近兩年被炒的熱火朝天的萬物互聯，也讓短距離傳輸的新舊協議標準跟著風光。目前業 內除了 Wi-Fi 外，還有以下常用協議標準：
藍牙技術，始於 1994，由瑞典愛立信研發。是一種支持設備短距離通信（一般 10m 內） 的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦等眾多設備之間進 行無線信息交換。目前的藍牙標準是 Bluetooth 5.0，在傳輸距離、傳輸速率上及功耗 上都比以前有明顯提升。眾多廠家的無線 AP 裡內置藍牙模塊，一方面可以用在基於 藍牙的定位及電子圍欄，另一方面是基於物聯網傳輸的考慮。Zigbee，是一種短距離，低功耗，低速率，低成本的一種無線自組網通信技術，它的 出現是為了彌補藍牙協議的高複雜，功耗大，距離近，組網規模太小等缺陷。ZigBee 網絡被廣泛應用於家庭自動化、家庭安全、工業現場控制、環境控制、醫療護理、 交通運輸等各個領域。例如在智能家居里作為物聯網設備的網關。RFID，是一種無線通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關數據，而 無需讀卡識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。RFID 接收解讀器憑藉感 應電流識別併發送出存儲在芯片中的產品信息（無源標籤或被動標籤），或者由標籤 主動發送某一頻率的信號（有源標籤或主動標籤），解讀器讀取信息並解碼後，送至 中央信息系統進行有關數據處理。RFID 已廣泛應用於資產管理、門禁、停車場等物 聯網場景，其應用市場必將隨著物聯網的發展而擴大。
NFC，近場通信，由 RFID 及互連技術整合演變而來。NFC 是一種短距高頻的無線 電技術，工作頻率在 13.56MHz，20cm 距離內。卡與讀卡器間非接觸式進行點對點 數據讀取與交換。NFC 與藍牙技術功能類似，但傳輸速率和傳輸距離沒有藍牙快和遠， 同時功耗和成本都較低，保密性好，這些優點讓它成為移動支付和消費類電子的寵兒。
LiFi，光保真技術，是一種利用可見光波譜 ( 如燈泡發出的光 ) 進行數據傳輸的全新無 線傳輸技術。LiFi 能利用發光二極管 (LED) 燈泡的光波傳輸數據，可同時提供照明與 無線聯網，且不會產生電磁干擾，而且數據在光裡傳輸，安全性高。其侷限性主要是 終端到光源的反向通信及環境干擾問題。目前 LiFi 的商用產品還很少。
WiFiHaLow，基於聯盟最新公佈的 802.11ah WiFi 標準，用於低功耗、長距離傳輸。HaLow 採用 900MHz 頻段，低於當前 Wi-Fi 的 2.4GHz 和 5GHz 頻段。更低功耗， 同時 HaLow 的覆蓋範圍可以達到 1 公里，信號更強，且不容易被幹擾。
幾種技術的對比如下：
短距離傳輸技術對比
Wi-Fi 發展歷程
無線 Wi-Fi 20 年的發展歷程，其實就是人們對高帶寬不斷追求的過程。從圖 2-2 可以 看出，Wi-Fi 幾乎每經過 4-5 年左右就會出現一次技術變革，變革的主要目的是提高帶寬。
11a/g，理論帶寬 54Mbps，並規定了 2.4G 與 5GHz 的 Wi-Fi 可用信道。11n，第一次在 Wi-Fi 技術裡使用了 MIMO，在 2.4G 與 5GHz 下支持最多 4 根天線4 空間流，同時支持 40MHz 的信道捆綁技術，以提高帶寬。802.11n 40MHz 頻寬 下單空間流理論最大帶寬為 150Mbps，因此 4 空間流最大帶寬為 600Mbps。11ac，主要在 5GHz 的信道上做了優化，支持 80MHz 的頻寬（wave2 階段開始支 持 160MHz），單條空間流在 80MHz 的頻寬下最大帶寬達到 433Mbps，雖然 11ac設計可以支持8 空間流，但實際產品中最多隻用到4 條流，4 空間流時可達1.733Gbps； 在 11acwave2 階段開始支持下行 MU-MIMO( 多用戶的 MIMO)，將 AP 由每時刻 只能有一個終端通信的 Hub 模式變成了可以多用戶同時通信的交換模式，有效改善了 網絡資源利用率，讓無線 AP 的通信能力大幅提升。
Wi-Fi 發展歷程
1ax，2018.10 月，Wi-Fi 聯盟為更好的推廣 Wi-Fi 技術，參考通訊技術命名方式， 重新命名 Wi-Fi 標準，其中 802.11ax 被命名為 Wi-Fi 6，11ac 被命名為 Wi-Fi 5，以此 類推。Wi-Fi 聯盟計劃在 2019 年對 Wi-Fi 6 產品進行認證，因此 2019 年被看作 是 Wi-Fi 6 元年。Wi-Fi 6 單空間流在 80MHz 的頻寬下最大速率達到 600Mbps。 同時 Wi-Fi 6 更注重用戶體驗的提升。
802.11ax(Wi-Fi 6) 新技術帶來的影響Wi-Fi 6 將在接下來的 5 年成為 Wi-Fi 市場的主力技術，會帶來以下改變以提高接入用 戶的體驗：理論帶寬 9.6Gbps 的超高帶寬AP 接入容量是 11ac 的 4 倍，支持更多的終端併發接入 終端功耗節約 30% 以上，滿足物聯網終端對低功耗的要求根據 WFA 的 Wi-Fi6 白皮書，OFDMA、MU-MIMO、TWT、BSS Coloring 等feature 及優勢重點被提及，下面簡單介紹一下這幾個技術。
OFDMA 是從 OFDM 演進過來的，最早應用於通信技術。Wi-Fi 6 標準裡也採納了這 種技術來提高頻譜的利用效率。在傳統方式中，每個用戶要發送數據（無論數據包的大小） 都會佔用整個信道，由於無線網絡中傳輸大量的管理幀與控制幀，這些幀雖然數據包小但還 是要佔有整個信道，就像一輛大公共汽車只拉了一個乘客；如下圖：使用 OFDMA 在頻域上將無線信道劃分為多個子信道（子載波），形成一個個頻率資源塊，用戶數據承載在每個資 源塊上，而不是佔用整個信道，從而實現在每個時間段內多個用戶同時並行傳輸，不必排隊 等待、相互競爭，提升了效率，降低了排隊等待時延。
Wi-Fi 6 OFDMA(Source：Wi-Fi Alliance
OFDMA 將一輛公共汽車（20MHz）的頻寬劃分成256 個小座位（子載波），每個座位（頻 寬）固定大小為 78.125KHz，但是一個小座位（子載波）太窄了，都坐不下最小的孩子（傳 輸不了基本的報文），因此將 26 個小座位（子載波）捆綁在一起稱為一個最小的 RU（資源 單元 Resource Unit），一個 RU 為 2MHz 的頻寬（又稱為 26-toneRU），一輛公共汽車（20MHz）最多可以同時運輸 9 個乘客（9 個併發用戶），剩餘的空間用作座位間的隔離， 如下圖 20MHz 頻寬的 RU 劃分情況：
20MHz OFDMA RU 劃分
最多可以有 9 個相同大小的 RU，即可以併發 9 個用戶。但如果用戶輸出的內容大小不同， 或優先級不同，就可以有其他的組合或佔用更多的RU，例如4 個52-RU 與1 個26-RU 併發。 在 20M/40M/80M/160MHz 頻寬下一共有 7 種大小的 RU，26-RU，52-RU，106-RU， 242-RU，484-RU，996-RU 及 2x996-RU。
Wi-Fi 6 既支持 Downlink-OFDMA，又支持 Uplink-OFDMA。在 Downlink 裡， AP 根據用戶下行的報文及優先級來決定分配 RU 的情況；但在 Uplink-OFDMA 裡，執行起來 要困難的多，AP 通過觸發幀告知終端可以分配的資源，終端與 AP 協商分配 RU 及終端前 導幀（preamble）的同步。
MU-MIMO
11ac wave2 的最大亮點就是 Downlink MU-MIMO，其 AP 節點可以同時向多個支持 MU-MIMO 的客戶端發送數據包，解決了無線 AP 之前一次只能和一個終端通信的問題。
Wi-Fi 6 保持了這一技術，併發揚光大，可以同時支持向 8 個終端發送數據。而且在 Wi-Fi 6 裡將支持 Uplink MU-MIMO，最多支持 8 個 1x1 用戶的併發上行。
Uplink MU-MIMO
OFDMA 與 MU-MIMO 都是 Wi-Fi 6 的關鍵技術，分別在頻率空間和物理空間上提供 多路併發技術，帶來了網絡整體性能與速度的極大提升，全面優化用戶體驗。
Target wake time(TWT)
目標喚醒時間 TWT（Target Wake Time）是 Wi-Fi 6 支持的另一個重要的資源調度功 能，它允許設備協商什麼時候和多久會喚醒發送或接收數據，無線接入點可以將客戶端設備 分組到不同的 TWT 週期，從而減少喚醒後同時競爭無線介質的設備數量。TWT 還增加了設 備睡眠時間，從而大大提高了電池壽命。比如，你家裡有多臺智能家居設備接入Wi-Fi，AP 可以與每臺設備單獨建立“喚醒協議”， 終端設備僅在收到自己的“喚醒”消息之後才進入工作狀態，而其餘時間均處於休眠狀態。
TWT 示意圖
此外，TWT 可配合 OFDMA 技術，採用一種稱為“廣播 TWT”操作，AP 可以設定編 排議程並將TWT 值提供給多個STA，這樣一來，雙方之間就不需要存在個別的 TWT 協議， 同時喚醒多個設備實現傳輸視頻、語音和數據等不同業務的多設備並行連接，並根據不同業 務調整流量比例和優先級，從而提升用戶體驗。
廣播 TWT 示意圖
TWT 功能充分體現了 Wi-Fi 6 擁抱物聯網的決心，是對“使用 Wi-Fi 耗電快”最有力 的回應。TWT 可以為電池供電的 IOT 設備節約 30% 以上的電量，使 Wi-Fi 真正成為 IOT 傳輸標準中的重要一員。
Spatial reuse(BSS Coloring)頻率資源的匱乏是 Wi-Fi 心中的痛，尤其是在封閉的高密度場館裡，部署多個 AP 時，AP 可以聽到其他所有同信道 AP 的幀，即使是最強大的調頻算法也難以解決同頻干擾問題。為了提升密集部署環境中系統整體性能和頻譜資源的有效利用，Wi-Fi 6 提出了一種信 道空間複用技術（Spatial reuse technique）-BSS Color，在幀中增加了 6 個 bit 的標識符， 可以區分不同 AP 相同信道的 BSS。如下圖：AP-1，AP-2 與 AP-3 都工作在 36 信道，發射相同的 BSS，通過 BSSColor，連接到 AP-3 的終端不會受到 AP-1 與 AP-2 的干擾， 可以與 AP-1 或 AP-2 同時使用相同信道收發數據。AP-1 發現 AP-2 的 BSSColor 與自己 相同，可以協商修改 Color 以避免衝突。
BSS Coloring
閱讀更多 智慧城市物聯世界 的文章
