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卫星Wi-Fi 覆盖全球是个什么鬼？有可能实现吗？
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近日，有媒体报道谷歌推进全球免费无线网络（Wifi）覆盖计划，“已将6颗卫星送上太空，今年也会陆续有60枚类似的卫星升空……向全球提供无死角的网路覆盖向全球提供无盲区、无死角的免费无线网络服务，任何人不管身处高山、大漠、极地还是海洋，只要手持一部价值不过数十美元的中继转发器，即可上网。”
该消息发布后，有人评论，“墙要倒了”、“三大运营商要完”，更有人声称，“这是件大好事，虚拟世界就是要绝对自由”。然而实际上，该新闻很有可能是假新闻，而且谷歌所谓的全球免费无线网络（Wifi）覆盖计划的实际效果恐怕很难达到其宣称的水平。
很可能是"假"新闻
“搭载6颗Google卫星的火箭于美国西部时间3月27日4点30分升空，谷歌计划将在今年发射60颗卫星”，这个消息也仅仅出现在中文媒体，欧美媒体鲜有此事的相关报道。因此，笔者推测，所谓“谷歌发射6卫星，推进全球免费无线网络（Wifi）覆盖计划”很有可能是假新闻。但是全球免费无线网络（Wifi）覆盖计划确有其事。
2014年，据《华尔街日报》报道，谷歌计划花费超过10亿美元来部署数百个近地轨道卫星，为全球偏远地区的居民提供互联网接入服务。该卫星WIFI项目负责人是格雷格·维勒——雷格·维勒是O3b Networks公司创始人，O3b Networks公司是一家全球卫星服务提供商，以租用卫星的方式，为新兴市场的电信运营商、互联网服务提供商、企业及政府客户运营新一代卫星网络。在2014年O3b Networks公司曾就计划以12颗在中地球轨道的卫星提供网络服务，并计划于2018年向太空发射648颗卫星，以提供更快速、范围更广的互联网接入服务。
可以说，谷歌卫星通信方面是缺乏技术积累的，要推进全球免费无线网络（Wifi）覆盖计划，恐怕很大程度上要仰仗雷格·维勒等专业人才。不过，谷歌和雷格·维勒相处的并不好，雷格·维勒在上任数月后就离职，而全球免费无线网络（Wifi）覆盖计划进度也异常缓慢，不排除该计划已经处于僵尸状态。
什么是香农定理
笔者认为，即便谷歌将全球免费无线网络（Wifi）覆盖计划做成，也很难达到当年宣称的水平，原因在于香农定理。
1924年，奈奎斯特针对无噪声的理想信道，提出了奈奎斯特定理，并指出当所有其他条件相同时，信道带宽加倍则数据传输速率也加倍。但实际上无噪声的情况是不存在的，因此奈奎斯特定理只能用来计算理论值。
1948年，香农针对存在噪声的情况，基于奈奎斯特的技术成果，明确了在有随机噪声干扰的情况计算信道最大数据传输速率。
香农定理用数学公式来表示则是：
C=W*log2*(1+S/N)
其中C是可得到的传输速度（空口速率），W是带宽（一般信道都有一个最高的信号频率和最低的信号频率，只有在这两个频率之间的信号才能通过这个信道，这两个频率的差值就叫做这个信道的带宽。比如最高频率是900Mhz，最低频率是880Mhz，那么带宽就是20Mhz），S是平均信号功率，N是平均噪声功率，S/N也就是信噪比。
也就是说信息传输速度与带宽和信噪比成正比，但是由于带宽非常宝贵，资源有限，且功率不可能无限大，因此信息传输速度会有一个上限。
恰恰是香农定理的客观存在，导致谷歌的卫星WIFI不可能具有普适性，只能小范围使用；现有的手机也无法接入卫星WIFI。
普通手机无法接入卫星WIFI
谷歌全球免费无线网络本质上是把WIFI热点装到近轨卫星和无人机上，并用180颗卫星完成全球覆盖。
但是WIFI技术源于计算机网络技术，本来就是基于近距离通信场景设计的，在实际使用中，如果距离足够近，在有限功率的情况下能够取得比较好的信噪比（发射功率不变前提下，距离近可以降低信号衰减）。但是如果在功率有限的情况下，且距离较远，比如海平面和近轨人造卫星的距离，那么，信噪比就会很糟糕，而根据香农定理，就不可能实现可靠的传输，而这也是为什么WIFI覆盖范围非常有限的根源。
无法做到普适性服务
根据香农定理，若要提高传输速度，要么提升频谱带宽（公式中的W），要么提升信噪比（公式中的S/N）。但是频谱资源是非常宝贵，且非常有限的，加上功率不可能无限制增强，必然导致信噪比也是受限制的。
因此，根据香农定理，无线传输速度也会有一个上限，而有限的资源面临庞大的用户，自然会导致WIFI信号用的人一多就卡，甚至会出现无法接入的情况——在机场、宾馆、大礼堂等公共场所，经常遭遇公共WIFI始终难以接入，或虽然接入，但堪称龟速的情况。同样的情况也会出现在蜂窝通信中，而这也是无线通信不适合大数据量传输的根本原因。
只适用于地广人稀的场景
从实践上看，现有的卫星通信根本不可能像LTE那样满足广大人民群众的通信需求。
以摩托罗拉当年悲剧的铱星计划、Outernet和欧洲商用卫星通信为例。
铱星移动通信系统采用66颗功率为1200瓦卫星，等于是将地面蜂窝移动电话系统搬到卫星上。受之前提到过的客观条件的限制，当初的铱星移动通信系统最多只能满足50万用户的语音通信（仅仅是语音通话）。但在实际操作中，实际用户远远达不到这个数字，用户少就意味着收益低，加上巨大的研发费用和系统建设费用（铱星系统耗资达50多亿美元，每年光系统的维护费就要几亿美元），使铱星背上了沉重的债务负担，最终不得不申请破产，由美国军方当了接盘侠。
无人机提供WIFI热点不现实
除全球免费无线网络（Wifi）覆盖计划外，谷歌还有Skybender项目，旨在用太阳能无人机做WIFI热点提供服务，不过这个项目同样不现实。
在2014年，谷歌收购了当时还只有20名员工的泰坦航空航天公司致力于开发无人机，谷歌宣称除使用卫星外，还会采用无人机提供WIFI热点。同时，泰坦航空航天公司表示，“正致力于研发一种蜻蜓形状的无人机，新机型两翼将采用太阳能面板充电，型号命名为Solara 50，机翼约164英尺，比普通波音767稍大……该无人机以太阳能为动力，能在海拔20千米的飞行高度持续飞行5年之久，可通过专业通信设备实现每秒1千兆字节的速度，将为偏远地区普及宽带连接提供解决方案，并使得网速远超多数发达国家的现行宽带速度……预计在2015年将这一计划首次付诸商业运作。”
虽然泰坦航天航空公司言之凿凿，但实际上，若要走到其宣传的性能水平，要克服诸多问题
正是因此，像谷歌等一批公司，虽然会频繁炒作高科技概率，也确实会投入真金白银做研发，但科研成果转化为实际产品和盈利能力的水平非常低——660亿美元的利润收入中有90%为广告收入，和Intel、微软等真正脚踏实地、注重实业搞科研的科技公司形成鲜明对比。
其实，谷歌脑洞大开的科研项目还有很多，虽然不乏像阿尔法狗这样取得阶段性进展的项目，但最后不了了之的项目也多，国人完全没必要对谷歌宣称的每一项所谓“会改变未来人类生活方式的黑科技”太当一回事，更没有必要听风就是雨，对洋技术顶礼膜拜，为一些未经证实的消息“欢欣不已”。
不过人类的发明创新很多也出于各种偶然的尝试，即便全球免费无线网络（Wifi）覆盖计划最终流产，或建成后也只能在地广人稀的地区使用，以及小范围内使用，其敢于探索的勇气确实值得肯定。
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