802.11協議精讀19：Wi-Fi的起源，誕生與發展

02-03

序言

本來這一節打算開始討論802.11e的內容，因為從無線區域網誕生到成型，尤其是演進的過程中，一個重要的起步點就是802.11e，很多在802.11n，802.11ac，802.11ah之中所引入的內容，實際上在802.11e中都可以發現其的引導，更一般而言，先行的802.11的MAC層協議基本都是按照802.11e中的EDCF，而不是傳統的DCF。

然而，如果直接從802.11e開始談及802.11協議的演進也有點衝突，因為從協議開始之初，或者說協議開始之前，實際上就一直處於演進的過程。所以本文就筆者個人所了解的部分，梳理下無線區域網協議WLAN的大致演進過程。

本文中的一些內容部分參考自下述引文：

《The Innovation Journey of Wi-Fi (The Road to Global Success)》
「THE HISTORY OF WI-FI」
《Ethernet:The Definitive Guide》

其餘為筆者目前的一些總結，如果錯誤之處，還請見諒。

Wi-Fi協議的起源

Wi-Fi是一種WLAN（Wireless LAN）協議，即無線區域網協議。其歷史或者說網路協議中的多址接入協議的歷史都可以追述到1971年的ALOHAnet。

PS：在ALOHAnet之前，還存在一個區域網架構University of California Irvine Ring，本文對此就不加以展開了。

按照Wiki的說法，ALOHAnet是由諾曼·艾布拉姆森（Norman Manuel Abramson）帶領團隊在夏威夷大學構造的一個無線網路。由於島嶼之間不易布置有線鏈路，如果布置的話，其成本也會很高。故諾曼就希望採用相對成本比較低廉的無線設備，構造一個以Oahu島為中心和其他夏威夷島嶼通信的無線鏈路。該項目於1968年9月啟動，到1971年6月，第一個數據包以9600bps的速率發送成功。.該網路所設計出的通信協議，如今就被稱為Aloha協議（更準確的說是pure-Aloha）。

Aloha協議的思想如下：「一個aloha節點只要有數據的話，該節點就可以立即發送。當該節點數據發送完之後，其需要等待接收方反饋的ACK。若成功接收到ACK之後，那麼這一次傳輸成功。如果沒有收到ACK的話，那麼這一次傳輸失敗。該aloha節點會認為網路中還存在另外一個aloha節點也在發送數據，所以造成接收方發生了衝突。最後這些衝突的節點會隨機選擇一個時間進行回退（backoff），以避免下一次衝突。若衝突節點回退完成，其才可以重新進行發送"。

Aloha協議是首次討論以共享介質進行傳輸的網路協議，這種共享介質的傳輸模式也就是最早區域網的雛形，也可以稱之為多址接入模式。有線網路中的CSMA/CD，無線網路的CSMA/CA等等都是基於其思想優化而來。諾曼·艾布拉姆森主導提出了該協議，並且在此之後也對協議進行了理論分析以及改進，其也在2007年獲得了「IEEE』s Alexander Graham Bell Medal」獎項。

在ALOHAnet誕生2年後，參考[3]，1973年5月22日，美國加州施樂帕洛阿爾托研究中心的羅伯特·鮑勃·梅特卡夫（Rebert 「Bob」 Metcalf）構建了一個新的網路系統，該系統將一批名為施樂阿爾托的計算機連接起來，構建了一個高速區域網（LAN）。起初梅特卡夫將改網路命名為「Alto Aloha Network」，可見該網路也是源於ALOHAnet，後來梅特卡夫將其更名為「Ethernet」。Ether指的為「以太」，是曾經被電磁波傳播的載體，根據[3]所言，梅特卡夫當初將其命名為乙太網（Ethernet）就想指明其本質，即這是一種通過物理介質傳播的網路。

Ethernet設計了一個比較完整的區域網構架，其包含了具體的物理介面，傳輸介質的設計（如上圖），以及其對應的網路協議（即CSMA/CD）。CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）是在Aloha協議之上引入了LBT（Listen Before Talk）的機制。協議名中的CS（Carrier Sense）也就是完成LBT的一種具體做法，「即先通過CS來監聽，只有信道空閑的時候，那麼才傳輸。」

CSMA/CD協議的思想如下：「節點發送數據之前需要持續監聽信道，一旦節點發現信道空閑，則立刻發送數據。在發送數據的同時，節點持續監聽信道，"探測" 是否有別的節點也在該時刻發送數據。

若傳輸過程中沒有檢測到別的節點的傳輸，那麼成功傳輸。在成功傳輸後，節點需要等待幀間間隔IFG（interframe gap）時間後，可以進行下一次傳輸。
若在傳輸過程中，探測到別的節點也在傳輸，那麼則檢測到衝突。發生衝突後，節點立刻停止當前的傳輸，並且發送特定的干擾序列（JAM序列），用以加強該次衝突（用以保證其餘所有節點都檢測到該次衝突），在JAM序列發送完之後，節點隨機選擇一個時間倒數進行backoff。當backoff完成之後，節點可以嘗試再次重傳」。

PS：其餘Ethernet早期設計的詳細內容可以參考[3]或者《Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks》。

1980年時由梅特卡夫發起將Ethernet構建成一個標準進行發布，即DIX協議。DIX名字分別包含了美國DEC公司，Intel公司以及施樂（Xerox）。DIX在梅特卡夫的主導下，其從一開始就就秉承著開放。DIX協議任何人都可以複製和使用，也因為此，Ethernet迅速成為了世界上首個開放，面向多供應商的區域網標準。梅特卡夫同時也是3COM公司的創始人。

PS：DIX協議目前比較難找到電子版，筆者所搜索到的資源如下《DIX網路協議（包含V1和V2）》：。

於此同時，還有另外一個組織IEEE也在對Ethernet進行標準化，參考[3]和Overview and Guide to the IEEE 802 LMSC，這一次標準化也新構建了一個組織，也就是IEEE 802委員會。

IEEE 802委員會所頒布的標準體系比較完善，其設置了多個不同的Group，用來指定不同場景下對應的協議。Ethernet對應的802.3，Token Rings是802.5，在1985~1986年間，這些協議被相繼頒布。

我們現在要討論的主題，也就是無線區域網的Wi-Fi協議，也就是這個委員會下屬第十一個Group所指定的具體協議了（即IEEE 802.11），在每一個Group下還有不同的Task Group（比如802.11a/b/g/n/ac/ax等等）。

在此，我們總結一下第一個時間軸，參考[1]。

從上圖中，我們還可以看到，隨著時間的發展，網路產業的收入和相應的產品數目都一直處於穩步上升趨勢。以上我們都是討論無線區域網協議的起源，下面我們就要正式討論下Wi-Fi協議的誕生了。

PS：在網路發展中，無線通信不僅僅是無線區域網這一條發展脈絡，其最主要還是通信網路。不過由於本文僅僅是討論無線區域網，對於通信網路的發展，筆者涉獵有限，所以不進行展開。

Wi-Fi協議的誕生

民用網路的發展往往首先要通過政策許可這一關，在網路發展的起源地美國，其政策指的即是美國聯邦通信委員會 (US Federal Communications Commission，FCC) 所派發的牌照（即無線電頻段的使用許可）。考慮到避免干擾雷達所使用的無線電頻段，於1985年，FCC頒發了為工業（industrial）、科學（scientific）和醫療（medical）行業頒發了ISM牌照，這一次的頻段許可開放了900MHz，2.4GHz，和5.8GHz這三個頻段，當時僅僅允許節點採用擴頻技術（spread-spectrum）來進行通信。

在ISM頻段之前，無線通信，比如無線電廣播以及電視廣播都是採用專用的頻段，這可以避免一些有害的無線電干擾。而ISM頻段之所以選擇這些頻段，是對於主要業務不重要，同時也是容易受到無線電干擾的頻段，比如微波爐也是工作在2.4GHz頻段，所以ISM的頻段範圍都是被業界視為一些「垃圾頻段（garbage bands）」。

不過，無論如何，FCC開放了ISM頻段，無線區域網才能得以發展。也正是因為ISM所存在的一些問題，才會影響無線區域網中一些具體協議機制的設計。不過如果展開討論，為什麼當時FCC要開放ISM頻段，以及其限定為擴頻傳輸（spread-spectrum），也是有產業界爭取的結果，這也可以追述到1980年MITRE公司的一份可行性報告，其內容與FCC頒布的結果也是很對應的。

PS：坊間也經常稱海蒂·拉瑪為Wi-Fi之母，也是由於FCC在ISM頻段只允許擴頻通信，從而Wi-Fi的原型設計就是基於擴頻的。海蒂·拉瑪更一般說來應該是擴頻技術（實際上是擴頻技術中的跳頻技術，其根據鋼琴或者說自動鋼琴想到的靈感）的創造者，所以從這個意義上也是可以算說的通的。

在ISM頻段開放之後，很快無線區域網就出現了第一個產品WaveLAN。WaveLAN是由Vic Hayes於1987~1988年設計的第一個無線區域網產品。當時替NCR Corporation工作的Vic Hayes為了構建一個無線收銀系統（Cashier Systems），並參考了之前的Ethernet和Token Ring網路的思想構建了最初始的無線區域網WaveLAN，該設計是一個Ad-Hoc網路，同時，該設計也往往被認為是Wi-Fi設計的原型，即可以認為，從這個一個時刻開始，Wi-Fi的發展逐漸拉開序幕。

在1989年時，NCR帶頭在IEEE 802組織下，開始打算構建一個無線區域網的專用協議。根據[1]中所言，實際上1987年開始設計WaveLAN之初，當時其思路為：基於OSI網路七層架構，僅僅修改與無線接入媒介有關的層面，即PHY和MAC層。

MAC層初始設計時就存在兩種聲音，一種是由IBM所代表的中心式控制（Merits of Central），一種是由NCR代表（包含NCR/Symbol Technologies/Xircom）所代表的分散式控制（Distributed Control Architecture）。最終是由NCR所代表的分散式控制思路獲得初步的勝利。從筆者的角度而言，這也是後來在Wi-Fi協議，始終存在分散式（DCF，EDCA）和中心式（PCF，HCCA）兼容設計的開始。
PHY的初始設計中包含兩種可能的擴頻方式，跳頻（Frequency Hopping）和直序擴頻（Direct Sequence）。這也是由於FCC一開始發放的ISM牌照，其僅僅允許擴頻通信的方案存在。在協議設計之初，團隊就無法在兩者中僅僅取決一種，所以在初始協議最終頒布時，兩種物理層擴頻方案都是被支持的。

在1990年時，IEEE 802.11委員會被正式成立。作為WaveLAN的設計者以及802.11協議的主要推動者，維克·海耶斯（Vic Hayes）也被人們稱之為「Wi-Fi之父」（Father of Wi-Fi）。

同年，NCR也正式出品的第一個WaveLAN的產品，如上圖，這是第一個為台式電腦提供WaveLAN功能的網卡，其工作在915MHz頻段，能夠提供2Mbps的傳輸速率。

起初的WaveLAN是為了Ad-hoc的自組織網路結構所設計的，主要是構建一個無線通信的鏈路。而當前我們家庭中所廣泛存在的無線路由器概念，其是在WaveLAN誕生之後誕生的。雖然[1]中沒有提及，但是據WiKi所記錄，這種熱點（Hotspot）接入的概念是在1993年由Henrik Sj?din所提出來的，[1]中所述其概念可以追述到1993年，但是同時期也有很多人提出這樣的概念。

而且據[1]所述，一開始所提出的Hotspot這個概念更直接應該被稱為WISP，即Wireless ISP。ISP（Internet Service Provider）即網路運營商，所以初始設想就是通過無線網路協議，即類似WaveLAN這樣的一個網路協議，在ISM許可範圍內，自己構建一個小基站（也就對應Hotspot），通過這個小基站可以和ISP網路進行直連。這一點更直接而言，就是當下無線區域網基礎架構的雛形，該Hotspot跟我們當下所討論的Hotspot還是存在一些區別的，當下的Hotspot更強調是一共為公共區域提供網路服務的熱點業務，而最初Hotspot就是我們當前無線區域網基礎架構模式，即存在一個無線AP（即簡單理解就是無線家用路由），然後通過其連接入公網的架構。

Hotspot的概念也是Wi-Fi協議能夠成功的關鍵因素之一，其是Wi-Fi在商業應用中最重要的組成部分之一。Hotspot的需求也大大推進了Wi-Fi協議的發展，其中的漫遊（Roaming），安全（Security），多AP擴展的ESS模式也都是由此發展而來。

同年，AT&T於卡耐基梅隆大學部署了第一個大型的WaveLAN網路，這是對於無線區域網在大範圍傳輸內部署的第一次重要嘗試。

鑒於大型的WaveLAN網路成功部署之後，1994年時由Alex Hill博士帶頭，在卡耐基梅隆大學正式啟動了「Wireless Andrew」的一個無線基礎設施項目。該項目意在讓學生在校園環境中，可以將移動設備通過WaveLAN接入網路，讓學生可以在任意地點進行學習，這在早期也稱為「移動學習」這一概念，該項目獲得了很大的成功，也同時證明了無線網路接入的優越性。

前面我們所述都是WaveLAN，而目前我們稱之無線網路都稱之為Wi-Fi，如果用中文解釋Wi-Fi的意思就是無線的高保真網路。如何真正在無線網路環境下做到高保真，有效的傳輸數據，使其跟接近我們如今Wi-Fi的使用需求。一般認為是在1996年時，由位於澳洲的CSIRO的John OSullivan領導的一個小組完成這樣的研究（主要根據其在1996年時申請的專利US Patent Number 5,487,069）。坊間也有一些稱「John OSullivan」為Wi-Fi之父，因為這一概念是從其開始提出的。Wi-Fi最初是一個完整的獨立協議，其主要內容後來被IEEE 802.11接受，繼而成為了802.11a的標準，實際上IEEE也就Wi-Fi協議的專利開放問題，也和澳洲政府進行過爭論，Wi-Fi是存在專利費的。

在1997年時，經過了兩次循環投票，802.11協議的第一版在9月被正式通過，並在1997年12月10日正式出版（即IEEE 802.11-1997）。第一版協議包含了跳頻（Frequency Hopping）和直序擴頻（Direct Sequence）兩種模式，跳頻支持1M bps的必選速率和2M bps的可選速率，直序擴頻對於1M bps和2M bps都是必選支持的。

其實於此同時，除了IEEE 802.11協議之外，還有很多WLAN協議也在同時發展，有的是源於電話網，比如HomeRF，有的是源於ATM網路，比如HIPERLAN，其基本目的都是在ISM頻段上構建一個無線通信網路。

雖然我們現在很多人都將WLAN，Wi-Fi和IEEE 802.11視為同一個概念，而實際上這幾個含義還是存在區別的。WLAN是更大的一個概念，其包含了Wi-Fi，或者說IEEE 802.11協議，也包含了HomeRF以及HIPERLAN協議。而其餘的一些協議，當下也因為各種各樣的原因，成為了歷史的一部分，當前WLAN的協議基本我們就可以等價認同為Wi-Fi協議了。

通過上圖中，我們對於Wi-Fi的起源和誕生做一個總結，我們可以明顯的發現，Wi-Fi的誕生實際上是有一個較長時間的積澱的，也在不斷地擴展其自身的功能，直到2001年開始，一旦存在了業務的需求，其就從一個技術積累轉變為一個工程產業了，從而下面我們就正式討論下Wi-Fi協議的迅速發展過程了。

我們也還是總結下，前面提到了有關Wi-Fi起源有三個重要人物：

Hedy Lamarr：很多媒介將其稱為「Wi-Fi」之母，其主要是在鋼琴實踐中，創造了最初「跳頻通信」的傳輸方式。跳頻是一種擴頻通信的基本方式。在1985年FCC開放ISM頻段，並需求學界設計無線通信協議的時候，也限定一定要採用擴頻通信的方式。所以Hedy Lamarr作為「跳頻之母」就轉變成了「Wi-Fi」之母。
Vic Hayes：Hayes是學界和產業界比較公認的「Wi-Fi」之父，其打造了第一代的WaveLAN實踐平台，並且積極促進並主導了IEEE 802.11委員會和最初802.11以及802.11a/b/g協議的構建，對Wi-Fi的整體發展做出了很大的貢獻。
John osullivan：John經常被澳洲媒介稱為「Wi-Fi」之父，實際上這個也是有道理的。相比與Hayes，前者對於無線區域網通信更注重一些，後者John更主要在於提出「Wi-Fi」這一個概念，也就是高保真這一概念，並也實現了基於「Wi-Fi」概念的完整設計，從這個角度而言，也可以稱其為「Wi-Fi」之父。

以上是筆者目前所讀資料中，對於Wi-Fi起源的人物有關的一些總結，如有不恰之處，還請見諒。

Wi-Fi協議的發展

由於IEEE 802.11協議的正式頒布，以及前期無線網路技術的逐漸成型。在1998年開始，一家名為MobileSTAR的公司開始正式提供商業級別的無線區域網服務。其一開始的業務主要集中在機場，酒店以及咖啡廳。在2001年時候，Starbucks選擇MobileSTAR做為其無線網路的服務商，隨著商業模式的Wi-Fi Hotspot成功運營，Wi-Fi技術的技術研究與發展開始進入快速成長期。

在1999年時，Wi-Fi聯盟（Wi-Fi Alliance）正式成立，實際上這個時期還不叫Wi-Fi聯盟這個名字，其一開始的稱呼為WECA（Wireless Ethernet Compatibility Alliance），其翻譯過來就是無線乙太網兼容性聯盟。這是由工業屆發起的非盈利團體，IEEE的協議偏重於理論設計，然而，真實生產環境下，所需要解決的一個關鍵問題就是不同廠家的互兼容性，產品測試之類，WECA聯盟就是基於這個目的成立的，WECA早期集中於IEEE 802.11中的直序擴頻（DSSS技術）。在2002年時，WECA正式更名為Wi-Fi聯盟。

IEEE 於1999年同年，頒布了802.11b協議。802.11b協議在最初的IEEE 1997頒布上，在物理層增加了HR/DSSS（High-Rate Direct Sequence）模式，其引入了CCK編碼，從而提供5.5Mbps和11Mbps兩種新的速率，加上IEEE 2007規定的1Mbps和2Mbps兩個速率（基於Barker碼），一共提供了4種速率可以選擇。

我們簡單解釋下直序擴頻（DSSS）模式。直序擴頻中有一個概念叫做擴頻序列（如上圖第二行Barker Sequence）。

如果網路沒有採用擴頻，當我們要發送一個數字信號「1」，我們需要發送一個Bit Sequence裡面保持固定的信號幅度進行發送。
如果網路採用的擴頻技術，當我們要發送一個數字信號「1」，我們發送的不是一個固定的信號幅度，而是在這個時間間隔內，發送對應的擴頻序列。

在802.11中採用的Barker和CCK兩種擴頻編碼機制，以及相應的匹配解碼機制，能夠以較低的複雜度抵抗雜訊和多徑效應。802.11b中所設計的傳輸模式，目前仍然是Wi-Fi中傳輸覆蓋範圍最遠的方式。

PS：有關802.11b採用的擴頻技術，我們以後其他專題再進行詳細展開。

在1999年時，實際上也是HomeRF技術和802.11b技術白熱競爭的時期，HomeRF採用跳頻技術，802.11b集中於直序擴頻技術。雖然最初的IEEE 802.11 1997規定了跳頻和直序擴頻兩種模式，不過後來802.11以及大部分當時從事無線技術的公司更專註於實現簡單直接的DSSS方式，也是因為這個原因，802.11在與HomeRF的競爭中獲得了優勢。

實際上大家開始接觸Wi-Fi很多也是從802.11b開始的，802.11b是802.11協議中第一個里程碑，早期的帶Wi-Fi功能的筆記本，或者PSP遊戲機，其所帶的無線功能都是基於802.11b的。802.11b協議是無線網路發展中的很重要的一步。

同年，基於Wi-Fi原理的Airport技術也有蘋果在iBooks中正式推出。

一年以後，另外一個802.11的版本，802.11a也正式通過。不過802.11a可以算是一個生不逢時的版本，802.11a在其時代並沒有獲得802.11b那樣的成功。

802.11a引入了一種新的物理層技術OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）。OFDM技術是於20世紀60年代就提出的，但是當時其核心演算法FFT複雜度較高，隨著集成電路技術的發展，到90年代時OFDM技術開始通信工程具體採用。相比擴頻技術，OFDM技術有更高的頻譜利用率。如上圖所示，OFDM是通過時頻關係的映射，將多個數字信號搭載到多個頻域子載波上（如上圖所示），然後通過IFFT合成，將這些數字信號一次性發送出去。通過OFDM，能夠獲得更高的頻譜利用率，提高傳輸速率。對於OFDM的細節，我們也會在以後進行展開，這裡就不詳細展開了。

802.11a當時沒有受到很好的效果，主要還是頻段的問題。因為當時FCC僅在5GHz頻段上開放了OFDM技術，據《Next Generation Wireless LANs.802.11n and 802.11ac》一書所言，在1999~2000年間，美國非軍事使用的5G頻段僅僅只有幾個指定的信道。而且由於802.11a和802.11b所在頻段不同，所以新出的設備要同時兼容802.11b和802.11a就會造成成本增加，所以實際802.11a的實際應用很少。

802.11g和802.11a協議在整體上是一致的，更一般而言，802.11g是將802.11a搬到2.4GHz頻段上，並加上了一些協議兼容性的設計。

當初實際上也是FCC不允許在2.4GHz頻段上使用OFDM技術，僅僅只允許擴頻技術。在2002年時，FCC發布了「The rules were changed in 2002 into a spectrum density and maximum total power specification versus a spreading gain specification, opening up the possibility of also using OFDM in the 2.4 GHz band 」，換言之，2.4GHz頻段上也可以使用OFDM技術。所以僅僅一年之後，2003年，802.11g協議正式通過。

802.11g協議的物理層叫做增強速率物理層(Extended Rate Phy，ERP)，其為了與之前802.11b協議的兼容性，提供了5種工作模式：ERP-DSSS、ERP-CCK、ERP-OFDM、DSSS-OFDM和ERP-PBCC。802.11g是802.11協議中第二個里程碑，有關其協議的細節內容在我們之前的文章有部分提及，另外部分的內容，之後我們再進行專題總結。

鑒於802.11a協議中，可用信道很少的問題，在2003年時，在世界無線電通信大會上，由歐洲的無線電監管機構提出，在5GHz頻段上增加455MHz的可用頻段，用以給HIPERLAN有關的協議使用。這為Wi-Fi協議重新在5GHz頻段上發展，提供了很大的資源空間，在5GHz頻段上所增加的這個455MHz的ISM頻段，日後成為802.11ac協議所使用的重要信道資源。

同年，CALYPSO出品了一款可以基於Wi-Fi語音通信的手機，這為Wi-Fi的商業應用發展提供了更多的可能性。

在2004年時，由於傳統Wi-Fi的發展都在於其PHY層和MAC層的性能上，協議的安全性並沒有得到很好的保證。故在04年時，專門針對Wi-Fi安全的協議標準802.11i正式頒布，實際上，這個時期也有一個中國嘗試發起的協議WAPI，也是針對該問題而言的。

在2005年時，802.11MAC的重要改良802.11e協議正式通過。802.11e協議提供了很多對於傳統802.11協議網路性能改良的具體方法，比如MAC接入機制引入了EDCA/HCCA，TXOP，Block ACK等等。我們當下所使用的MAC協議以及協議目前的主要版本（比如IEEE 802.11 2007/2012/2016）之類，其MAC層都是直接基於802.11e中所規定的形式而來。之後我們會對802.11e的內容詳加討論。

在2005年的時候，1億個Wi-Fi晶元已經出產，無線區域網的發展已經初具規模，正式開始邁入繁榮期，於此同時，通信網路也開始邁向3G網路進行發展。

Wi-Fi協議的繁榮

在2009年時，Wi-Fi發展的第三個里程碑，802.11n協議正式通過。一般來說，產品發展會比標準化工作之後，很多產品都是標準公布之後才上市。實際上從802.11n協議開始，在協議通過之前，從2003年開始，各個廠家就基於為最終確認的草案，爭先恐後的退出帶有802.11n頭銜的產品搶佔市場，其中大部分產品都無法很好的最終標準兼容。在2007年時，802.11n草案演進為了802.11n 2.0版本草案，到2009年時，其3.0版本的草案最終被作為協議正式通過。在802.11n協議討論時，實際上也出現了兩個主要的提案陣營，TGn Sync（主要包含Intel，Cisco，Agere和Sony）和WWiSE（主要包含Broadcom，Conexant和Texas Instrument）。在投票過程中，TGn Sync一度佔據優勢，不過協議最終沒有通過。直到最後，兩個陣營中，Intel和Broadcom綜合兩個陣營彼此堅持的觀點，組建了一個新的陣營增強無線聯盟（Enhanced Wireless Consortuim，EWC），從而打破了之前僵局，在經過了多次修訂草案後，最終2009年3月，協議得到批准。

相比之前的Wi-Fi技術，802.11n的核心技術概念是MIMO。之前的無線通信我們都是單天線的傳輸系統，在MIMO的設計上，我們可以通過多根天線，並行傳輸多個不同數據（如上圖，同時傳輸x1，x2兩個信號至RX端），從而提高傳輸速率，提供更高的系統帶寬。

在2009年的時候，Wi-Fi晶元規模已擴大至10億。

同年，在Wi-Fi協議高速發展的同時，IEEE另外一個委員會IEEE 802.16也推出了一個新的W-WAN協議，WiMAX。WiMAX與Wi-Fi不同，其注重更遠覆蓋範圍的無線網路接入。

實際上在網路發展中，各個不同源頭的技術實際上也是時有交互（如上圖）。然而是否成功，還是要根據市場和時機的檢驗，好比Wi-Fi雖然獲得了比較大的成功，而WiMAX則沒有被廣泛採用。

2009年時期，另外一件關注的事情就是CSIRO有關Wi-Fi技術的專利糾紛，該糾紛最終以CSIRO獲取2億的賠償結束。

2010年時，基於Wi-Fi的無線熱點已經達到了一百萬個。

在2010年時候，在時任美國總統奧巴馬的支持下，FCC同意在未來增加500MHz新頻段用以無線通信，該500MHz是分散在多個不同的頻段下，具體是根據具體的功能需求進行的設定。

在2012年時，CSIRO就擁有的技術專利，導致了第二次有關Wi-Fi技術的專利糾紛。

在802.11ac時期後，大眾已經對於Wi-Fi技術已經熟悉很多，也有越來越多人需求並從事無線業務。在2014年時，Wi-Fi的第四個里程碑802.11ac技術正式通過，802.11ac的關鍵詞是MU-MIMO。

如上圖所示，傳統的單波束網路，同一個時刻只能有一個設備進行發送（如左圖藍色區域，一個時刻只能有一個人發送）。而MU-MIMO技術下，通過波束的細化，如右圖藍色部分，路由器發送兩個波束，分別對準筆記本和手機，從而達到同時傳輸的目的。在802.11ac中，只存在下行MU-MIMO，上行不支持。對於802.11ac技術其他技術內容，我們這裡就先不進行展開了。

在2014年時，第一個802.11ac路由器進行了發布。802.11ac的協議指定過程中，也是存在產品先行的現象，所以在當下802.11ac的產品中，也存在wave 1和wave 2的區別。

2015年時，基於Wi-Fi的無線熱點已經達到了七千萬個。

Wi-Fi協議的將來

到當下，Wi-Fi發展已經成為了一個新型的無線生態圈，其功能已經不僅僅局限於標準互聯網數據的傳輸。根據其不同的工作場景和不同的需要，其存在不同的協議版本。

Wi-Fi作為一個經過了46年發展的成熟技術，其還在不停的發展中，我們也無法單純的去分析某一個具體的場景，判斷其的發展趨勢和價值。對於Wi-Fi協議的將來，應該還是挺好的，以上的討論主要還是追述一個Wi-Fi發展至今的歷史，希望能給大家一個借鑒的作用。

本文為原創文章，如需轉載須註明出處和原文鏈接。

歡迎大家關注我們的微信公眾號：無線技術大講堂，請搜索公眾號（must_wireless）。