,IEEE发布了无线局域网(WLAN)通信的基本标准,他们称之为802.11。在之后的几年进行了许多802.11的修订。让我们回顾每个标准如何带来了现今的通信技术。

过去与现在的802.11修订历史

802.11A(1990):"无线A" - 也被称为OFDM波形(正交,频分复用)是第一次修订,于标准成立后第2年完成。该修正案规定5千兆赫频带的扩展,使它更加灵活(因为2.4 GHz的空间里挤满了无线家庭电话,婴儿监视器,微波炉等)。

802.11B(2000):"无线B" 作为第一个被广泛使用的协议之一,改善了覆盖范围和传输速率,但相比今天的标准(最大输出11 Mbps)速度却很慢。 802.11b定义了2.4 GHz频段扩展,而协定仍被支援(因为80%的WiFi流失2.4千兆赫)。不过技术停产了,因为它已经被更快的选择取代。

802.11G(2003):"无线G" 在B进入市场后三年推出,能提供大约五倍的传输速率(54 Mbps)。它定义在一个更高的资料速率2.4GHz频带扩展,其主要好处是速度更快,切合消费者的要求。如今,这些速度不够分享具WiFi功能的多个设备,特别是面对平均一个家庭的人数,或是强大的无线布局。

802.11N(2007):"无线网路N"在传输率速度-300-450 Mbps上提供大幅改善,并只取决于天线和范围的数目。这是首个操作在2.4和5GHz的主要协定,传输速率允许更迅速地传送大量资料。

802.11AC(2013):"无线网路AC" 在2013年面世。 AC被认为是"千兆无线网路",的第一步,这意味着它拥有的速度近1 Gbps,相当于800 Mbps。功能比802.11n强大约20倍,使之成为一个重要的(和流行的)协议。 AC运行在5 GHz频带,这一点非常重要,因为它当时仍未广泛使用。尽管更高的频率和调制速率会约束范围,但也能享高速的上网。

未来的无线网路技术

802.11AH

802.11AH是900兆赫无线网路,是理想的低功耗和远端资料传输。这正是它得了"低功耗无线" 绰号的原因。

谁会使用它:需拥有WiFi功能的感测器技术公司。

优点

它比高频网路(如802.11ad)更能穿透墙壁和障碍物,非常适合短距离和突发资料,应用于智慧建筑,如智慧照明,智慧空调和智慧保安系统。它也适合智慧城市的应用,如停车库和停车收费码表。

短处

900 MHz没有全球性的标准。目前,全球80%的无线网路采用2.4GHz。这正是一个优势,因为你可以在这些全球性的标准频段上在世界任何地方连接。(如果你是Mac用家,试试这个:按住option键并点击上方的WiFi符号,你会看到一堆关于连接中WiFi网路的资讯,包括通道。)

AH现在未在市场供应。国际电子和电子工程师协会(IEEE)在定义标准的最后阶段,而一旦这样做了,目前定于2016年3月,晶片制造商(如华为,博通,通)将有机会开始制造物理层的晶片。在未来18个月至两年,你很可能会开始看到WiFi AH产品出现。然而,各公司正在提供类似技术,正是低功耗广域网(LPWAN)。因此您不必等到802.11AH面世。

802.11.AF

802.11af利用不使用的电视频谱频率(例如,白色空间)来传输资讯。正因如此,它得了 "白网路连接。" 绰号。因为这些频率是54兆赫和790兆赫之间,可用于低功耗,大面积范围,就如AH。

谁会使用它:

需要极长范围无线网路的机构。

干扰较低可显著提高性能。

优点

因为AF可以几个闲置电视频道一同使用,所以能用于非常长程的装置。有可能高达数英里,而且具有高资料速率。

短处

它仍然在提案阶段,因此还没批准或发布给大众市场。 "白色空间" 频道不是随处可见,就如大城市。

802.11AD

802.11AD不及AH长距。即使AH是未来LPWAN的选项,AD却适合极高的资料速率和极短距离通信。

AD WiFi先前已知为WiGig,因为它是802.11AC的前任。它本身从2.4 GHz和5 GHz频段中分离了,运行在一个60 GHz频段。这个空间是完全免费和开放,有助实现速度比无线N快50倍。而AH使用900兆赫,AD采用60千兆赫。因此,60 GHz相当于60,000兆赫。

谁将会使用它

需要扩展非常短距离设备频宽的企业。

优点

对高资料速率,短距离的档传输和通讯非常理想。早在2007年推出802.11N的时候,它被认定是最快的协议。在8 Gbps上,AD比WiFi N.快50倍。根据该公司的文章,这个协议有可能"启用全新一类的设备", 如"本地连接无线硬碟驱动器一样快。"

短处

该晶片生产非常昂贵,令它成为一个成本庞大的设置。

AD提供一个很短的范围。当你有一个非常高的频率,像60千兆赫,短距离通信选择较理想。如果你有路由器在旁,这不是一个问题。但是如果你需要它穿透墙壁,你需要更多的路由器。

另一个不利的地方是AD(运行在60 GHz频段)没有任何公认的国际标准。

结论

AH(低资料速率,远端感测器和控制器的WiFi),AF(或称"白网路连接",因为它使用闲置电视频段进行远距离传输)和AD(非有线的多十亿位元高性能网路WiFi)将会是三个未来重要的WiFi 改进。

这3项修订明确反映无线网路过去15年已经历大转型。而且IEEE不断检讨修正802.11协议,肯定未来15年我们将会迎接许多有趣的变化。