IEEE 802.11

歷史

自第二次世界大戰，無線通訊因在軍事上應用的成果而受到重視，無線通訊一直發展，但缺乏廣泛的通訊標準。於是，IEEE在1997年為無線區域網路制定了第一個版本標準──IEEE 802.11。其中定義了媒體存取控制層（MAC層）和實體層。實體層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種擴頻作調製方式和一種紅外線傳輸的方式，總資料傳輸速率設計為2Mbit/s。兩個裝置可以自行構建臨時網路，也可以在基站（Base Station, BS）或者存取點（Access Point，AP）的協調下通訊。為了在不同的通訊環境下取得良好的通訊品質，採用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）硬體溝通方式。
1999年加上了兩個補充版本：802.11a定義了一個在5GHz ISM頻段上的資料傳輸速率可達54Mbit/s的實體層，802.11b定義了一個在2.4GHz的ISM頻段上但資料傳輸速率高達11Mbit/s的實體層。
2.4GHz的ISM頻段為世界上絕大多數國家通用，因此802.11b得到了最為廣泛的應用。蘋果公司把自己開發的802.11標準起名叫AirPort。1999年工業界成立了Wi-Fi聯盟，致力解決符合802.11標準的產品的生產和裝置相容性問題。

IEEE 802.11a

IEEE 802.11a是802.11原始標準的一個修訂標準，於1999年獲得批准。802.11a標準採用了與原始標準相同的核心協定，工作頻率為5GHz，使用52個正交頻分多路復用副載波，最大原始資料傳輸率為54Mb/s，這達到了現實網路中等吞吐量（20Mb/s）的要求。
由於2.4G頻段日益擁擠，使用5G頻段是802.11a的一個重要的改進。但是，也帶來了問題。傳輸距離上不及802.11b/g；理論上5G訊號也更容易被牆阻擋吸收，所以802.11a的覆蓋不及801.11b。802.11a同樣會被干擾，但由於附近干擾訊號不多，所以802.11a通常吞吐量比較好。

IEEE 802.11b

IEEE 802.11b是無線區域網路的一個標準。其載波的頻率為2.4GHz，可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多種傳輸速度。在2.4-GHz的ISM頻段共有11個頻寬為22MHz的頻道可供使用，它是11個相互重疊的頻段。IEEE 802.11b的後繼標準是IEEE 802.11g。

IEEE 802.11g

IEEE 802.11g在2003年7月被通過。其載波的頻率為2.4GHz（跟802.11b相同），共14個頻段，最大傳送速度為54Mbit/s。802.11g的裝置向下與802.11b相容。

IEEE 802.11i

IEEE 802.11i是IEEE為了彌補802.11脆弱的安全加密功能（WEP，Wired Equivalent Privacy）而制定的修正案，於2004年7月完成。其中定義了基於AES的全新加密協定CCMP（CTR with CBC-MAC Protocol）。
無線網路中的安全問題從暴露到最終解決經歷了相當的時間，而各大廠通訊晶片商顯然無法接受在這期間什麼都不出售，所以迫不及待的Wi-Fi廠商採用802.11i的草案3為藍圖設計了一系列通訊裝置，隨後稱之為支援WPA（Wi-Fi Protected Access）的，這個協定包含了向前相容RC4的加密協定TKIP（Temporal Key Integrity Protocol），它沿用了WEP所使用的硬體並修正了一些缺失，但可惜仍然不是毫無安全弱點的；之後稱將支援802.11i最終版協定的通訊裝置稱為支援WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）的。

IEEE 802.11k

IEEE 802.11k闡述了無線區域網路中頻譜測量所能提供的服務，並以協定方式規定了測量的類型及接收傳送的格式。此協定制定了幾種有測量價值的頻譜資源資訊，並建立了一種請求／報告機制，使測量的需求和結果在不同終端之間進行通訊。協定制定小組的工作目標是要使終端裝置能夠通過對測量資訊的量讀做出相應的傳輸調整，為此，協定制定小組定義了測量類型。
這些測量報告使在IEEE 802.11規範下的無線網路終端可以收集臨近AP的資訊（信標報告）和臨近終端鏈路性質資訊（影格報告，隱藏終端報告和終端統計報告）。測量終端還可以提供信道干擾水平（噪聲柱狀報告）和信道使用情況（信道負荷報告和媒介感知柱狀圖）。

IEEE 802.11n

IEEE 802.11n（又被稱為Wi-Fi 4），於2009年9月正式批准。該標準增加了對MIMO的支援，最大傳輸速度為450Mbit/s。同時，通過使用Alamouti提出的空時分組碼，該標準擴大了資料傳輸範圍。

IEEE 802.11ac

IEEE 802.11ac又被稱為Wi-Fi 5，802.11ac Wave1支援的最大速率為866MBit/s，802.11ac Wave2支援的最大速率為1.73GBit/s。

IEEE 802.11ad

無線千兆聯盟（Wireless Gigabit Alliance，WiGig），工業組織，致力於推動在無執照的60 GHz頻帶上，進行數千兆位元（multi-gigabit）速度的無線裝置資料傳輸技術。此聯盟於2009年5月7日宣布成立，於2009年12月推出第一版1.0 WiGig技術規格（802.11ad）。隨後該標準被Intel公司放棄。

IEEE 802.11ax

又稱為Wi-Fi 6

各國適用頻道

802.11b和802.11g將2.4 GHz的頻段區分為14個重複，標記的頻道;每個頻道的中心頻率相差5兆赫茲（MHz）。一般常常被誤認的是頻道1，6和11（還有有些地區的頻道14）是互不重疊所以利用這些不重疊的頻道，多組無線網路的互相涵蓋，互不影響，這種看法太過簡單。802.11b和802.11g並沒有規範每個頻道的頻寬，規範的是中心頻率和頻譜封鎖（spectral mask）。802.11b的頻譜封鎖需求為：在中心頻率±11 MHz處，至少衰減30 dB，±22 MHz處要衰減50 dB.
由於頻譜封鎖只規定到±22 MHz處的能量限制，所以通常認定使用頻寬不會超過這個範圍。實際上，當發射端距離接收端非常近時，接收端接受到的有效能量頻譜，有可能會超過22 MHz的區域。所以，一般認定頻道1，6和11互不重疊的說法。應該要修正為：頻道1，6和11，三個頻段互相之間的影響比使用其它頻段小。然而，要注意的是，一個使用頻道1的高功率發射端，可以輕易的干擾到一個使用頻道6的，功率較低的發射站。在實驗室的測試中發現，當使用頻道11來傳遞檔案時，一個使用頻道1的發射台也在通訊時，會影響到頻道11的檔案傳輸，讓傳輸速率稍稍降低。所以，即使是頻段相差最遠的頻道1和11，也是會互相干擾的。
雖然頻道1、6和11互不重疊的說法是不正確的，但是這個說法至少可以用來說明：頻道距離在1，6和11之間雖然會對彼此造成干擾，而卻不會強烈地影響到通訊的傳輸速率。
高功率AP為了因應較高的振幅，將中心頻率±11 MHz處的頻譜封鎖提高到-40dB，所以才會由ch1干擾到ch6，ch6干擾到ch11。至於ch1干擾到ch11是因為AP功率放大到非線性飽和區，某些廠商製造的AP確實全蓋台（Ch1－Ch11）。而正好那些產品又是賣最多的，也就是號稱功率最高的。只要符合FCC規範壓在±11 MHz -30dB、±22 MHz -50dB就不會出現互相干擾問題。某些晶片製造商在量產或技術上接近ACPR（Adjacent Channel Power Ratio鄰近通道功率比例）不合格邊緣，透過放大器放大會導致上述情形出現。