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）。
