《電子技術(shù)應(yīng)用》
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5G Wi-Fi技術(shù)

2015-09-22
關(guān)鍵詞: WiFi 5G

    第五代Wi-Fi就要來了,,它可不僅僅是幫你把無線設(shè)備連接起來那么簡單。

    在談這個問題以前,我們?nèi)滩蛔∫獢?shù)一數(shù)Wi-Fi現(xiàn)在的“罪狀”:熱點太少,、網(wǎng)絡(luò)擁堵,、經(jīng)常掉線,、信號太弱,。在候機大廳、繁華的商業(yè)中心等這些人流密集的公共場所,,Wi-Fi簡直就是形同虛設(shè),,能否連上甚至都成了檢驗人品的標(biāo)準。

    大城市的交通變得日益糟糕,,作為無線互聯(lián)網(wǎng)世界的公路,,全球Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)也面臨著時時發(fā)生塞車的窘境。這里“奔跑”的是手機,、平板,、筆記本電腦、掌上游戲機,,還有各種各樣的移動設(shè)備,。Wi-Fi聯(lián)盟在2011年9月做出統(tǒng)計,聯(lián)盟成員企業(yè)目前已經(jīng)達到了450家,,Wi-Fi全球用戶超過10億,,具有Wi-Fi認證的產(chǎn)品發(fā)貨總量已超20億件,平均每年開發(fā)200萬件產(chǎn)品,。與此同時,上網(wǎng)需求也在發(fā)生變化,,收發(fā)郵件,、瀏覽網(wǎng)站只是最基本的,人們還希望可以看電影,、玩游戲,、聽音樂,以及處理各種數(shù)據(jù),。

    但目前全球最快的Wi-Fi傳輸速度僅為300Mbps(少數(shù)可以達到600Mbps),,相當(dāng)于每秒只能傳輸約36MB的內(nèi)容。在人們只利用它來看網(wǎng)站,、處理郵件的年代,,這沒什么問題。但到了今天,面對越來越復(fù)雜的使用需求,,舊的技術(shù)標(biāo)準變得捉襟見肘,。因為這原本只是一條預(yù)計通行小轎車的公路,卻忽然涌進了客車和大型貨車,,并且數(shù)量越來越多,。

    5G Wi-Fi—第五代Wi-Fi解決的就是這樣的問題。它將傳輸速度提升到了1Gbps,,每秒可以傳輸約125MB的內(nèi)容,。以對傳輸帶寬要求最高的內(nèi)容高清電影為例的話,一部高清電影每秒的數(shù)據(jù)流通常在30-45MB之間,,甚至更高,。5G Wi-Fi不僅滿足了傳輸條件,多部高清電影的傳輸也不是問題,,同時也就意味著它可以容納更多的用戶,,不至于因數(shù)量過多而產(chǎn)生擁堵。

生產(chǎn)這一產(chǎn)品的是美國博通公司,,一家有線和無線通信半導(dǎo)體解決方案提供商,,也是全球最大的WLAN無線互聯(lián)芯片的提供商。這家公司預(yù)計,,最遲在2012年底,,安裝了5G Wi-Fi芯片的數(shù)碼電子設(shè)備就會出現(xiàn)在市場上。

    這是一個好消息,,5G Wi-Fi第一次出現(xiàn)在了民用產(chǎn)品上,,它由行業(yè)最具代表性的公司生產(chǎn),理應(yīng)會越來越流行,。之所以被稱為第五代標(biāo)準,,是因為它是在美國IEEE無線互聯(lián)局域網(wǎng)標(biāo)準802.11中第五個推出的,被命名為802.11ac,。

我們可以通過回顧一下歷史,,看看這個有些難記的名詞是怎么一回事。在全球民用無線網(wǎng)絡(luò)中,,常用發(fā)射和接受信號的頻段是2.4GHz,,其次是5GHz。信號頻段越高,,Wi-Fi芯片的工作頻段也就越高,,制造工藝也就越復(fù)雜。1997年,,當(dāng)?shù)谝淮鶺i-Fi標(biāo)準出現(xiàn)的時候,,受到工藝和成本的限制,芯片的工作頻率只能固定在2.4GHz,最高傳輸速率只有2Mbps,,相當(dāng)于每秒只能傳輸約0.016MB的內(nèi)容—在最開始的時候,,Wi-Fi也還只是一條羊腸小道。

但它很快開始變成了公路,,隨后出現(xiàn)的802.11a,、802.11b、802.11g,、802.11n等版本的標(biāo)準,,速度越來越快。比如2004年推出的802.11n比之前的802.11g快了10倍,,比更早的802.11b快50倍,,覆蓋的范圍也更廣。只是盡管Wi-Fi芯片的傳輸速度像坐著直升機一路向上增長,,但還是無法趕上人們的需求,。

    新的5G Wi-Fi,也就是802.11ac,,采用了工作頻率5GHz的芯片,,能同時覆蓋5GHz和2.4GHz兩大頻段。除了更快,,它還能改善無線信號覆蓋范圍小的問題,,雖然5GHz比2.4GHz更難直接繞過障礙物,但由于覆蓋范圍更大,,考慮到信號會產(chǎn)生折射,,新標(biāo)準反而會更容易使各個角落都能收到信號;新標(biāo)準的另一大優(yōu)點是節(jié)能,電力使用效率是前一代的6倍,。由于同一時間傳送的內(nèi)容多了,,設(shè)備也能更快地進入低功率的省電模式。

    更快速的通過能力,、更全面的覆蓋范圍,,讓5G Wi-Fi成為了名副其實的信息高速公路。在移動互聯(lián)網(wǎng)終端大行其道的今天,,這意味著這張網(wǎng)絡(luò)在未來還有著更多可能。

    有兩大組織在其間發(fā)揮了關(guān)鍵作用,,那就是IEEE和Wi-Fi聯(lián)盟,。

    IEEE是美國電氣電子工程師協(xié)會的簡稱,它是目前世界上最大的專業(yè)技術(shù)組織,,成員來自175個國家的研究機構(gòu)和高校,,擁有名目眾多的研究小組,為眾多技術(shù)制定行業(yè)通用的標(biāo)準,IEEE 802.11就是其中之一,,針對的是無線局域網(wǎng)的通用,。之所以要制定這個通用標(biāo)準,是為了讓無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品能夠跟其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品兼容,。

    同時在無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,,不同生產(chǎn)商的產(chǎn)品也需要能夠相互兼容,因此在1999年,,業(yè)界一些主要的無線設(shè)備生產(chǎn)商成立了聯(lián)盟,,2000年時這個聯(lián)盟正式更名為Wi-Fi聯(lián)盟?!癢i-Fi”原本只是該聯(lián)盟持有的認證商標(biāo),,打上這一商標(biāo)的無線設(shè)備之間可以相互兼容。到今天,, Wi-Fi最終突破了它誕生時的狹隘含義,,幾乎成為無線寬帶接入技術(shù)的代名詞—盡管它并不是無限局域網(wǎng)的唯一一項技術(shù),Wi-Fi聯(lián)盟的大力推廣在其中功不可沒,。

    早在2006年,,時任Wi-Fi聯(lián)盟主席的Andrew Myle就設(shè)想了一個萬物皆有Wi-Fi的智能世界:在你回家之前,你的Wi-Fi空調(diào)已經(jīng)把室內(nèi)溫度調(diào)到你喜歡的20攝氏度,、Wi-Fi電飯煲里香軟的米飯隨時可以出鍋;在廚房忙碌的間歇,,你可以用Wi-Fi微波爐聽會兒電臺、與家人通電話;能讓你省心的還有Wi-Fi電表,,它會監(jiān)控用電量,,在剩余電量為零之前提醒你充值……

現(xiàn)在已經(jīng)沒有人認為這些只是科幻電影當(dāng)中的場景了??梢哉{(diào)節(jié)用電量的智能Wi-Fi電表,,在美國已經(jīng)開始普及,而能夠從網(wǎng)上下載最新菜譜的微波爐,,或者讓家庭主婦在廚房中與家人通話的視頻冰箱,,也在一些人的家里成為現(xiàn)實。在剛剛結(jié)束不久的2012年CES大展上,,三星,、LG、海爾等公司,,都推出了帶有Wi-Fi連接功能的冰箱,、洗衣機、烘干機等白色家電產(chǎn)品,。正是Wi-Fi讓這些傳統(tǒng)家電再次時髦起來,,與數(shù)碼移動產(chǎn)品站到了同一個舞臺上,。

在中國,越來越多的公司也開始加入Wi-Fi聯(lián)盟,,華為公司成了Wi-Fi聯(lián)盟的董事會成員和贊助商成員,,新近加入聯(lián)盟的中國成員企業(yè)還包括了中國移動。而這個地方,,眾所周知,,已經(jīng)成了全球最大的手機市場。

    注意到Wi-Fi潛力的還包括那些著名的汽車公司,。在它們所制定的“未來汽車”計劃中,,Wi-Fi將是實現(xiàn)人、車及外部環(huán)境之間信息交換的重要技術(shù),。福特公司就在設(shè)想,,將數(shù)據(jù)從你的車發(fā)送至Google數(shù)據(jù)中心,以便預(yù)測每次引擎點火所要去的地方,,如果是油電混合車用戶,,那么他們就可以在駕駛中決定何時切換至電池供電,并選擇一條山路最少,、沒有雨,、車流量最小的更省油的行車路線。從經(jīng)濟角度考慮,,這些都可以利用那些遍布全城的Wi-Fi熱點來完成,。

    規(guī)模日益龐大的Wi-Fi用戶大軍,意味著更寬更快的傳輸帶寬的需求,,5G Wi-Fi應(yīng)運而生,。而運營商將是決定這一標(biāo)準能否獲得順利推廣的重要角色。

    在大多數(shù)國家,,通信運營商都是Wi-Fi熱點建設(shè)的主要力量,,它們對Wi-Fi的重視也有目共睹。如美國最大的電信公司AT&T在2011年第三季W(wǎng)i-Fi網(wǎng)絡(luò)的用戶達到了去年同期的三倍,,共有3.019億用戶通過AT&T的Wi-Fi上網(wǎng),。中國電信和中國移動則都有計劃在未來1到3年內(nèi),把各自在全國范圍內(nèi)鋪設(shè)的Wi-Fi熱點數(shù)量增加至100萬個,。

    運營商往往將Wi-Fi的使用條件,,與數(shù)據(jù)流量套餐搭配起來“打包”向用戶出售。這樣既可以滿足用戶的需求,,又可以彌補移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)帶寬的不足,,有效促進數(shù)據(jù)套餐的銷售,擺脫對話費業(yè)務(wù)的依賴?,F(xiàn)在,,你應(yīng)該可以理解那些隨處可見的運營商數(shù)據(jù)套餐搭配“免費”Wi-Fi上網(wǎng)時間的廣告了。

    Wi-Fi聯(lián)盟當(dāng)然樂于見到熱點數(shù)量的不斷增長,。實際上,,他們還有一個更大膽的計劃:利用日益增加的帶寬、速度,、熱點數(shù)量這些成熟條件,,逐步推進Wi-Fi國際漫游服務(wù)。

    這個計劃將分為兩步實施:推進5G Wi-Fi,、保證帶寬的同時,,推出名為“Wi-Fi CERTIFIED”的新技術(shù),它讓手機等移動設(shè)備自動在用戶所在國的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中接收通話,、下載數(shù)據(jù),,無須事先申請和設(shè)置;第二步則更長遠一些,通過規(guī)劃中的60GHz Wi-Fi技術(shù)—允許Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)每秒傳輸數(shù)G的內(nèi)容,,進一步實現(xiàn)Wi-Fi產(chǎn)品之間無縫的全球漫游,。

    這樣的計劃如果推進下去,當(dāng)然會觸動到通信運營商們本就敏感的神經(jīng),。不過事情或許也沒有那么復(fù)雜,,現(xiàn)在的3G網(wǎng)絡(luò)國際漫游本就是一個兩邊不討好的業(yè)務(wù):對于運營商而言,由于各地區(qū)部署條件和水平不一,,3G漫游技術(shù)難度大,、結(jié)算成本高;對于用戶而言,它也過于昂貴了,。與之相比,,Wi-Fi熱點則有著越來越廣泛的部署范圍和越來越快的傳輸速度,可以為用戶提供更為經(jīng)濟的國際漫游服務(wù),。當(dāng)然,,市場機會只屬于那些勇于變革、率先探索新的商業(yè)模式的運營商,。

    蘋果公司創(chuàng)始人喬布斯早在2005年就曾設(shè)想,,利用無處不在的Wi-Fi熱點,使蘋果成為一家獨立于現(xiàn)有移動通信運營商之外的“Wi-Fi通信運營商”,。從后來的iMessage和Facetime等產(chǎn)品的身上,,我們?nèi)阅芸吹竭@一設(shè)想的影子。現(xiàn)在他的計劃還沒有成為現(xiàn)實,,但技術(shù)的大潮誰也無法阻擋,。

Wi-Fi聯(lián)盟將它們的愿景稱為“無縫連接”,指 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)會與移動通信網(wǎng)絡(luò)一樣方便,。如同我們打開手機,,手機就會自動接入通信網(wǎng)絡(luò)一樣,,未來任何一個地區(qū)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)都可以自動接入,信號更穩(wěn)定,、速度更迅捷,,不僅可以打電話,還可以上網(wǎng)看高清視頻,、處理那些復(fù)雜的數(shù)據(jù),。隨著5G Wi-Fi的推出,這樣的設(shè)想離我們更近了一步,。


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