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Project Loon 揭秘:Google 天空網路即將商用

核心業務增長乏力,Google Glass 消費化失敗無人汽車商用尚待時日,投資者質疑未來實驗室亂花錢看不到回報,Google 亟需新的形象代表。不過看起來他們似乎已經找到了—在近日舉行的 WMC 上,Google 的資深副總裁 Sundar Pichai 隆重介紹Project Loon的最新進展,他們提供互聯網接入的氦氣球項目距離商用已經不遠。

Sundar Pichai 稱,這個始於 4 年前的實驗想法現在已經取得了巨大進展,其傳輸速率和覆蓋範圍均獲顯著提高,滯空時間從原來的只有幾天提高到現在的將近半年,幾乎是原來 3 個月的商用目標的 1 倍。其中滯空時間最長的一個氣球在平流層遨遊了 187 天,整整環繞地球跑了 9 圈,橫跨四大洲的 10 多個國家。

據介紹,Loon 已經成功進行了大規模測試,目前 Google 正在與全球多家網絡運營商洽談合作關係,讓後者以 Loon 組成的氦氣球群為骨幹提供互聯網接入服務。

  • 微型衛星

Project Loon 項目源於 Google 兩位創始人 Larry Page 與 Sergey Brin 對高緯度氣球的痴迷,但是將其付諸實踐的是連續創業家 Mike Cassidy。此前他曾售出多個搜索相關的企業,包括最後一家賣給 Google 的旅遊搜索初創企業 Ruba。不過你不要以為搜索和創業經驗就是他僅有的標籤,事實上如果按照專業來講,搜索才是這位 MIT 航空航天工程碩士的副業。在連續創辦多家軟件初創企業前,Mike 曾設計過通信衛星。

按照標準的流程,通信衛星的建造往往需要 3 到 4 年,發射還要再等上 1 年,其目的是未來保證萬無一失。但是在 Google X 這個充斥著“fast and dirty”氣質的地方,事情推進得就要快得多。因為 Loon 的起步不是從什麼能行開始,而是從驗證什麼不行開始的。

他們的第一步可以說是簡單粗暴:把路由器(信號中繼設備)掛在氣象氣球上,讓它飛到 10 公里高,然後再看看有沒有信號。把一套敏感的計算機系統放到 2 美元的泡沫塑料野餐保溫盒裡面去忍受平流層殘酷的氣候條件,你一定會以為他們在開玩笑。不過有時候最簡單的做法往往最有效,結果表明,這種做法起碼部分見效了。

從右至左載具的演進,圖片源自 The Verge

經過不斷演進,氦氣球的掛載變成了模塊化的鋁製載具,外面再用金屬聚脂薄膜覆蓋以抵擋溫差變化和高密紫外線的輻射。載具的上面有兩副太陽能面板來收集能量為系統供電—這一切在外觀上十分類似於一顆微型衛星,所不同的是生產成本極低,製造時間很短。Google 並未透露成本的具體數字,只是說大概為數万美元。相比之下,Cassidy 說,衛星造價往往就要數億美元,發射還需要一個億。而且 Loon 發射頻率也要高得多,其最新進展是每天可以放 20 個氣球,這個數字才是真正的放衛星!

當然,衛星的服役壽命可以長達 10 多年,但是氣球滯空時間短也有優勢,就是可以不斷地應用新技術、新的壓縮算法以及新的電子元件,從而保證網絡的先進性。

  • 氣球

每一隻 loon 實際上由內外兩個氣球組成,但是這種氣球的技術含量非常高。外面的氣球注入的是氦氣,這可以把設備帶到漂浮的高度;裡面的氣球則或者註入讓 loon 下降,或者排氣讓 loon 上升,就像船隻靠水來壓艙一樣。實際 loon 只進行上下這兩種運動,因為在平流層不同的高度上活躍著很多風向不同的風流,風會帶著氣球到 Google 想它去的地方。

當然,要想在復雜的平流層實現想來就來想走就走絕非易事。這離不開風流信息以及復雜算法的支持。美國國家海洋和大氣局為前者提供了大規模的數據集,而後者正是 Google 所擅長的。

不過 Google 一開始只拿到了 15 天的數據,經過 5、6 之後,數據質量就開始退化。因此,Loon 團隊採取的是循序漸進、由粗入細的策略。一開始的時候算法設定的運動目標範圍會比較廣,然後隨著逐步接近目標而提高海拔調整的頻度。比方說最近從新西蘭飛到智利的線路就是一開始很平滑(很少調整),然後快到智利的時候開始呈現出之字形(調整高度利用不同的風流控制氣球運動)的曲折走勢,最終氣球穿越了目的村莊上空 500 米處,成功地與地面設備完成對接。

但是失敗也是常有的事,因為不可預測的因素太多。Loon 團隊曾在給巴西通信部長做演示時眼睜睜看著氣球從預計要連接的村莊上空飄走。還有一次一個氣球降落道理電力線上,致使華盛頓的一個鎮子的居民用電都停了。

  • 商用化

Project Loon 的初衷是實現全球互聯網普遍覆蓋的理想。但是,氣球是 Google 放出去的,那麼它會不會被 Google 利用來作為競爭優勢呢?因為這種事 Facebook 是有前科的,其致力於為世界上沒有網絡的地方提供互聯網的Internet.org在印度的合作夥伴所提供的免費服務裡面就不包括 Twitter、Google 等競爭對手的訪問。不過 Cassidy 和 Google X 負責人 Astro Teller 均否認 Google 會這麼幹,互聯網接入就是互聯網接入,用戶甚至不必用 Chrome 瀏覽器來上網。但 Teller 相信,從長遠來看,該項目會給 Google 帶來好處和回報。

當然,連接全球的事業不可能一蹴而就。目前 Project Loon 的氣球主要分佈在南半球,這主要是因為那里人口密度低,偏遠地區多,寬帶網絡難以抵達,而且地區國家對於大氣層的管制也更加的寬鬆。

而在北半球,Project Loon 則面臨著複雜的政策氣候。由於氣球完全靠風流帶動,氣球能不能到達 Google 想要覆蓋的地區還要看途經國家的顏色,比方說要想去印度就得看中國同不同意。不過 Project Loon 有一些獨特的優勢甚至吸引了發達國家的興趣。飛行高度位於平流層使得氣球可以不受天氣的影響,當地面的互聯網設施因地震颶風等惡劣氣候受損時,這些氣球就可以提供應急通信,日本對此很感興趣。

Google 本身也在積極調整策略來推進 Loon 項目的進展。

原先 Project Loon 採用的是 Wi-Fi 頻段,而且打算從運營商手中購買獨占的使用權。但是 Larry Page 認為 Loon 項目應該更接地氣,通過與運營商合作才能為 Project Loon 尋找到更大的商機。因此,去年 Loon 項目改變了發展策略,宣布將與各地運營商通過合作方式為偏遠地區提供高速穩定的無線網絡。現在 Loon 項目採用的是與運營商共用的 LTE 頻段,如此一來網絡不僅速度更快可靠性更強,而且對於運營商來說這是可以提高覆蓋率的一個整體解決方案。因為在地面部署基站總會受制於地理條件(尤其是偏遠地區),而 Project Loon 就像是漂浮在天上的流動基站,可以很高的成本效益來實現政府強制要求的普遍覆蓋。

Project Loon 商用化的能力也日漸完善。團隊最近又突破了新的里程碑,實現了首次成功跨洲連接測試。從新西蘭出發的氣球經過 9000 公里的飛行之後抵達南美,並在目的地提供了互聯網連接,然後繼續繞地球飛行來到澳大利亞,再次實現成功對接。

目前,Google 已經分別與與沃達丰、澳洲電信及西班牙電信在新西蘭、澳大利亞即南美進行了測試,並正在與其它幾家運營商洽談交易。這些電信公司都有自己的頻譜,在當地也有自己的基礎設施、銷售力量以及客戶。Project Loon 可以為這些電信公司提供補充服務,Google 則可以從電信公司的新增客戶收入中獲得分成。

對於面臨投資者質疑的 Google 來說,證明其研發投入巨大的未來實驗室並非亂花錢至關重要。雖然前不久Google X 的第一個五年計劃憑藉著 Google Brain 反哺核心業務實現了盈利,但是 Google Glass 消費化的失敗以及無人汽車商用化近期無望令 Google X 承受了更多的壓力。Project Loon 的這些進展可謂在關鍵時刻挺身而出。身為連續創業者的 Cassidy 算了這樣一筆精細賬:

全球有 45 億人仍未能訪問互聯網,哪怕讓其中的 5% 上網,這個數字也有 2.5 億人。就算只要他們掏出月收入的一小部分,比方說 5 美元,那月收入也超過 10 億美元,年收入就是百億美元的規模了。因此,這是一筆好生意。

儘管如此,這也只是 Google 整合全球信息的宏大計劃的一部分。除了 Project Loon 以外,Google 還在若干城市推出 Google Fiber 光纖接入,並打算在年底成立一家無線運營商,這些當然可以有助於提供普遍互聯網覆蓋服務,但其背後更大的企圖也許是控制用戶的入口,與無所不在的 Google 服務一起,收集更多的數據。而在數字化時代,數據就是一切。

影片:

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=OFGW2sZsUiQ[/youtube]

(本文轉載自合作夥伴《36Kr》;未經授權,不得轉載)