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(huì)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?jī)r(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(píng)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(duì)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(cè)，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?qǐng)?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(chǎng)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(duì)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(duì)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(hào)頻率和最低的信號(hào)頻率，只有在這兩個(gè)頻率之間的信號(hào)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(hào)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(huì)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(chǎng)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(hào)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(huì)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(hào)到手機(jī)）和上行功率（手機(jī)信號(hào)到衛(wèi)星），雖然下行功率相對(duì)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(huì)有一個(gè)上限，而有限的資源面臨龐大的用戶，自然會(huì)導(dǎo)致WIFI信號(hào)用的人一多就卡，甚至?xí)霈F(xiàn)無法接入的情況——在機(jī)場(chǎng)、賓館、大禮堂等公共場(chǎng)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(huì)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(chǎng)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(qǐng)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(cè)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(tái)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(cè)，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(huì)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?jī)r(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(chǎng)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(huì)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(huì)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(hào)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?！?/p>
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(zhǎng)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(duì)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(chǔ)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(duì)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(cè)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(huì)頻頻爆料一些宣稱會(huì)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(duì)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(chǎng)，就像他當(dāng)年對(duì)Paypal所作的那樣。
無獨(dú)有偶，在經(jīng)歷阿爾法狗對(duì)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(huì)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(rùn)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(huì)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(huì)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(huì)頻繁炒作高科技概率，也確實(shí)會(huì)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
