規範發布 | 1997年9月21日 |
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相容的硬體 | 电视、打印机、个人电脑 電子遊戲機、智慧型裝置 智能手机、閉路電視 |
電腦網路的類型 |
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網際網路协议套組 |
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應用層 |
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Wi-Fi(發音: /ˈwaɪfaɪ/[1][2][3]),又稱「無線網路」,是Wi-Fi聯盟的商標,一個基于IEEE 802.11標準的無線局域網技術。「Wi-Fi」常寫作「WiFi」或「Wifi」,但是這些寫法並沒有被Wi-Fi聯盟認可。
Wi-Fi产品经由Wi-Fi联盟的一家独立授权测试实验室进行严格测试,产品成功通过测试后,授予制造商或销售商使用Wi-Fi标志、Wi-Fi CERTIFIED标志和相关商标,Wi-Fi联盟使用术语“Wi-Fi CERTIFIED”来称呼这类通过认证的产品。认证(Certification)意味着产品与在相同频段内运行的其他Wi-Fi CERTIFIED设备具有互操作性。 [4]
Wi-Fi這個術語經常被誤以為是指无线保真(Wireless Fidelity)[5],類似歷史悠久的音频設備分類:长期高保真(1930年開始採用)或Hi-Fi(1950年開始採用)。即便是Wi-Fi聯盟本身也經常在新聞稿和文件中使用「Wireless Fidelity」這個詞,Wi-Fi還出現在ITAA的一個論文中。事實上,Wi-Fi一詞是沒有任何意義,也沒有全寫的。[5]
1999年,几家富有远见的公司联合起来组成了一个全球性非营利性协会——无线以太网兼容性联盟(Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA),其目标是使用一种新的无线网络技术,无论品牌如何,都能带来最佳的用户体验。在2000年,该小组采用术语“Wi-Fi”作为其技术工作的专有名称,并宣布了正式名称:Wi-Fi Alliance。 [6]
世代 名稱 [註 1] |
IEEE標準 | 最大 速率 (Mbit/s) |
頻率 (GHz) | |
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名稱 | 年份 | |||
Wi-Fi 8 | 802.11bn | 2028 | 100,000 [20] | 2.4/5/6/ 42/71 |
Wi-Fi 7 | 802.11be | 2024 | 1,376- 46,120 | 2.4/5/6 |
Wi-Fi 6E | 802.11ax | 2020 | 574- 9,608[21] | 6 [22] |
Wi-Fi 6 | 2019 | 2.4/5 | ||
Wi-Fi 5 | 802.11ac | 2014 | 433- 6,933 | 5 [23] |
Wi-Fi 4 | 802.11n | 2008 | 72- 600 | 2.4/5 |
Wi-Fi 3[註 2] | 802.11g | 2003 | 6- 54 | 2.4 |
Wi-Fi 2[註 2] | 802.11a | 1999 | 5 | |
Wi-Fi 1[註 2] | 802.11b | 1- 11 | 2.4 | |
Wi-Fi 0[註 2] | 802.11 | 1997 | 1- 2 | |
Wi-Fi以IEEE 802.11為標準,Wi-Fi聯盟在2018年發起「Generational Wi-Fi」行銷計畫,基於主要的Wi-Fi技術(PHY)版本,引入了更容易讓消費者了解的「Wi-Fi世代名稱」(Wi-Fi generation names),格式為「Wi-Fi」後跟一個整數,並鼓勵採用世代名稱作為行業術語。世代名稱不影響以前的認證程序名稱,對於以前的認證程序(例如Wi-Fi CERTIFIED ac或更早的程序),繼續使用原始認證程序名稱。Wi-Fi聯盟沒有為Wi-Fi 4之前的Wi-Fi世代分配新名稱。 [26] [27] [28]
Wi-Fi與IEEE 802.11常常被混淆,兩者的區別可以概述為IEEE 802.11是一種無線局域網標準,而Wi-Fi是IEEE 802.11標準的一種實現。IEEE 802.11標準中制定了多個物理層(PHY)規範,產品實現除了Wi-Fi,還有WiGig,WiGig聯盟併入Wi-Fi聯盟後[36],被定義為Wi-Fi的擴展推出了Wi-Fi CERTIFIED WiGig認證計畫[37]。在這兩類範圍以外還有兩個區別明顯的物理層規範TVHT PHY和S1G PHY,工作在1 GHz以下頻段。市場上有出自於TVHT PHY的「Super Wi-Fi」,工作在電視空白頻段。Wi-Fi聯盟曾就此發表聲明,由於其無法與Wi-Fi設備互操作,不鼓勵使用諸如“Super Wi-Fi”之類易於混淆的名稱,也還沒有工作於電視空白頻段的Wi-Fi技術 [38]。
21世紀初期,世界各地的許多城市都宣布計劃构建全市Wi-Fi網絡。但這比最初發起人設想的更為困難,結果這些項目大多被取消或無限期擱置。但是有幾個是成功的,例如在2005年,美國加州森尼维尔成為在美國的第一個提供全市免費Wi-Fi的城市。2010年5月,倫敦市長鮑里斯·約翰遜承諾到2012年伦敦Wi-Fi普及,几个自治市镇包括威斯敏斯特和伊斯灵顿已经有了广泛的Wi-Fi覆盖。全球已建和建造中的Wi-Fi城市已經超過500個,其中覆蓋率最高者為台北市,其已達到全市已有4000個無線存取點(AP, Access Point)[來源請求]未來將至10,000個,覆蓋率達到90%,全球主要的大都市的重要公共場所多已有Wi-Fi技術,如上海、台北、香港、新加坡、漢堡、巴黎、華盛頓、伦敦、纽约等。
卡內基美隆大學於1994年在其匹茲堡校區建立世界上第一個無線網絡,比起源於1999年的Wi-Fi品牌還要早[39]。2000年,費城德雷克塞爾大學創造了歷史,成為美國第一個提供全校園無線網路覆蓋的主要大學。現在大多數校園已設置無線網路。
在臺灣的许多大学图书馆、教室、公共空間等地,也设有免费Wi-Fi热点,提供学生使用。
在中国大陆,各大高等院校以及许多中学校园内覆盖有免费或收费的教育网校园Wi-Fi,以及电信营运商架设的收费校园热点(中国电信:ChinaNet,中国移动:CMCC,中国联通:ChinaUnicom)。
在澳門,各大專院校各自提供該校專門的Wi-Fi供學生使用,多數需要以學生個人編號和密碼來登入。
另外,全世界许多科研和教育机构都提供教育网漫游服务eduroam,加入该联盟的机构成员可使用本机构的账号,在各联盟单位内实现无线网络访问的无障碍漫游。
Wi-Fi無線通信也可以不需通過存取點,直接從一台電腦傳出到另一台。這就是所謂Ad-hoc模式的Wi-Fi傳輸。這種無線ad-hoc網絡模式受到掌上遊戲機(如任天堂的3DS游戏机)、數位相機和其它消費性電子設備的歡迎。Wi-Fi聯盟推動一個新的安全方法規範,稱為Wi-Fi Direct,直接進行文件傳輸和媒體共享。
Wi-Fi部署區網(LAN)可讓客戶端設備無需使用電線,降低網絡部署和擴充的成本。許多空間不能架設電纜,如戶外區和歷史建築,可運用無線區網來改善。
現在大多數筆記型電腦製造商已經內建無線網路裝置。Wi-Fi的價位持續下跌,使之漸漸普及,已成為企業普遍的基礎設施。
根據Wi-Fi聯盟指定,“Wi-Fi認證”是向後相容的。它指定一套全球統一標準:不同於行動電話,任何Wi – Fi標準設備將在世界上任何地方正確執行。
Wi-Fi已在22萬個以上公開熱點和幾千萬戶家庭、公司及世界各地的大學校園中使用。2010年,Wi-Fi保護訪問加密(WPA2)被認定安全,能讓用戶使用強大的密碼。新協議的Wi-Fi Multimedia(WMM)說明Wi-Fi更適合於延遲敏感型應用(如語音和視頻),此外,WMM的省電機制能提高電池效率。
Wi-Fi在全球各地的頻率分配和操作限制並不相同。台灣、美國所用的標準在2.4 GHz頻帶有11個頻道,而在歐洲大部份地區有另外的2個頻道,即13個頻道(1-11 v.s 1-13),日本還要追加一個(1-14)。這造成混亂現象:一個Wi-Fi信號在2.4 GHz頻段實際上佔用五個頻道,兩個頻道編號之差大於5的頻道,如2和7,不會發生頻道重疊,因此在美國只有3個非重疊頻道:1、6、11。在歐洲有三個或四個非重疊頻道:1、6、13或1、5、9、13。Effective Isotropic Radiated Power(EIRP)在歐盟被限制為20 dBm的(100mW)。
Wi-Fi網絡範圍有限。一個使用802.11b或802.11g的典型無線路由器和天線,802.11n可到達超過這個範圍兩倍的距離,範圍隨頻率的波段調整。Wi-Fi在2.4 GHz的頻率傳遞範圍和距離比5 GHz的頻率稍微好些,由於高頻譜(GHz)的關係。越高的頻譜傳送範圍較小,速度較快。越低的頻譜傳送範圍較遠,速度較慢。
通過使用定向天線,室外覆蓋範圍可提高數公里或以上。在一般情況下一個Wi-Fi設備的最高功率傳輸是受限於地方法規,如美國FCC第15條。
為達到無線區網的應用要求,和其他裝置相比Wi-Fi顯得相當耗電。其他技術如藍牙(可支持無線PAN應用)提供了一個較小的傳播範圍(小於十公尺),因此耗電量較低。其他低耗電技術,如ZigBee的有相當長的範圍,但傳輸速率卻很低。Wi-Fi的高耗電特性使得電池壽命的問題漸受重視。
研究人員已經開發出“不須新線”的技術,試圖彌補Wi-Fi室內範圍不足的問題。安裝新的電線(如cat-5)不具成本效益,ITU-T G.hn標準的高速區域網絡使用現有的家庭線路(同軸電纜,電話線和電源線)來達成。雖然G.hn不具備一些Wi-Fi優勢(如可移動性或戶外使用),它的設計應用(如IPTV分配)仍在室內範圍發揮功能。
典型Wi-Fi的頻率由於電波傳播的複雜性,特別是樹和建築物影響信號的反射,只能大約測出Wi-Fi有關地區的發射器的信號強度。但這不包括遠距離Wi-Fi,因為遠距離Wi-Fi是使用塔台或高建築頂上的天線所架設的。
基本上,Wi-Fi的實際應用範圍非常有限,例如;倉庫中或零售空間的盤點機、結帳條碼閱讀器、收發台。市面上的無線路由器最低覆蓋率可達80平方公尺,蘋果公司的AirPort技術更可達100-140平方公尺。
这裡有3种媒介,站点使用的无线媒介,分配系统使用的媒介,以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重叠。IEEE 802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址(Addressing)。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。
IEEE802.11没有具体定义分配系统,只是定义了分配系统应该提供的服务(Service)。整个无线局域网定义了9种服务:
Wi-Fi的設置至少需要一個存取點(Access Point,AP)和一個或一個以上的客戶端使用者(client)。無線AP每100ms都會將SSID(Service Set Identifier)經由beacons(信號台)封包廣播一次,beacons封包的傳輸速率是1 Mbit/s,並且長度相當的短,所以這個廣播動作对網路效能的影響不大。因此Wi-Fi規定其最低傳輸速率為1 Mbit/s,以確保所有的Wi-Fi client端都能收到這個SSID廣播封包,client可以藉此決定是否要和這一個SSID的AP連線。使用者可以設定要連線到哪一個SSID。Wi-Fi系統開放對客戶端的連接並支援漫遊,這就是Wi-Fi的好處。但亦意味着,一个无线适配器有可能在性能上优于其他的适配器。由于Wi-Fi通过空气传送信号,所以和非交换以太网路有相同的特点。
近两年,出现一种WIFI over cable的新方案。此方案属于EOC(ethernet over cable)中的一种技术。通过将2.4G wifi射频降频后在cable中传输。此种方案已经在中国小范围内測试商用。
2012年11月6日,《山东商报》引用山东外事职业大学商务英语教研室主任温颜的说法称:“Wi-Fi的发音从语法角度来说,应该为‘微费’,因为“这个词是由‘wireless’(无线电)和‘fidelity’(保真度)这两个英语单词组成,但是发音又不能按照这个词的发音来,因为‘Wi-Fi’是一个合成词,应该按照一个单词的语法来发音。这个词中有两个元音字母‘i’,所以应该发短音,故从语法角度讲,发音应是‘微费’”。然而,該論述的前設有誤,Wi-Fi这个词並非由‘wireless’和‘fidelity’这两个英语单词组成,所以該論述在邏輯上不成立。
这种说法一时在中国大陆网络上引起了很大争议,有网友引用牛津字典中的/ˈwaɪ faɪ/音标和美剧《生活大爆炸》的相关片段来质疑。但也有网友称法国小罗伯特词典(Le Petit Robert)中Wi-Fi一词法语发音的音标是/wifi/[40],发音接近汉语的“微费”[41]。
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