經常生活在城市的朋友,互聯網服務或許已經成為大家生活中不可或缺的一部份。不過,目前全球仍有三分之二的人,因為森林、群島或者高山等地形,無法使用快速及穩定的網絡連接,因此谷歌推出了名為“Project Loon”的計劃,如之前所報道的,谷歌正計劃利用高空氣球在全球范圍內的偏遠地區建設龐大的移動通信網絡。
谷歌“Project Loon”是Google X實驗室的計劃之一,通過多個熱氣球為指定地區的人提供快速及穩定的Wi-Fi網接網絡。
據《連線》雜志報道,如谷歌的無人駕駛汽車項目一樣,Project Loon這一項目在很早之前就已經開始了,至今或有將近兩年的時間。谷歌也表示,目前他們已經建立起了一個系統,將承載各種計算機、電子設備的熱氣球發送至60000英尺之外的高空,向偏遠地區提供等同于現在的3G網絡或更快的網絡連接。
根據官方介紹,“Project Loon”的pilot測試將會在本月于新西蘭南島率先推出,據悉,本周谷歌已經發射了30個熱氣球,預計未來將在更多的地區展開實驗。
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無線網絡信號的“潛鳥計劃”
新西蘭小鎮里斯敦的農夫查爾斯·尼莫(Charles Nimmo)沒有想到,整天與羊群為伴的自己,有朝一日會通過熱氣球接入互聯網。
大約一個月前,尼莫接到了一通神秘電話,在簽訂保密協議后,尼莫和其他49人才知道,谷歌公司的“潛鳥計劃”找上門了。
當時,谷歌技術人員將一個籃球大小的鮮紅色接收器安裝在他們家中,形狀好比谷歌地圖的標記圖標。
沒過多久,當工作人員把一個個外形酷似水母的半透明熱氣球放飛后,尼莫成了世界上第一個成功接入“熱氣球網絡”的用戶。
沿襲當地農夫的傳統,尼莫上網后的第一件事,就是打開谷歌頁面查詢天氣,以便決定當天是否該給綿羊剪毛。盡管熱氣球僅在尼莫家上空停留了15分鐘,但他還是興奮異常。“熱氣球網絡接入的速度和質量,比我使用的撥號銅線網絡要好得多。”
用熱氣球“散播”無線網絡信號的“潛鳥計劃”,是谷歌X實驗室里誕生的又一個狂想。目前,大約三分之二的地球人仍無法上網,谷歌希望利用熱氣球為農村、偏遠和欠發達地區提供廉價的互聯網服務。
不過,這種“熱氣球網絡”在操作性和穩定性上仍舊面臨疑問。電信分析人士項立剛就對《第一財經日報》表示,掛在天上的氣球如何高效率地保證網絡信號的持續性,是谷歌熱氣球面臨的一大考驗,而另一個考驗則在于如何保證持續不斷的電力供應。
天空網絡
谷歌放飛的這些熱氣球大有奧秘,下方懸掛的設備包括:無線電接收器、電腦、高度控制設備以及太陽能電池板。氣球將在距離地面20公里及以上的平流層飛行,會與地面的網絡站點互傳信號,這些信號會一路“彈跳”,并在氣球之間傳輸。
谷歌官方稱,每個熱氣球能在平流層中飄浮100天,在自西向東的飛行過程中,能為直徑40公里的區域提供無線互聯網服務,覆蓋面積約為1256平方公里,超過整個香港的面積,而且不受地形影響。
這些熱氣球的材質是超壓力氣球所使用的聚乙烯泡沫,比氣象用氣球更加耐久,可以承受更高的壓力,充氣完成后高12米、寬15米。同時在頂部配有降落傘,可以控制氣球起降以便進行維修和更換。氣球上的電子設備由太陽能面板供電,花費4個小時就可以充滿一天所需的電量。
目前這項實驗還處在初期階段。之所以選擇新西蘭作為首發地,很大程度上在于新西蘭是一個農村人口眾多的國家,傳統的光纖網絡鋪設可能很難滿足當地的需求。
以尼莫為例,他在4年前曾放棄撥號網絡,并改用衛星網絡,但后來發現自己難以負擔每月超過1000美元的上網費用。
“我幾乎已經準備關閉家里的網絡接入,并準備到鎮上工作了,但谷歌這一項目的到來,有可能顯著改變許多新西蘭人的生活。”尼莫說。
這一計劃如果成功,受益的不僅僅是像尼莫這樣身處發達國家但依舊上網不便的用戶,還有那些遠處山村、沙漠,或者欠發達地區的人們。
此外,2011年新西蘭基督城強震后,大部分通訊基礎設施遭到破壞的事實令人記憶猶新。谷歌預計,類似的“熱氣球網絡”今后有望在災后重建中發揮重要作用。這也是新西蘭被選為實驗地的原因之一。
商用前景
根據計劃,第一批發射的30個氣球將從新西蘭西部飛向東部,50名家中安裝了特制接收器的新西蘭居民參與了這一實驗。
此后還會有更多氣球被放飛,經過智利、阿根廷、南非、澳大利亞等同緯度南半球國家,形成一個由熱氣球組成的環。
谷歌最終打算發射數千個熱氣球至平流層,利用環繞全球的“熱氣球網絡”,為全球48億無網絡人口提供服務。
“世界上很多地方都難以享受到互聯網服務。”谷歌X實驗室技術主管理查德·德沃爾(Richard DeVaul)表示,“盡管我們現在可以通過衛星電話聯系到撒哈拉沙漠以南地區,但這并不意味著那里的人們也能享受到廉價、高效的互聯網服務。”
德沃爾表示,如果計劃能夠成功,那么各國就能省下鋪設電纜光纖、建立通訊基礎設施的大筆費用。
對于這樣一個剛剛起步的項目,谷歌稱,現在談商業化還為時尚早。但在業內人士看來,搜索起家的谷歌,之所以在網絡基礎服務設施建設方面投入重金,其目的還是在于搭建自己的生態系統,涉及新微處理器、低價智能手機、安卓操作系統等鏈條。
更多網民則能為谷歌帶來更多收入。目前,谷歌在線廣告收入占其年收入的50%以上。
事實上,有外媒在今年5月報道稱,谷歌將在撒哈拉以南非洲、東南亞協助建設無線網絡,其中包括使用高空通信平臺(比如特殊氣球、軟式小型飛船)來傳輸信號,同時還將向這些地區輸出低價手機。
值得一提的是,由于“熱氣球網絡”發射的無線信號所經過的頻譜無需授權,因此谷歌也無需面對繁雜的申請流程和監管程序。
技術挑戰
其實,利用天空提供無線網絡服務并非谷歌首創,美國國內類似的嘗試并不少見。但從沒有一家公司有谷歌這樣的商業動力和實力保證。
此前有建議稱,可在高空建立一個固定的平臺,與相應地面進行鎖定,從而確保互聯網信號的提供。但谷歌拒絕了這一想法,認為固定的平臺必須要與自然界的風力抗爭,設備也將因此巨大而昂貴。
但自由飄動的熱氣球也帶來了另一個問題:盡管平流層的氣流相對穩定,但仍無法確保氣球不會“亂跑”。
“我們不希望熱氣球隨風而走,我們希望它能待在需要網絡服務的地方。”德沃爾表示,“因此,你必須控制熱氣球在平流層中上上下下地進行位置微調,以適應合適的風向。”
德沃爾把氣球位置的細微調整,比作芭蕾舞演員依靠腳尖靈活移動的場景,借此說明此舉需要非常精確的計算機技術。
而外界關心的另兩個問題,包括會否影響飛機飛行,以及萬一氣球失靈砸向地面會否造成人員傷亡。
“這些熱氣球裝有閃光標識與雷達反射器,因此不會對執行飛行任務的飛機造成影響。”德沃爾說,“當然,由于熱氣球高高飄浮在空中,地面的人們也不用擔心其突然墜落。即使有突發情況,熱氣球自身配有降落傘,會安全降落至地面。”
盡管看似萬無一失,業界對此仍有疑問。項立剛就對記者表示,谷歌熱氣球上網聽起來新奇有趣,但目前的條件是否現實仍不好說。
項立剛說,無線網絡需要路由器傳輸信號,目前普遍的做法是通過光纜實現,此外還有成本高昂的衛星連接和傳輸速度較慢的微波傳輸,掛在天上的氣球如何高效率地保證網絡信號的持續性,是谷歌氣球面臨的一大考驗,而另一個考驗則在于如何保證持續不斷的電力供應。
市場研究公司Rysavy Research無線專家萊賽維(Peter Rysavy)則表示:“在覆蓋地域如此之廣的情況下,你沒辦法向每名用戶提供足夠的帶寬。起碼在美國,這種技術除了鄉村地區以外,并無多大用處。”
谷歌的互聯網王國在云端
如果說互聯網服務是云,那么谷歌的互聯網王國就構建在云端。為了讓更多的人可以享受到互聯網服務,谷歌正在雄心勃勃地打造互聯網基礎設施,構建一座座通往云端的“通天塔”。
在網絡服務完善的美國,谷歌已在數個城市部署了光纖寬帶網絡,提供1Gbps的高速互聯網和視頻服務;并基于光纖網絡推出免費WiFi服務,幫助所有人使用移動設備連接至互聯網。而在谷歌總部所在地硅谷山景城(Mountain View),當地居民早就享受到谷歌的免費Wi-Fi服務。
但目前全球仍有三分之二的人口,他們的生活沒有互聯網。為了讓這些亞非拉地區的新興市場民眾也能享受到互聯網服務,谷歌也在構建各種網絡服務基礎設施。這些項目由谷歌聯合創始人謝爾蓋·布林(Sergey Brin)領導的Google X實驗室,以及谷歌的非盈利部門Google.org負責執行。
氣球網絡計劃(Loon)就是谷歌X實驗室推出的新項目。這個聽起來令人瘋狂的項目計劃在大氣平流層放飛無數氣球,組成一個無線網絡,為更多尚未聯網或網絡條件不穩定的地區提供更加廉價的互聯網服務,填補網絡服務的盲區,或幫助受災斷網地區恢復網絡。
這些氣球會進入大氣平流層,離地面約20公里,這是飛機飛行高度的兩倍。平流層的風通常比較穩定,風速在每小時5到20英里之間,而每一高度層的風向都不同。氣球會在地球上空漂浮,并通過軟件算法決定移動位置,而后上升下降到特定高度,隨著風向進行移動,構成一個巨大的通信網絡。
氣球的材質是超壓力氣球所使用的聚乙烯泡沫,完全充氣后高12米,寬15米。這一材質比氣象用氣球更加耐久,可以承受更高的壓力。氣球頂部有個降落傘,可以控制氣球起降,以便進行維修和更換。而氣球上的電子設備是由太陽能面板供電的,因為平流層沒有云遮蔽陽光,這些面板4個小時就充電完畢,生成100瓦的電力,足夠保證儀器運轉,還可以充電用于夜間使用。在面板充電時,氣球也可以使用可再生能源運轉。
氣球上還有一個裝載電子設備的小盒子,包括了控制整個系統的電路板、電池,還有無線電天線,以用于與其他氣球通信以及與地面網絡天線通信。天線配備了特制的無線電射頻技術,使用的是2.4與5.8GHz的ISM波段。每個氣球可以為40公里直徑的地面地區提供網絡連接,網速可以達到目前3G的水平。在氣球下方的用戶在房屋上安裝一個特殊的網絡天線,就可以接入氣球提供的網絡服務。網絡信號會在氣球之間不斷反射,然后接入地面的全球互聯網服務。
6月16日,谷歌在南緯40°的新西蘭南島基督教堂城(ChristChurch)的航空節上正式開始小規模測試。谷歌會在當地放飛30個氣球,為當地提供網絡測試服務。測試體驗會用于改進這項技術,為下一代氣球計劃做準備。谷歌已經邀請當地居民屆時參加放飛活動,并參與網絡測試。
在氣球項目之外,谷歌之前已經在南非開普敦進行了另一項微型基站試驗。一處基站信號能覆蓋數英里范圍,而小盒子大小的無線接入點可以接受該基站發出的信號。這一系統由谷歌的軟件控制,能自動判斷某一地區哪些廣播頻譜當前沒有使用,從而可以被用于互聯網接入服務。
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