Wi-Fi 2.4g/5g和Wi-Fi 4/5/6之前的區別,有必要上wifi6嗎?

2021-02-23 zhoulujun

Wifi的起源無線通信技術,略過電報到手機的技術發展,從可被大眾接手的商用802.11標準起開講吧。

802.11無線標準在1997年發布,也就是所謂的第一代wifi。但並沒有立即廣為採用。較慢的速度和昂貴的硬體在很長一段時間內阻礙了其在大眾市場的吸引力。

推動無線的普及的,不得不提蘋果公司。

那時蘋果公司正在推出新一代電腦,並希望將無線網絡作為其功能的一部分。儘管無需通信設備很貴,但是通過通過其強大的出貨能力,壓低了wifi模塊的價格。最終還是將Wi-Fi交付到消費者手中,並將其推向主流市場。個人電腦製造商看到蘋果公司電腦的強大市場衝擊力,因而也希望在電腦中加入無線網絡。很快,包括戴爾、東芝、惠普和IBM在內的主要PC硬體廠商都提供Wi-Fi技術。

在2000年開始的初期,由於無線連接的優勢變得越來越清晰,無線網絡得以迅速普及。隨著企業和消費者開始認識到Wi-Fi的應用潛力,成就我們現在所謂的「移動運算」的雛型,無線熱點開始出現在咖啡店、機場和酒店。

Wi-Fi 2.4g/5g

Wi-Fi 2.4g/5g本質上是一種頻段

Wi-Fi 2.4g/5g,是電磁波的兩種微波波段頻率。Wi-Fi信號其實就是電磁波,通過路由器的天線向外發射,跟電報、收音機、電視機、手機等都屬於電磁波信號通信。不同的設備,通信頻率不一樣。

電磁波劃按照頻率的高低,可分為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等不同種類。這些應該是中學的基礎物理知識。

手機信號頻段主要是射頻電磁波(300KHz~300GHz),藍牙、Wi-Fi等無線信號都在這個頻段中,屬於分米波。毫米波、釐米波和分米波這三類統稱為微波,我們日常使用的微波爐也屬於這個範圍內。

其中,我們用的Wi-Fi頻率只有2.4GHZ/5GHZ

2.4GHz頻段和5GHz頻段都是可以免費使用無需申請的頻段。免費頻段是指各個國家根據各自的實際情況,並考慮儘可能與世界其他國家規定的一致性,而劃分出來的一個頻段,專門用於工業,醫療以及科學研究使用(ISM頻段),不需申請而可以免費使用的頻段。但是各個國家對發射功率做了要求限制,只要不超過規定就可以免費使用。

頻率波長433,92 MHz ± 0.2%69,14 cm915 MHz ± 13 MHz32,75 cm2450 MHz ± 50 MHz12,24 cm5800 MHz ± 75 MHz5,17 cm24125 MHz ± 125 MHz1,36 cm

比如香港的頻率分布表:https://www.ofca.gov.hk/filemanager/ofca/common/Industry/broadcasting/hk_freq_table_tc.pdf

Wi-Fi 4/5/6

Wi-Fi 4/5/6則是不同的無線網絡標準,這就好比行動網路的升級——2G、3G、4G、5G,數字越大,代表的速度越快、性能越好。

Wi-Fi一開始的標準名稱複雜很多,見下表。1997年,美國電氣和電子工程師協會IEEE頒布了第一代無線區域網標準,IEEE 802.11協議。IEEE 802.11協議也標誌著前期無線網絡技術的逐漸成型。Wi-Fi自1997年從802.11發展至今,總共經歷了六代。

1999年時,Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)正式成立。不過起初這個聯盟叫WECA(Wireless Ethernet Compatibility Alliance),2002年才正式更名為Wi-Fi聯盟。另外此前 Wi-Fi 的具體名字也實在過於學術化,普通人很難區分清楚,於是WiFi 聯盟也開始將名稱簡化,802.11n 是 Wi-Fi 4,802.11ac 是 Wi-Fi 5,最新的 Wi-Fi 6 是 802.11ax。

下面是維基百科的文摘:

第一代,以IEEE 802.11原始標準為準,工作頻段為2.4GHz,最高速率半雙工2 Mbit/s。 [23]

第二代,以IEEE 802.11b為準,工作頻段為2.4GHz,最高速率半雙工11 Mbit/s,認證計畫為「Wi-Fi CERTIFIED b」。 [23]

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第三代,以IEEE 802.11a為準,工作頻段為5GHz,最高速率54 Mbit/s,認證計畫為「Wi-Fi CERTIFIED a」。基於IEEE 802.11g,2.4GHz工作頻段,最高速率半雙工54 Mbit/s,認證計畫為「Wi-Fi CERTIFIED g」。 [23]

第四代,以IEEE 802.11n為準,世代名稱為「Wi-Fi 4」,信道寬度20MHz、40MHz,工作頻段為2.4GHz和5GHz,最高4條空間流,最大副載波調製64-QAM,最高速率半雙工600 Mbit/s,認證計畫為「Wi-Fi CERTIFIED n」。 [23] [24]

第五代,以IEEE 802.11ac為準,世代名稱為「Wi-Fi 5」,信道寬度20MHz、40MHz、80MHz、80+ 80MHz、160MHz,工作頻段為5GHz,最高8條空間流,最大副載波調製256-QAM,最高速率半雙工6.9 Gbit/s,認證計畫為「Wi-Fi CERTIFIED ac」。 [23] [25]

第六代,以IEEE 802.11ax為準,世代名稱為「Wi-Fi 6」,信道寬度20MHz、40MHz、80MHz、80+ 80MHz、160MHz,工作頻段為2.4GHz和5GHz,最高8條空間流,最大副載波調製1024-QAM,最高速率半雙工[26][27]9.6 Gbit/s,認證計畫為「Wi-Fi CERTIFIED 6」。 [28] [29]

wifi5到wifi6,升級還蠻明顯的,我主要看中的其實就是器覆蓋2.4/5G頻率,兼容性好。

wifi5和wifi6有啥區別:

頻段方面 WiFi 5隻涉及 5GHz,而 WiFi 6 則覆蓋 2.4/5GHz,完整涵蓋低速與高速設備;

調製模式方面,WiFi 6 支持 1024-QAM,高於 WiFi 5 的 256-QAM,數據容量更高,意味著更高的數據傳輸速度;

此外,WiFi 6 加入了新的 OFDMA 技術,支持多個終端同時並行傳輸,有效提升了效率並降低延時,這也就是其數據吞吐量大幅提升的秘訣。

WiFi6通過更優質的Long DFDM Symbol發送機制,將每個信號載波發送時間從WiFi5的3.2μs提升到12.8μs,有效降低丟包率和重傳率,使傳輸更加穩定。

WiFi6容量更大:多用戶MU-MIMO技術允許電腦訊網時間多終端共享信道,使多臺手機/電腦一起同時上網,從此前低效的排隊順序通過方式變成為「齊頭並進」的高效方式。

WiFi 6 更安全:WiFi 6 (無線路由器)設備若需要通過 WiFi聯盟認證,必須採用 WPA 3 安全協議,安全性更高。

WiFi 6 更省電:WiFi 6 引入了 TARget Wake Time(TWT)技術,允許設備與無線路由器之間主動規劃通信時間,減少無線網絡天線使用及信號搜索時間,這也就意味著能夠一定程度上減少電量消耗,提升設備續航時間。

但是,如果只是自己家用,100m的普通光纖。其實還是沒有必要現在立馬上wifi6,因為性價比不高。土豪當我沒有說。

參考資料:

https://www.zhihu.com/question/372959110/answer/1213214028

WI-FI 歷史的重要節點:無線網絡的昨天、今天和明天 https://zhuanlan.zhihu.com/p/74348591

回顧WIFI發展史,誕生20年的技術如何改變了世界 https://www.sohu.com/a/214757964_132567

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