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不止上山,以後下海也能上網嗎:全球活動基地台產業現況

想像一下,有一天,熱愛探險的你身處印尼婆羅洲的熱帶雨林,你既熱且累,卻依然堅持披荊斬棘向前行。穿過一叢濃密的灌木後,突然,一片美景在眼前展開!四周的林木圍成一小片世外桃源,另一端是一道汩汩流出的泉水。泉水流及之處,不知名的鮮豔花朵正在盛開。能尋覓到這個地方,先前再辛苦也都值得呀,你想。你好想立刻將這片秘境拍照上傳,讓你的臉書好友們也能與你同享這種心凝形釋的美妙感覺,於是你拿出你的智慧型手機。但是問題來了,在這種人煙罕至的地方,哪裡有網路呢?

我們所熟知的網際網路,主要是透過海底埋設的光纖電纜,將資料在全球各地做長途運輸。而所謂的無線網路,則受限於需要設置定點的基地台,因此在都會區較常見。在叢林、山巔、甚至海上,雖然不見得沒有使用網路的需求,但用量當然比不上人口多且集中的都會區,設置基地台的相對成本太高,使得這些地方未能納入網路世界的疆土。

近年來,「活動基地台」的概念逐漸成形,這種技術的構想,簡單來說是捨棄地面上的基地台,改由位在空中的飛行器來收發網路訊號。基地台設在空中有什麼好處呢?最為直接的至少有兩個。首先,飛行器的位置是可以改變的,這有利於根據各地的網路使用需求,即時調配基地台的分布。再者,在空中的基地台受到建築物、地形的阻擋相對較少,所能覆蓋的範圍自然就會比較廣。如果活動基地台能夠成功商業化,在婆羅洲的你,就能和在家裡一樣,隨時上網「打卡」啦!

活動基地台的重要性絕不止於此。或許你很難想像,全世界 70 億人口中,至少還有一半沒有網路可用(見註 1),如果能順利將網路訊號送抵他們身邊,將會帶來無窮的商機。而不受地形限制的空中基地台,能化這項不可能的任務為可能。

有哪些企業正在這項領域耕耘?讓我們一探究竟。

  • Google的縝密「汽」畫

2013 年,Google 公開了神秘實驗室 Google X 的另一項遠大計畫─Project Loon,用自行研發的大型汽球做為活動基地台的載體,建立遍及全球的網路系統。根據 Google 在計畫官方網站所公布的資訊,這些汽球將漂浮在距地面 20 公里高處,遠離我們所處的、天氣變化劇烈的對流層。汽球可以在空中連續飛行 100 天以上,在這段時間中繞行地球 3 圈,之後落地進行維修。

如同前面所說,活動基地台的一大好處在於可以調配基地台的分布。在 Project Loon 中,Google 如何控制這些汽球?答案是利用平流層中的風。在地表附近風起雲湧的對流層之上,天氣、風向、風速都十分穩定,此處稱為平流層。Google 似乎已經找到辦法,讓 Project Loon 的汽球在平流層中搭著正確的風遊走於全球各處。

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↑Project Loon 示意圖。(圖片來源:Project Loon 官方網站)

或許我們最想問的是,這樣的網路速度能有多快?Google 宣稱,Project Loon 的網速可以和 3G 相比擬(大約是每秒 0.2~2MB)。

從已經公開的資訊中,可以看出 Google 在這項計畫的研發過程中,除了網路科技外,也將觸角延伸到太陽能(維持基地台的運轉)、氣象學(用風力操控汽球)等領域。

  • Facebook「機」會無窮

Facebook 也有意加入戰局,旗下的 Connectivity Lab 正在研發利用無人機做為活動基地台的載體,這在筆者〈美國無人機不可承受之重─談法制化與現況〉一文中已略有提及。Facebook 的無人機飛行高度與 Project Loon 的汽球其實相差不多,都是在離地 20 公里左右,但創辦人祖克伯卻認為自己的無人機計畫是優於汽球的,原因何在?第一,Facebook 的無人機所用的太陽能技術,讓其一次可以待在空中長達數年之久,設備維護的成本可以有效降低。同時,無人機因為本身具有動力,和汽球相比,可以較精確地操控動向,在調整活動基地台位置時,將能發揮優勢。

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↑Facebook 的無人機。(圖片來源:CNN)

不管是 Facebook 的無人機,或是 Google 的汽球,日後勢必都將面臨一項嚴峻的挑戰,那就是飛航管制法規。祖克伯在一次採訪中說 Facebook 無人機所飛行的高度超過法律管制範圍(見註 2),但事實上並不然。Facebook、Google 計畫使用的離地 20 公里以上高度,雖然沒有客機通過(一般客機多半在對流層頂,也就是 10 公里左右飛行),卻是軍機飛行的範圍,當然為美國法律所管轄(見註 3)。從美國近期制訂近地無人機法規的「牛步」,可以略見未來當活動基地台的技術成熟、載具的飛安問題被重新檢視之時,制度面更新不及仍會是邁向商業化的一大阻礙。

更何況,Facebook、Google 預計打造的是全球尺度的系統,不論無人機或汽球,都要飛過眾多國家領空,那也得要各國政府都同意才行。難道有朝一日,我們會見到祖克伯和全世界近 200 個國家的政府一一交涉?在活動基地台的漫漫長路上,技術研發成功才代表真正挑戰的開始。

  • SpaceX的前「衛」構想

離地 20 公里還有法規管制,那麼到太空總沒問題了吧!Tesla 創辦人馬斯克正是這麼想的。今年一月,他宣布自己的太空公司 SpaceX 即將投入以人造衛星做為活動基地台載體的計畫,目標是在離地 1100 公里的高空布置 4000 個左右的人造衛星,讓網路訊號可以覆蓋全球。馬斯克更宣布富通證券和 Google(對,就是提出 Project Loon 的 Google!)為首的幾家企業已經聯合注資 10 億美元(見註 4),計畫似乎已經箭在弦上。

SpaceX 想做的事,其實已經有 Iridium、Globalstar 兩家企業在做了,然而兩者皆受限於衛星數量(Iridium 只有 66 個,Globalstar 更只有 32 個,見註 5),網路速度最快也僅每秒數百 KB,商業效益不大,以軍用為主。

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↑Iridium 架設的人造衛星。(圖片來源:Gigaom)

而一向大膽的馬斯克,則認為自己架設出的網路速度,有足夠的條件超越光纖!先天條件上,訊號在 1100 公里高、已經接近真空的地方傳播,本來就會比在光纖中快。比 Iridium、Globalstar 做得更好的是,馬斯克希望在空中布置更多的人造衛星,這可以減少訊號在衛星之間傳輸的距離,更進一步提升網速。

我們都知道馬斯克太空計畫的終極目標是在火星建立永久的聚落,若是活動基地台能夠成功,除了收入可以進一步投入研發之外,也能做為 SpaceX 團隊未來建立地球和火星間星際網路連線的基礎。看來馬斯克還沒想好我們在火星該怎麼呼吸,卻已經想好該怎麼上網了!

馬斯克的活動基地台計畫看起來勢在必得,唯一的問題是─並非只有 SpaceX 想這麼做。另一家衛星網路公司 OneWeb 也在今年一月提出了相似的計畫,並成功吸引通信業霸主高通與知名太空公司維珍投資(見註 6)。馬斯克將如何面對 OneWeb 的競爭?讓我們拭目以待。(維京人酒吧機會對 OneWeb 做出詳細分析,敬啟期待)

Google 的汽球、Facebook 的無人機、或是 SpaceX、OneWeb 的人造衛星,何者能夠率先推出,成為活動網路基地台的主宰?這對下一個十年的科技業版圖,有著不可忽視的影響力。

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↑本文提到的各種活動基地台計畫。

註:

1. “Number of Internet Users 2014“, Internet Live Stats, Data as of 2014.7.1

2. “Drones vs. balloons: Zuckerberg explains why wings are better for the internet than helium“, Kevin Fitchard, Gigaom, 2014.3.28

3. “This Is How the FAA Regulates American Airspace“, Popular Mechanics, 2013.9.9

4. “SpaceX Raises $1 Billion In New Funding From Google And Fidelity“, Darrell Etherington, TechCrunch, 2015.1.20

5. “Elon Musk’s satellite plan: Project Loon without helium or latency“, Kevin Fitchard, Gigaom, 2015.1.19

6. ” The Startup That Could Beat SpaceX to Building a Second Internet in Space“, Issie Lapowsky, Wired, 2015.1.22

(本文轉載自合作媒體《維京人酒吧》;未經授權,不得轉載;圖片來源:striatic,CC Licensed)