WiFi到底是不是澳洲人发明的

原标题:WiFi到底是不是澳洲人发明的

这几年关于澳洲发明WiFi的传说频繁出现在各大报纸和公众号上,初次看到这样的新闻,我的第一反应是:这肯定不可能。因为Wi-Fi并不是一个独立的技术存在,无法把它归功于某个人或某个国家,如果非这样做,麦克斯韦他老人家第一个就得从坟里跳出来反对。

所以今天老姚就来扯一扯WiFi的发展以及澳洲在其中扮演的角色,让大家有一个更客观的认识。文章中有部分内容比较学术,我尽量用最普通的语言描述,如有不对,请专业人士指正。

澳洲的研究

1974年,英国物理学家史蒂芬霍金提出一种理论:黑洞并不总是黑的,当它的温度达到极高并开始塌缩时就会爆照并且向空间中发出一种辐射脉冲。霍金说:如果我们能够破译这种辐射脉冲,我们就可能找到关于黑洞奥秘的答案。不久之后,一个从悉尼大学毕业的Phd叫 John O'Sullivan(约翰奥沙利文),他被霍金的理论所吸引,就是下图这位大爷。

他当时在荷兰工作,开始和他的同事设法进行测量这种从爆炸的黑洞发出来的无线脉冲。奥沙利文认为这种无线电波在传播的过程中会变得扭曲,需要找到一种方式来侦测这种拖尾信号(smeared signal)和非拖尾信号。他想到的方法其实就是应用傅里叶变换(一种积分变换)来分离信号,从而进一步改善和增强射电空间图像的清晰度。傅里叶变换如今广泛应用于各个领域中,比如信号处理、视音频编解码等,它是构成我们这个有声有色的世界的核心技术之一。不幸的是奥沙利文并没有检测到任何爆炸的黑洞,他的这项工作可以算是失败的,于是几年之后他和他的同事开始转向通信相关的研究。

在无线通信发展的初期存在着很多技术问题,其中一个问题就是当无线信号遇到墙壁等障碍物反射时会产生干扰,这会增加信号出错率。大概从20世纪90年代初开始,奥沙利文带领了一个团队在澳洲的CSIRO(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation)工作,他们想到了早期黑洞研究的工作(就是傅里叶变换的相关应用),最终结合了多载波调制(Multicarrier Modulation)、前向纠错(forward error-correcting)以及交叉存取(interleaving)技术解决了信号干扰的问题。

CSIRO于1996年获得了美国专利。1997年,第一版无线通信协议IEEE 802.11标准被制定,它涵盖了CSIRO的专利部分内容。到2001年,第一个基于802.11标准的产品进入市场,从此CSIRO的故事开始了。

(关于这部分的具体技术细节我就不再描述了,说多了容易露馅,感兴趣的童鞋自己可以搜索 US Patent Number 5,487,069,或者069 号专利)

为什么澳洲声称Wi-Fi是他们发明的(专利之争)

CSIRO虽然获得了美国的专利,但是没有商业产品就没有利润,于是CSIRO开始向一些大公司推销自己的专利,包括苹果、惠普等,但是没有一个公司理睬。于是CSIRO找到了IBM,并成立了一个联盟准备研发相关商业产品,但是不知道出于什么原因IBM不久就退出了。

CSIRO的前员工建立了一个叫Radiata的公司,当时打算和CSIRO合作开发商业产品,但是最终他们只生产出了一个实验性的芯片,离商业产品还差很远。Radiata其实在2000年被思科收购,这笔收购非常失败,思科为此赔了好多钱。

CSIRO发现无法在商业市场里立足,于是他们就开始打起了专利的主意,首先他们向美国的28家大型无线设备厂商要专利费,但是这28家公司无一理睬。中国人常说柿子要挑软的捏,CSIRO倒是深得精髓,他把目标盯向了一个日本小公司叫做Buffalo Technology,在律师的努力下,CSIRO最终赢得了和这家小公司的官司。虽然从这家公司身上没有得到什么经济利益,但是这个案例在法律上开了先河,被CSIRO当做杠杆,开始撬动其他大公司。

直到2009年的那场诉讼,包括微软、戴尔和英特尔在内的14家大公司同意向CSIRO支付一笔巨额的版权费,之后2012年CSIRO宣布在美国赢得了专利诉讼,并与23家通信公司达成版权协议。这使得澳大利亚认定这些国际大公司承认CSIRO的专利,并从此开始给自己贴上了“Wi-Fi发明者”的标签, CSIRO在此专利上一共赚了十多亿美元,而奥沙利文也因此获得了澳大利亚国家最高科学奖(这个奖的名字我翻译的可能不准确,反正意思就是澳大利亚最牛逼的奖就行了)。

目前主要是澳大利亚的媒体、政府和CSIRO内部人员宣称Wi-Fi是澳洲发明的,除此之外,世界上还没有任何一家科技公司和机构承认这一点。

为什么不能说Wi-Fi是澳洲发明的

Wi-Fi涉及的技术非常广泛,这其中包含了大量的专利,绝对不可能因为某项技术和专利就来标定整个Wi-Fi的发明归属于某人或者某个国家,而且奥沙利文实际是从1993年才开始的研究,在这之前许多核心技术已经被发明和解决。电器和电子工程协会(就是前面提到的IEEE),早在1990年就组织了一个team来开始制定无线通信协议 802.11标准,这早于奥沙利文的工作3年之久。不过最终的结果是CSIRO申请了专利,使其他所有科技公司陷入被动。

前面提到过,CSIRO的这项专利的核心技术涉及三个方面:“多载波调制”、 “前向纠错”和“交叉存取”。但是多载波调制(Multicarrier modulation)这项技术其实早在1950年就被发明,相关的论文也早在1960年被发表。而前向纠错(Forward error correction)这项技术在1968年NASA的“水手计划”中就被采用。一个叫Harris的半导体公司也早在1980年代就将包含这项技术的产品卖给了美军使用。Harris并没有为此申请专利,因为他们并不认为这是一项真正意义的发明,像Interleaving,modulation这些技术在Harris的产品之前就已经被应用了30年了。(顺便说一句Harris这个公司很牛逼,不光做军工,在广电领域也非常厉害,老姚我原来是做广电的,对Harris的产品基本都很熟悉。)

美国这些公司认为关键的技术问题是如何将这些理论技术真正实现成可用的芯片,而不是只在理论上把这些技术整合起来。而恰恰CSIRO并没有做到这关键的一点,所以导致美国的公司和学术界并不认可CSIRO的专利。

说到这,关于Wi-Fi到底是不是澳洲发明的,我想读者心中自己已经有了答案。下面说一说跟Wi-Fi相关的其他内容。

类似案例

历史上关于发明权扯皮的事情并不少见,一个著名案例就是电话的发明。了解这段历史的同学都知道,在2002年之前,世界上除了意大利以外的其他国家都认为电话是美国人贝尔发明的,而事实上最早的电话是意大利人安东尼奥穆奇发明的,不过受技术限制当时穆奇的电话存在很多问题,并不实用,后来贝尔改进了电话并申请到了专利。美国众议院于2002年6月发出的269号决议案中,将电话的发明荣耀归给了意大利人安东尼奥穆奇。其实贝尔在改进电话和申请专利时也发生过很多故事和争议,有兴趣的朋友推荐阅读吴军博士的《文明之光》。

早期无线局域网的发展

早在1971年的时候,夏威夷大学就研发了一个叫ALOHAnet的计算机网络系统,以无线网的方式连接了夏威夷的各个岛屿,学过计算机网络的同学应该对ALOHA协议再熟悉不过了。

1991年,NCR和AT T发明了早起的802.11标准用于他们的cashier系统。

1994年,卡耐基梅隆大学在匹兹堡校区创建了世界上第一个无线网络,其实也就是个校园网,当时起名叫“Wireless Andrew”,这个名字来自于卡耐基梅隆大学的两个创始人Andrew Carnegie 和 Andrew Mellon。

1997年,第一版IEEE802.11发布,当时可以提供2Mbit/s的连接速度,到1999年,更新版802.11b发布,可以提供11Mbit/s的连接速度。同年, 一个叫做WECA的联盟组织成立,目的是为了推动IEEE 802.11b的制定,第二年,也就是2000年,WECA改名为“Wi-Fi联盟”,专门负责Wi-Fi认证和商标授权。

再往后的发展就不说了,主要就是协议的改进。关于什么是IEEE,以及802.11标准的细节,非相关专业的读者也没必要了解。

关于Wi-Fi这个名字的由来

WECA在1999年时雇佣了一个叫做Interbrand的品牌咨询公司来给我们现在的”Wi-Fi”起个名字,用来代替原来那个长长的名字“IEEE 802.11b Direct Sequence”。大家都知道,音频设备分类里有一项叫做“长期高保真”(High Fidelity),简称Hi-Fi。于是Interbrand就取双关之意,以”Wi-Fi”来命名,并被WECA采纳,后来WECA就改名为“Wi-Fi联盟”

这里面有一个误区,很多人会以为Wi-Fi就是Wireless Fidelity的缩写,事实上,Wi-Fi这个词没有任何意思,也没有全写,更不应该翻译成”Wireless Fidelity”,它只是借鉴了“Hi-Fi”这个词的写法而已。但是在历史上很多新闻稿和学术论文中都将Wi-Fi展开写成Wireless Fidelity,长期以来大家也就习以为常了,而且听起来也挺有意义的,所以这个叫法就延续了下来。后来包括Wi-Fi联盟和IEEE也逐步采用了这种叫法。

你可能会怀疑不可能Wi-Fi这个名字没有意义啊,可事实上就是这样,很多东西刚被创造时本来就没有意义,都是后人偏要给它套个来由和出处,比如苹果公司的标志,有人说那是亚当的苹果,有人说那是牛顿的苹果,还有人说那是图灵的苹果,其实跟这些人毛线关系都没有。

Wi-Fi的logo都是黑白两色来绘制,这来源于中国的太极八卦,代表“阴阳”两极,表示产品的互联互通。如下图:

Wi-Fi的工作频段

Wi-Fi工作在ISM频段上,ISM指的是Industrial Scientific Medical Band,顾名思义,就是各国挪出某一段频段主要开放给工业、科学和医学机构使用,这些频段无需许可证和费用。各国对ISM频段的规定其实略有差别,但是2.4G赫兹这个频段为各国通用,所以Wi-Fi,蓝牙,都工作在这个频段上,这样无论你到哪个国家都可以使用你的无线设备。但是,因为2.4GHz被广泛使用,比如你家的微波炉也在这个频段上,所以就会对无线信号进行干扰。现在很多路由器都支持双频工作,除了2.4GHz还同时提供5GHz的连接,5GHz的被干扰性就要小很多。

Wi-Fi的安全性

以前听说过这样一个故事,可能很多人都听过,说:一个男的因为老婆怀孕了,就去敲邻居家的门,让邻居把Wi-Fi关了,怕辐射影响到自己老婆的健康。听完这个故事后我也是感慨万千,说支持他吧,有点小题大做,说反对他吧,在理论上又不能完全否定Wi-Fi有辐射。

首先我们需要搞清楚“辐射”这个词包含的意义很广,传统意义上辐射通常指的是“核辐射”,这种辐射可以产生“电离”,对人体组织破坏很大,比如我们常听说的α射线其实就是一种电离辐射,它的本质是氦原子核,具有两个中子和两个质子,带正电,在经过人体时产生电离,会带走细胞原子内的电子从而破坏了细胞结构,进一步导致疾病。

除了“核辐射”以外我们创造了一些“紫外辐射”、“手机辐射”和“高压辐射”等概念,这些都属于非电离辐射,有人认为这类辐射会对人体组织产生加热作用,而对身体造成影响,但是目前并没有足够可信的证据和实验来证明这一点(或许有,请高手指点),不过我们也不能就肯定这些非电离辐射没有危害。这就跟法律学里的“有罪推论”和“无罪推论”一样,看你从哪个角度看了。

IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦,实际发射功率约60~70毫瓦。但各个国家也有所不同,比如中国规定无线局域网产品发射功率不大于10毫瓦,欧洲规定不大于100毫瓦(数据来源于网络,我并没有核实)。但是手机的发射功率通常都在1瓦左右,有的会达到1.5瓦,而我们常用的对讲机的发射功率在5瓦左右。即使这些辐射对人体真的造成伤害,那么Wi-Fi的伤害也是最小的。

总结

叨叨了这么多Wi-Fi的来龙去脉,也不免遗漏很多细节,或是有阐述不对的地方,就请读者指正了。虽然不能说Wi-Fi是澳洲发明的,但不可否认澳洲对Wi-Fi技术的发展做出了贡献。不过这种贡献不宜被过度解读或者夸大,因为人类科技的任何一丁点进步都是建立在前人研究的基础之上的,任何杰出的成就也都是由成千上万个微不足道的小成果累计构成的。

前一阵老姚我在youtube上看了一个视频,内容是讲我们为什么要爱国,主播妹子应该是墨大商学院的学生,内容非常好,强烈推荐观看。视频截图如下,感兴趣的可以自己去搜搜看。

视频的最后有一段台词是

“不要觉得一个人的力量很渺小,不求靠自己去振兴中国,可是我们现在言论观念的进步,这一点一滴都是由无数个像你我一样的人组成的,也许你不会意识到这是因为你,可这一定有你的功劳”。

我想说这句台词更适用于科研,不要觉得你今天从事的工作和研究很渺小,不求靠自己去改变世界,可是我们人类文明、科技的进步,都是由无数你我的工作成果组成的,也许你不会意识到这一点,可这一定有你的功劳。

所以,不要低估自己的能力,也不要夸大自己的功劳。

【素材来源于老姚】返回搜狐,查看更多

责任编辑:

声明:该文观点仅代表作者本人,搜狐号系信息发布平台,搜狐仅提供信息存储空间服务。 阅读 ()

WiFi到底是不是澳洲人发明的由 admin 发布于

评论 0