Half the truth is often a great lie.

互联网全球覆盖:新镀金时代的梦想

科技 sean 7519℃ 1评论

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一批企业怀有大无畏的雄心壮志,要用卫星、无人机和气球把互联网带给尚未联网的人群

上世纪90年代初,互联网从大学院校走向普罗大众,自此开始持续不断地成长。1997年世界人口中仅2%上网。到了2014年该比例已升至39%,或约30亿人(见图表)。但仍有40亿人完全接触不到互联网。

这一缺口大部分位于发展中国家,在那里仅有32%的人口上网,而富裕国家的这一比例为78%。而这些数字还掩盖了许多地区差异。2014年非洲仅19%的人口是互联网用户。和大部分基础设施一样,在城市里最容易提供互联网。散布在农村的人口往往用不上网络,甚至富裕国家的农村也一样。

但这可能即将改变。四家技术企业正在谱写宏伟蓝图,最终可能向地球上几乎每个人都提供较为高速的、高质量的网络连接。谷歌梦想用围绕地球飞翔的氦气球群来实现这一愿景。Facebook的计划需要用到一批太阳能供电的机器人飞行器,即无人机。而另外两家公司的目标是使用一大批低成本的低轨卫星。它们是开发火箭的SpaceX和总部位于佛罗里达的创业公司OneWeb。通过提供与互联网整体更便捷的连接,地方电信企业应该能向远离大城市的地区提供高速的第三代或第四代移动电话网络。

这种从高空而下的方法合情合理,因为我们熟悉的地面技术并不适合提供大量快速联网以覆盖全球。向地球上的每个家庭都提供富裕城市中常见的网线是极为昂贵的工程。有了手机基站后,已经不需要大部分连线,但这些基站本身仍然需要“回程线路”(backhaul),也就是与互联网的高速宽带连接。因此,即使在富裕国家的农村,高速手机网络也远非随处可见。而在贫穷国家的农村,它们甚至闻所未闻。

但一颗卫星却可以俯视地球上的一大块面积(这一大块土地上的人们也能看到它)。理论上,这使得数据可以被一次传输给数百万人。卫星网络服务已经广泛存在,但往往价格昂贵、带宽有限、数据额度低。许多现有的通讯卫星在距地面约3.6万公里的地球静止轨道上飞行,和地面某个点保持相对位置不变。这有两个无可避免的缺陷。无线电信号的强度随距离增加而迅速减弱,因此要和这些卫星联系需要强大的传输器和充足的供电。第二个问题称作“延时”,即信号的延迟。比如,打开一个页面的请求从地面传至卫星再传回地面,以及之后页面本身的逆向传输,至少需要半秒钟。这听起来好像不算很久,但却比有线连接的速度慢10倍或更多,而这还是在其他网络延时发生之前。“没有哪个使用地球静止轨道卫星的人会说‘我已经一劳永逸地解决了我的问题’。” OneWeb的创始人格雷格·怀勒(Greg Wyler)说。

飞得更低

怀勒的公司打算把648颗较简单的小卫星发射到距地面1200公里、比地球静止轨道低得多的轨道上。这里的延时与固定线路连接类似,而地面上的天线也远不需要那么强大了。OneWeb会把服务提供给航空公司和军方客户,以及紧急服务和救灾机构,尽管它也准备通过和地方电信公司签订协议来吸引个人用户。因为一颗卫星能同时向几十个村庄提供“回程线路”, 怀勒希望本地运营商会有资金在郊区学校、农村中心地带等地方建设手机基站或互联网基站。在最偏远的地区,这些基站可能会由太阳能板供电。富裕国家尚未联网的人群也可以加入这一服务。

但是,尽管低轨道提供了短得多的延时,它们也更复杂。和地球静止轨道卫星不同,低轨卫星和地面的相对位置不断变化,因此需要成百上千这样的卫星来给整个地球提供可靠的覆盖。当一颗卫星消失在地平线,地面的无线电设备就必须迅速连接到视线可及的另一颗卫星,而不让用户注意到这种变化(就像手机从一个基站覆盖的区域移出,进入另一个那样)。要成功做到这一点需要大量复杂的信号处理,怀勒说。一直到近年,天线和芯片才变得足够精密又便宜,让这样的系统可能实现。在这个领域,OneWeb获得了高通(Qualcomm)的帮助。这家美国企业为手机制造芯片,拥有所需的技能。它是OneWeb的早期投资方之一。

支持低轨卫星方案的不止怀勒一人。贝宝(PayPal)的联合创始人、亿万富翁埃隆·马斯克(Elon Musk)也想做类似的事。他名下的企业如今包括电动汽车制造商特斯拉和SpaceX。他的卫星群会在类似的高度飞行,但要比怀勒的卫星更复杂。除了向未联网的人群提供网络连接,它们还会服务另一个市场。马斯克指出,光在太空中传播的速度要比在光缆中快40%。他的低轨卫星能比地面电缆更快速地远距离传输数据。对于那些具有高度时间敏感性的信息,比如在一些金融交易中使用的瞬息万变的数据,这样的服务可能会非常吸引人。

马斯克和怀勒似乎都拥有让这些新型卫星服务梦想成真的技术专长。怀勒现有的企业之一O3B专门向钻井台、邮轮等涉及远程操作的企业提供卫星网络。OneWeb已经获批取得了资源稀缺的无线电频谱的一部分来传输它的数据(SpaceX没拿到,但有传言称,该公司希望转而用激光传输数据来解决这个问题)。马斯克是颠覆技术行业的老手,而SpaceX的火箭可提供行业中最低的发射价格。随着成百上千的卫星被送进轨道,他的开支也会下跌。

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  1. 绕墙而过
    匿名2015-05-03 19:57 回复