“无盲区无死角”的wifi在物理上可行吗?

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各位物理竞赛的同学们许多都是手机控,要是wifi能做到“无盲区、无死角”该有多好!那么这一期望在未来能实现吗?

 

“无盲区无死角”的wifi在物理上可行吗?

前言

随着移动互联网的普及,年轻人也越来越希望能够“随时有WiFi(无线通讯网)”。在美国谷歌公司的设想中,只要发射足够多的卫星,人类将可以享受到“无盲区、无死角”的全球免费无线通讯服务。

到底该如何看待这一“雄心”及其前景呢?

1、发射卫星释放WiFi信号

严格来说,WiFi只是无线通讯的一种。无线通讯是利用电磁波信号,在空间中传播并进行信息交换的一种方式。人们用手机打电话、上网及通过蓝牙传输数据等,都属于无线通讯范畴。

其实,在谷歌之前,美国另外一家科技公司曾对此展开过技术评估。它的运行逻辑是,把数百颗微型人造卫星发射至近地轨道,之后卫星接收来自地面基站释放的网络数据,对这些数据进行解析,就可以将其转换为WiFi释放到地球的各个角落。

在全球免费覆盖WiFi计划中,无线通讯如同人说话一样,人说话靠的是声波传播,而无线通讯就是电磁波传播。此外,人说话需要嘴巴和耳朵,即所谓发射和接收的器官;同样,无线通讯也需要特制的发射和接收转化设备。

由于WiFi信号点会随着时间推移、距离变化而不断发生电磁变化,犹如微风轻拂过水面时所产生的水波,不断向外扩散传递。因此,为确保免费WiFi真正覆盖全球,要么需要强劲的信号,要么依然需要依靠地面装置的二次传递。

但是,采取直接连接卫星信号的方式,对用户手机的功率要求会比较大,且手机辐射对人的影响尚待实证观测。而采用经过地面站进行信号中转的方式,又不可避免地面临建设成本压力。

2、建立全球网络可能不便宜

球免费覆盖WiFi计划早已有之。在理想情况下,相较于地面通信基站,卫星可以实现大面积、“无死角”覆盖,同时避免复杂地形引起的信号损耗;还可以凭借灵活、快速的卫星反应,解决瞬时通信高峰问题。

这项计划很理想化,但能否实现就是另一回事了。

从可行性和成本等层面上看,全球免费覆盖WiFi还不太现实。一方面,通信设备由不同运营商掌握,事关各运营商的核心利益。当前,运营商间仍存在国别壁垒,每个国家有各自的运营商。另一方面,成本是个不容忽视的大问题。

早在1991年,美国摩托罗拉公司就曾斥资启动“铱星计划”,开展通信卫星电话服务。然而,由于人造卫星通信服务的能力有限,只能用高价限制用户规模,最终铩羽而归。

考虑到性价比、国家利益等各种因素,我认为,首先试点,建立以某一个国家或地区为区域的局域网络是比较可能实现的。至于能否建成覆盖全球性的wifi网络,现在还不敢说。

3、还有没有替代方案?

此外,全球免费覆盖WiFi计划,还面临信息安全方面的质疑。

在当前情况下,WiFi提供商只能以碎片化的方式,获取一个人的流量使用信息。假使全球免费覆盖WiFi计划实现,相关运营商就可能对用户的整体情况有把握,包括一个人的全部移动轨迹。这意味着用户被监控的力度将被急剧放大。

有鉴于推行全球免费覆盖WiFi计划的挑战性,谷歌似乎开始另行推出两个替代方案。

一是“潜鸟计划”。这个计划的设想是,在一些地广人稀、经济发展水平较低的区域上空平流层中,均匀放置大量无人气球,用以向地面广播网络信号,从而帮助人们使用移动设备连上互联网。据报道,“潜鸟计划”曾于2014年在新西兰部分地区试验过。

二是将电话亭改造成免费公共WiFi热点行动。谷歌在并购纽约互联集团后,将原有的投币电话亭改造成免费公共WiFi热点项目,扩展至寻求使用不同的基础设施(从投币电话亭到公交车站)为全球城市提供免费公共WiFi的庞大项目。专家认为,这个行动更具操作性。

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