覆蓋全球

互聯(lián)網(wǎng)似乎已經(jīng)無處不在，但實(shí)際上，在天空、在陸地、在海洋，仍有大片區(qū)域未能覆蓋網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。

在第一部手機(jī)——售價(jià)4000美元的摩托羅拉DynaTAC 8000X磚塊式大哥大——上市30年后的今天，全世界仍有一半的地方無法使用無線通訊技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋需要耗費(fèi)巨額成本，根據(jù)Facebook上月發(fā)布的一份白皮書，全球有多大五分之一的人口生活在“缺乏基本網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的地區(qū)”，總數(shù)約為14億人。

美國創(chuàng)業(yè)公司Endaga已經(jīng)在印度尼西亞東部的一個(gè)村莊建設(shè)了全世界最小的通訊網(wǎng)絡(luò)之一，該公司創(chuàng)始人庫迪斯·黑摩爾(Kurtis Heimerl)表示，即使是這一數(shù)字，仍然忽視了很多雖然擁有手機(jī)，但卻必須經(jīng)過數(shù)小時(shí)的長途跋涉才能接打電話或收發(fā)短信的人。“我們那個(gè)社區(qū)里的所有人都有手機(jī)，也都有SIM卡。”他說，“但他們那里并沒有被信號(hào)覆蓋。”

黑摩爾認(rèn)為，全世界有多達(dá)20億人的生活中幾乎無法訪問蜂窩網(wǎng)絡(luò)。“這與你最糟糕的想象差不多。”

當(dāng)今世界面臨的挑戰(zhàn)是，如何能以較低的成本為這些人提供上網(wǎng)渠道。而且，除此之外，海洋同樣缺乏信號(hào)覆蓋。

整個(gè)地球有超過三分之二的面積都被海洋覆蓋，提升海底的通訊范圍和速度，對(duì)環(huán)境監(jiān)測工作至關(guān)重要——這可以幫助我們記錄天氣狀況、控制污染、預(yù)測海嘯等自然災(zāi)害、監(jiān)控油氣田、保護(hù)海港等。

希望繪制海床地圖的海洋學(xué)家、海洋生物學(xué)家、深?？脊艑W(xué)家，以及探索自然資源和搜尋失蹤船舶和飛機(jī)的組織及個(gè)人，也都對(duì)此很感興趣。加拿大Nautilus Minerals公司上周表示，該公司已經(jīng)與巴布亞新幾內(nèi)亞達(dá)成協(xié)議，將著手啟動(dòng)世界上第一個(gè)海底金屬采礦項(xiàng)目，在俾斯麥海海底1500米處開采銅、金、銀等金屬礦藏。

中國最近也與一些大國爭相開展深海探測工作，部分原因就是為了開采海底石油、天然氣和礦藏。今年，中國計(jì)劃將一個(gè)能夠容納6人的“工作站”下沉到海床上，其效果相當(dāng)于建在海底的“空間站”，可以讓科研人員在里面居住。

“我們在水下的通訊能力很有限，”新加坡水下調(diào)制解調(diào)器創(chuàng)業(yè)公司Sunbnero CEO杰伊·納加拉簡(Jay Nagarajan)說，“這是一個(gè)‘藍(lán)海領(lǐng)域’。”

技術(shù)多樣

回到陸地上來，有很多機(jī)構(gòu)都在努力應(yīng)對(duì)當(dāng)前的挑戰(zhàn)——從希望幫助人們脫貧致富的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，到有意吸引當(dāng)?shù)厝嗽L問社交網(wǎng)絡(luò)的科技巨頭。

例如，谷歌最近收購了可以在天空停留數(shù)年的無人機(jī)制造商Titan Aerospace，F(xiàn)acebook也收購了英國無人機(jī)制造商Ascenta。Facebook CEO馬克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)曾經(jīng)表示，該公司正在利用無人機(jī)和衛(wèi)星將為世界上三分之二尚未觸網(wǎng)的人提供上網(wǎng)服務(wù)。作為“谷歌氣球”項(xiàng)目的一部分，谷歌去年已經(jīng)將氣球放飛到新西蘭20公里的高空，為相當(dāng)于兩個(gè)紐約市大小的區(qū)域提供網(wǎng)速與3G媲美的上網(wǎng)服務(wù)。

但新加坡創(chuàng)業(yè)公司Kacific CEO克里斯蒂安·帕托勞克斯(Christian Patouraux)表示，這些技術(shù)都處于試驗(yàn)階段，10年內(nèi)恐怕難以商用。該公司的方案是建設(shè)一個(gè)名為HTS Ku-band的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，為所謂的“藍(lán)色大陸”——從印度尼西亞西部到太平洋諸島的區(qū)域——的4000萬人提供價(jià)格親民的上網(wǎng)服務(wù)。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)到2016年底正式推出。

帕托勞克斯表示，這一領(lǐng)域?qū)?huì)涌現(xiàn)各種技術(shù)，從光纜和3G到LTE和衛(wèi)星，“但沒有一種放之四海皆準(zhǔn)的辦法。”

早在海底光纜的速度提升、成本降低前，衛(wèi)星一直都是主要的通訊方式，而現(xiàn)在，這種技術(shù)似乎迎來了翻盤的機(jī)會(huì)。雖然Kacific和O3b等企業(yè)瞄準(zhǔn)了偏遠(yuǎn)市場，但實(shí)際上，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在一些發(fā)達(dá)國家取得了成功。去年，ViaSat就在美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)(FCC)的一項(xiàng)寬帶速度基準(zhǔn)研究中位居首位。

當(dāng)今的飛機(jī)乘客也開始逐漸享受到機(jī)載上網(wǎng)服務(wù)，全美約有40%的噴氣式客機(jī)可以提供WiFi網(wǎng)絡(luò)。市場研究公司IHS預(yù)計(jì)，今后十年，全球可以提供無線網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)服務(wù)的商用飛機(jī)數(shù)量將會(huì)增長兩倍。

白色空間

人口密度極高的新加坡就在嘗試使用所謂的“白色空間”來傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，也就是原本分配給電視信號(hào)的無線頻譜。今年，該國已經(jīng)悄然提供了所謂的“超級(jí)WiFi”，來為海灘和旅游景點(diǎn)周圍5公里的區(qū)域提供無線信號(hào)。

這并非專屬于第一世界的解決方案。Endaga的黑摩爾也在與他的創(chuàng)業(yè)伙伴沙提·哈桑(Shaddi Hasan)使用部分GSM頻譜，在巴布亞島的山區(qū)建設(shè)村莊級(jí)的通訊網(wǎng)絡(luò)。

這意味著無需進(jìn)行調(diào)試或使用額外硬件，便可利用普通的GSM手機(jī)進(jìn)行通訊。用戶也可以與同一網(wǎng)絡(luò)中的任何人通話，并且通過與瑞典運(yùn)營商簽訂的協(xié)議對(duì)外發(fā)送短信。

黑摩爾表示，由于大型電信公司對(duì)小型項(xiàng)目沒有興趣，所以這類社區(qū)不得不使用這種解決方案。“問題在于，這些社區(qū)規(guī)模太小，即使硬件價(jià)格降低了，運(yùn)營商還是寧愿在城市里建設(shè)4G網(wǎng)絡(luò)，也不愿在這些地方安裝設(shè)備。”他說。

但擺脫電信公司的束縛并非空想。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)

南澳大利亞菲林德斯大學(xué)教授保羅·加德納-史蒂芬(Paul Gardner-Stephen)認(rèn)為，要解決這個(gè)問題，需要使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，讓設(shè)備自身來充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)——這與卡車司機(jī)使用的民用無線電類似。

史蒂芬開發(fā)了一種名叫Serval的網(wǎng)狀技術(shù)，在尼日利亞抗議拆除貧民窟的活動(dòng)中已經(jīng)得以應(yīng)用，新西蘭紅十字會(huì)也在測試這項(xiàng)服務(wù)。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)未必規(guī)模很小，也未必要設(shè)在偏遠(yuǎn)和貧窮地區(qū)：雅典、柏林和維也納都擁有這種網(wǎng)絡(luò)。谷歌董事長埃里克·施密特(Eric Schmidt)曾經(jīng)稱之為“最基本的數(shù)字通訊形式和最便宜的部署方案”。

史蒂芬表示，即使沒有高空氣球，也沒有谷歌的盛贊，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)也有著光明的未來。倘若手機(jī)制造商對(duì)外開放手機(jī)芯片架構(gòu)，允許其他企業(yè)通過一定的調(diào)整來支持長距離無線電通訊，便有可能向1公里之外轉(zhuǎn)播信息。

他說，在任何情況下，互聯(lián)網(wǎng)都已經(jīng)不再是即時(shí)通訊方式。只要我們知道我們的數(shù)據(jù)在某一時(shí)刻能夠到達(dá)目標(biāo)地，便可以開放思維，將我們的設(shè)備視作數(shù)據(jù)傳輸器：首先代表一個(gè)社區(qū)存儲(chǔ)信息，直到某位村民可以將這些數(shù)據(jù)帶到與之連接的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)——借助這種方式，便可每天完成多次的數(shù)據(jù)傳輸。

這與目前使用的即時(shí)通訊網(wǎng)絡(luò)有所不同，反倒是更像數(shù)字版的郵局，但對(duì)某些人群來說，這已經(jīng)足夠好了。

“互聯(lián)網(wǎng)是否會(huì)繼續(xù)保持現(xiàn)在的樣子？答案是否定的。”史蒂芬說。

鼓蝦噪音

隨著互聯(lián)網(wǎng)本身的改變，互聯(lián)網(wǎng)的邊界也將發(fā)生變化。

隨著越來越多的設(shè)備與其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)通訊——思科估計(jì)，2018年將擁有20億條這種連接——與這些難以到達(dá)的地區(qū)的設(shè)備連接的興趣也會(huì)增加，包括衛(wèi)星、氣球和基站都無法企及的水下區(qū)域。

要在水下使用與陸地上相同的無線通訊方法是不可能的，因?yàn)楣庠谒械膫鬏斝Ч懿?。雖然近幾年的技術(shù)已經(jīng)有所進(jìn)步，但水下調(diào)制解調(diào)器還是要依賴聲學(xué)技術(shù)，而這種技術(shù)的速度遠(yuǎn)低于目前的常規(guī)水平。

Subnero的納加拉簡表示，這一定程度上源于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這與早期的互聯(lián)網(wǎng)有些相似。Subnero提供的水下調(diào)制解調(diào)器就像是一個(gè)小型魚雷，可以兼容各種相互競爭的標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶自己進(jìn)行配置。

新加坡國立大學(xué)教授曼達(dá)爾·齊特里(Mandar Chitre)表示，這是一項(xiàng)重要的進(jìn)步，目前現(xiàn)成的調(diào)制解調(diào)器無法在該地區(qū)的淺海使用。

問題在于，海底出現(xiàn)了很多干擾信號(hào)傳輸?shù)脑胍簦T們通常認(rèn)為，這源自螺旋槳、海浪、海底火山。一位美國海軍官員甚至認(rèn)為，這與日本人在海中投下的“神秘裝置”有關(guān)。

但罪魁禍?zhǔn)赚F(xiàn)在已經(jīng)確定，那就是所謂的鼓蝦，這種蝦因?yàn)椴妒扯_閉大鰲時(shí)會(huì)發(fā)出類似于小鼓的響聲。直到最近，齊特里才從水下調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的聲波脈沖中過濾了鼓蝦發(fā)出的噪音。他已經(jīng)將技術(shù)授權(quán)給Subnero。

但要提升傳輸速度并過濾其他噪音，仍然需要克服很多困難。不過，全世界都已經(jīng)形成了一種共識(shí)：要理解海洋，就必須部署永久性的傳感器和調(diào)制解調(diào)器來實(shí)現(xiàn)海底數(shù)據(jù)傳輸。

然而，鋪設(shè)海底光纜的成本過于高昂。“你不可能把海底鋪滿線路，”他說，“無線技術(shù)是唯一的出路。”