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藍牙 20 年期望落空,通信技術失敗多少都有類似的原因 | 好奇心商業史

智能

藍牙 20 年期望落空,通信技術失敗多少都有類似的原因 | 好奇心商業史

王毓嬋2019-05-24 09:33:16

每臺手機都有,但最少被人用到的通信技術

蘋果推出了一款藍牙耳機,它作為 iPhone 的配件面市,配有無線充電功能,造型奇特、價格不菲、銷售慘淡。

它自然不叫 AirPod,而叫 Apple iPhone bluetooth headset (蘋果 iPhone 藍牙耳機)這樣一個直白的名字,發布于 2007 年,配合初代 iPhone 問世。

不同于初代 iPhone 給全球通信市場帶來的改朝換代的沖擊,這款耳機毫無存在感,最大的價值可能是作為稀有蘋果收藏品在 eBay 上流通

長得一點也不像蘋果耳機的蘋果耳機?來源:eBay

在 2000 年第一款藍牙耳機誕生之后的十幾年里都不太受人待見。帶上偶爾還閃著光的單耳藍牙耳機,看上去不是個司機就是特工 wannabe。《連線雜志》2009 年還調侃著道“小時候可能是看多了機械戰警,以為用電子器件裝飾自己是很酷的做法。我們想強調一點:一只耳朵戴著個藍牙耳機走來走去是很蠢的行為。沒有例外。”

其它問題還包括配對過程繁瑣、連接中斷、需要頻繁充電等等。

縱使喬布斯執掌下的蘋果,也沒能讓人接受藍牙耳機。由于第一次試水太過失敗,蘋果隔了將近十年時間才推出第二款藍牙耳機 AirPods,去年賣掉 3500 萬副。

現在 AirPods 每季的銷量超過其它所有藍牙耳機之和。在藍牙作為一種通信標準推出 20 年之后,它終于不再是人人手機都有,但只有小數點后幾位百分比真在用的東西。

但 AirPods 的成功源自蘋果定制的芯片、以及與自有操作系統的整合,恰恰背離了藍牙技術最初的寄望。它不再是當初創造者們所設想的一個“連接一切電子設備的橋梁”。

藍牙曾被視為統一通信標準的希望

科技界對藍牙的期望,你從名字就能看出來。

1990 年代,創造一個短距離無線傳輸方案的想法在幾家巨頭公司間不謀而合地產生。英特爾內部有一個名為 Business-RF 的計劃,愛立信內部有一個名為 MC-Link 的計劃,諾基亞內部有一個名為 Low Power RF 的計劃。三家公司做的事情大同小異,但愛立信率先完成了研究。

愛立信工程師 Jaap Haartsen 從 1994 年起就在公司內部獨自研發這個項目,兩年后邀請有同樣想法的英特爾和諾基亞工程師一起來碰面。

而在英特爾負責類似項目的工程師 Jim Kardach 是歷史愛好者,因為要和這些北歐公司合作,就買了本 The Vikings 看北歐歷史。北歐史都繞不開丹麥國王 Harald Blatand 國王,因為愛吃藍莓而將牙齒染成了藍色,綽號藍牙(Bluetooth)。

Jim Kardach 提議以“藍牙”作為這一技術的代號。“Harald Blatand 國王在 10 世紀統一了斯堪的納維亞半島,就像我們打算把 PC 和手機用短距離無線通信技術連接起來一樣。”Jim Kardach 這樣對在場的工程師們說。

這一代號得到了三家公司的首肯。他們將這一技術看作電子設備實現通用互操作性的機會——不僅僅要實現手機和電腦的連接,還要實現不同公司之間產品的連接。

當時的愛立信認為,如果能實現該公司手機與耳機之間的互聯互通,也許有益于提振這兩個產品的銷量。英特爾也認為,如果能把手機和電腦連起來,或許能夠推動其 PC 銷量的增長。

為了實現這一目標,他們需要為全球電子設備制造商創造一個通用的 RF 協議。但僅靠三家公司還不夠,1998 年,他們又邀請了 IBM 和 東芝的代表坐下來一起討論在全球范圍內推出這項技術。

1998 年 5 月,控制藍牙技術的藍牙特殊利益集團(SIG)宣告成立。第一場會議的主要議程包括:共同制定一個標準的、可互操作的協議;確定這項技術必須能免費提供;確定芯片必須便宜且易于安裝。

另外,這場大會也通過了以“藍牙”作為該技術正式名稱的提議,并且把 Harald Bluetooth 中的 H 和 B 兩個字母的古北歐字體結合在一起,創造了藍牙的 logo。

來源:Fabrikbrands

統一的標準激起了全行業的熱情。1998 年,已經有 200 多家公司宣布了對藍牙技術的支持,縱使它連 1.0 版本還未公布。當時,如果你在中國購買手機,有大約 80% 的可能性會買到摩托羅拉、諾基亞、愛立信之一,而它們都是藍牙標準的參與者。PC 在軟硬件領域最重要的兩個巨頭——微軟、英特爾也參與其中。

1999 年,SIG 公開了藍牙技術標準的 1.0 版本

2000 年,愛立信推出了全球第一部使用藍牙技術的 GPR(通用分組無線業務)手機 R520,芬蘭諾基亞,英國 Psion和日本 TDK 等幾家當時的主流廠商也相繼推出了搭載藍牙的硬件產品。同年,全球有約 80 萬臺藍牙設備出貨。

全球第一款藍牙手機 來源:愛立信

又一年后,圍繞藍牙的炒作吸引了超過 10 億歐元的風險資本。從標準化到商業化再到吸引一級市場加入,僅僅用了三年時間。

2001 年,針對藍牙技術的大部分投資來自于構成 SIG 的五家初始公司,但很多小型初創企業也投入了數億歐元,特別是藍牙芯片組和基站的設計者和制造商。它們中的許多是美國公司,如 Silicon Wave,Conexant 和 Tality 等; 還有一些位于遠東,如日本的阿爾卑斯電氣等;以及一些歐洲公司,如 BrightCom 和 Commil,以及英國的 Cambridge Silicon Radio(CSR)。

2018 年,CSR 公司聯合創始人 Glen Collinson 回憶說,“藍牙可能是全球普及最迅速的標準之一。”

在無線電領域,從制定規范到進入市場往往需要數年時間,但在市場需求的推動下,一切都被加速了。

低價的藍牙芯片讓普及變得容易。當無線芯片價格超過 30 美元時,CSR 公司產生的 Bluecore 芯片成本僅為 5 美元。這符合愛立信最初的 5 美元藍牙芯片的暢想。幾年時間內,CSR 占據了全球市場 60% 的份額。

2001 年,荷蘭飛利浦半導體公司、德國英飛凌公司、美國公司德州儀器公司、美國國家半導體公司等也擁有了藍牙芯片制造能力。PC 卡當時也被看作是一個重要領域,同年,至少有 20 家公司推出了產品,包括 3Com 和摩托羅拉。

各種想法被提出來。丹麥一家名為 BlueTags 的公司開發了支持藍牙的行李牌和酒店鑰匙;英國的 Red-M 開發出了一種系統,讓醫生可以根據患者的健康保險平衡醫院的賬戶; 美國的 ZebraPass 為體育場館開發了基于藍牙的無線票務系統,還得到了諾基亞的支持。

當時人們設想,通過這種方式,一個設備可以通過無線鏈路與任何其他附近的設備進行交互。大多數市場分析師也看好這個行業。Frost&Sullivan 估計,藍牙產品的出貨量將從 2001 年的 1100 萬增加到 2006 年的約 6 億,相當于 7.88 億歐元的收入。

Gartner 的分析師 Ken Dulaney 在 2001 年表示過高的預期可能會損害藍牙,稱“藍牙已經越過了期望值的頂峰。”

甚至 Jaap Haartsen 本人都開始擔心人們對藍牙的期望過高。

“人們對藍牙的潛力和可能性充滿熱情,但有許多期望不可能在短時間內實現。”Jaap Haartsen 說,“針對新事物的投資可能在很長一段時間內都看不到回報,隨著經濟的衰退,許多投資都只是漫長旅途的第一步。”

20 年下來,藍牙只實現了當初設想的一小部分

20 年后,藍牙已經不再是一個手機廠商推出產品時需要強調的功能,而是幾乎所有手機的標配。它和 Wi-Fi 一樣被做成手機的標配——兩種技術在手機上往往直接由同一個廠商打包提供。今天你只有買老人機才可能不支持藍牙。

藍牙標準經歷了從 1.0 到 5.0 的復雜變化,但它并沒有成為一個不可或缺的通信標準,主要還是被用在連接耳機、音箱、車載音響和鼠標鍵盤上。

先兆很早就有。

2000 年 12 月,SIG 聯盟成員 3Com 在硅谷舉行的藍牙會議上進行了一次演示,用兩臺配備藍牙功能的筆記本電腦進行通信,結果搞了半天也連不上。一年后,漢諾威 CeBit 大會上,德國技術公司 Lesswire 在會場建立了 100 多個藍牙基站(是當時世界上最大的藍牙網絡),邀請與會者來體驗無線傳輸,但網絡一直顯示不可用,工作人員在眾目睽睽下鼓搗了十來分鐘才連上

Lesswire 的項目經理一會兒把原因推給網絡過于擁擠,一會兒又推給訪客的設備沒安裝必要的軟件。會后,Information Age 的記者寫道,圍繞藍牙的熱情正在高漲,“他們現在最恐懼的就是藍牙的原始開發人員所說的是對的——藍牙就只是適用于信息傳輸和聯系人同步的一個電纜替換工具而已。”

現實還不如當年的“替代數據線”。藍牙只是替代了音頻線、鼠標線和鍵盤線而已,連手機和電腦之間傳信息,基本都直接交給互聯網服務來完成——任何大一點的文件,也還是用數據線或者 Wi-Fi。

藍牙技術 1.0 - 5.0 版本的變遷

1999 年

1.0 版本發布。

使用 2.4GHz 頻段。多家廠商指出他們的產品互不兼容。音頻信號壓縮傳輸,音質很差。在協議層面上不能做到匿名,有泄漏數據的危險。

2001 年

1.1 版本發布。

正式列入 IEEE 802.15.1 標準,傳輸率為 0.7Mbps。但因為是早期設計,容易受到同頻率之間產品干擾,影響通訊質量。

2003 年

1.2 版本發布。

完善了匿名方式,保護用戶免受身份嗅探攻擊和跟蹤,同時向下兼容 1.1 版。

2004 年

2.0 版本發布。

推出增強數據率(EDR),能夠實現更快速的數據傳輸。EDR的標稱速率是 3 Mbit/s,實踐中的數據傳輸速率為 2.1 Mbit/s。支持雙工模式,可以一邊進行語音通訊,一邊傳輸文檔/高質素圖片。同時, EDR 技術通過減少工作負債循環來降低功耗。

2007 年

2.1 版本發布。

將設備間相互確認的訊號發送時間間隔從舊版的 0.1 秒延長到 0.5 秒左右,從而讓藍牙芯片的工作負載降低。改善了藍牙設備的配對體驗,同時提升了使用和安全強度。

2009 年

3.0 版本發布。

新增了可選技術 High Speed,傳輸速率理論上可高達 24 Mbit/s,是藍牙 2.0 的 8 倍,而 Wi-Fi 當時可以傳輸達 250 Mbit/s。引入了 EPC 增強電源控制技術,再輔以 802.11,實際空閑功耗降低。

2010 年

4.0 版本發布。

是迄今為止第一個藍牙綜合協議規范,將三種規格集成在一起。其中最重要的變化就是 BLE(Bluetooth Low Energy)低功耗功能,功耗較老版本降低了 90%。

2016 年

5.0 版本發布。

在低功耗模式下具備更快更遠的傳輸能力,傳輸速率是藍牙 4.2 的兩倍(速度上限為 2Mbps),有效傳輸距離是藍牙 4.2 的四倍(理論上可達 300 米),數據包容量是藍牙 4.2 的八倍。Apple HomePod,iPhone 8,8 Plus 和X等已經開始使用這一標準。

甚至在配件領域,藍牙也沒能統一標準。

當你購買智能家居產品,如燈泡、凈化器之類,不管昂貴的飛利浦還是便宜的小米,還是很容易會遇到 Zigbee 標準。它的中譯名為紫蜂,是一種低速短距離傳輸的無線網上協議,多用于家庭自動化控制和工業遙測遙控領域。

當你使用專業健身器材和運動外設時,又會接觸到 ANT 無線網絡。不管是環法自行車比賽上記錄騎手踩踏頻率的傳感器,還是健身房跑步時常見的心率帶,基本都采用這種標準。它更多地存在于健康、運動、醫療等領域。

像羅技、雷蛇這樣的高級游戲鼠標品牌,也會有自己獨有的通信標準。羅技使用其專有的 2.4GHz 無線通信格式,能夠創造比藍牙更快的反應速度和精準度。

設計一個標準讓成百上千硬件公司彼此兼容總是噩夢

藍牙多年來最直接的問題是用起來太過艱難。諾基亞、愛立信十幾年前就開始讓手機支持藍牙傳輸文件,這曾被認為是一種效率更高的通信方式,很適合當時運營商流量昂貴、彩信一條要一塊錢的時代。

這種服務的前提是,藍牙要兼容不同的手機(甚至還有 PC),以及它們上面不同的操作系統和不同的軟件。協調眾多硬件廠商相互支持是一場噩夢。

比如,用諾基亞的 Symbian 系統手機發送文件,文件會以短信形態出現在其它 Symbian 手機上。但如果對方用微軟或者 Palm 系統手機,甚至其它廠商的 Symbian 手機,那傳輸基本就難以實現。

這和在 Wi-Fi 或者 4G 網絡下發微信傳圖完全是兩回事,后者是不論什么品牌、什么系統的手機都是通過基站或者 Wi-Fi 熱點接入互聯網,然后傳輸信息——兩部手機并不直接連接,用什么系統什么硬件無關緊要。

于是很快,連藍牙陣營的人也對此失去了信心。微軟的無線專家 Michael Foley 博士在 2001 年稱:“每個設備和每個應用程序之間的互操作性的勝利永遠不會到來。”

IDC 國際數據分析師 Chris Kozup 也持悲觀態度:“SIG 的成員公司那么多,每個人都會從一個稍微不同的角度來看待這種情況,結果就是一團糟。”

事實證明確實是這樣。雖然 SIG 為藍牙制定了標準以保證其互操作性,但具體落實是由世界各地許多不同的藍牙資格認證委員會(BQB)來執行的。這給了廠商“自由發揮的空間”。

2001 年,飛利浦半導體 NV 連接產品線總經理 Gerhard Heider 承認,為了按照品牌方的要求為藍牙配置新功能,一些 BQB 的做法超出了基準測試范圍。

要減少問題就要花更多錢。想得到藍牙 SIG 的全面支持,一個年收入一億美元以內的企業,每年要付 7500 美元會費、4000 美元展示費(在包裝盒上標注支持藍牙),這還不包括其他明目繁多的認證,要再花至少數千美元。結果是很多配件產品沒有做所有必要的認證。

作為對比,健身設備常用的 ANT+ 標準收費只需每個設備 8 美分,這也是為什么你能買到幾十塊的騎行傳感器。

所以,關于適配的問題至今這個問題也沒有解決,哪怕只是用藍牙連連耳機、鍵盤也有各種麻煩。在工程師和科技愛好者出沒的 Hacker News?社區,2016 年有人提出疑問:為什么藍牙已經誕生這么多年了還是這么垃圾?評論區里,用戶們分享了各種和藍牙設備搏斗的故事,工程師們分享了自己接觸到的糟糕軟件和混亂標準與認證。

更重要的,硬件公司總會想象出沒人愿意用的功能,這被一次次證明

藍牙的問題不僅是能不能用的問題,還有用來干什么的問題。當年圍繞藍牙所做的應用開發大多無疾而終,千禧一代很多人從來沒用過基于藍牙的軟件。

在軟件時代,所有硬件廠商主導的通信技術都有過類似的問題。

今天最成功的通信技術無疑是手機上的蜂窩數據網絡——3G、4G。雖然它們已經普及到了大多數人的智能手機上,但在當年由運營商決定移動互聯網是什么樣子的時代,人們甚至根本不想要 3G。

運營商在 2G 時代就已經建立起一套完整的互聯網服務。如今我們經常使用的互聯網服務,其實很多在當時運營商都有提供。

圖片社交有彩信,資訊有手機報,移動支付有直接扣話費(雖然只能用來買游戲和鈴聲),電子郵件有黑莓和各大運營商合作的 BIS、BES,瀏覽器有 WAP 頁面,應用商店有移動百寶箱,相對今天的互聯網服務,它們什么都有,但沒人愿意用。

總結下來,就是可用,但不好用。這也是為什么當時所有手機公司都得聽運營商的,根據它們的需求調整手機設計、調整手機上的軟件,連最大的諾基亞也不例外。

3G 到來后,運營商的思路仍然沒有超越 2G 時代的水平。雖然為了競購牌照,運營商投入了大筆錢進去,但消費者仍然沒動力去使用 3G。就這樣,3G 網絡升級后整整 7 年毫無水花。到 2006 年的時候,整個行業在反思是不是錢花錯了地方。

3G 相比 2G 最大的特點是提高數據下載速度,前提是手機里必須有好的軟件和內容能激發用戶去下載。運營商沒能做到這一點,Google 和蘋果做到了。

2008 年,伴隨 iPhone 3G 問世的應用市場,讓手機的用戶第一次可以通過非運營商的渠道,自己挑選和下載應用。這是一個完整的體驗—— 開發者開發應用,用戶下載和付錢,蘋果和開發者按照三七開分成。這個流程中完全不用過問運營商的看法。

在 iPhone 3G 之后,諾基亞塞班系統中的 Ovi 商店(后更名諾基亞商店)、微軟的 Windows Phone 商店、黑莓 App World 才相繼出現。

但最為成功的還是 Android 的 Google Play 和 iPhone App Store。借助這兩家公司的操作系統和軟件服務,消費者找到了使用高速網絡的意義,Wi-Fi、3G 和 4G 也就自然而然地發展起來了。

在這個故事中你會發現,運營商和硬件廠商曾經有充足的時間和資金去掌握對新的通信標準的話語權,但是它們并沒有。

曾經被設想在手機上解決支付功能的 NFC 近場通信技術至今也沒有被推廣開來,反倒是看著更沒技術含量的掃碼功能,在中國成為了多數人的習慣。

背靠諾基亞、愛立信誕生的藍牙技術也是一樣受制于硬件廠商的想象力,至今未創造出什么好產品,也就沒有讓消費者找到使用它的意義。

藍牙這兩年好用了一些,因為有決定權的廠商已經把它定位成簡單的配件連接技術

2010 年,蘋果的 iPhone 4 是最早采用 BLE 低功耗藍牙技術的手機之一,之后它逐漸成為了手機業的標準。四分五裂的環境好了一些。

這也趕上了手機業洗牌。新的行業控制者蘋果和 Google 對藍牙的定位從萬能通信標準,變成了只用它來連連配件。

iPhone 從來不支持用藍牙給其他設備傳輸文件,Android 雖更開放一些,但 Google 原生系統也沒有提供相關功能。不過,并沒有多少人抱怨。因為流量已經足夠便宜,Wi-Fi 傳輸速度更快,社交網絡非常完善,沒什么道理非要用藍牙傳輸文件。

在連接配件的場景中,為了讓藍牙的糟糕體驗可以忍受,廠商開始加入自己的芯片。

AirPods 就是很好的例子。蘋果自制的 W1 芯片讓 AirPods 超脫于其他所有藍牙耳機之上,讓整個藍牙耳機市場形成了“除了 AirPods 就是二流產品”的局面。三星沒有用自己設計的芯片,但它的芯片合作伙伴博通也要自己研發芯片保證兩個耳塞之間的聲音同步——只靠藍牙可不夠。?

更諷刺的是,雖然藍牙平臺上終于出現了像 AirPods 這樣的現象級產品,但它卻與該技術一開始的初衷相左。

你可以使用常規藍牙耳機+iPhone 的組合,也可以將 AirPods 當普通藍牙耳機搭配 Android 手機甚至游戲機來用,但 iPhone + AirPods 的組合才能提供全部功能、帶來最好體驗。最好的產品并不是藍牙創造者最初所設想的一個“可連接一切的產品”,而是一個封閉生態內的產物。

在蘋果的帶領下,“可以連接,但是不要什么都連”成了大公司現在對藍牙的態度。他們需要的僅僅只是自家內部產品的互相可識別即可,并且他們希望把這種隔閡當作留下消費者的壁壘。

比如 Google 的 Pixel Buds。你可以連著其他播放設備聽音樂,但是你只有在連接 Pixel 手機的時候才能使用 Google 智能助理和實時翻譯等功能。與 iPhone 一起使用時,Pixel Buds 則只是“普通的藍牙耳機”。

至于任天堂大受歡迎的 Switch 游戲機,它內置藍牙以連接手柄,但不能連接藍牙耳機。

現在另一個由硬件公司主導的技術出現了,它會有不同的結果么?

5G 已經在路上。從運營商到芯片公司,從手機廠商到汽車企業情緒熱烈。一如當年激起全球企業追捧的藍牙。

全球都在投資 5G,中國三大運營商今年圍繞 5G 的投資可能達到 400 億人民幣。華為 2018 年在 5G 研發上投入 50 億元人民幣,拿到 25 份基站建設訂單,出貨超過 10000 個 5G 基站。主流的智能手機廠商包括三星、OPPO、Vivo 和小米都公布了 5G 手機的上市時間表,2019 年 5G 將會是新手機的核心賣點。

但圍繞 5G,消費者到底能獲得什么?

3G 時代發生在社交網絡崛起之后、4G 之前視頻網站已經普及。5G 用什么還不知道,中美的科技巨頭都沒有給出令人信服的答案。

5G 比 4G 速度更快,不只是下載快、相應時間也更短。根據 GSMA 協會公開的應用場景,4G 無法滿足,需要 5G 的技術有 4 種:自動駕駛、增強現實、虛擬現實、觸覺互聯網。

AR 增強現實和 VR 虛擬現實現在是沒人用的,內容和硬件水平遲遲不能滿足消費者的要求,聯網是它們最不需要擔心的問題;對于自動駕駛來說,更重要的顯然是汽車本身的計算能力。

至于名字詭異的觸覺互聯網(tactile internet)。今年 3 月,解放軍總醫院、中國移動、華為合作了一個 5G 的遠程人體手術。位于北京的醫生,通過 5G 網絡操縱腦起搏器,對位于海南醫院的帕金森病患者進行了手術。

這似乎是一個很具有超前意義的實驗,但加了挺多前提條件:沒有可靠 Wi-Fi 網絡;另一邊有復雜的手術機器人;患者不能移動;5G 信號完全穩定……

一個看上去很棒的想法,但被建立在很多假設條件之上。就像當年的藍牙一樣。當你把所有的假設條件都放入現實之中,就不那么容易實現了。

5G 更快的速度、更短的延遲一定是趨勢。但什么時候、如何才能影響到日常使用體驗,就是另一個問題。

但答案反正是不太像會被通信運營商,或者只能想出“幾秒下一部電影”故事的手機公司想出來。


題圖來源:?Suganth on Unsplash、?GMax Studios on Unsplash

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