WiFi-射頻(RF)簡介 — Part3
802.11標準與其歷史
無線網路的歷史
我們將從 Wi-Fi 的簡史開始，了解 Wi-Fi 自誕生以來在過去 25、26 年裡的發展歷程。也將介紹一些負責監督 Wi-Fi 標準和法規的組織。Wi-Fi 的歷史可以追溯到網路協定的早期發展和無線連接的需求。
Aloha Net 和 Aloha 協定分別是乙太網路和 802.11 協定的前身，為無線通訊奠定了基礎。1985年，美國聯邦通訊委員會開放了ISM（工業、科學和醫療未經授權使用頻段），其中包括2.4GHz範圍內的頻率。這些頻率被微波爐等設備共享，並且它們帶來干擾的風險。
802.11 協定的第一個版本於 1997 年推出，提供高達2Mbps的連結速度。兩年後，即 1999 年，802.11 B 修正案發布，該修正案允許更快的連結速度達到 11Mbps，並確保了互通性和市場成長。Wi-Fi 聯盟成立於 1999 年，是負責管理 Wi-Fi 商標的產業協會，Wi-Fi 這個名稱成為了無線連線的代名詞。
標準和監管機構
IEEE負責監督 802.11 標準的主要組織，他們在製定和維護管理無線區域網路的規則方面發揮著至關重要的作用。他們的努力確保了無線區域網路技術有效率、協調地運作。
FCC，即聯邦通訊委員會，是美國負責監管無線電頻譜的政府機構。此頻譜包括無線區域網路和其他無線技術，FCC 制定了有關功率等級、頻道頻寬和影響無線區域網路運作的其他各種因素的準則和規定。
在歐洲，負責監督電信設備和系統的監管機構是歐洲電信標準協會 (ETSI)。他們的目標是確保歐洲無線頻譜的公平和有效使用。ETSI的任務是為各種通訊標準（包括無線區域網路）制定標準。FCC 確保遵守歐洲既定的法規，並確保無線區域網路符合指定的準則。實際無論哪一組織，他們都創建了一個框架，以確保各自位置的無線區域網路系統正常運作、效率和合規性。
Wi-Fi 聯盟是一個非營利組織，在無線區域網路領域發揮著至關重要的作用，其主要重點是認證無線區域網路產品，確保它們能夠協同工作並符合 IEEE 802.11 標準。透過這樣做，他們促進了無線區域網路設備的無縫互通性，促進了廣泛採用並增強了用戶體驗。
Wi-Fi 聯盟也支持創新並推動新的無線區域網路技術的發展，不斷突破無線連線的界限。
國際標準化組織（ISO）是一個負責制定各個領域標準的組織，包括無線區域網路。他們特別強調安全標準和確保透過無線網路傳輸的資料的保護等領域。此外，他們還開發了高效的網路管理協議，實現可靠性和最佳化。
Wi-Fi聯盟和IETF的運作對網際網路及其各個元件的塑造有重大影響。他們開發和推廣能夠實現 Wi-Fi 網路與互聯網上其他系統之間無縫整合和有效通訊的標準和協定。
WiFi標準
802.11
現在，我們已經討論了第一版的802.11 和802.11 B，但讓我們重新討論一下，第一個802.11 標準，也稱為802.11 Prime，是在2.4 Ghz頻段運行的，並且最大運行為 2Mbps。
802.11a
其運行頻率為 5 Ghz，並帶來了顯著的改進，包括更快的資料速率，最高可達每秒 54Mbps。
802.11b
而 1999 年左右同一時間，802.11 B 修正案出台，運作在 2.4GHz 頻段，提供 11Mbps 。
802.11n
這被認為是 Wi-Fi 的一大進步，此次引入了MINO(multiple input, multiple output) 技術，可實現更高的資料速率並提高範圍和吞吐量。
802.11ac
我們會在後面的文章介紹"天線模組802.11 AC "中更深入地研究MINO，這為Wi-Fi 效能帶來了顯著的改進，提供了更高的數據速率、增強了頻道綁定並支援多用戶Mimo 或Mu-mimo 技術，允許與多個設備同時通訊。它在5Gb頻段運行，提供更快、更可靠的無線連接。
802.11ax(也稱WiFi 6)
它在密集環境中提供更高的資料速率、更大的容量和更好的效能。 802.11ax 使用OFDM(orthogonal frequency division, multiple access) 和和目標喚醒時間(wake time)等技術來提高效率並減少延遲。它支援多用戶 MINO，具有上行和下載通訊功能，可同時向多個裝置傳輸資料。
802.11d
透過使設備的運作能夠適應不同國家的具體法規，解決了監管領域的問題。
802.11e
於 2005 年發布，此次修訂引入了服務品質或 QoS 增強功能，改善了不同類型的網路流量。
802.11h
添加動態頻率選擇和發射功率控制以符合監管要求
802.11i
稱為 WPA2(Wi-Fi Protected Access)。引入了增強的安全功能，包括加密等以加強無線網路的安全。如AES(Advanced Encryption Standard)的資料加密功能。
802.11j
這是日本特有的監管要求，允許為日本市場提供 4.9 至 5GHz 的額外頻道。
802.11k
這是為了改善網路管理和最佳化而設計的，並且引入了無線電資源(radio resource)測量和網路效能評估功能。
802.11p
這是為行動車輛環境中的無線通訊而設計的 — ITS(Intelligent Transportation System)，並且規定使用 5.9GHz 頻段進行專用短距離通訊。
802.11r
也稱為快速 BSS 轉換或TF(Fast Transition)。旨在改善接入點(Access Point)之間的切換過程，實現無縫和不間斷的漫遊。
802.11s
引入了網狀網路功能(mesh networking capabilities)，這使得建立自配置自修復的無線網路(self-configuring self-healing wireless networks.)成為可能。
802.11u
規定了Wi-Fi網路與巢狀網路(cellular networks)無縫整合的機制，並實現了自動搜尋、發現和選擇等功能。
802.11v
專注於網路管理增強，引入了集中式網路管理功能，可以更好地控制和優化 Wi-Fi 網路。
802.11w
引入了受保護的PMF(protected management frames)的機制，加強了設備之間交換的管理幀(management frames)的安全性。
802.11y
此修正案解決了3650和3700MHz頻段以及美國農村地區使用的監管要求。
802.11z
稱為DLS(Direct link setup)引入了在設備之間建立直接連結的機制，可以實現無需通過Access point的更快的資料傳輸。
802.11aa
專注於增強服務品質框架，並提供了更好地處理音訊和視訊流量(針對在無線網路中的 multicast與broadcast資料的)的機制。
802.11ad
這也稱為 WiGig，且規定使用60GHz頻段進行高速資料通訊，實現Multigig無線連線。
802.11ae
規定了對 QoS 管理的增強。可以啟用QMF(quality of service management frame)服務，允許使用與指派給語音流量的不同的 QoS 類別來傳輸某些管理訊框，這可以提高其他流量的服務品質。
802.11af
現在被稱為電視空白頻段，它引入了利用未使用的電視廣播頻率進行無線網路的技術。
802.11ah
這是為低功耗、長距離應用而設計的。這是Wi-Fi Halow標準，針對物聯網設備對Wi-Fi進行了最佳化。
802.11ai
旨在透過指定快速初始鏈路設定(initial link setup)或填充技術來提高網路效率和效能，並減少設備連接到Wi-Fi網路所需的時間。
8022 11aj
規定使用 45GHz 頻段進行高速、短距離無線通信，提供GB等級的資料速率。
802.11ak
重點在於改善了基本服務集的傳輸和操作(basic service set transmission and operation)，旨在提升WiFi網路的整體效能和可靠性。
802.1aq
引入了預關聯發現協議(Pre-association Discovery Protocol)，能夠在密集部署場景中有效發現並選擇 Wi-Fi 網路。
