大话Wi-Fi 20年之『Wi-Fi提速之旅』

NXP管管

这是《20年Wi-Fi发展史：通往无线自由之路》系列博客中的第二篇。本部分将回顾Wi-Fi的提速之旅，介绍该技术如何发展成为我们如今所熟知的高速连接。

世纪之初的无线革命

在新世纪之初，由于无线连接的好处变得明朗，Wi-Fi迅速受到欢迎。随着企业和消费者开始意识到Wi-Fi的潜力，咖啡店、机场和酒店开始出现热点，这便是我们如今所熟知的移动计算的雏形。许多家庭用户开始使用宽带互联网，能够在家中轻松共享连接。

感谢IEEE 802.11工作组的努力，最初只为连接收银机（参见上一篇博客）而设计的专有无线协议已成为无线网络标准的基础，从而改变了整个社会结构。

应对挑战，提高速度

1999年，802.11b的出现为Wi-Fi的大规模采用创造了条件。其价格更加便宜，使消费者更容易获得，而且11Mbit/s的速度足够快，可替换企业用户的有线以太网连接。21世纪之初，受宽带互联网激增的推动，802.11b大获成功。消费者和企业都发现，通过无线方案，可以轻松共享DSL、有线和其他宽带技术所提供的新型高速连接。

随着宽带速度成为常态，消费者的计算机使用习惯也发生了相应改变。音乐/电影分享和流式音频等较高带宽应用开始在消费者市场日渐流行。

同时，在企业市场中，由于无线是与基于以太网的快速本地网络竞争，因而需要应对更大的速度需求。如果要采用无线，企业用例（如VoIP、文件共享和打印机共享，以及桌面虚拟化）需要无缝工作。

即使在21世纪之初，802.11b可支持的速度距离领先水平亦相去甚远。在有线方面，10/100M以太网已经是广泛应用的标准。凭借100Mbit/s的速度，它比802.11b标称的11Mbit/s速度快了近10倍。802.11b的协议开销意味着，最大理论速度实际上只有5.9 Mbit/s。但在实践中，由于802.11b使用日益普及的2.4GHz频带，因此实证速度比这还要低。来自微波炉、无绳电话和其他消费性电子产品的干扰意味着，真实速度通常无法达到5.9Mbit/s（有时甚至相差很远）。

▲Wi-Fi发展概览，按发布日期、频率和最大数据速率划分

802.11g：更便宜且向后兼容

为了解决速度问题，2003年，IEEE 802.11工作组推出了802.11g。虽然802.11g和802.11b一样使用2.4GHz频带，但它能够实现高达54 Mbit/s的速度。即使在扣除协议开销后速度下降，其最大理论速度31.4Mbit/s也足以适应不断加快的家庭宽带速度。

实际上，802.11g并不是第一个实现54Mbit/s的802.11无线标准。这一殊荣应归于早在1999年便已实现的802.11a。不过，802.11a使用单独的5.8GHz频率来实现高速度。虽然5.8GHz受到的来自消费性电子产品的无线电干扰较少，但这也意味着它与802.11b不兼容。鉴于这一事实，再加上设备更昂贵，802.11a仅在企业细分市场受到欢迎，从未渗透到体量更大的家庭/消费者领域。

通过使用2.4GHz达到54Mbit/s，802.11g能够实现高速度，同时保留与802.11b的完全向后兼容性。这一特性非常重要，因为802.11b此时已成为消费类设备的主要无线标准。其向后兼容性与更便宜的硬件（802.11a相比）是主要卖点，802.11g很快便成为消费者、甚至企业相关应用的全新快速无线标准。

802.11n：进一步提高速度

802.11n于2009年推出，在802.11g和802.11a的基础上进一步提高了速度。802.11n在2.4GHz或5.8GHz频段运行（但不同时在这两个频段运行），通过帧聚合提高了传输效率，并引入了可选的MIMO和40Hz通道——通道宽度是802.11g的两倍。

802.11n提供的网络速度明显加快。在低端，如果使用与802.11g网络相同类型的单天线、20Hz通道宽度配置运行，802.11n网络可达到72Mbit/s。此外，如果使用双倍宽度的40Hz通道与多天线，则数据速率可以更快——达600 Mbit/s（对于四天线配置）。

20年Wi-Fi发展史

通往无线自由之路

1系列博客
第一部分：Wi-Fi的兴起（查看）


第二部分：Wi-Fi提速之旅（本文）


第三部分：Wi-Fi未来之路（待续）


2技术资源
盘点：恩智浦的Wi-Fi产品组合


边缘计算新品：i.MX 8M Nano和配套板卡










作者：NXP　　　　　　文章出处：NXP客栈

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