科普:手机5G WiFi 那些事(二)



感谢Jeff_Hill的投递

很多人肯定有这样的困惑:大家都熟悉 2G/3G/4G 通信标准,5G 是什么,怎么又跟 WiFi 扯上关系了呢?上一篇文章解释传统 WiFi 易被干扰,是有下面两个原因:

  • WLAN 802.11 标准设备部署密集,易产生同频干扰

  • 非 WLAN 标准设备也在使用 2.4G ISM 频段

总结起来,就是 WiFi 之前主要使用的是 2.4GHz 频段,太过「拥堵」,为了解决问题就拓了一条新路:纳入新的频谱资源—— 5GHz 频段。所谓的 5G WiFi,强调的是 WiFi 网络传播在 5G 频段,而非诞生了什么比 4G 更高的 5G 通信标准

由于 WiFi 联盟认证的设备都遵从于 WLAN(无线局域网) 802.11 标准,而这个标准一直都在发展中,所以支持不同 802.11 标准的 WiFi 设备,数据传输效果(速度、距离、穿墙)是不一样的。

最为常见的标准:

802.11b 标准。传播在 2.4G 频段上,只提供 20MHz 的标准带宽,最高传输速率 11Mbit/s。

802.11g 标准。同样传播在 2.4G 频段上,同样只提供 20MHz 标准带宽,但是最高传输速率提升到 54Mbit/s,且向下兼容 802.11b 设备。

无论是手机还是电脑,所有可以连接 WLAN 网络的设备,一般都支持这两个标准。很明显,支持 802.11g 标准的设备,可以拥有更高的传输速率。

802.11a 标准

传播在 5G 频段,同样只提供 20MHz 的标准带宽,最高传输速率为 54Mbit/s。

虽然 802.11a 标准作为 WLAN 原始标准之一,早在 1999 年就被确立(同样速率的 802.11g 标准 2003 年才确立),但是由于传播在 5G 频段,广大只支持 802.11b/g 的设备无法与其兼容。

802.11a 标准传播在 5G 频段,这个频段目前的民用较少,所以相较于日益拥挤的 2.4G 频段,不容易受干扰,有更好的数据吞吐表现。不过 5G 信号更容易被墙阻挡吸收,传输距离上不及 802.11b/g。

802.11n 标准

这个标准是值得书写的变革。可同时传播在 2.4/5GHz 频段,单一通路的最大传输速率提升到 72.2Mbit/s,而且提供了 20MHz/40MHz 两种带宽选择,还引入了 MIMO 技术。

允许提供两倍于标准带宽 20MHz 的 40MHz,就像一条公路路面拓宽了一倍,原来只能通过两辆车的路现在能同时通过 4 辆车。所以,单位时间内数据传输的速率提升了一倍。

至于,MIMO 技术了解的人可能比较少。这里只简单解释下。

MIMO 即多重输入输出技术,无线网络通信数据通过多重切割之后,经过多重天线进行同步传送;由于无线信号在传送的过程中,易受多种因素的影响和干扰,会走不同的反射或穿越路径,因此到达接收端的时间不一致。为了避免数据不同步而无法重新组合,接收端由多重天线接收,对接收信号利用 DSP 重新计算的方式,根据时间差的因素,将分开的数据重新组合后输出正确且快速的数据流。由于无线传送的数据经过分割传送,不仅单一数据流量降低,可延长传送距离,而且还拓展了天线接收范围。

简单来说,MIMO 技术瞬间提升了几倍数据传输速率的同时,又不用额外占用频谱,同时还延长信号接收距离。802.11n 标准下的 MIMO 技术支持最大 4 路扩展,就像提供了 4 层立体车道。

普通公路升级为高速公路(20MHz 带宽下最高速率提升到 72.2Mbit/s),路面拓宽一倍(可提供双倍带宽),4 层立体式公路(支持 4X MIMO)。融合了这三项改进的 802.11n 标准,整体的数据吞吐量,理论上最高达到了惊人的 600Mbit/s

802.11ac 标准

这就是我们俗称的 5G WiFi,它只传播在 5G 频段,提供 20/40/60/80MHz 四种带宽选择,MIMO 技术从 4 路复用到最多支持 8 路复用,不同带宽下单一通路的传输速率也有提升。

802.11ac 几乎可以看做是 802.11n 的修订版和加强版。只在 5G 频段传播,「修订了」还有 2.4G 可选择传播频段;而增加 60/80MHz 的带宽选择、MIMO 技术扩展到 8 路复用、单一通路的最高传输速率提升,相当于路面进一步拓宽、立体加层更多,高速公路速度上限放的更宽。整体的数据吞吐量,因而有巨大的飞跃。

下面是不同 802.11 标准的一个全面对比:


你手上可以连接无线网络(WiFi)的设备,一般都会标明能够支持哪些 WLAN 802.11 标准。


支持不同的标准,数据传输效果就会大相径庭。厂商之所以会大力宣传自己的手机支持双路 WiFi/5GWiFi,原因就在于此。(待续)

http://www.cnbeta.com/articles/302031.htm

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