今天看了一下極客頭條,偶然看到一篇關於Wi-Fi的文章,感覺寫的還不錯,所以把它記錄下來便於自己日後深入的學習物聯網技術!爲了更好的理解WiFi,下面我對原文進行一下總結!以下大部分內容來自原文,在這裏對其表示感謝。
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已成爲我們熟知的網絡,並無處不在。Wi-Fi對於一些物聯網應用十分有用,比如樓宇自動化、內部能源管理。但對於另一些的物聯網應用中,WiFi作用並不大。WiFi的重要性對於我們的日常生活和某些物聯網應用不言而喻。
(1)WiFi 的發源地是夏威夷
至少我們可以說,對於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年後 NCR和AT&T公司聯合發明了WaveLAN,這被認爲是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才被髮布。那麼什麼又是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是指一組爲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)。
所以在1999年,一個名爲Interbrand的品牌諮詢公司開始把這項技術推廣到市場和消費者,後來,他們將一個無聊的“IEEE 802.11”協議名,改名爲“Wi-Fi”。
Interbrand同時也創造了Wi-Fi logo,這代表着Wi-Fi產品可互操作性的“陰”和“陽”兩面。
那麼,WiFi到底是什麼意思呢?
(3)WiFi並不代表“無線”或“精準無線”
與大家普遍認爲的不同,Wi-Fi並不是無線保真(Wireless Fidelity)的意思。這種誤解來自於早期使用的廣告語——“無線保真的標準”。
WiFi實際上並不代表什麼,也不是任何事物的縮寫。
另外,根據Wi-Fi聯盟(成立於1999年,作爲一個擁有WiFi商標的行業協會),確定其正式的名稱爲“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,我們瞭解了 WiFi的背景,現在我們瞭解一下 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,那麼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並使用天線發送該信號。這些無線電波從天線向外發出,並通過無線路由器被接收。然後,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並且發送。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與其它無線技術有着幾個顯着的差異。
(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。較高頻率意味着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,範圍和帶寬之間權衡。因此,高數據速率的代價意味着WiFi將消耗大量的電力,並且它的範圍也較小。
(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。
對於一般的WiFi路由器,信號範圍非常非常小,並且取決於許多因素——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。爲什麼當你站在隔壁房間的時候,你接收不到信號呢?
這可能是由於物理屏障導致的。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,這意味着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。由於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,這意味着它可以與WiFi干擾,這取決於你是用 2.4或5GHz哪種類型的WiFi。
(7)WiFi有許多不同的種類
在上文我們瞭解了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,有些則較爲昂貴。成本是個因素,因爲雖然在協議上,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)對於大多數物聯網應用和設備來說,WiFi其實並不是個很好的選擇
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。這些傳感器和設備並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。並且,他們可能還需要把數據傳輸到數英里之外,而不僅僅是短短几英尺之內。
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),而且並不需要太大傳輸範圍的物聯網應用中。家庭安全系統便是一個很好的例子。
然而,對於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)。
話雖這麼說,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年被批准,旨在解決對於物聯網的應用所需的數據傳輸範圍和電力能量問題。HEW(高效無線)是即將發佈的標準,在HaLow的基礎上添加增加的對物聯網便利的特徵。
原文地址:http://geek.csdn.net/news/detail/203893
2017.8.14日更新: