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Project Loon揭秘:Google天空互联网即将商用

boxi · 2015-03-04
核心业务增长乏力,Google Glass消费化失败,无人汽车商用尚待时日,投资者质疑未来实验室乱花钱看不到回报,Google亟需新的形象代表。不过看起来他们似乎已经找到了—在近日举行的WMC上,Google的资深副总裁Sundar Pichai隆重介绍了他们提供互联网接入的氦气球项目Project Loon的最新进展,距离商用已经不远。 Sundar Pichai称,这个始于4年前的实验想法现在已经取得了巨大进展,其传输速率和覆盖范围均获显著提高,滞空时间从原来的只有几天提高到现在的将近半年,几乎是原来3个月的商用目标的1倍。其中滞空时间最长的一个气球在平流层遨游了187天,整整环绕地球跑了9圈,横跨四大洲的10多个国家。 据介绍,Loon已经成功进行了大规模测试,目前Google正在与全球多家网络运营商洽谈合作关系,让后者以Loon组成的氦气球群为骨干提供互联网接入服务。


核心业务增长乏力,Google Glass消费化失败无人汽车商用尚待时日,投资者质疑未来实验室乱花钱看不到回报,Google亟需新的形象代表。不过看起来他们似乎已经找到了—在近日举行的WMC上,Google的资深副总裁Sundar Pichai隆重介绍Project Loon的最新进展,他们提供互联网接入的氦气球项目距离商用已经不远。

Sundar Pichai称,这个始于4年前的实验想法现在已经取得了巨大进展,其传输速率和覆盖范围均获显著提高,滞空时间从原来的只有几天提高到现在的将近半年,几乎是原来3个月的商用目标的1倍。其中滞空时间最长的一个气球在平流层遨游了187天,整整环绕地球跑了9圈,横跨四大洲的10多个国家。

据介绍,Loon已经成功进行了大规模测试,目前Google正在与全球多家网络运营商洽谈合作关系,让后者以Loon组成的氦气球群为骨干提供互联网接入服务。

微型卫星

Project Loon项目源于Google两位创始人Larry Page与Sergey Brin对高纬度气球的痴迷,但是将其付诸实践的是连续创业家Mike Cassidy。此前他曾售出多个搜索相关的企业,包括最后一家卖给Google的旅游搜索初创企业Ruba。不过你不要以为搜索和创业经验就是他仅有的标签,事实上如果按照专业来讲,搜索才是这位MIT航空航天工程硕士的副业。在连续创办多家软件初创企业前,Mike曾设计过通信卫星。

按照标准的流程,通信卫星的建造往往需要3到4年,发射还要再等上1年,其目的是未来保证万无一失。但是在Google X这个充斥着“fast and dirty”气质的地方,事情推进得就要快得多。因为Loon的起步不是从什么能行开始,而是从验证什么不行开始的。

他们的第一步可以说是简单粗暴:把路由器(信号中继设备)挂在气象气球上,让它飞到10公里高,然后再看看有没有信号。把一套敏感的计算机系统放到2美元的泡沫塑料野餐保温盒里面去忍受平流层残酷的气候条件,你一定会以为他们在开玩笑。不过有时候最简单的做法往往最有效,结果表明,这种做法起码部分见效了。


从右至左载具的演进,图片源自The Verge

经过不断演进,氦气球的挂载变成了模块化的铝制载具,外面再用金属聚脂薄膜覆盖以抵挡温差变化和高密紫外线的辐射。载具的上面有两副太阳能面板来收集能量为系统供电—这一切在外观上十分类似于一颗微型卫星,所不同的是生产成本极低,制造时间很短。Google并未透露成本的具体数字,只是说大概为数万美元。相比之下,Cassidy说,卫星造价往往就要数亿美元,发射还需要一个亿。而且Loon发射频率也要高得多,其最新进展是每天可以放20个气球,这个数字才是真正的放卫星!

当然,卫星的服役寿命可以长达10多年,但是气球滞空时间短也有优势,就是可以不断地应用新技术、新的压缩算法以及新的电子元件,从而保证网络的先进性。

气球

每一只loon实际上由内外两个气球组成,但是这种气球的技术含量非常高。外面的气球注入的是氦气,这可以把设备带到漂浮的高度;里面的气球则或者注入让loon下降,或者排气让loon上升,就像船只靠水来压舱一样。实际loon只进行上下这两种运动,因为在平流层不同的高度上活跃着很多风向不同的风流,风会带着气球到Google想它去的地方。

当然,要想在复杂的平流层实现想来就来想走就走绝非易事。这离不开风流信息以及复杂算法的支持。美国国家海洋和大气局为前者提供了大规模的数据集,而后者正是Google所擅长的。

不过Google一开始只拿到了15天的数据,经过5、6之后,数据质量就开始退化。因此,Loon团队采取的是循序渐进、由粗入细的策略。一开始的时候算法设定的运动目标范围会比较广,然后随着逐步接近目标而提高海拔调整的频度。比方说最近从新西兰飞到智利的线路就是一开始很平滑(很少调整),然后快到智利的时候开始呈现出之字形(调整高度利用不同的风流控制气球运动)的曲折走势,最终气球穿越了目的村庄上空500米处,成功地与地面设备完成对接。

但是失败也是常有的事,因为不可预测的因素太多。Loon团队曾在给巴西通信部长做演示时眼睁睁看着气球从预计要连接的村庄上空飘走。还有一次一个气球降落到电力线上,致使华盛顿的一个镇子的居民用电都停了。

商用化

Project Loon的初衷是实现全球互联网普遍覆盖的理想。但是,气球是Google放出去的,那么它会不会被Google利用来作为竞争优势呢?因为这种事Facebook是有前科的,其致力于为世界上没有网络的地方提供互联网的Internet.org在印度的合作伙伴所提供的免费服务里面就不包括Twitter、Google等竞争对手的访问。不过Cassidy和Google X负责人Astro Teller均否认Google会这么干,互联网接入就是互联网接入,用户甚至不必用Chrome浏览器来上网。但Teller相信,从长远来看,该项目会给Google带来好处和回报。

当然,连接全球的事业不可能一蹴而就。目前Project Loon的气球主要分布在南半球,这主要是因为那里人口密度低,偏远地区多,宽带网络难以抵达,而且地区国家对于大气层的管制也更加的宽松。

而在北半球,Project Loon则面临着复杂的政策气候。由于气球完全靠风流带动,气球能不能到达Google想要覆盖的地区还要看途经国家的颜色,比方说要想去印度就得看中国同不同意。不过Project Loon有一些独特的优势甚至吸引了发达国家的兴趣。飞行高度位于平流层使得气球可以不受天气的影响,当地面的互联网设施因地震飓风等恶劣气候受损时,这些气球就可以提供应急通信,日本对此很感兴趣。

Google本身也在积极调整策略来推进Loon项目的进展。

原先Project Loon采用的是Wi-Fi频段,而且打算从运营商手中购买独占的使用权。但是Larry Page认为Loon项目应该更接地气,通过与运营商合作才能为Project Loon寻找到更大的商机。因此,去年Loon项目改变了发展策略,宣布将与各地运营商通过合作方式为偏远地区提供高速稳定的无线网络。现在Loon项目采用的是与运营商共用的LTE频段,如此一来网络不仅速度更快可靠性更强,而且对于运营商来说这是可以提高覆盖率的一个整体解决方案。因为在地面部署基站总会受制于地理条件(尤其是偏远地区),而Project Loon就像是漂浮在天上的流动基站,可以很高的成本效益来实现政府强制要求的普遍覆盖。

Project Loon商用化的能力也日渐完善。团队最近又突破了新的里程碑,实现了首次成功跨洲连接测试。从新西兰出发的气球经过9000公里的飞行之后抵达南美,并在目的地提供了互联网连接,然后继续绕地球飞行来到澳大利亚,再次实现成功对接。

目前,Google已经分别与与沃达丰、澳洲电信及西班牙电信在新西兰、澳大利亚即南美进行了测试,并正在与其它几家运营商洽谈交易。这些电信公司都有自己的频谱,在当地也有自己的基础设施、销售力量以及客户。Project Loon可以为这些电信公司提供补充服务,Google则可以从电信公司的新增客户收入中获得分成。

对于面临投资者质疑的Google来说,证明其研发投入巨大的未来实验室并非乱花钱至关重要。虽然前不久Google X的第一个五年计划凭借着Google Brain反哺核心业务实现了盈利,但是Google Glass消费化的失败以及无人汽车商用化近期无望令Google X承受了更多的压力。Project Loon的这些进展可谓在关键时刻挺身而出。身为连续创业者的Cassidy算了这样一笔精细账:

全球有45亿人仍未能访问互联网,哪怕让其中的5%上网,这个数字也有2.5亿人。就算只要他们掏出月收入的一小部分,比方说5美元,那月收入也超过10亿美元,年收入就是百亿美元的规模了。因此,这是一笔好生意。

尽管如此,这也只是Google整合全球信息的宏大计划的一部分。除了Project Loon以外,Google还在若干城市推出Google Fiber光纤接入,并打算在年底成立一家无线运营商,这些当然可以有助于提供普遍互联网覆盖服务,但其背后更大的企图也许是控制用户的入口,与无所不在的Google服务一起,收集更多的数据。而在数字化时代,数据就是一切。

关于Project Loon的更多细节,请看下面这段视频:

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