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DAY 7
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網路通訊輕鬆聊系列 第 7

無線上網:Wi-Fi, 3G, 4G 及 5G 都是些是什麼?

聊完有線上網,我們接著從 Wi-Fi 開始,到提供行動上網不同世代,看看這些服務是怎麼出現的,又用了些什麼技術?

Wi-Fi

Wi-Fi 是一個無線網路技術,由 Wi-Fi 聯盟(前身為:WECA 無線乙太相容性聯盟) 所取的名稱,而 Wi-Fi 其實並不是什麼字詞的縮寫,本身沒有什麼意義,僅僅是個品牌名稱。

Wi-Fi Logo(來源:Max Pixel)
*Wi-Fi Logo(來源:Max Pixel)

至於是哪種技術?就要談到 IEEE(電機電子工程師協會)所定義的標準:IEEE 802.11 了。這個網路標準詳細的訂定數據的傳輸方式、實現多快的傳輸速率等等。但 IEEE 本身不做認證,只是把規則訂出來,此時 Wi-Fi 聯盟就把這份規則拿來用了。

以最原始的 IEEE 802.11 來看,只要是傳輸在符合在 2.4GHz 波段並且能實現 2 Mbps 的速率,等等規範的產品,繳個規費給 Wi-Fi 聯盟後,他們就會蓋個章,認證這產品是 Wi-Fi 家庭的一份子,可以拿此名稱到江湖混了。

隨著大家對上網速度的追求,IEEE 802.11 系列標準也持續更新,從第一代進化到第二代 IEEE 802.11b,再到 IEEE 802.11a、IEEE 802.11n,後面的字母不斷更迭,更新一代的標準自然就定義更快的傳輸速率。

Wi-Fi 6

最近大家可能看到 Wi-Fi 6 的頻率比看到 802.11xx 來的高,這是由與 Wi-Fi 聯盟了讓大家能更容易分辨新舊標準而重新命名,從 IEEE 802.11n 開始被命名成「Wi-Fi 4」世代;接著就是 IEEE 802.ac 的「Wi-Fi 5」,到了現在 IEEE 802.ax 的「Wi-Fi 6」。

現今的 Wi-Fi 6 標準,所定義的最高速率理論值可達 9.6 Gbps,相當於第一代的 5000 倍之多!

行動上網

聊完 Wi-Fi 聯盟,我們來看看稱霸無線上網領域的另外一個聯盟:ITU(International Telecommunication Union,國際電信聯盟)所制訂的行動通訊技術。

ITU 的前身是 17 世紀在巴黎所創立的國際電報聯盟(ITU, Interational Telegraph Union),超級悠久。其主要做的事當然就是制訂電信相關標準。

現在我們透過手機 4G, 5G 上網的這些標準就是 ITU 所訂定的。其後面的 G,並不是數位資訊的計量單位 GB,而是 Generation 的意思。1G 就是第一代,定義的是類比訊號的手機通訊標準;2G 為第二代,即指數位訊號的手機通訊標準。

3G, 4G, 5G

從 3G, 3rd-Generation 開始,由於設備的提供的資料下載能力變快,透過行動網路上網的變的不那麼慢,逐漸讓手機上網成為一種趨勢。在 3G 的標準下,ITU 規定在不同環境下要能支援不同的傳輸速率,例如室內 2 Mbps、行車中 144 kbps 等等。

這樣的速度當然滿足不了消費者對於網路的需求,4G 標準也就在 2008 年被規範出來,要求靜止狀態下傳輸速率達 1 Gbps、高速移動下達 100 Mbps,但真的要普及,還得讓基地台的設備翻新、移動裝備普遍支援 4G 規範才行。

但在許多地方連 4G 覆蓋率都還很低的時候,5G 便已在許多地方開始投入基礎設施的建構了。雖然 4G 的速度已經可以滿足大部分的上網用戶,但在物聯網時代,傳送一些畫質更高的影片,或需要更低延遲、更大傳輸量的裝置顯然還不被滿足。傳輸更快、數據量更多、延遲更低、同時滿足更多裝置的 5G 就被定義出來:最高速率可達 10 Gbps、延遲低於 1 ms。

可以預想的是,雖然 5G 在世界各地才剛起步不久,要普及到 ISP 們能回收基礎建設的成本還要好多年,但讓傳輸更快更好的標準勢必也會更新下去。事實上,6G 的技術及標準制訂確實已經在開發當中了。

參考資料

  1. Wiki - Wi-Fi
  2. Wiki - Wi-Fi 聯盟
  3. Wiki - IEEE
  4. Wiki - IEEE 802.11
  5. 電獺少女 - Wi-Fi 6 是什麼?有多快? 跟以前的 802.11 開頭的標準有什麼差? 解析給你聽!
  6. Wiki - 國際電信聯盟
  7. Wiki - 3G
  8. 數位時代 - 跟 4G 不一樣在哪?5G 白話文快速看懂技術差異
  9. Wiki - 4G
  10. Wiki - 5G

圖片來源

  1. Max Pixel - Wi-Fi Logo

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