近日，有媒體報(bào)道谷歌推進(jìn)全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)（Wifi）覆蓋計(jì)劃，“已將6顆衛(wèi)星送上太空，今年也會陸續(xù)有60枚類似的衛(wèi)星升空……向全球提供無死角的網(wǎng)路覆蓋向全球提供無盲區(qū)、無死角的免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，任何人不管身處高山、大漠、極地還是海洋，只要手持一部價(jià)值不過數(shù)十美元的中繼轉(zhuǎn)發(fā)器，即可上網(wǎng)?！?br/>
該消息發(fā)布后，有人評論，“墻要倒了”、“三大運(yùn)營商要完”，更有人聲稱，“這是件大好事，虛擬世界就是要絕對自由”。然而實(shí)際上，該新聞很有可能是假新聞，而且谷歌所謂的全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)（Wifi）覆蓋計(jì)劃的實(shí)際效果恐怕很難達(dá)到其在2014年宣稱的水平。
很可能是假新聞
“搭載6顆Google衛(wèi)星的火箭于美國西部時(shí)間3月27日4點(diǎn)30分升空，谷歌計(jì)劃將在今年發(fā)射60顆衛(wèi)星”，這個(gè)消息也僅僅出現(xiàn)在中文媒體，歐美媒體鮮有此事的相關(guān)報(bào)道。因此，筆者推測，所謂“谷歌發(fā)射6衛(wèi)星，推進(jìn)全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)（Wifi）覆蓋計(jì)劃”很有可能是假新聞。
不過，雖然谷歌發(fā)射6顆衛(wèi)星的消息有可能是假新聞，但是全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)（Wifi）覆蓋計(jì)劃確有其事。
2014年，據(jù)《華爾街日報(bào)》報(bào)道，谷歌計(jì)劃花費(fèi)超過10億美元來部署數(shù)百個(gè)近地軌道衛(wèi)星，為全球偏遠(yuǎn)地區(qū)的居民提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。該衛(wèi)星WIFI項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是格雷格·維勒——雷格·維勒是O3b Networks公司創(chuàng)始人，O3b Networks公司是一家全球衛(wèi)星服務(wù)提供商，以租用衛(wèi)星的方式，為新興市場的電信運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商、企業(yè)及政府客戶運(yùn)營新一代衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。在2014年O3b Networks公司曾就計(jì)劃以12顆在中地球軌道的衛(wèi)星提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并計(jì)劃于2018年向太空發(fā)射648顆衛(wèi)星，以提供更快速、范圍更廣的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。
在2014年O3b Networks公司曾就著手以12顆在中地球軌道的衛(wèi)星提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
可以說，谷歌衛(wèi)星通信方面是缺乏技術(shù)積累的，要推進(jìn)全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)（Wifi）覆蓋計(jì)劃，恐怕很大程度上要仰仗雷格·維勒等專業(yè)人才。不過，谷歌和雷格·維勒相處的并不好，雷格·維勒在上任數(shù)月后就離職，而全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)（Wifi）覆蓋計(jì)劃進(jìn)度也異常緩慢，不排除該計(jì)劃已經(jīng)處于僵尸狀態(tài)。
什么是香農(nóng)定理
筆者認(rèn)為，即便谷歌將全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)（Wifi）覆蓋計(jì)劃做成，也很難達(dá)到當(dāng)年宣稱的水平，原因在于香農(nóng)定理。
1924年，奈奎斯特針對無噪聲的理想信道，提出了奈奎斯特定理，并指出當(dāng)所有其他條件相同時(shí)，信道帶寬加倍則數(shù)據(jù)傳輸速率也加倍。但實(shí)際上無噪聲的情況是不存在的，因此奈奎斯特定理只能用來計(jì)算理論值。
1948年，香農(nóng)針對存在噪聲的情況，基于奈奎斯特的技術(shù)成果，明確了在有隨機(jī)噪聲干擾的情況計(jì)算信道最大數(shù)據(jù)傳輸速率。
香農(nóng)定理用數(shù)學(xué)公式來表示則是：
C=W*log2*(1+S/N)
其中C是可得到的傳輸速度（空口速率），W是帶寬（一般信道都有一個(gè)最高的信號頻率和最低的信號頻率，只有在這兩個(gè)頻率之間的信號才能通過這個(gè)信道，這兩個(gè)頻率的差值就叫做這個(gè)信道的帶寬。比如最高頻率是900Mhz，最低頻率是880Mhz，那么帶寬就是20Mhz），S是平均信號功率，N是平均噪聲功率，S/N也就是信噪比。
也就是說信息傳輸速度與帶寬和信噪比成正比，但是由于帶寬非常寶貴，資源有限，且功率不可能無限大，因此信息傳輸速度會有一個(gè)上限。
恰恰是香農(nóng)定理的客觀存在，導(dǎo)致谷歌的衛(wèi)星WIFI不可能具有普適性，只能小范圍使用；現(xiàn)有的手機(jī)也無法接入衛(wèi)星WIFI。
普通手機(jī)無法接入衛(wèi)星WIFI
谷歌全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是把WIFI熱點(diǎn)裝到近軌衛(wèi)星和無人機(jī)上，并用180顆衛(wèi)星完成全球覆蓋。
但是WIFI技術(shù)源于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，本來就是基于近距離通信場景設(shè)計(jì)的，在實(shí)際使用中，如果距離足夠近，在有限功率的情況下能夠取得比較好的信噪比（發(fā)射功率不變前提下，距離近可以降低信號衰減）。但是如果在功率有限的情況下，且距離較遠(yuǎn)，比如海平面和近軌人造衛(wèi)星的距離，那么，信噪比就會很糟糕，而根據(jù)香農(nóng)定理，就不可能實(shí)現(xiàn)可靠的傳輸，而這也是為什么WIFI覆蓋范圍非常有限的根源。
因此，若要實(shí)現(xiàn)全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)，就必須提升下行功率（衛(wèi)星信號到手機(jī)）和上行功率（手機(jī)信號到衛(wèi)星），雖然下行功率相對好解決，但上行功率——要讓手機(jī)發(fā)射的上行功率能被人造衛(wèi)星接受，這又是一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)——普通手機(jī)的功率和天線根本無法法滿足必須的上行功率門檻，像北斗通信終端這種能夠?qū)崿F(xiàn)向人造衛(wèi)星發(fā)短信的通信終端，其天線根本塞不進(jìn)以輕薄為主打要求的手機(jī)中。
無法做到普適性服務(wù)
根據(jù)香農(nóng)定理，若要提高傳輸速度，要么提升頻譜帶寬（公式中的W），要么提升信噪比（公式中的S/N）。但是頻譜資源是非常寶貴，且非常有限的，加上功率不可能無限制增強(qiáng)，必然導(dǎo)致信噪比也是受限制的。
因此，根據(jù)香農(nóng)定理，無線傳輸速度也會有一個(gè)上限，而有限的資源面臨龐大的用戶，自然會導(dǎo)致WIFI信號用的人一多就卡，甚至?xí)霈F(xiàn)無法接入的情況——在機(jī)場、賓館、大禮堂等公共場所，經(jīng)常遭遇公共WIFI始終難以接入，或雖然接入，但堪稱龜速的情況。同樣的情況也會出現(xiàn)在蜂窩通信中，而這也是無線通信不適合大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)母驹颉?/p>
實(shí)際上，全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)（Wifi）覆蓋計(jì)劃僅僅是聽起來很美，受制于帶寬、功率、噪音和客觀技術(shù)水平，加上香農(nóng)定理這一客觀自然規(guī)律，衛(wèi)星WIFI的通信能力非常有限，根本無法滿足全球60億人的通信需求。目前，衛(wèi)星WIFI根本不可能滿足普適性的要求——不要說北京、上海這樣3000萬人口的城市，就是一座幾十萬人口的小城市也足以讓衛(wèi)星WIFI癱瘓。
雖然WIFI、LTE等被媒體炒得火熱，但有線通信才是數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇髣?dòng)脈，所謂5G通信也是“有線+無線”的形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。
只適用于地廣人稀的場景
從實(shí)踐上看，現(xiàn)有的衛(wèi)星通信根本不可能像LTE那樣滿足廣大人民群眾的通信需求。
以摩托羅拉當(dāng)年悲劇的銥星計(jì)劃、Outernet和歐洲商用衛(wèi)星通信為例。
銥星移動(dòng)通信系統(tǒng)采用66顆功率為1200瓦衛(wèi)星，等于是將地面蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)搬到衛(wèi)星上。受之前提到過的客觀條件的限制，當(dāng)初的銥星移動(dòng)通信系統(tǒng)最多只能滿足50萬用戶的語音通信（僅僅是語音通話）。但在實(shí)際操作中，實(shí)際用戶遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)數(shù)字，用戶少就意味著收益低，加上巨大的研發(fā)費(fèi)用和系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用（銥星系統(tǒng)耗資達(dá)50多億美元，每年光系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)就要幾億美元），使銥星背上了沉重的債務(wù)負(fù)擔(dān)，最終不得不申請破產(chǎn)，由美國軍方當(dāng)了接盤俠。
Outernet僅僅是一個(gè)計(jì)劃，相比于谷歌的衛(wèi)星WIFI，進(jìn)度更為緩慢——目前還沒有一顆用于這個(gè)計(jì)劃的衛(wèi)星被送上天，甚至連測試都沒開始。該項(xiàng)目的官網(wǎng)資料顯示：Outernet初衷是用來為那些偏遠(yuǎn)、落后、無法上網(wǎng)的地區(qū)，提供一種“廣播式”網(wǎng)絡(luò)覆蓋，而且功能僅僅限于收聽，信息傳遞是單向的——有點(diǎn)類似于把廣播電臺放到衛(wèi)星上，而手機(jī)相當(dāng)于一個(gè)收音機(jī)。筆者猜測，Outernet之所以只能收聽，而不能上傳，很有可能就是之前提到的普通手機(jī)的功率和天線無法接入衛(wèi)星。
雖然歐盟為部分地區(qū)提供了衛(wèi)星上網(wǎng)服務(wù)，但依然無法提供普適性服務(wù)，一旦面向全民開放，十有八九會導(dǎo)致衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓。
綜上所述，無論是從理論上，還是實(shí)踐上講，谷歌的全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)（Wifi）覆蓋要實(shí)現(xiàn)報(bào)道中所宣稱的“向全球提供無盲區(qū)、無死角的免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，任何人不管身處高山、大漠、極地還是海洋，只要手持一部價(jià)值不過數(shù)十美元的中繼轉(zhuǎn)發(fā)器，即可上網(wǎng)”，以現(xiàn)階段的技術(shù)水平而言，其可行性非常低，是忽悠的成分也非常大。
不過谷歌也并非完全是忽悠，至少在地廣人稀的場景能得到應(yīng)用，特別是在南極、北極、撒哈拉沙漠等地區(qū)會取得比較好的用戶體驗(yàn)。
無人機(jī)提供WIFI熱點(diǎn)不現(xiàn)實(shí)
除全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)（Wifi）覆蓋計(jì)劃外，谷歌還有Skybender項(xiàng)目，旨在用太陽能無人機(jī)做WIFI熱點(diǎn)提供服務(wù)，不過這個(gè)項(xiàng)目同樣不現(xiàn)實(shí)。
在2014年，谷歌收購了當(dāng)時(shí)還只有20名員工的泰坦航空航天公司致力于開發(fā)無人機(jī)，谷歌宣稱除使用衛(wèi)星外，還會采用無人機(jī)提供WIFI熱點(diǎn)。同時(shí)，泰坦航空航天公司表示，“正致力于研發(fā)一種蜻蜓形狀的無人機(jī)，新機(jī)型兩翼將采用太陽能面板充電，型號命名為Solara 50，機(jī)翼約164英尺，比普通波音767稍大……該無人機(jī)以太陽能為動(dòng)力，能在海拔20千米的飛行高度持續(xù)飛行5年之久，可通過專業(yè)通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)每秒1千兆字節(jié)的速度，將為偏遠(yuǎn)地區(qū)普及寬帶連接提供解決方案，并使得網(wǎng)速遠(yuǎn)超多數(shù)發(fā)達(dá)國家的現(xiàn)行寬帶速度……預(yù)計(jì)在2015年將這一計(jì)劃首次付諸商業(yè)運(yùn)作。”
雖然泰坦航天航空公司言之鑿鑿，但實(shí)際上，若要走到其宣傳的性能水平，要克服諸多問題：
一是材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。無人機(jī)材料必須足夠輕，而且要足夠堅(jiān)固。由于高空長航時(shí)的電動(dòng)飛機(jī)本身的一些特性非常不利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如超大尺寸/大撓度機(jī)體、大展弦比/大面積機(jī)翼、電動(dòng)力系統(tǒng)部件集成安裝等，這對材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了非常高的要求。
二是鋰電池比能量數(shù)值有限。由于要在夜間飛行，必須有鋰電池儲能，鋰電池和汽油的比能量數(shù)值分別為：0.15—0.25kWh/kg和12—12.5kWh/kg，碳?xì)淙剂鲜浅簹渫獗饶芰繑?shù)值最高的燃料，即使只有30%的能量被利用上，比能量仍高達(dá)3.6—3.7kWh/kg，相當(dāng)于鋰電池的20倍。而且目前的鋰電池也很難滿足持續(xù)飛行5年的使用需求。
三是電動(dòng)力系統(tǒng)存在偏重的問題。電動(dòng)力系統(tǒng)和機(jī)體結(jié)構(gòu)的重量系數(shù)達(dá)到0.70—0.85，約為常規(guī)飛機(jī)的2倍。另外，電動(dòng)飛機(jī)還存在性能差，環(huán)境適應(yīng)性差，安全性、可靠性有待驗(yàn)證等問題，目前的電動(dòng)飛機(jī)僅能滿足最基本的飛行。
正是因此，在谷歌收購泰坦航空航天公司之時(shí)，美國陸軍空間與導(dǎo)彈防御司令部前飛行官Patrick Egan表示，夜間飛行將限制太陽能高空無人機(jī)技術(shù)的最大障礙，對于泰坦聲稱的“5年持久飛行”，Egan更是直言“根本不相信”。
盡管泰坦航空航天公司當(dāng)年宣稱能在2015年首次付諸商業(yè)運(yùn)作。但在實(shí)踐中，谷歌和泰坦航空航天公司也遭遇了滑鐵盧——2015年5月，Solara 50在升空后不久便在新墨西哥州測試基地墜毀；泰坦航空航天公司創(chuàng)始人馬克西姆·雅尼在2015年5月，以抵押欺詐罪入獄則更是雪上加霜。
谷歌頻頻亮相黑科技的根源
一直以來，一些美國公司會頻頻爆料一些宣稱會改變未來人類生活方式的黑科技，而且隨著爆料黑科技，該公司的股價(jià)也扶搖直上，至于該項(xiàng)目到底有多少實(shí)用性和可行性，以及今后項(xiàng)目的執(zhí)行情況就消失在媒體視野后無人問津了。
比如馬斯克就依靠“太空X”、“太陽城”、“特斯拉”、“真空管快車”、“電動(dòng)飛機(jī)”等一個(gè)又一個(gè)高科技概念，將自己包裝成“高鐵俠”，使一個(gè)善于資本運(yùn)作的投機(jī)客儼然成為高科技的代表……然而在實(shí)踐中，這些高科技產(chǎn)品恐怕遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到馬斯克當(dāng)初宣傳的水平——特斯拉電動(dòng)車的電池有賴于日本松下公司，一輛電動(dòng)車采用8000枚串聯(lián)的NCR18650鈷酸鋰電池。但該電池安全系數(shù)并不高，為此，特斯拉采取了“冷卻劑+保險(xiǎn)絲+電池排列+底盤鋼板”等措施，但以特斯拉汽車在使用中的實(shí)際起火率來看，添加了保險(xiǎn)絲和冷卻劑，加裝鋼板等防護(hù)措施并沒有起到很好的效果：
2013年10月1日，特斯拉Model S在路邊起火燃燒；
10月18日，特斯拉Model S在墨西哥高速行駛時(shí)失控，撞擊混凝土障礙物后又撞擊樹木，停止后發(fā)生起火、爆炸；
11月6日，特斯拉Model S在美國田納西州士麥那起火燃燒，田納西州公路巡邏隊(duì)稱，當(dāng)天下午這輛電動(dòng)汽車沖向拖車掛鉤，撞擊底盤后發(fā)生火災(zāi)；
11月15日，特斯拉Model S車主把車停在了自家車庫里充電，凌晨3點(diǎn)左右突然起火……
在2013年，特斯拉Model S總計(jì)賣出21000余輛，相對于較小的總量，自燃概率著實(shí)不低。
自燃的特斯拉
雖然在技術(shù)上乏善可陳，但馬斯克在資本運(yùn)作上可謂爐火純青——每逢其兜售高科技概念之時(shí)，其股價(jià)必然瘋漲，馬斯克則高位套現(xiàn)退場，就像他當(dāng)年對Paypal所作的那樣。
無獨(dú)有偶，在經(jīng)歷阿爾法狗對決李世石、全球免費(fèi)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋計(jì)劃的洗禮后，想必很多國人也將谷歌視為高科技公司，但揭開谷歌絢麗的外衣，事實(shí)真相恐怕會讓很多小清新無法接受——谷歌2014年的收入來源主要為廣告業(yè)務(wù)，年度660億美元的利潤收入中有90%為廣告收入（其實(shí)百度很多飽受詬病的廣告行徑都是學(xué)自谷歌）。
根據(jù)法國廣告巨頭陽獅集團(tuán)發(fā)布的《2015 全球三十強(qiáng)媒體主》報(bào)告，谷歌的廣告收入比排名第二的迪士尼高出136%（2014年這一數(shù)字為115%）。其廣告收入甚至超過了第二和第三名(有線電視運(yùn)營商康卡斯特)廣告收入總和。
谷歌之所以會頻頻爆料黑科技，其根源就在于股價(jià)，股價(jià)需要新聞炒作，而所謂“會改變未來人類生活方式的黑科技”則恰恰能吸引眼球，大幅抬升股價(jià)——正如阿爾法狗決戰(zhàn)李世石，在1月28日曝出了谷歌人工智能圍棋擊敗歐洲冠軍，以及谷歌拿出100萬美元作為獎(jiǎng)金挑戰(zhàn)李世石的消息后，當(dāng)日谷歌股價(jià)漲幅4.42%，換算成市值漲了200億美元；在3月9日第一局打敗李世石后，谷歌股價(jià)從710美元漲到了750美元……
正是因此，像谷歌等一批公司，雖然會頻繁炒作高科技概率，也確實(shí)會投入真金白銀做研發(fā)，但科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品和盈利能佚名
