Wi-Fi标准的历史简介
在评估Wi-Fi标准世界的现状时，对Wi-Fi协议的历史有一个大致的了解是很重要的，这样才能在适当的背景下看待最近的发展。
一个重要的历史注意事项是，Wi-Fi起源于商业计算机行业，而不是更受监管的电话行业公用事业，后者的运营商最初是政府机构，而5G目前位于那里。Wi-Fi与手机行业的历史分离可以从Wi-Fi频段的免许可证性质得到说明。对于订阅了服务的手机，需要SIM卡来确保手机连接到规定的服务提供商——理想情况下可以防止非法使用网络。这种区别很重要，特别是在智能家居环境中，由于没有SIM卡或类似的模型，消费者可以更容易地管理所有各种Wi-Fi设备。
无线数据通信的标准化机构是电气和电子工程师协会(IEEE)，它扎根于计算机行业。除了学术界和监管机构，IEEE还有大量的工程会员，其中大多数是由他们的雇主公司赞助的。
自1997年以来，IEEE已经制定了“未授权”频段的标准，这些频段已被政府留出用于“自由使用”，基于一组具有有限功率的规则，因此实际应用的干扰范围保持在本地。这些频段被称为ISM(工业、科学和医疗)频段，频率范围为2、5和60 GHz。
赞助他们的工程师开发用于Wi-Fi通信的IEEE 802.11协议的公司最终需要强制遵守IEEE 802.11标准定义(IEEE本身不规范遵从性)。因此,无线网络联盟由这些商业实体成立，以Wi-Fi品牌执行和推广新的IEEE 802.11标准。
IEEE 802.11标准的历史
AC (Wi-Fi 5)和AX (Wi-Fi 6):有什么不同?
尽管事实上没有人能掌握Wi-Fi背后的缩写词——IEEE 802.11b， .11a/g， .11n， .11ac等等——但每个新版本在原始数据速率方面都有明显的进步。在四代人的时间里，这个速率从11 Mbps增加到6.9 Gbps——增加了650多倍!毕竟，原始数据速率是“游戏的名称”。这并不奇怪，因为Wi-Fi是纯粹的数据通信。
随着Wi-Fi 6即将到来，新的最大原始数据速率将达到9.6 Gbps, Wi-Fi联盟最近宣布了一项活动，以时间顺序命名不同的802.11 Wi-Fi标准——Wi-Fi 6为下一代Wi-Fi (802.11ax)， Wi-Fi 4为.11n, Wi-Fi 5为.11ac。但考虑到缓慢的外观(现在计划在2020年初批准)和.11ax的微小改进，人们可能会怀疑这是否表明Wi-Fi技术正在失去动力。
然而，不要被这些首字母缩写所愚弄，在这些首字母缩写的背后，通过改进的频谱重用，从原始数据速率向多通道容量的真正转变正在发生。这意味着Wi-Fi 6 (.11ax)的实际吞吐量体验可能会实现Wi-Fi 5 (.11ac)的四倍之多。让我们进一步探讨，因为这对消费者和产品开发商都有影响。
干扰:对于消费者来说，Wi-Fi总是有两个重要的问题。首先是性能(即数据速率)。第二个是范围(例如，“我如何在我的房子、后院或地下室的每个角落都获得最高的速度?”)。
在城市地区，消费者已经习惯了一个常见的场景:在家里或公共场所打开笔记本电脑，在试图找到Wi-Fi网络时，看到大量可见的接入点。许多这些命名路由器正在使用有限数量的可用重叠通道。共享这些频率可能会对这些频道造成干扰，这通常会导致较慢的数据速率，并让用户感到沮丧。
当两台设备在同一时间使用同一通道互相通话时，消息很可能会混淆，导致每条消息再次发送，并降低数据传输速度。因此，密集环境中的吞吐量在连续重传中崩溃就不足为奇了。
路由器和接入点试图通过简单地增加输出功率来提高距离，这一事实使这种形式的干扰更加严重。任何参加过拥挤派对的人都能体会到这种场景——当更多人大声说话以盖过房间里的噪音时，总体音量就会增加，任何真正的交流机会都消失了。同样，输出功率的增加也会引起干扰的增加。在某个频带的某些信道中，较高的输出功率可能会导致信号“泄漏”到邻近的信道，从而导致该频带和整个Wi-Fi系统的容量进一步降低。怎么办呢?
分布式无线网络:对于Wi-Fi 6，目标不是更高的原始数据速率，而是使用更好的通信协议来优化在2.4 GHz或5 GHz频段内尽可能多的信道的使用(在同一时间和同一空间)。
让我们看一个例子，看看它是如何有用的。想象一下，一个现代家庭住在一个有多个房间的房子里，同时运行不同的应用程序。在过去，这意味着每个人都使用相同的信道同时与中央路由器通信，并具有上面讨论的所有干扰限制。
对于Wi-Fi 6的分布式模型，房子里的每个房间都有一个在不同无线频道上运行的接入点。接入点通过Wi-Fi无线连接到中央路由器，提供更少的信号重叠和更高的单独加载速度。这是一个真正的Wi-Fi“系统”，通过同时使用多个通道而互不干扰，提供了改进的总系统容量和吞吐量。
如果你想避免其他无线协议的干扰——随着越来越多的基站向室内辐射信号，这肯定会成为一个日益严重的问题——比如LTE或5G设备，在Wi-Fi接入点内使用BAW滤波器可以让数据以更有效的方式传输。
Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax)的目标是对家庭(或建筑物)进行全覆盖，并在每个房间实现最大性能——从而在系统级别实现最大的整体容量。
热问题，以及如何解决它们:随着Wi-Fi 6的实现，前端模块继续使用更多的通道，新的挑战也在出现。与Wi-Fi 5 (.11ac)相比，路由器内部的热积聚有所增加，这导致在设计更新的Wi-Fi产品时需要更高效的组件。更高效和高度集成的组件提供了更小的外形尺寸，减少了添加风扇或其他通风设备来减轻额外热量的需要。
此外，对于高数据速率，需要高线性度，这也会增加热量的上升。数字预失真是围绕热问题设计的一种很好的方法，因为它提高了功率放大的效率。由于芯片组提供的信号是数字预失真的，这种解决方案通常需要芯片组供应商和FEM制造商之间的协作。
其他注意事项:802.11ad/ay, Wi-Fi 6的6 GHz频段(.11ax)
在围绕Wi-Fi 6的短期发展的同时，业界也在研究未来的其他标准。
802.11广告/ ay:对更多带宽的竞争将继续与IEEE 802.11标准的60 GHz家族(最初属于WiGig联盟，但现在又回到Wi-Fi联盟)。第一个标准IEEE 802.11ad已经问世好几年了，但还没有被广泛采用。下一个迭代(.11ay)已经在工作中，如下所示:
不幸的是，60ghz频段有一个潜在的问题——它不能穿透墙壁，只能“呆”在房间里。
但这可能根本不是问题。如果Wi-Fi信号留在房间里，这意味着它不会干扰其他房间相同频道或频率的使用，当然也不会干扰邻居的信号。这听起来很理想，不是吗?有人可能会想，如果60ghz, 8011。广告已经存在多年了，为什么市场还没有抓住它?
Wi-Fi 6的6 GHz频段(.11ax):除了2.4 GHz和5 GHz频段，最近还在研究下一代Wi-Fi标准，这将是第一个专门设计支持6 GHz频段的标准。它还可以提供高达400%的吞吐量增长，使新的Wi-Fi标准以更快的发布模式发布，以跟上当前的市场需求。预计到2020年，6ghz频段将被批准用于Wi-Fi和蜂窝网络。接下来的想法是在2020年之前将Wi-Fi 6 (.11ax)调整为6 GHz，此后不久将实现增强的6 GHz。然而，今天，Wi-Fi 6仍然需要大量的工作:业界认为Wi-Fi 6 (.11ax)与Wi-Fi 5 (.11ac)类似，是一种点对点协议，而不是为新标准设计的多通道通信工具。有效地在现有频段同时使用多个信道是首要任务，因为6 GHz带来了更大的复杂性，因此成本更高。
结论
这一切对Wi-Fi的未来意味着什么?这里有几个有趣的结果和结论:
- Wi-Fi 6是新兴的Wi-Fi标准，最初将出现在基于基础设施的Wi-Fi系统中，因为这是流量聚合的地方，并将最大限度地受益于更高的数据速率。
- 分布式Wi-Fi使用终端节点的网状结构，在一段时间内可能仍将是一种营销游戏，因为支持更高数据速率的基础设施还不完全具备。
- 看起来对于现有的终端节点，Wi-Fi 5 (.11ac)将在一段时间内成为流行的选择-以其相对较小的好处避免Wi-Fi 6的复杂性。对于性能较低的终端节点，Wi-Fi 4 (.11n)在一段时间内甚至可能是一个很好的解决方案。
- 我们仍然需要Wi-Fi 6的继承者来增加室内分布式Wi-Fi基础设施的带宽。15-25 Gbps将是一个理想的目标，而使60 GHz相关的目标是通过将其指定为IEEE 802.11ad/ay标准。
- 由于室内信号隔离的性质，IEEE 802.11ad和.11ay的未来看起来很有前途。当基础设施到位时，这些标准将变得更加相关。
- 在不久的将来，DOCSIS 3.1全双工本地循环应该提供更高的速度，并允许对当前系统面临的真正瓶颈进行巨大改进。