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关于 Wi-Fi 你所不知道的 8 件事

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原文:8 Things You Didn’t Know About WiFi
译者:汤益榕
审校:屠敏,关注物联网、移动开发领域,寻求报道或投稿请发邮件tumin@csdn.net


WiFi 如何工作?何时出现?代表什么?本文将为你一一拨开迷雾。

自从只需少量的话费就可以将笔记本、平板电脑连接到互联网,WiFi已成为我们熟知的网络,并无处不在。

Wi-Fi对于一些物联网应用十分有用,比如楼宇自动化、内部能源管理。但对于另一些的物联网应用中,WiFi作用并不大。

WiFi的重要性对于我们的日常生活和某些物联网应用不言而喻,本文分享8件有关 WiFi 你不知道的趣事,希望可以帮助大家更好的了解 WiFi。

(1)WiFi 的发源地是夏威夷

至少我们可以说,对于WiFi概念最早的尝试是在夏威夷的发生的。ALOHANET是一个在夏威夷大学开发的计算机网络系统,也是有史以来首次公开演示的提供无线分组数据网的计算机网络系统。

最初在1971年提出了 WiFi的概念。20年后 NCR和AT&T公司联合发明了WaveLAN,这被认为是Wi-Fi真正的先驱。接而在1997年,无线协议的第一个版本IEEE 802.11才被发布。那么什么又是IEEE 802.11无线协议呢?

(2)WiFi = IEEE 802.11

当两台机器相互连通时,它们需要一定的标准和协议规定,以使他们能顺利沟通。IEEE 802.11是指一组为无线局域网通信所定义的标准(符合IEEE,电气和电子工程师协会)。

此时此刻你是不是想着,“IEEE 802.11”:

  1. 特别无聊。
  2. 特别拗口。

所以在1999年,一个名为Interbrand的品牌咨询公司开始把这项技术推广到市场和消费者,后来,他们将一个无聊的“IEEE 802.11”协议名,改名为“Wi-Fi”。

Interbrand同时也创造了Wi-Fi logo,这代表着Wi-Fi产品可互操作性的“阴”和“阳”两面。

那么,WiFi到底是什么意思呢?

(3)WiFi并不代表“无线”或“精准无线”

与大家普遍认为的不同,Wi-Fi并不是无线保真(Wireless Fidelity)的意思。这种误解来自于早期使用的广告语——“无线保真的标准”。

WiFi实际上并不代表什么,也不是任何事物的缩写。

另外,根据Wi-Fi联盟(成立于1999年,作为一个拥有WiFi商标的行业协会),确定其正式的名称为“Wi-Fi”。Wi-Fi联盟不承认“WiFi”,“Wifi”,或“wifi”等字眼。

但我更喜欢叫WiFi,因此我要在整篇文章中去使用它。

综上所述,我们了解了 WiFi的背景,现在我们了解一下 WiFi到底是如何运作的呢?

(4)WiFi使用无线电波

如果你还没有忘记所学的知识,那么你应该记得无线电波是电磁辐射的一种,而电磁辐射包括从伽玛射线到可见光到无线电波的种种。

笔记本、平板电脑使用无线适配器将数据转换成无线电波并使用天线发送该信号。这些无线电波从天线向外发出,并通过无线路由器被接收。然后,无线路由器把无线电波转换回数据形式,使用一个路由器的硬件设备连接数据到互联网并且发送。倘若想要从互联网获取数据传输到笔记本电脑、平板电脑等设备,只需逆转以上的过程即可。

从更宏观的层面上来看,这是所有无线通信的工作方式。但是,WiFi与其它无线技术有着几个显着的差异。

(5)WiFi在2.4GHz或者5GHz的频率下传递信息

这两个频率比用来蜂窝传输的频率高得多。较高频率意味着信号可以携带更多的数据。

然而,所有形式的无线通信必然要在功耗,范围和带宽之间权衡。因此,高数据速率的代价意味着WiFi将消耗大量的电力,并且它的范围也较小。

(6)WiFi的最远能传输信息到260英里之外!

这是真的,瑞典航天局曾使用WiFi来转移数据至260英里外的平流层上的气球。但是,他们使用了非常规标准的WiFi设备和6瓦特放大器。当然,在传输路径上根本没有物理屏障来阻拦、截断信号。

对于一般的WiFi路由器,信号范围非常非常小,并且取决于许多因素——天线,反射和折射,以及无线电功率输出。

不说260英里,我们谈谈100英尺(约30米)吧。为什么当你站在隔壁房间的时候,你接收不到信号呢?

这可能是由于物理屏障导致的。无线电波穿过大多数种类的材料,但会被可导电的材料所阻挡或吸收。水可导电,这意味着我们的身体实际上可以对WiFi造成干扰。但别慌张! WiFi可不会引起细胞损伤。

这也可能是电波干扰所导致的。由于WiFi使用无线电波(同时无线电波有很多很多的源头,包括空间中也会发射无线电波),这些电波会相互碰撞和干扰信号。事实上,你的微波炉以2.4 GHz的频率运行,这意味着它可以与WiFi干扰,这取决于你是用 2.4或5GHz哪种类型的WiFi。

(7)WiFi有许多不同的种类
在上文我们了解了802.11的意思,但是自1997年以来WiFi有了许多不同新的版本:

  • 802.11a
  • 802.11b
  • 802.11g
  • 802.11n
  • 802.11ac

每一个协议标准都有好处和坏处:有些数据传速快,有些速度慢;有些对信号干扰的免疫强,有些抗干扰能力弱;有的成本较低,有些则较为昂贵。成本是个因素,因为虽然在协议上,新标准可以兼容旧标准,但是不同的标准总是需要不同的硬件来协同运作。

(8)对于大多数物联网应用和设备来说,WiFi其实并不是个很好的选择

现在市面上已经有数不尽的物联网应用和设备,而其中许多是需要电池供电数月甚至数年的小型传感器或设备。这些传感器和设备并不需要发送大量的数据,也许只是偶尔的这或那冒出来的几个字节。并且,他们可能还需要把数据传输到数英里之外,而不仅仅是短短几英尺之内。

像之前提到的,WiFi可以在高能耗和短距离的前提下传速大量的数据。当你同时使用成千上万个传感器的时候,WiFi可不是一个很好的选择。

WiFi可以很好地应用在不必担心功耗(比如插入插座的设备),需要发送大量的数据(如视频),而且并不需要太大传输范围的物联网应用中。家庭安全系统便是一个很好的例子。

然而,对于大多数其它的物联网应用,还有更好的连接选项,比如蓝牙(Bluetooth),低功耗广域网(Low-Power Wide-Area Networks, LPWANs),或移动物联网(Cellular IoT)。

话虽这么说,现在已经有两种已经开发完成或正在开发的WiFi标准是专门针对物联网的——WiFi HaLow(802.11ah)和HEW(802.11ax)。

WiFi HaLow在2016年被批准,旨在解决对于物联网的应用所需的数据传输范围和电力能量问题。HEW(高效无线)是即将发布的标准,在HaLow的基础上添加增加的对物联网便利的特征。

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