導讀：科普：Wi-Fi簡史 WiFi的前生今世

現在無論是手機還是筆記本、智能電視、智能音箱，還有很多智能設配都離不開無線網絡即Wi-Fi，一般我們現在用的是Wi-Fi5（802.11ac），Wi-Fi6（802.11ax）也正在快速的普及中，很多小伙伴都已經用上WiFi6了，那么你知道他的前生今世么？

1896年，意大利人伽利爾摩·馬可尼實現了人類歷史上首次無線電通信。從此，人類打開了無線電世界的大門。

伽利爾摩·馬可尼（1874-1937）

當時的無線電報機，采用的是火花隙式發射機（spark-gap transmitter），傳輸的信號內容，是摩爾斯電碼。

這種無線電報機不能同時接收和發送。所以，收發電報速度慢，效率低下。

正在“聽”電報的電報員

與無線電報業務同步發展的，還有無線電廣播業務。這是無線技術的又一個重要應用。

世界上第一個廣播電臺

隨著地球上的廣播和電臺數量不斷增加，無線干擾變得越來越嚴重。

在這種情況下，政府開始介入，對無線廣播進行管制，對無線電頻率使用進行統一管理。

這就是頻譜授權制度的由來。

20世紀70年代，蜂窩移動通信開始興起，同樣沒有逃過頻譜授權制度。

當時，在美國，負責對頻譜進行管理授權的，是FCC（美國聯邦通信委員會）。

FCC的標志

進入80年代后，隨著微電路和數字信號處理等技術的迅速發展，無線技術突飛猛進，新的無線設備不斷被發明出來，新的移動通信標準也不斷出現。但是，受限于頻譜授權制度，這些新設備新技術的研發受到嚴重制約。

這個時候，一位關鍵人物出現了——他就是邁克爾·馬庫斯（Michael Marcus，后來被稱為“WiFi教父”）。

馬庫斯當時只是FCC的一名普通工程師。

有一天，他向他的領導提了一個建議：希望可以規定一些未授權頻譜，開放給行業使用，并適當增加這些未授權頻譜設備的發射功率，使之可以覆蓋幾十到幾百米的范圍。如果這樣做，將有利于激勵科技企業做出更多的創新，帶來更大的經濟效益。

FCC采納了他的建議，并向社會各界征求意見。不過，得到的是完全不負責任的反饋：

只要不占用我的頻段，隨便你們怎么玩！

是的，當時頻段資源已經被擠占得很嚴重了，誰也不想把自己手上的頻段放出來。

最后，FCC只能從僅有的空余頻段中釋放出三個不受歡迎的“垃圾頻段”。這些頻段，就是我們現在經常提到的ISM頻段。

這些頻段主要是開放給工業、科學、醫學三個領域使用，屬于Free License（免費授權），所以也稱為“非授權頻譜”。

在設備發射功率方面，FCC規定這些新免授權頻段的設備發射功率可達到1W。

誰也沒有想到，就是這1W，成就了今天的WiFi，藍牙，ZigBee等各種短距離通信技術。

當時，為了避免設備間干擾，FCC要求這些新免授權頻段的產品使用擴頻技術。

所謂擴頻技術，就是傳輸信息所用的帶寬遠大于信息本身帶寬，在發射端以擴頻編碼進行擴頻調制，在收端以相關解調技術收信息。擴頻技術最早應用軍事領域，具備高可靠性，高保密性而且不易受到干擾的特性。

FCC新規推出之后，獲得了行業的廣泛歡迎。但是，就在大家埋頭發展的時候，新的問題出現了。

整個產業內，沒有統一的標準。

當時很多無線產品設備商們，都是各自開發自己的專用設備，誰也不鳥誰，不同廠家之間的設備根本無法兼容。

1988年，美國NCR公司想利用未授權頻段來做無線收款機（NCR是世界上最早做機械式和電動收款機的一家公司，后來被AT&T收購）。于是，就找來了他們研發部門的工程師Victor Hayes，問他這事該怎么辦？

Victor Hayes

Victor Hayes非常有前瞻性，他認為，必須先有一個統一的標準。然后，Victor Hayes就聯合貝爾實驗室的另一位工程師Bruce Tuch找到IEEE，希望建立一套通用的未授權頻譜標準。

IEEE，電氣和電子工程師協會

于是，90年代初，IEEE成立了著名的802.11工作組，由Victor Hayes擔任主席。

與此同時，1991年，NCR的工程團隊和其合資伙伴AT&T在荷蘭Neuwegein開發出了WaveLAN技術。這項技術被認為是Wi-Fi的雛形。

那么，是不是NCR就是Wi-Fi的發明人呢？并不是。

就在NCR在搗鼓WaveLAN的時候，澳洲政府的研究機構CSIRO也發明了一種無線網技術。具體的發明人，是悉尼大學的John O'Sullivan和他的小組。

Dr John O'Sullivan

1996年，他們成功在美國申請了技術專利，專利號是US Patent Number 5,487,069。（后來為了這個專利，還打了一場官司。）

1999年，IEEE官方定義802.11標準的時候，選擇并認定了CSIRO發明的無線網技術是世界上最好的無線網技術，因此吸納為Wi-Fi的核心技術標準。

終于，IEEE802.11的標準版本：802.11b（工作于2.4GHz頻段）和802.11a（工作于5.8GHz頻段），分別于1999年12月和2000年1月獲得批準。

就在工作組忙于確定標準的同時，Intersil、3Com、諾基亞、Aironet、Symbol和朗訊這6家公司，共同組成了無線以太網路相容性聯盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance，縮寫為WECA)。

WECA成立的目的主要是對不同廠家的產品進行兼容性認證，實現不同廠家設備間的互操作性。

聯盟成立之后，為了便于市場推廣，大家商量打算換一個響亮的名字，例如“WECA可兼容”、“IEEE802.11b兼容”等。但是，這種滯澀的術語很難讓人們脫口而出。為了這事，WECA還專門咨詢了品牌專家，品牌專家給了他們很多建議，比如叫“FlankSpeed”，“DragonFly”等等。

最后，“Wi-Fi”這個名字勝出。

之所以叫“Wi-Fi”，是因為它聽起來有點像“HiFi”，這容易讓人聯想到不同廠家的CD播放器可以和任意功放設備相兼容。后來有人說“Wi-Fi”是“wireless fidelity（無線保真）”的簡稱，這其實只是后來人們設想的而已。

2002年10月，WECA正式改名為Wi-Fi聯盟（Wi-Fi Alliance)。

技術已經標準化了，藝名也有了，現在該干啥？

抱大腿啊。

你的技術再好，也要有人愿意用啊，要有設備商能夠支持啊。

于是，Wi-Fi聯盟里的朗訊公司找到了蘋果公司，希望他們的產品能引入Wi-Fi。

蘋果很高傲，他們告訴朗訊：如果你們的無線適配器價格能夠降到100美元以下，我們就在筆記本里設計一個Wi-Fi插槽。

朗訊同意了。

1999年7月，蘋果在其推出的新一代iBook筆記本電腦中首次引入Wi-Fi，不過并非標配，只是一個可選項。

喬布斯演示iBook G3的“無線”魔法，他將其命名為“AirPort”

但是，就是這個”可選項“，迅速引來了其它電腦廠家的跟風。

不僅硬件廠商跟進了Wi-Fi，微軟的Windows XP操作系統也增加了對Wi-Fi的支持（用戶無需安裝第三方驅動或軟件，即可以實現無線連接）。

自此，Wi-Fi的使用范圍不斷擴大，從個人到家庭，從家庭到公共場所，走進了我們每一個人的生活。

這個時候，IEEE802.11工作組重新調整IEEE802.11協議標準，推出了新的物理層標準IEEE802.11g。它使用更先進的擴頻技術，稱為正交頻分復用（OFDM）調制技術，其速率可在2.4GHz頻段上達到54Mbps。

后來，又有了802.11n、802.11ac、802.11ad等。

802.11的發展軌跡

正因為802.11a/b/n/g/ac/ax之類的命名方式實在容易讓人混亂，無法輕松看出先后順序，所以IEEE決定，從802.11ax開始，以數字的方式進行命名。

而802.11ax，就是我們現在火得不能再火的Wi-Fi 6。

經過20多年的發展，Wi-Fi 6的傳輸速度已經是第一代Wi-Fi的873倍。

不得不說，Wi-Fi是一項非常成功的無線通信技術，它在很大程度上改變了我們的生活。

如今，Wi-Fi又來到了歷史的十字路口。面對5G的挑戰，它究竟會走向何方呢？讓時間來告訴我們答案吧。