WWDC 会上的 iPhone 4 WiFi 问题可能是驱动所致
by Glenn Fleishman from Ars Technica | Logout 译，BaryN 校，转载请注明 ifanr.com 译文链接。
“女士们、先生们，放下手中的 MiFi，离开自己的笔记本电脑，否则你就有麻烦了”。
Apple CEO 在本周 WWDC 的 iPhone 4 高分屏演示时并没有亲口说出上面这些话。但 iPhone 4 未能接入 Apple 的 Wi-Fi 网络似乎造成了轰动。
乔布斯在台上说（后来 Apple 的一位工程师也告诉 InfoWorld），当时有超过 500 个 WiFi 网络在工作。不是 500 个 WiFi 接收器或者连接——现场有 5000 听众，这些东西可能数以千记——而是 500 个不同的网络。
网络当中的绝大部分由人们所带的 MiFi 产生——Novatel Wireless 的移动网关，在美国由 Verizon Wireless 和 Sprint Nextel 销售，通过 WiFi 接入 3G 网络。
但审视过发布会视频，并和两位资深 WiFi 专家讨论之后，我基本上可以肯定，MiFi 只是其中的一部分问题。预发布版 iPhone 4 iOS 所存在的一个缺陷显然是问题之一。Apple 公关部门收到了针对此事的评论请求，但还没有回应。
我不是说存在几百个 WiFi 基站不会造成问题。事实上，被推断出的 iPhone 4 驱动问题应该就是在多个网络信号的情况下才会表现出来。但海量的信号和 iPhone 4 的表现都不能分开看。
看看重播
https://s3.ifanr.com/wp-content/uploads/2010/06/CNET_News_ Steve_Jobs_demo_fail
我们先来仔细看看上面这段视频。视频中左侧是 iPhone 3GS，右侧是 iPhone 4。观看视频时请注意 Apple 有一组备用机器，后台工作人员在演示中先将视频来源从第一组手机切换到第二组，之后又切换回第一组。
下面是慢镜头重播：
0:06: iPhone 3GS 基本上加载完了《纽约时报》，而 iPhone 4 只显示出标题，页内完全没有内容。iPhone 4 顶部状态栏有一个 WiFi 图标。
0:17: 乔布斯拿出一组备用机型，备用的 iPhone 4 用了 3G 网络（进原 Youtube 视频，切换到 720P 会看得更清楚）。
0:21: 你可以看到 3G 标识清晰的显示在备用 iPhone 4 上。
0:28: iPhone 4 无法获取 3G 网络，考虑到室内位置以及听众数以千记的 AT&T 设备，这不奇怪。听众大笑，有人开玩笑让乔布斯试试 Verizon。
0:47: 演示屏幕（投影）切换回第一对手机，iPhone 4 顶部是 WiFi 图标，但依旧无法获取页面。
0:59: 乔布斯按下 Home 按钮，重新启动 Safari，此时 WiFi 图标清晰可见，但页面仍然没有加载。
1:10: 页面终于开始加载（非常慢），乔布斯决定放弃，跳过当前的演示。
现场到底发生了什么？我和 Phil Belanger、Phil Kearney 这两位在无线网络方面干了很多年的人谈了这事。Belanger 的名字出现在 802.11b 的规格表上，WiFi 这名字就是他帮助挑选的。而 Kearney 自 2002 年到 2008 年年底主管 Apple 的网络团队（包括 AirPort 系列）。译注：Phil Belanger 是 Wi-Fi 联盟的发起成员之一。
两位当时都不在现场，但看了视频并和我讨论之后，他们分别都认为那部 iPhone 4 出了问题。Belanger 说：“这看起来更像是 iPhone 的软件有些毛病”。Kearney 说：“在无线领域的经验让我相信 iPhone 4 固件或者 WiFi 芯片的驱动有 bug”（Kearney 和他的团队曾为 iPhone 和 iPod Touch 的工程师提供建议，而且他还向生产这款 WiFi 芯片的厂商征询过）。
十年的 WiFi 设备测试经验让我得出了同样的结论。我是厂商既爱又恨的测试者：我挑出过数以百计的适配器和驱动问题，厂商在得到报告后往往不得不进行修正。这其中也包括了 Apple AirPort 系列产品中的一系列问题。我曾分析、诊断 WiFi 方面的各种奇特问题。
我和这两位 Phil 是如何得出这样的结论的呢？我们先从问题的起源开始——过多的 WiFi 网络。
激增的移动热点
译注：这一节主要谈了 MiFi 的发展和美国运营商的情况，和 WWDC 上出现的问题关系不大。为文章完整性保留，有兴趣的可以看看。
MiFi 是第一款真正移动并且广泛使用的移动热点。它是一款靠电池驱动，可以装进衬衣口袋的设备，连接 3G 网络并通过 WiFi 分享给最多五台设备访问。
尽管 MiFi 之前也有类似的网关设备，但它是第一款将便携性与运营商向大众市场转售相结合的设备。MiFi 必须绑定两年合约，之后 Sprint 免费赠送、Verizon 以 100 美元出售。合约每月 60 美元包 5GB，超出部分每 5 美分/MB。
MiFi 定义了 “移动热点” 类产品。在此之前，3G 移动热点通常只是叠接（tethering，以手机做调制调解器，通过 USB 或蓝牙分享给其它设备），或者在笔记本插 3G 调制调解器，再通过 WiFi 将网络分享给其它设备。叠接很好，但限制多；3G 调制调解器的分享很不方便。
每个移动热点会创建一个访问点（AP），方式和专用 WiFI 路由完全相同。这包括了独一无二的 BSSID（基本服务区标识符），就像基站的 MAC 地址；一个 SSID（服务区标识符），这是供人类阅读的名字，提供给连接软件。
我们在不远的未来会看到海量的移动热点，因为手机已经在取代/补充 MiFi。Palm Pre Plus 和 Pixi Plus 数月前就提供了这功能，不过在美国仅支持 Verizon 网络。刚刚推出的 Sprint HTC EVO 4G 也提供了这种服务，不过目前只能通过 WiMax 网络，而且 Sprint 将从 7 月开始每月收取 30 美元（支持 3G/4G 网络）。
不过真正打开闸门的还是 Android 2.2，它在基本的系统设置里提供了移动热点功能。运营商可以选择关闭此功能或对此收费，但它还是引发了人们对手机的一种非常不同与以往的期望。
奇怪的是 iPhone 4 没有移动热点选项。iPhone OS 3 支持叠接，有些运营商支持收费版的此功能。iOS 4 将会附带 AT&T 叠接，但不通过 WiFi 分享。
空气中的冲突
是什么让 MiFi 和其它移动热点造成了阻塞问题？毕竟，数以千记的基站可以在一起正常工作，比如大学、公司、Cablevision 这类大型户外电视网络——这些地方集中化管理着多样化的功率输出和频道。
那是因为（上述环境下）WiFi 适配器是连接到一个基站网络，每个基站都显示为相同的网络或采用虚拟 SSID 的网络群，不会相互争夺访问权。#适配器通过各种技术彼此分享被分配到的那块频谱（频道），而基站就作为中间人进行协调。
数目庞大且未经协调的基站所带来的问题是，它们当中的每一个都试图夺得使用权，而且对同频道甚至毗邻频道下的其它 WiFi 设备没多少忍让。
没有基站协调，每个网络都会受影响，因为它无法精确获知其它设备或网络何时开始广播。最后所有设备都退出交流，因为它们总和别的设备网段重叠（Overlap）。
Phil Belanger 解释说：“这不是干扰，只是拥塞。这不是外源信号，所有的客户端都知道发生了什么情况”。
毗邻的频道造成的问题略有不同。2.4 GHz 是目前 MiFi 和其它移动热点唯一可用的频带（band），在美国仅有 11 条合法、并得到完整支持的频道（channel）。其它国家支持的频道数量也没有太大差别。
这些 2.4GHz 频带集中在大约 20MHz 的范围，间隔仅有 5MHz。也就是说 channel 2 仅比 channel 1 高 5MHz，和它的大部分信号重叠。Channel 1、6、11 之间影响最小，但没有 WiFi 基站被要求只能使用三个频道。
只要设备够多（有些可能被手动设置为特定的频道，别的自动搜寻使用最少的频道），会场的无线通信拥塞就很可能会覆盖整个频段。毗邻频道间的 WiFi 设备相互造成的信号影响，比同频道下还要糟很多。
MiFi 之类的设备和专用 WiFi 路由器的一大不同是移动热点所用的功耗从设计到需求都更小。因为这些设备设计用来在电池的驱动下工作，服务于小群体。信号在足够覆盖小范围的情况下要尽量的弱，以换取更长的使用时间。
WWDC 主题演讲所在的 Moscone 中心里，绝大部分设备（MiFi、手机）的广播能力太弱，尽管 Apple 的工程师可以通过接受敏感度更高的设备寻到这些信号，但它们本身无法看到彼此。
但是 Apple 也运行着一些公共和私有的 WiFi 网络，它们的广播功率更高，以致与移动热点产生干扰、并能捕获到移动热点的信号。
需要注意的是，所有这些拥塞只会让 WiFi 联网变慢，而不会让它彻底无法工作。很多时间被浪费在对话协议的建立上，但每个网络中的对话最终都能展开。
Belanger：“我的专业观点是大量 WiFi 网络可以造成拥塞，用户能直接观察到的表现是自己的各种（联网）操作变慢了不少”。
MiFi 制造商 Novatel Wireless 的资深公关主任 Charlotte Rubin 说：“我们从未听闻有人因为这种原因连不上自己的 WiFi 网络。没错，它不会像正常的时候那么快，因为太多的人在分享带宽”。
作为一家移动热点生产商的代表，Rubin 异常坦率，她承认公司在 “我们参加的每次贸易展上” 都会发生拥塞。但正如她所指出的：“这是 WiFi 和 WiFi 频谱的天性，我们把这视为一个非常简单的问题，这是干扰的天性所致”。
在 WWDC 现场的人也证实，尽管台上遇到了问题，但他们仍可以连接到展会 WiFi 或 MiFi 之类的设备上。
不过会议中的拥堵确实太严重了。Iconfactory 的 Mac/iPhone OS 开发者 Craig Hockenberry 在电邮里说，因为那些工作中的移动热点，当时基本上无法使用 Apple 设置的公共 WiFi 网络。他提到有人在联网时抓狂，喊道 “关了你他 x 的 MiFi”！
当然，如果你在公共 WiFi 上无法获得持续的连接，而且手上有 MiFi 或 Android 2.2 手机，自然会打开它。这就会让其他人更难联网，逼他们也打开自己的移动热点。恶性循环就持续了下来。
iPhone 4 可能存在的驱动缺陷
我们再回到开头。视频似乎显示出 iPhone 4 在 WiFi 拥塞环境下的一个缺陷。
重点：
- 演示中的两部 iPhone 3GS 都可以在非常靠近 iPhone 4 的位置连上 WiFi 网络，
- 第一部 iPhone 4 似乎可以连上 WiFi 网络，但几次都无法加载页面。
- 备用的 iPhone 4 根本就没法接入 WiFi 网络，或者也可能没有设置为接入 WiFi 网络（这有点难以想象）。
- iPhone 4 采用 2.4GHz 的 802.11n 芯片，和 iPad 的 802.11n 芯片（2.4GHz/5GHz）以及之前仅支持到 802.11g 的几款 iPhone 不同。802.11n 无线的表现应该远比 iPhone 3GS 的 802.11g 无线更好才是（值得注意的是，早期 iPad 也有很多 WiFi 网络问题反馈，而 Apple 到现在还没有放出自己在官方网站承诺的升级补丁）。
- 为 WWDC 搭建 WiFi 的 Apple 网络工程师在业内干了很长、很长的时间，以自己的技术出众而闻名。除非 Apple 改变了自己搭建展会网络的方式，否则不会交给其它 IT 公司完成。也就是说，会场的网络由一个准备好应对复杂无线频率环境的团队所搭建。
Phil Kearney 说：“我在无线领域的经验让我相信 iPhone 4 的固件或 WiFi 芯片驱动很可能有 bug”。Belanger 看完 iPhone 4 视频后这么说，“这种故障模式不同于” 典型的拥塞或连接问题，比如 “大量 SSID 所导致的问题”。
Kearney 和 Belanger 都有提供远程诊断的资格。两人开发 WiFi 和无线网络产品的时间都超过 15 年。Belanger 曾在 Aironet、Wayport、Vivato、BelAir 公司供职，现在是 Novarum 的联合创始人，Novarum 是一家户外 WiFi、3G、4G 的测量与测试公司。
在 Kearney 主管 Apple 网络分部之前，他曾在 InterCon、Ascend、Lucent、Agere 工作（这几家公司都依次被后一家收购）。他现在的公司为智能手机制作移动应用平台。Kearney 曾作为 Apple 的协调人（point person）负责和 WiFi 芯片商一起研发规格，该供应商的无线电路也用于 3GS、iPad 和 iPhone 4。
可以想象现在就有工程师团队拼命重现会上出现的问题。如果我们的分析正确，bug 被发现，那 Apple 就会研究绝大部分用户会不会碰上这个 bug。
如果 bug 只会在有几百个基站的环境下出现，那 Apple 可能会等待，把补丁放在 4.0.1 升级里。如果 bug 很容易触发，那么就得疯狂的重刷生产线上的设备。
未来
就算乔布斯主题演讲中的骚乱是由 bug 所造成，我们以后也很可能会遇到这等规模的拥塞（Google I/O 也是同样的情况）。
一种解决方法是在公共场合和大会上大量使用 5GHz 频带。我不知道 Apple 大会上的公共网络是已经用了 5GHz 还是只有 2.4GHz，不过可以想象以后会看到更多的 5GHz 应用。
过去三年内售出的绝大部分笔记本内置的 802.11n 都支持了 2.4GHz 和 5GHz 网络。5GHz 频带在美国提供了 8 个频率，间隔 20MHz，边缘重叠非常少（由于很多复杂的原因，还有 13 个可用的频率未能得到广泛应用）。
包括 iPhone、iPod Touch 在内的以及几乎所有智能手机都只能用 2.4GHz 频带，因此如果所有笔记本和 iPad 都改用 5GHz 也完全没有问题。
Belanger 提到受控环境里已经有了这种趋势，他说：“在家和公司里为我们所控制的所有地方，‘好东西’ 都会改用 5GHz。2.4GHz 可能会成为手机专用频带”。
比如 Apple 的同步双频宽 AirPort Extreme 和时间胶囊都在同时提供了两个频宽，Apple 的竞争对手也提供了类似但更便宜的设备。Apple Mac OS X 和 iPad 上的 iPhone OS 3.2 在检测到有和 2.4GHz 网络同网络名的的高强度 5GHz 信号时都会优先切换过去。
不过忙得不可开交的不仅仅是 WiFi，Kearney 指出：“如果很小的地理空间里集中了一群 iPhone 用户，就会让 3G 变得饱和，就像 WWDC 主题演讲时出现的 2.4GHz WiFi 频谱饱和一样”。
他说无线行业 “下了很大力气占领新的频谱，有些已授权，有些还没有”。当中包括 60GHz，已经有一些团体开始尝试利用。各大电子、电脑厂商也在力图释放每个市场里的那些 “白色区域”——未被使用的电视频谱——以供网络使用。
AT&T 和 Verizon 花了数十亿美元购买 700MHz 的大段频带。该频带之前曾用于 UHF 电视，2010 年下半年将成为 Verizon 的下一代（4G）移动服务的频带。
上面提到的这些都不会立刻改变我们目前在高密度、大负荷计算使用下的网络连接问题。或许主持会议的公司所推动的可靠 WiFi 网络以及广泛采用的 5GHz 基站更可能扭转情况。
不过不要把指责全部集中在 MiFi 或移动热点上。这是一个囚徒困境。每个人都想要参与合作，但又不知道别人的选择——这就是未经协调的 WiFi 环境，最后就可能退而选择权宜之计（MiFi）替代更好的分享媒介（公共 WiFi）。
