谷歌的雄心：让全人类都能上网

杨静芝

2016-03-28 人工智能学家
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人工智能学家出品    作者：杨旭颖
& @# w$ H, o1 N$ m7 ]! R# ?谷歌近年来积极欲向消费者提供互联网连线服务，尤其是为偏远地区提供互联网接入服务。
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, \  h) M+ t. x2013年6月份Google公布了空中互联网接入项目Project Loon——通过在平流层漂浮的高空气球来提供4G LTE网络服务的计划。谷歌CEO桑达尔·皮查伊（Sundar Pichai）曾经在社交网络上发文感慨，Project Loon曾只是作为一个实验性想法而启动的项目，“一想到这个项目，就会觉得有点疯狂。”                  
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- g9 Y3 V  |; d# ?& F* O1 _5 e2013年，谷歌在新西兰上空发射了首批30个气球散播网络信号。当时，有50名新西兰居民家中安装了特制接收器，参与了这一实验。此后，谷歌又在澳大利亚内陆和美国南部、巴西等国家和地区进行了热气球测试。这些气球的飞行时间约为180天，并循环利用。
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7 W* o0 c/ O% _! e/ `: T$ H2015年底，有消息称谷歌的Project Loon项目已经开始向美国联邦通信委员会（FCC）提交牌照申请文件，以便在全美50个州和波多黎各范围内测试使用毫米波频带的无线传输。2015年，它还在印度尼西亚等地展开运营商测试。
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2016年2月份在斯里兰卡进行测试 ，此次测试政府和当地运营商都扮演了积极的角色。在到目前为止的测试中，气球已经在全球范围内飞行了数百万公里，并在新西兰、智利和巴西等国家为移动设备提供了服务。Google计划在2016年发射300多只热气球，进行连续不断地环球飞行，届时将“在全球范围内建立一个连续的互联网服务带”。

技术  
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Project loon计划采用的气球是以球中球的方式，分别在内外层打入氦气与空气，好让气球飘至空中并随风向调整高度。在热气球上，同时还配有无线电接收器、电脑、高度控制设备以及太阳能电池板等设备。   
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- }2 v" H! Z# M+ L5 m! Y& pProject loon计划的通信技术设施位于平流层。在目前的试验中，热气球可导航至预定的平流层。平流层是位于对流层上方的大气分层。在赤道，平流层距地面约20公里；在极地，距离地表约8公里。在地球的其他位置，平流层的高度则有所不同。平流层交通不太繁忙。活跃在这里的飞行器主要是军用飞机、气象气球，以及发射的太空飞船。

谷歌表示已找到一种方式，能够实现气球与气球之间的高频互联网信号传送。这意味着，气球距离地面站的距离可以达到400公里，甚至800公里。而其中的技术挑战之一在于，如何找到一种可靠的方式，使气球在合适的时机和合适的高度精确指向其他气球。 由于气球会随着平流层的风向而运动，因此在地球某地通过气球提供互联网接入服务需要大量气球不断地飞过。

盯上天空的不止谷歌，Facebook试图利用平流层飞行器提供互联网接入服务。Facebook正在开发一种激光通信系统，从天空传输数据。开发激光通信系统是Facebook Internet.org项目的一部分。它还在开发利用太阳能动力无人机，把互联网接入部署到那些网络基础设施不完善的发展中国家。

监管
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3 [. \1 x+ D# K) y8 Y% }然而，平流层仍属于国家主权的管辖范围内，这将给这一技术的大规模应用带来障碍。很多国家可能不太愿意谷歌安装了大量电子设备的气球飞过自己的领空。
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: E$ _+ |9 a- ^: K+ }+ X; z! JAlphabet和Facebook还需要获得国际电信联盟(ITU)的帮助。ITU是联合国下属组织，管理着从多个轨道发射的射频频道。对于平流层通信平台，ITU目前的态度并不是那么友好。
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5 ]. s1 g/ h$ f+ ]# q  n两家公司目前正在与美国政府合作，推动ITU研究如何调整当前的管理方式。Facebook的麦古尔指出，在解决政策挑战方面已经取得了切实的进展，但目前仍不清楚ITU何时将调整管理规则。
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商机   
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  U' n$ a1 l4 \此前有分析师说，“想象一下，即使45亿无法上网的人中只取5%，那也有2.5亿人。如果这些人每月只拿出很小一部分收入，比如5美元，谷歌一个月就可以获得10亿美元以上营收，一年营收超过100亿美元，因此这是个非常好的生意”。Project Loon如果能与电信运营商公司合作的话，将可能演变为一个价值10亿美元的业务。  

发展  

尽管Alphabet的Project Loon高空气球是到目前为止进展最大的空中互联网接入项目，但是想要用天空中的移动网络连接起世界上各个角落的谷歌，“野心”不只是气球。
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6 l% w5 j  x! `随着无人机技术和太空发射技术的发展，Alphabet和Facebook都在开发飞行在距地面18公里或更高处的无人飞行器来作为天空互联网的设施。

美国时间2016年3月27日4点30分，搭载着6颗谷歌卫星的运载火箭发射升空。这6颗卫星只用于测试，覆盖范围局限于欧洲范围。这标识着谷歌的全球免费WIFI覆盖计划迈出了第一步。Google预计2016年前将有超过60颗卫星升空，初步通过卫星向全球各个角落提供免费的无线网络，也就是全球无死角的免费的WIFI。

在信号的传递上，近日有消息显示，谷歌ProjectLoon团队已经开展一项新的名为ProjectSkybender的秘密计划：通过太阳能无人机传送5G移动网络。这一技术的关键在于采用毫米波（millimeterwave，mmWave）技术来提升未来的无线通信。依托毫米波，能够比目前的4GLTE传输速度快40倍。但目前的困难在于，毫米波的传输在一段距离后就会消失，还不能达到手机的接收范围。

2 h+ @& n. x1 s结语

. S& @! D4 D3 q" M谷歌表示所作的这一切是要搭起一座桥梁，透过光纤网络、高空气球或是微型卫星来连接全球的互联网，让全人类都能上网。

本文由作者参考新浪科技、第一财经日报的相关消息整理写成
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/ T' G/ `% |4 c* n  B( h( |+ r人工智能学家    Aitists        人工智能学家是权威的前沿科技媒体和研究机构，2016年2月成立人工智能与互联网进化实验室（AIE Lab)，重点研究互联网，人工智能，脑科学，虚拟现实，机器人，移动互联网等领域的未来发展趋势和重大科学问题。
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