5G Wi-Fi技术 - 全文

第五代Wi-Fi就要来了，它可不仅仅是帮你把无线设备连接起来那么简单。

在谈这个问题以前，我们忍不住要数一数Wi-Fi现在的“罪状”：热点太少、网络拥堵、经常掉线、信号太弱。在候机大厅、繁华的商业中心等这些人流密集的公共场所，Wi-Fi简直就是形同虚设，能否连上甚至都成了检验人品的标准。

大城市的交通变得日益糟糕，作为无线互联网世界的公路，全球Wi-Fi网络也面临着时时发生塞车的窘境。这里“奔跑”的是手机、平板、笔记本电脑、掌上游戏机，还有各种各样的移动设备。Wi-Fi联盟在2011年9月做出统计，联盟成员企业目前已经达到了450家，Wi-Fi全球用户超过10亿，具有Wi-Fi认证的产品发货总量已超20亿件，平均每年开发200万件产品。与此同时，上网需求也在发生变化，收发邮件、浏览网站只是最基本的，人们还希望可以看电影、玩游戏、听音乐，以及处理各种数据。

但目前全球最快的Wi-Fi传输速度仅为300Mbps(少数可以达到600Mbps)，相当于每秒只能传输约36MB的内容。在人们只利用它来看网站、处理邮件的年代，这没什么问题。但到了今天，面对越来越复杂的使用需求，旧的技术标准变得捉襟见肘。因为这原本只是一条预计通行小轿车的公路，却忽然涌进了客车和大型货车，并且数量越来越多。

5G Wi-Fi—第五代Wi-Fi解决的就是这样的问题。它将传输速度提升到了1Gbps，每秒可以传输约125MB的内容。以对传输带宽要求最高的内容高清电影为例的话，一部高清电影每秒的数据流通常在30-45MB之间，甚至更高。5G Wi-Fi不仅满足了传输条件，多部高清电影的传输也不是问题，同时也就意味着它可以容纳更多的用户，不至于因数量过多而产生拥堵。

生产这一产品的是美国博通公司，一家有线和无线通信半导体解决方案提供商，也是全球最大的WLAN无线互联芯片的提供商。这家公司预计，最迟在2012年底，安装了5G Wi-Fi芯片的数码电子设备就会出现在市场上。

这是一个好消息，5G Wi-Fi第一次出现在了民用产品上，它由行业最具代表性的公司生产，理应会越来越流行。之所以被称为第五代标准，是因为它是在美国IEEE无线互联局域网标准802.11中第五个推出的，被命名为802.11ac。

我们可以通过回顾一下历史，看看这个有些难记的名词是怎么一回事。在全球民用无线网络中，常用发射和接受信号的频段是2.4GHz，其次是5GHz。信号频段越高，Wi-Fi芯片的工作频段也就越高，制造工艺也就越复杂。1997年，当第一代Wi-Fi标准出现的时候，受到工艺和成本的限制，芯片的工作频率只能固定在2.4GHz，最高传输速率只有2Mbps，相当于每秒只能传输约0.016MB的内容—在最开始的时候，Wi-Fi也还只是一条羊肠小道。

但它很快开始变成了公路，随后出现的802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等版本的标准，速度越来越快。比如2004年推出的802.11n比之前的802.11g快了10倍，比更早的802.11b快50倍，覆盖的范围也更广。只是尽管Wi-Fi芯片的传输速度像坐着直升机一路向上增长，但还是无法赶上人们的需求。

新的5G Wi-Fi，也就是802.11ac，采用了工作频率5GHz的芯片，能同时覆盖5GHz和2.4GHz两大频段。除了更快，它还能改善无线信号覆盖范围小的问题，虽然5GHz比2.4GHz更难直接绕过障碍物，但由于覆盖范围更大，考虑到信号会产生折射，新标准反而会更容易使各个角落都能收到信号;新标准的另一大优点是节能，电力使用效率是前一代的6倍。由于同一时间传送的内容多了，设备也能更快地进入低功率的省电模式。

更快速的通过能力、更全面的覆盖范围，让5G Wi-Fi成为了名副其实的信息高速公路。在移动互联网终端大行其道的今天，这意味着这张网络在未来还有着更多可能。

有两大组织在其间发挥了关键作用，那就是IEEE和Wi-Fi联盟。

IEEE是美国电气电子工程师协会的简称，它是目前世界上最大的专业技术组织，成员来自175个国家的研究机构和高校，拥有名目众多的研究小组，为众多技术制定行业通用的标准，IEEE 802.11就是其中之一，针对的是无线局域网的通用。之所以要制定这个通用标准，是为了让无线网络产品能够跟其他相关产业的产品兼容。

同时在无线网络领域，不同生产商的产品也需要能够相互兼容，因此在1999年，业界一些主要的无线设备生产商成立了联盟，2000年时这个联盟正式更名为Wi-Fi联盟。“Wi-Fi”原本只是该联盟持有的认证商标，打上这一商标的无线设备之间可以相互兼容。到今天， Wi-Fi最终突破了它诞生时的狭隘含义，几乎成为无线宽带接入技术的代名词—尽管它并不是无限局域网的唯一一项技术，Wi-Fi联盟的大力推广在其中功不可没。

早在2006年，时任Wi-Fi联盟主席的Andrew Myle就设想了一个万物皆有Wi-Fi的智能世界：在你回家之前，你的Wi-Fi空调已经把室内温度调到你喜欢的20摄氏度、Wi-Fi电饭煲里香软的米饭随时可以出锅;在厨房忙碌的间歇，你可以用Wi-Fi微波炉听会儿电台、与家人通电话;能让你省心的还有Wi-Fi电表，它会监控用电量，在剩余电量为零之前提醒你充值……

现在已经没有人认为这些只是科幻电影当中的场景了。可以调节用电量的智能Wi-Fi电表，在美国已经开始普及，而能够从网上下载最新菜谱的微波炉，或者让家庭主妇在厨房中与家人通话的视频冰箱，也在一些人的家里成为现实。在刚刚结束不久的2012年CES大展上，三星、LG、海尔等公司，都推出了带有Wi-Fi连接功能的冰箱、洗衣机、烘干机等白色家电产品。正是Wi-Fi让这些传统家电再次时髦起来，与数码移动产品站到了同一个舞台上。

在中国，越来越多的公司也开始加入Wi-Fi联盟，华为公司成了Wi-Fi联盟的董事会成员和赞助商成员，新近加入联盟的中国成员企业还包括了中国移动。而这个地方，众所周知，已经成了全球最大的手机市场。

注意到Wi-Fi潜力的还包括那些著名的汽车公司。在它们所制定的“未来汽车”计划中，Wi-Fi将是实现人、车及外部环境之间信息交换的重要技术。福特公司就在设想，将数据从你的车发送至Google数据中心，以便预测每次引擎点火所要去的地方，如果是油电混合车用户，那么他们就可以在驾驶中决定何时切换至电池供电，并选择一条山路最少、没有雨、车流量最小的更省油的行车路线。从经济角度考虑，这些都可以利用那些遍布全城的Wi-Fi热点来完成。

规模日益庞大的Wi-Fi用户大军，意味着更宽更快的传输带宽的需求，5G Wi-Fi应运而生。而运营商将是决定这一标准能否获得顺利推广的重要角色。

在大多数国家，通信运营商都是Wi-Fi热点建设的主要力量，它们对Wi-Fi的重视也有目共睹。如美国最大的电信公司AT&T在2011年第三季Wi-Fi网络的用户达到了去年同期的三倍，共有3.019亿用户通过AT&T的Wi-Fi上网。中国电信和中国移动则都有计划在未来1到3年内，把各自在全国范围内铺设的Wi-Fi热点数量增加至100万个。

运营商往往将Wi-Fi的使用条件，与数据流量套餐搭配起来“打包”向用户出售。这样既可以满足用户的需求，又可以弥补移动网络数据带宽的不足，有效促进数据套餐的销售，摆脱对话费业务的依赖。现在，你应该可以理解那些随处可见的运营商数据套餐搭配“免费”Wi-Fi上网时间的广告了。

Wi-Fi联盟当然乐于见到热点数量的不断增长。实际上，他们还有一个更大胆的计划：利用日益增加的带宽、速度、热点数量这些成熟条件，逐步推进Wi-Fi国际漫游服务。

这个计划将分为两步实施：推进5G Wi-Fi、保证带宽的同时，推出名为“Wi-Fi CERTIFIED”的新技术，它让手机等移动设备自动在用户所在国的Wi-Fi网络中接收通话、下载数据，无须事先申请和设置;第二步则更长远一些，通过规划中的60GHz Wi-Fi技术—允许Wi-Fi网络每秒传输数G的内容，进一步实现Wi-Fi产品之间无缝的全球漫游。

这样的计划如果推进下去，当然会触动到通信运营商们本就敏感的神经。不过事情或许也没有那么复杂，现在的3G网络国际漫游本就是一个两边不讨好的业务：对于运营商而言，由于各地区部署条件和水平不一，3G漫游技术难度大、结算成本高;对于用户而言，它也过于昂贵了。与之相比，Wi-Fi热点则有着越来越广泛的部署范围和越来越快的传输速度，可以为用户提供更为经济的国际漫游服务。当然，市场机会只属于那些勇于变革、率先探索新的商业模式的运营商。

苹果公司创始人乔布斯早在2005年就曾设想，利用无处不在的Wi-Fi热点，使苹果成为一家独立于现有移动通信运营商之外的“Wi-Fi通信运营商”。从后来的iMessage和Facetime等产品的身上，我们仍能看到这一设想的影子。现在他的计划还没有成为现实，但技术的大潮谁也无法阻挡。

Wi-Fi联盟将它们的愿景称为“无缝连接”，指 Wi-Fi网络会与移动通信网络一样方便。如同我们打开手机，手机就会自动接入通信网络一样，未来任何一个地区的Wi-Fi网络都可以自动接入，信号更稳定、速度更迅捷，不仅可以打电话，还可以上网看高清视频、处理那些复杂的数据。随着5G Wi-Fi的推出，这样的设想离我们更近了一步。