自從只需少量的話費就可以將筆記本、平板電腦連接到互聯網,WiFi已成為我們熟知的網絡,并無處不在。
Wi-Fi對于一些物聯網應用十分有用,比如樓宇自動化、內部能源管理。但對于另一些的物聯網應用中,WiFi作用并不大。
WiFi的重要性對于我們的日常生活和某些物聯網應用不言而喻,本文分享8件有關 WiFi 你不知道的趣事,希望可以幫助大家更好的了解 WiFi。
(1)WiFi 的發源地是夏威夷
至少我們可以說,對于WiFi概念最早的嘗試是在夏威夷的發生的。ALOHANET是一個在夏威夷大學開發的計算機網絡系統,也是有史以來首次公開演示的提供無線分組數據網的計算機網絡系統。
最初在1971年提出了 WiFi的概念。20年后 NCR和AT&T公司聯合發明了WaveLAN,這被認為是Wi-Fi真正的先驅。接而在1997年,無線協議的第一個版本IEEE 802.11才被發布。那么什么又是IEEE 802.11無線協議呢?
(2)WiFi = IEEE 802.11
當兩臺機器相互連通時,它們需要一定的標準和協議規定,以使他們能順利溝通。IEEE 802.11是指一組為無線局域網通信所定義的標準(符合IEEE,電氣和電子工程師協會)。
此時此刻你是不是想著,“IEEE 802.11”:
特別無聊。
特別拗口。
所以在1999年,一個名為Interbrand的品牌咨詢公司開始把這項技術推廣到市場和消費者,后來,他們將一個無聊的“IEEE 802.11”協議名,改名為“Wi-Fi”。
Interbrand同時也創造了Wi-Fi logo,這代表著Wi-Fi產品可互操作性的“陰”和“陽”兩面。
那么,WiFi到底是什么意思呢?
(3)WiFi并不代表“無線”或“精準無線”
與大家普遍認為的不同,Wi-Fi并不是無線保真(Wireless Fidelity)的意思。這種誤解來自于早期使用的廣告語——“無線保真的標準”。
WiFi實際上并不代表什么,也不是任何事物的縮寫。
另外,根據Wi-Fi聯盟(成立于1999年,作為一個擁有WiFi商標的行業協會),確定其正式的名稱為“Wi-Fi”。Wi-Fi聯盟不承認“WiFi”,“Wifi”,或“wifi”等字眼。
但我更喜歡叫WiFi,因此我要在整篇文章中去使用它。
綜上所述,我們了解了 WiFi的背景,現在我們了解一下 WiFi到底是如何運作的呢?
(4)WiFi使用無線電波
如果你還沒有忘記所學的知識,那么你應該記得無線電波是電磁輻射的一種,而電磁輻射包括從伽瑪射線到可見光到無線電波的種種。
筆記本、平板電腦使用無線適配器將數據轉換成無線電波并使用天線發送該信號。這些無線電波從天線向外發出,并通過無線路由器被接收。然后,無線路由器把無線電波轉換回數據形式,使用一個路由器的硬件設備連接數據到互聯網并且發送。倘若想要從互聯網獲取數據傳輸到筆記本電腦、平板電腦等設備,只需逆轉以上的過程即可。
從更宏觀的層面上來看,這是所有無線通信的工作方式。但是,WiFi與其它無線技術有著幾個顯著的差異。
(5)WiFi在2.4GHz或者5GHz的頻率下傳遞信息
這兩個頻率比用來蜂窩傳輸的頻率高得多。較高頻率意味著信號可以攜帶更多的數據。
然而,所有形式的無線通信必然要在功耗,范圍和帶寬之間權衡。因此,高數據速率的代價意味著WiFi將消耗大量的電力,并且它的范圍也較小。
(6)WiFi的最遠能傳輸信息到260英里之外!
這是真的,瑞典航天局曾使用WiFi來轉移數據至260英里外的平流層上的氣球。但是,他們使用了非常規標準的WiFi設備和6瓦特放大器。當然,在傳輸路徑上根本沒有物理屏障來阻攔、截斷信號。
對于一般的WiFi路由器,信號范圍非常非常小,并且取決于許多因素——天線,反射和折射,以及無線電功率輸出。
不說260英里,我們談談100英尺(約30米)吧。為什么當你站在隔壁房間的時候,你接收不到信號呢?
這可能是由于物理屏障導致的。無線電波穿過大多數種類的材料,但會被可導電的材料所阻擋或吸收。水可導電,這意味著我們的身體實際上可以對WiFi造成干擾。但別慌張! WiFi可不會引起細胞損傷。
這也可能是電波干擾所導致的。由于WiFi使用無線電波(同時無線電波有很多很多的源頭,包括空間中也會發射無線電波),這些電波會相互碰撞和干擾信號。事實上,你的微波爐以2.4 GHz的頻率運行,這意味著它可以與WiFi干擾,這取決于你是用 2.4或5GHz哪種類型的WiFi。
(7)WiFi有許多不同的種類
在上文我們了解了802.11的意思,但是自1997年以來WiFi有了許多不同新的版本:
802.11a
802.11b
802.11g
802.11n
802.11ac
每一個協議標準都有好處和壞處:有些數據傳速快,有些速度慢;有些對信號干擾的免疫強,有些抗干擾能力弱;有的成本較低,有些則較為昂貴。成本是個因素,因為雖然在協議上,新標準可以兼容舊標準,但是不同的標準總是需要不同的硬件來協同運作。
(8)對于大多數物聯網應用和設備來說,WiFi其實并不是個很好的選擇
現在市面上已經有數不盡的物聯網應用和設備,而其中許多是需要電池供電數月甚至數年的小型傳感器或設備。這些傳感器和設備并不需要發送大量的數據,也許只是偶爾的這或那冒出來的幾個字節。并且,他們可能還需要把數據傳輸到數英里之外,而不僅僅是短短幾英尺之內。
像之前提到的,WiFi可以在高能耗和短距離的前提下傳速大量的數據。當你同時使用成千上萬個傳感器的時候,WiFi可不是一個很好的選擇。
WiFi可以很好地應用在不必擔心功耗(比如插入插座的設備),需要發送大量的數據(如視頻),而且并不需要太大傳輸范圍的物聯網應用中。家庭安全系統便是一個很好的例子。
然而,對于大多數其它的物聯網應用,還有更好的連接選項,比如藍牙(Bluetooth),低功耗廣域網(Low-Power Wide-Area Networks, LPWANs),或移動物聯網(Cellular IoT)。
話雖這么說,現在已經有兩種已經開發完成或正在開發的WiFi標準是專門針對物聯網的——WiFi HaLow(802.11ah)和HEW(802.11ax)。
WiFi HaLow在2016年被批準,旨在解決對于物聯網的應用所需的數據傳輸范圍和電力能量問題。HEW(高效無線)是即將發布的標準,在HaLow的基礎上添加增加的對物聯網便利的特征。