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從蝸牛速度到千兆網(wǎng)絡(luò)——Wi-Fi背后的故事
2025-07-29 中國電信博物館
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“枯藤老樹昏鴉,空調(diào)Wi-Fi西瓜,周末在家趴一趴,瞬間就能笑哈哈”?;ヂ?lián)網(wǎng)誕生至今,早已成為如今社會上不可或缺的“重要成員”之一,而無線網(wǎng)絡(luò)wifi這一技術(shù),大家有可能只聞其名,卻不知其發(fā)展歷程有多曲折和精彩。

今天,就讓我們吹著空調(diào),打開Wi-Fi,一起進(jìn)入Wi-Fi的奇幻誕生之旅吧~

Wi-Fi的起源

起點:好萊塢女星的“無線跳頻”靈感

時間拉回到1940年,被人稱為Wi-Fi之母的好萊塢女星“海蒂·拉瑪(Hedy Lamarr)”從音樂家喬治·安太爾的鋼琴演奏中獲得靈感,發(fā)明了“無線跳頻”技術(shù),這項本是在軍事領(lǐng)域幫助盟軍魚雷躲避干擾的技術(shù),卻為后來WiFi的革命性發(fā)展奠定了基礎(chǔ),成為未來無限通信領(lǐng)域發(fā)展的重要里程碑。

Wi-Fi的早期輪廓

Wi-Fi 其實是一種無線局域網(wǎng)協(xié)議。而對于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的多址接入?yún)f(xié)議的歷史可以追溯到 1971 年的 ALOHAnet,ALOHAnet 是一個在夏威夷大學(xué)開發(fā)的一個無線網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)時夏威夷群島依靠的是有線連接的方式接通網(wǎng)絡(luò),時任夏威夷大學(xué)教師的諾曼·艾布拉姆森(Norman Abramson),在與其他高校分享學(xué)習(xí)成果時覺得十分不方便。為了解決這一問題,他帶領(lǐng)著一個團隊開始投入到無線電網(wǎng)絡(luò)ALOHAnet技術(shù)里面去,這種技術(shù)的特點就是允許多臺設(shè)備同時發(fā)送數(shù)據(jù)而相互不受干擾,而且發(fā)送端還會自動檢測網(wǎng)絡(luò)是否占用,避免了數(shù)據(jù)沖突。

他們通過一種相對成本比較低廉的無線設(shè)備構(gòu)造了一個以 Oahu島為中心和其他夏威夷島嶼通信的無線鏈路,這勾勒出了早期Wi-Fi的輪廓。

“Wi-Fi教父”的推動

1896年,在馬可尼取得了世界第一個無線電報系統(tǒng)專利后,廣播和電臺數(shù)量不斷增加,被干擾和頻段無線資源擠占越發(fā)嚴(yán)重。

20世紀(jì)80年代,隨著無線技術(shù)的不斷進(jìn)步提升,新的無線設(shè)備層出不窮,但設(shè)備新技術(shù)的研發(fā)卻因頻譜授權(quán)制度的管理而受到限制。這時,美國FCC(美國聯(lián)邦通信委員會,負(fù)責(zé)對頻譜進(jìn)行管理授權(quán))的一位普通工程師邁克爾·馬庫斯(Michael Marcus)提出了一個建議:他希望可以將一些未授權(quán)頻譜開放出來使用,并且將這些頻譜的發(fā)射功率提高到可以覆蓋幾十到幾百米的范圍。

在他的推動下,F(xiàn)CC從僅有的空余頻段中放出三個不受歡迎的“垃圾頻段”,并主要開放給工業(yè)(Industrial)、科學(xué)(Scicentific)、醫(yī)學(xué)(Medical)三個領(lǐng)域使用,還規(guī)定了這些頻段設(shè)備發(fā)射功率可達(dá)1w。正是這一規(guī)定,成就了今后例如Wi-Fi、藍(lán)牙、AirDrop(隔空投送)等各種短距離通信技術(shù),馬庫斯也因此被稱為“Wi-Fi教父”。

澳洲科學(xué)家的“無線以太網(wǎng)”

20世紀(jì)90年代初,由澳洲政府的研究機構(gòu)CSIRO(聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織)中的悉尼大學(xué)約翰·奧沙利文教授(Dr John O'Sullivan)和其領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)明的發(fā)明了一種無線網(wǎng)技術(shù),并在1996年獲得美國無線網(wǎng)技術(shù)專利,這項技術(shù)后來被命名為“Wi-Fi”,即“無線以太網(wǎng)”。由此,Wi-Fi技術(shù)正式誕生,開啟了無線通信的新紀(jì)元。1999年,IEEE(國際電工電子工程學(xué)會)制定的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)被選為核心技術(shù)。

從混亂到統(tǒng)一,Wi-Fi“成長的煩惱”

IEEE 802.11:無線局域網(wǎng)的“憲法”

1997年,WiFi首個標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11正式發(fā)布,這個標(biāo)準(zhǔn)就像無線局域網(wǎng)的“憲法”,定義了物理層和媒體訪問控制層的基本規(guī)范。雖然當(dāng)時的數(shù)據(jù)傳輸速率只有2Mbps,主要工作頻段在2.4GHz,看起來非常原始,但它為Wi-Fi的發(fā)展指明了方向,也標(biāo)志著無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入普通人的世界。

Wi-Fi聯(lián)盟的崛起

1999年,Wi-Fi 聯(lián)盟正式成立。這是因為1997年IEEE推出的協(xié)議偏重于理論設(shè)計,然而在真實生產(chǎn)環(huán)境下,需要解決不同廠家的互兼容性、產(chǎn)品測試之類的問題。于是,Intel、3Com、諾基亞、Aironet、Symbol和朗訊這6家公司紛紛加入“群聊”,聯(lián)合組成了無線以太網(wǎng)絡(luò)相容性聯(lián)盟(Wireless Ethernet Compatibility Alliance,簡稱WECA)。2002年10月,WECA正式改名為Wi-Fi聯(lián)盟。

在Wi-Fi聯(lián)盟成立后,蘋果在同年推出了全球首款WiFi筆記本iBook,喬布斯在發(fā)布會上通過一個呼啦圈穿越電腦,生動形象地展示了“無線”的魅力。這一幕不僅證明了電腦不一定需要連接網(wǎng)線才能上網(wǎng),更讓人們意識到無線技術(shù)的潛力和未來。

融合與創(chuàng)新的IEEE 802.11g(Wi-Fi 3)

2003年,新的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11g發(fā)布。這個標(biāo)準(zhǔn)融合了IEEE 802.11a和IEEE 802.11b的優(yōu)點,并采用了與802.11a相同的擴頻技術(shù)——OFDM(正交頻分復(fù)用調(diào)制)技術(shù),將頻率定在了2.4GHz頻段,理論最高速率達(dá)54Mbps,同時保持了與802.11b設(shè)備的向后兼容性。

IEEE 802.11g的出現(xiàn)不僅提高了數(shù)據(jù)傳輸速率(最高可達(dá)54Mbps),還降低了用戶升級的花費,使得Wi-Fi技術(shù)更加普及。

從Wi-Fi 4開始:無線網(wǎng)絡(luò)走進(jìn)千家萬戶

進(jìn)入2000年代,智能手機的普及徹底改變了人們的生活方式, 2009年, Wi-Fi 4(IEEE 802.11n)的推出讓無線通信技術(shù)發(fā)展更進(jìn)一步。該標(biāo)準(zhǔn)在2.4GHz和5GHz頻段上均可工作,最高傳輸速率可達(dá)600Mbps或更高。它引入了多天線技術(shù)(MIMO),使得多設(shè)備可以同時連接,極大地提高了網(wǎng)絡(luò)效率。

Wi-Fi 5/6讓網(wǎng)速進(jìn)入G時代

2010年后,高清視頻逐漸興起,802.11ac/ad應(yīng)運而生。2013年,作為IEEE 802.11n的繼任者,Wi-Fi 5(IEEE 802.11ac)將網(wǎng)絡(luò)速度提升至3.5Gbps,極大地滿足了用戶的需求。此外,Wi-Fi 5還支持高達(dá)數(shù)Gbps的傳輸速率,極大地提升了無線網(wǎng)絡(luò)的性能和容量。

2018年,Wi-Fi聯(lián)盟簡化了Wi-Fi命名,將即將到來的第六代無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)(IEEE 802.11ax)正式命名為Wi-Fi 6,同時802.11ac和802.11n也被賦予了新的名字,分別叫做Wi-Fi 5和Wi-Fi 4。

Wi-Fi 6(IEEE 802.11ax)推出后,其以更高效的頻段利用和9.6Gbps的速度驚訝了所有人。Wi-Fi 6不僅支持更多的設(shè)備同時連接,還提高了網(wǎng)絡(luò)效率和容量,為現(xiàn)代生活提供了更加穩(wěn)定、高速的無線互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

除了Wi-Fi 6以外,還有一個名為Wi-Fi 6E的擴展,它引入了6GHz頻段的支持,使得Wi-Fi 6可以從原來使用的2.4GHz/5GHz頻段擴展為2.4GHz/5GHz/6GHz頻段。其中6GHz頻段的信號干擾相對較少,這使得Wi-Fi 6E在高密度環(huán)境中(如大型辦公室、體育場館等)表現(xiàn)更為出色。不過目前,大部分國家及地區(qū)對6GHz的政策還處于調(diào)研或關(guān)注階段,通信技術(shù)仍僅能依靠2.4GHz和5GHz頻段進(jìn)行部署。在我國,6GHz頻段目前僅開放給電信頻段,并沒有開放給Wi-Fi使用。

Wi-Fi 7的飛躍和挑戰(zhàn)

2024年,Wi-Fi 7正式發(fā)布,其理論速度可高達(dá)40Gbps以上,是Wi-Fi6的3倍以上。Wi-Fi 7對應(yīng)的是IEEE 802.11be EHT(Extremely High Throughput)標(biāo)準(zhǔn),其在Wi-Fi 6E的基礎(chǔ)上引入了320MHz頻寬、多AP協(xié)作等技術(shù)。這將使得Wi-Fi 7相較于Wi-Fi 6E可以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的延時,滿足高碼率4K/8K視頻、VR/AR應(yīng)用、遠(yuǎn)程辦公、視頻會議以及云計算多種場景的使用。

此外,Wi-Fi 7通過將三個數(shù)據(jù)頻段(2.4GHz、5GHz 和 6GHz)、超寬數(shù)據(jù)頻道以及眾多數(shù)據(jù)頻道合并在一起以實現(xiàn)更高的效能。由于這種特點,這一最新的無線標(biāo)準(zhǔn)有可能開創(chuàng)新的連接性和可靠性的新時代,從而淘汰有線連接。但是由于目前支持Wi-Fi7的設(shè)備還比較少,價格也相對較高,所以Wi-Fi 7的全面普及還需要時間。

Wi-Fi的發(fā)展歷程是一個不斷演進(jìn)和革新的過程。從最初的萌芽到今天的普及應(yīng)用,Wi-Fi技術(shù)已經(jīng)深刻地改變了我們的通信方式和生活方式。

相信未來,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展,Wi-Fi技術(shù)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,為我們的生活帶來更多便利和驚喜。讓我們共同期待Wi-Fi的美好未來!

參考資料:

1. 鮮棗課堂:《Wi-Fi簡史》;

2. 中關(guān)村在線,《WiFi歷史知多少 20年從M到G速度提千倍》,作者:巫山;

3. 華為ip知識百科:《什么是WiFi 6E?》。

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