無線網(wǎng)絡(luò)狂想曲： 谷歌“熱氣球網(wǎng)絡(luò)” - 全文

　　經(jīng)常生活在城市的朋友，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)或許已經(jīng)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?yàn)樯?、群島或者高山等地形，無法使用快速及穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，因此谷歌推出了名為“Project Loon”的計(jì)劃，如之前所報(bào)道的，谷歌正計(jì)劃利用高空氣球在全球范圍內(nèi)的偏遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)龐大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。

　　谷歌“Project Loon”是Google X實(shí)驗(yàn)室的計(jì)劃之一，通過多個(gè)熱氣球?yàn)橹付ǖ貐^(qū)的人提供快速及穩(wěn)定的Wi-Fi網(wǎng)接網(wǎng)絡(luò)。

　　據(jù)《連線》雜志報(bào)道，如谷歌的無人駕駛汽車項(xiàng)目一樣，Project Loon這一項(xiàng)目在很早之前就已經(jīng)開始了，至今或有將近兩年的時(shí)間。谷歌也表示，目前他們已經(jīng)建立起了一個(gè)系統(tǒng)，將承載各種計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備的熱氣球發(fā)送至60000英尺之外的高空，向偏遠(yuǎn)地區(qū)提供等同于現(xiàn)在的3G網(wǎng)絡(luò)或更快的網(wǎng)絡(luò)連接。

　　根據(jù)官方介紹，“Project Loon”的pilot測試將會(huì)在本月于新西蘭南島率先推出，據(jù)悉，本周谷歌已經(jīng)發(fā)射了30個(gè)熱氣球，預(yù)計(jì)未來將在更多的地區(qū)展開實(shí)驗(yàn)。
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　　無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的“潛鳥計(jì)劃”

　　新西蘭小鎮(zhèn)里斯敦的農(nóng)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(huì)通過熱氣球接入互聯(lián)網(wǎng)。

　　大約一個(gè)月前，尼莫接到了一通神秘電話，在簽訂保密協(xié)議后，尼莫和其他49人才知道，谷歌公司的“潛鳥計(jì)劃”找上門了。

　　當(dāng)時(shí)，谷歌技術(shù)人員將一個(gè)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(biāo)記圖標(biāo)。

　　沒過多久，當(dāng)工作人員把一個(gè)個(gè)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(gè)成功接入“熱氣球網(wǎng)絡(luò)”的用戶。

　　沿襲當(dāng)?shù)剞r(nóng)夫的傳統(tǒng)，尼莫上網(wǎng)后的第一件事，就是打開谷歌頁面查詢天氣，以便決定當(dāng)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?！盁釟馇蚓W(wǎng)絡(luò)接入的速度和質(zhì)量，比我使用的撥號(hào)銅線網(wǎng)絡(luò)要好得多?！?/p>

　　用熱氣球“散播”無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的“潛鳥計(jì)劃”，是谷歌X實(shí)驗(yàn)室里誕生的又一個(gè)狂想。目前，大約三分之二的地球人仍無法上網(wǎng)，谷歌希望利用熱氣球?yàn)檗r(nóng)村、偏遠(yuǎn)和欠發(fā)達(dá)地區(qū)提供廉價(jià)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

　　不過，這種“熱氣球網(wǎng)絡(luò)”在操作性和穩(wěn)定性上仍舊面臨疑問。電信分析人士項(xiàng)立剛就對(duì)《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》表示，掛在天上的氣球如何高效率地保證網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的持續(xù)性，是谷歌熱氣球面臨的一大考驗(yàn)，而另一個(gè)考驗(yàn)則在于如何保證持續(xù)不斷的電力供應(yīng)。

　　天空網(wǎng)絡(luò)

　　谷歌放飛的這些熱氣球大有奧秘，下方懸掛的設(shè)備包括：無線電接收器、電腦、高度控制設(shè)備以及太陽能電池板。氣球?qū)⒃诰嚯x地面20公里及以上的平流層飛行，會(huì)與地面的網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)互傳信號(hào)，這些信號(hào)會(huì)一路“彈跳”，并在氣球之間傳輸。

　　谷歌官方稱，每個(gè)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(qū)域提供無線互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，覆蓋面積約為1256平方公里，超過整個(gè)香港的面積，而且不受地形影響。

　　這些熱氣球的材質(zhì)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(shí)在頂部配有降落傘，可以控制氣球起降以便進(jìn)行維修和更換。氣球上的電子設(shè)備由太陽能面板供電，花費(fèi)4個(gè)小時(shí)就可以充滿一天所需的電量。

　　目前這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)還處在初期階段。之所以選擇新西蘭作為首發(fā)地，很大程度上在于新西蘭是一個(gè)農(nóng)村人口眾多的國家，傳統(tǒng)的光纖網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)可能很難滿足當(dāng)?shù)氐男枨蟆?/p>

　　以尼莫為例，他在4年前曾放棄撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)，并改用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，但后來發(fā)現(xiàn)自己難以負(fù)擔(dān)每月超過1000美元的上網(wǎng)費(fèi)用。

　　“我?guī)缀跻呀?jīng)準(zhǔn)備關(guān)閉家里的網(wǎng)絡(luò)接入，并準(zhǔn)備到鎮(zhèn)上工作了，但谷歌這一項(xiàng)目的到來，有可能顯著改變?cè)S多新西蘭人的生活?！蹦崮f。

　　這一計(jì)劃如果成功，受益的不僅僅是像尼莫這樣身處發(fā)達(dá)國家但依舊上網(wǎng)不便的用戶，還有那些遠(yuǎn)處山村、沙漠，或者欠發(fā)達(dá)地區(qū)的人們。

　　此外，2011年新西蘭基督城強(qiáng)震后，大部分通訊基礎(chǔ)設(shè)施遭到破壞的事實(shí)令人記憶猶新。谷歌預(yù)計(jì)，類似的“熱氣球網(wǎng)絡(luò)”今后有望在災(zāi)后重建中發(fā)揮重要作用。這也是新西蘭被選為實(shí)驗(yàn)地的原因之一。

　　商用前景

　　根據(jù)計(jì)劃，第一批發(fā)射的30個(gè)氣球?qū)男挛魈m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(shí)驗(yàn)。

　　此后還會(huì)有更多氣球被放飛，經(jīng)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(gè)由熱氣球組成的環(huán)。

　　谷歌最終打算發(fā)射數(shù)千個(gè)熱氣球至平流層，利用環(huán)繞全球的“熱氣球網(wǎng)絡(luò)”，為全球48億無網(wǎng)絡(luò)人口提供服務(wù)。

　　“世界上很多地方都難以享受到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。”谷歌X實(shí)驗(yàn)室技術(shù)主管理查德·德沃爾（Richard DeVaul）表示，“盡管我們現(xiàn)在可以通過衛(wèi)星電話聯(lián)系到撒哈拉沙漠以南地區(qū)，但這并不意味著那里的人們也能享受到廉價(jià)、高效的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)?！?/p>

　　德沃爾表示，如果計(jì)劃能夠成功，那么各國就能省下鋪設(shè)電纜光纖、建立通訊基礎(chǔ)設(shè)施的大筆費(fèi)用。

　　對(duì)于這樣一個(gè)剛剛起步的項(xiàng)目，谷歌稱，現(xiàn)在談商業(yè)化還為時(shí)尚早。但在業(yè)內(nèi)人士看來，搜索起家的谷歌，之所以在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施建設(shè)方面投入重金，其目的還是在于搭建自己的生態(tài)系統(tǒng)，涉及新微處理器、低價(jià)智能手機(jī)、安卓操作系統(tǒng)等鏈條。

　　更多網(wǎng)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(shí)上，有外媒在今年5月報(bào)道稱，谷歌將在撒哈拉以南非洲、東南亞協(xié)助建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)，其中包括使用高空通信平臺(tái)（比如特殊氣球、軟式小型飛船）來傳輸信號(hào)，同時(shí)還將向這些地區(qū)輸出低價(jià)手機(jī)。

　　值得一提的是，由于“熱氣球網(wǎng)絡(luò)”發(fā)射的無線信號(hào)所經(jīng)過的頻譜無需授權(quán)，因此谷歌也無需面對(duì)繁雜的申請(qǐng)流程和監(jiān)管程序。

　　技術(shù)挑戰(zhàn)

　　其實(shí)，利用天空提供無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)并非谷歌首創(chuàng)，美國國內(nèi)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(yè)動(dòng)力和實(shí)力保證。

　　此前有建議稱，可在高空建立一個(gè)固定的平臺(tái)，與相應(yīng)地面進(jìn)行鎖定，從而確保互聯(lián)網(wǎng)信號(hào)的提供。但谷歌拒絕了這一想法，認(rèn)為固定的平臺(tái)必須要與自然界的風(fēng)力抗?fàn)帲O(shè)備也將因此巨大而昂貴。

　　但自由飄動(dòng)的熱氣球也帶來了另一個(gè)問題：盡管平流層的氣流相對(duì)穩(wěn)定，但仍無法確保氣球不會(huì)“亂跑”。

　　“我們不希望熱氣球隨風(fēng)而走，我們希望它能待在需要網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的地方?！钡挛譅柋硎荆耙虼?，你必須控制熱氣球在平流層中上上下下地進(jìn)行位置微調(diào)，以適應(yīng)合適的風(fēng)向。”

　　德沃爾把氣球位置的細(xì)微調(diào)整，比作芭蕾舞演員依靠腳尖靈活移動(dòng)的場景，借此說明此舉需要非常精確的計(jì)算機(jī)技術(shù)。

　　而外界關(guān)心的另兩個(gè)問題，包括會(huì)否影響飛機(jī)飛行，以及萬一氣球失靈砸向地面會(huì)否造成人員傷亡。

　　“這些熱氣球裝有閃光標(biāo)識(shí)與雷達(dá)反射器，因此不會(huì)對(duì)執(zhí)行飛行任務(wù)的飛機(jī)造成影響?！钡挛譅栒f，“當(dāng)然，由于熱氣球高高飄浮在空中，地面的人們也不用擔(dān)心其突然墜落。即使有突發(fā)情況，熱氣球自身配有降落傘，會(huì)安全降落至地面?！?/p>

　　盡管看似萬無一失，業(yè)界對(duì)此仍有疑問。項(xiàng)立剛就對(duì)記者表示，谷歌熱氣球上網(wǎng)聽起來新奇有趣，但目前的條件是否現(xiàn)實(shí)仍不好說。

　　項(xiàng)立剛說，無線網(wǎng)絡(luò)需要路由器傳輸信號(hào)，目前普遍的做法是通過光纜實(shí)現(xiàn)，此外還有成本高昂的衛(wèi)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(wǎng)絡(luò)信號(hào)的持續(xù)性，是谷歌氣球面臨的一大考驗(yàn)，而另一個(gè)考驗(yàn)則在于如何保證持續(xù)不斷的電力供應(yīng)。

　　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(shù)除了鄉(xiāng)村地區(qū)以外，并無多大用處。”

　　谷歌的互聯(lián)網(wǎng)王國在云端

　　如果說互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)是云，那么谷歌的互聯(lián)網(wǎng)王國就構(gòu)建在云端。為了讓更多的人可以享受到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，谷歌正在雄心勃勃地打造互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建一座座通往云端的“通天塔”。

　　在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)完善的美國，谷歌已在數(shù)個(gè)城市部署了光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)，提供1Gbps的高速互聯(lián)網(wǎng)和視頻服務(wù)；并基于光纖網(wǎng)絡(luò)推出免費(fèi)WiFi服務(wù)，幫助所有人使用移動(dòng)設(shè)備連接至互聯(lián)網(wǎng)。而在谷歌總部所在地硅谷山景城（Mountain View），當(dāng)?shù)鼐用裨缇拖硎艿焦雀璧拿赓M(fèi)Wi-Fi服務(wù)。

　　但目前全球仍有三分之二的人口，他們的生活沒有互聯(lián)網(wǎng)。為了讓這些亞非拉地區(qū)的新興市場民眾也能享受到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，谷歌也在構(gòu)建各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。這些項(xiàng)目由谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人謝爾蓋·布林（Sergey Brin）領(lǐng)導(dǎo)的Google X實(shí)驗(yàn)室，以及谷歌的非盈利部門Google.org負(fù)責(zé)執(zhí)行。

　　氣球網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃（Loon）就是谷歌X實(shí)驗(yàn)室推出的新項(xiàng)目。這個(gè)聽起來令人瘋狂的項(xiàng)目計(jì)劃在大氣平流層放飛無數(shù)氣球，組成一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，為更多尚未聯(lián)網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)條件不穩(wěn)定的地區(qū)提供更加廉價(jià)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，填補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的盲區(qū)，或幫助受災(zāi)斷網(wǎng)地區(qū)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)。

　　這些氣球會(huì)進(jìn)入大氣平流層，離地面約20公里，這是飛機(jī)飛行高度的兩倍。平流層的風(fēng)通常比較穩(wěn)定，風(fēng)速在每小時(shí)5到20英里之間，而每一高度層的風(fēng)向都不同。氣球會(huì)在地球上空漂浮，并通過軟件算法決定移動(dòng)位置，而后上升下降到特定高度，隨著風(fēng)向進(jìn)行移動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)巨大的通信網(wǎng)絡(luò)。

　　氣球的材質(zhì)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(zhì)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(gè)降落傘，可以控制氣球起降，以便進(jìn)行維修和更換。而氣球上的電子設(shè)備是由太陽能面板供電的，因?yàn)槠搅鲗記]有云遮蔽陽光，這些面板4個(gè)小時(shí)就充電完畢，生成100瓦的電力，足夠保證儀器運(yùn)轉(zhuǎn)，還可以充電用于夜間使用。在面板充電時(shí)，氣球也可以使用可再生能源運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　氣球上還有一個(gè)裝載電子設(shè)備的小盒子，包括了控制整個(gè)系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)天線通信。天線配備了特制的無線電射頻技術(shù)，使用的是2.4與5.8GHz的ISM波段。每個(gè)氣球可以為40公里直徑的地面地區(qū)提供網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)速可以達(dá)到目前3G的水平。在氣球下方的用戶在房屋上安裝一個(gè)特殊的網(wǎng)絡(luò)天線，就可以接入氣球提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)信號(hào)會(huì)在氣球之間不斷反射，然后接入地面的全球互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

　　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(jié)上正式開始小規(guī)模測試。谷歌會(huì)在當(dāng)?shù)胤棚w30個(gè)氣球，為當(dāng)?shù)靥峁┚W(wǎng)絡(luò)測試服務(wù)。測試體驗(yàn)會(huì)用于改進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，為下一代氣球計(jì)劃做準(zhǔn)備。谷歌已經(jīng)邀請(qǐng)當(dāng)?shù)鼐用駥脮r(shí)參加放飛活動(dòng)，并參與網(wǎng)絡(luò)測試。

　　在氣球項(xiàng)目之外，谷歌之前已經(jīng)在南非開普敦進(jìn)行了另一項(xiàng)微型基站試驗(yàn)。一處基站信號(hào)能覆蓋數(shù)英里范圍，而小盒子大小的無線接入點(diǎn)可以接受該基站發(fā)出的信號(hào)。這一系統(tǒng)由谷歌的軟件控制，能自動(dòng)判斷某一地區(qū)哪些廣播頻譜當(dāng)前沒有使用，從而可以被用于互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。