摘要：1912年4月14日，泰坦尼克号发生了著名的沉船事故。事故当天，加州人号在22时55分发现前方有冰山，并向附近的所有航行船只发出警告。然而，当加州人号的无线电讯号抵达泰坦尼克号时，冰山警告却被中断并粗鲁地回应：“勿搔扰！住口吧！你已经干扰我的讯号了！我正向瑞斯
1912年4月14日，泰坦尼克号发生了著名的沉船事故。事故当天，加州人号在22时55分发现前方有冰山，并向附近的所有航行船只发出警告。然而，当加州人号的无线电讯号抵达泰坦尼克号时，冰山警告却被中断并粗鲁地回应：“勿搔扰！住口吧！你已经干扰我的讯号了！我正向瑞斯角发电报！”泰坦尼克号的电报员当时正忙于帮助乘客发送电报到目的地，忽略了警告信号。23时30分，加州人号电报员关掉电报机下班，休息。而11时40分，泰坦尼克号撞上了冰山，酿成了惨剧。
海因里希·赫兹在1887年发明了无线电波后，无线电最早应用于航海。无线电报，被誉为无线技术的首个重要应用，却在这次事故中未能发挥作用。当时的无线电报主要使用火花隙式发射机，用来传送摩尔斯电码。这种技术虽然在当时非常先进，但也有其缺点，比如容易被其他信号干扰。
随着技术的发展，谐振电路被发明出来，使得无线电接收器能够区分不同频率下的信号。AM（调幅）技术的出现，让人们可以通过AM广播收听音乐和声音。到了1920年代，AM广播电台如雨后春笋般涌现，但随之而来的无线干扰问题也日益严重。一些城市的无线广播几乎瘫痪，根本无法收听。因此，政府开始对无线广播进行管制，颁发授权频段，这就是频谱授权制度的起源。到了后来，FM和电视信号也被纳入了频谱授权制度，而随着双向无线传输技术的发展，频谱授权范围进一步扩大到了蜂窝移动通信领域。
然而，起初的频谱授权制度非常简单且严格。在美国，政府颁布法令要求所有的无线设备都需获得频谱授权，并且限制无线信号的传播范围。甚至出现了这样的情况：由于AM信号在夜晚传播距离更远，为了控制越区覆盖，许多电台在夜幕降临时不得不关闭信号发射。这些电台可能因此背负了巨大的心理阴影。
直到1980年代，FCC（美国通信委员会）终于开始放宽频谱授权。他们意识到，只有那些发射功率较大、可能对其它无线信号产生干扰的设备才需要获得授权。这一决定也得到了世界上其他国家的认可，即低发射功率的设备可以在未授权频谱中工作。
尽管当时FCC对未授权频谱开放了一扇窗户，但是，在1980年代以前，未授权频谱设备的发展依然缓慢，主要用于通信设备的非常少，比如自动车库门、模拟无绳电话等。主要原因是FCC对这些非授权频谱设备的发射功率限制非常保守，以保护授权频谱不受干扰。
到了1980年代，随着微电路和数字信号处理技术的发展和应用，无线设备的成本大大降低。这时，“WiFi教父”Michael Marcus提出了一个新的建议：希望可以将一些未授权的频谱用于通信，并适当增加这些未授权频谱设备的发射功率，使之可以覆盖几十到几百米的范围，这会激励科技企业更多的创新，带来更多的经济效益。FCC采纳了他的建议，并向社会各界征求意见，结果得到了完全不负责任的反馈：只要不占用我的频段，随便你们怎么玩！谁也不想把自己的频段让出来。于是，FCC只能“机智”地释放出三个根本不受欢迎的“垃圾频段”用于未授权频谱通信，这三个频段包括了今天WiFi的2.4GHz和5.8GHz频段。当时这些频段并未用于通信，而是用于其他应用，如微波烤箱来加热食物。FCC规定这些新免授权频段的设备发射功率可达到1W，尽管只有1W，但这是人类通信史上迈出的一大步。谁也没有想到，就是这1W，就是这些用于微波烤箱的频段，成就了今天的WiFi、蓝牙、ZigBee等各种短距离通信技术。
为了避免设备间的干扰，FCC还要求这些新免授权频段的产品使用扩频技术。扩频技术的传输信息所用的带宽远大于信息本身带宽，在发射端以扩频编码进行扩频调制，在收端以相关解调技术收信息。它最早应用于军事领域，具备高可靠性、高保密性以及不易受到干扰的特性。
尽管今天看来FCC这一新规远见卓识，但它并没有立刻推动通信技术的发展。一纸空文并不能推动通信技术的发展。统一标准和市场碎片化的问题依然存在。
起初，整个产业内并没有统一的标准，像Proxim、Symbol一类的LAN无线产品设备商各自为阵，专攻自己的专用设备，谁也不鸟谁，不同厂家之间的设备根本无法兼容。直到1980年，在3com公司的游说之下，以太网标准出台，并迅速获得成功。这鼓舞了一些设备商开始意识到建立统一的无线标准的必要性。1988年，NCR公司想利用未授权频段来做无线收款机，找到了他们的工程师Victor Hayes，问他该怎么解决兼容性问题。Victor Hayes认为必须先有一个统一的标准。于是，他联合贝尔实验室的另一位工程师Bruce Tuch找到IEEE，希望建立一套通用的未授权频谱标准。IEEE成立了802.11工作组，由Victor Hayes任主席。
接下来的故事依然曲折。统一技术碎片化的市场是一个非常曲折和漫长的过程。在当时，每一项标准的定义需要得到75%的会员同意才能通过。经过一系列争论和协商，终于在1997年，IEEE 802.11工作组在基本标准上达成共识，定义了数据传输速率为2Mbps，采用了两种扩频技术：跳频和直接序列扩频。标准出台后，工程师们开始在各种原型机上验证。在这个过程中，产生了两个不同的标准版本：802.11b（工作于2.4GHz频段）和802.11a（工作于5.8GHz频段），分别于1999年12月和2000年1月获得批准。
然而，一些公司在测试802.11b兼容设备时，发现这一标准太复杂。不同厂家间的设备兼容问题迟迟无法解决。1999年8月，为了推动IEEE 802.11b标准，Intersil、3Com、诺基亚、Aironet、Symbol和朗讯六家公司组成了无线以太网兼容性联盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance，缩写为WECA）。这就是WiFi联盟的前身。2002年10月，该联盟改名为WiFi联盟（Wi-Fi Alliance）。WECA成立的目的是对不同厂家的产品进行兼容性认证，实现不同厂家设备间的互操作性。联盟成立后，如何让消费者接受还需要一个响亮的名字。经过一系列讨论，“Wi-Fi”胜出。这个名称的灵感来源于“HiFi”，让人联想到不同厂家的CD播放器可以与任意功放设备兼容。尽管后来有人称“WiFi”是“wireless fidelity（无线保真）”的简称，但这只是后人的设想而已。
技术已经标准化了，还有一个响亮的名字，现在，WiFi需要找到一个强有力的合作伙伴。WiFi联盟找到了苹果公司，希望他们的产品能够引入WiFi。苹果公司要求朗讯的无线适配器价格降到100美元以下，才考虑在笔记本电脑中设计一个WiFi插槽。朗讯同意了。1999年7月，苹果在其推出的新一代iBook笔记本电脑中首次引入了WiFi，但并非标配，只是一个可选项。然而，就是这个“可选项”，迅速引来了其它电脑厂家的跟风，自此，无线网络版图不断扩大，直至今日WiFi如日中天。WiFi迅速占领了家庭宽带市场，并开始由家庭走向公共场所，一些咖啡厅、商店等开始有了无线热点提供免费WiFi接入。此时，IEEE 802.11工作组推出了新的物理层标准IEEE 802.11g，它使用更先进的扩频技术，称为正交频分复用（OFDM）调制技术，其速率可在2.4GHz频段上达到54Mbps。
WiFi的成功，颠覆了“粗暴”的频谱授权制度，在技术与规则之间杀出了一片广阔天地。这一成功让人们对频谱授权制度有了全新的思考。随着传统模拟电视转向数字电视，原来分配给广播电视使用的授权频段中的一些频率资源被释放出来，但并未被实际使用。这些频段被称为白频谱（White Space，TVWS，电视空白信号频段）。在WiFi成功案例的鼓舞下，FCC考虑将这些频段免授权，所有人都可以使用，希望引发新一轮的无线创新高潮。为了避免白频谱对已授权的TV频段的干扰，倡导者们设想了两套方案：一是建立一个国家级的白频谱数据库，TVWS终端通过查询数据库来确定采用哪一个频段，数据库根据TVWS终端所在位置，告诉TVWS终端哪些频段是空闲且可用的；另一个方案是TVWS终端通过认知无线电技术感知其所在位置的频谱状况，并选择可用信道。
Google计划将白频谱打造为超级WiFi，并成立了“白色空间联盟”，因为这一频段覆盖范围更广、穿透力更强。WiFi的版图不断扩大，从家庭走向商业场所，扫清其他一切无线通信技术，他们的梦想是让WiFi走向室外，甚至颠覆蜂窝移动通信技术，比如3G/4G技术。
2004年6月，IEEE正式审核通过了802.16标准，推广这一标准的就是WiMAX论坛。WiMAX被人们称为广域覆盖版的WiFi。当时，WiMAX最大速率可达70Mbps，最大覆盖范围可达50公里，可以实现像3G技术一样的地毯式覆盖。WiMAX得到了Intel、摩托罗拉、北电等巨头的支持，并成功挤进国际第四个3G标准。然而，随后的故事大家都很清楚了。北电卖掉WCDMA，一心玩WiMAX，却不幸倒闭了！Intel宣布裁撤WiMAX部门。日本迅速转向TDD，韩国的速度也不慢。台湾虽然曾经坚持WiMAX，但最终还是走向了LTE。
回顾这段历史，我们要向那些伟大的无线先驱们致敬。他们解决了许多问题，也制造了许多问题，但这并不重要。我们并不以成败论英雄。WiFi背后，我看到了对技术的狂热和创新，以及对游戏规则的颠覆。同时，我看到了统一标准的重要性。技术无法左右市场，没有什么事是技术碎片化搞不砸的，只有标准与联盟才能创造市场。
来源：小肖科技观
