谷歌欲将热气球当基站 网速堪比3G

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伟大的构想再度出现在谷歌。让一些漂浮在6万英尺高空的热气球，为难以上网的地区提供廉价的互联网接入服务——这件看似疯狂的事情，正在最擅长研究“超现实”项目的谷歌X部门手中变为现实。

继Google眼镜、Google自动驾驶汽车和Google机器人之后，由谷歌联合创始人Sergey Brin领导的X部门近期又爆出了让人感到“不可思议”的项目——“Project Loon(潜鸟计划)”。“Loon”是一项热气球网络计划，通过在大气平流层放飞无数搭载网络基站的热气球形成无线网络覆盖，填补网络盲区，并提供等同于现在的3G网络或更快的网络连接，为农村、偏远和欠发达地区提供廉价的互联网服务或帮助受灾断网地区恢复网络。

谷歌的这项计划正处于从“设想”向“现实”转化的过程中。X实验室刚在新西兰南岛放飞了30个外形酷似水母的半透明热气球，用来测试这项计划。第一批热气球搭载着各种计算机、电子设备的热气球升空，50名新西兰居民参与了该项实验，他们在家中安装了特制的接收器，成为谷歌热气球网络的第一批“尝鲜者”。按照谷歌的设想，此后还会有更多气球被放飞，经过同纬度南半球国家，最终形成一个由热气球组成的环状网络。谷歌X实验室技术主管理查德·德沃尔指出，用热气球发送互联网信号，好处是不用花巨款铺设光纤网络。如果“Loon”计划能够成功，各国就能省下铺设电缆光纤、建设通信基础设施的大笔费用。

　　疯狂计划是否靠谱

“这一想法可能听上去有点疯狂——这也是我们把它叫做‘Loon’(包含‘疯子’之意)计划的部分原因，但在其背后实际有严谨的科学作为支撑”。正如谷歌在其公开的博文中所说的那样，“Loon”计划可能算是个疯狂的点子，但绝不是“不靠谱”的设想。

事实上，气球有很长的被用于各种无线通信服务的历史。早在20年前，美国已经开始使用基于气球的通信技术，向某些国家传输宣传片。时至今日，基于气球的通信系统也经常为军方所用。

谷歌放飞的热气球下方悬挂的设备包括：无线电接收器、电脑、高度控制设备以及太阳能电池板(图1)。气球将在距离地面20公里及以上的平流层飞行，是飞机飞行高度的两倍，不会危害航空交通。每个热气球能在平流层中飘浮100天，在飞行过程中能为直径40公里的区域提供无线互联网服务，覆盖面积约为1256平方公里而且不受地形影响。平流层的风通常比较稳定，风速在每小时5~20英里之间，而每一高度层的风向都不同，谷歌则根据美国海洋和大气管理局提供的天气数据，通过软件算法决定气球移动位置调整气球所需的速度、方向、高度(图2)，以确保这些气球可以在平流层中随着风向进行移动或上升下降到特定高度，控制这些气球构成一个巨大的通信网络。

气球完全充气后高12米、宽15米，顶部还有个降落伞，用于控制气球起降，以便进行维修和更换。这些热气球采用的材料是聚乙烯泡沫，这一材质比气象用气球采用的材质更加耐久，可以承受更高压力。气球上的电子设备由太阳能面板供电，因为平流层没有云遮蔽阳光，这些面板只需4个小时就能完成充电，生成100瓦的电力，足够保证气球上各类仪器的运转，还可以充电用于夜间使用。通信天线应用的是特制的无线电射频技术，使用的是2.4与5.8GHz的ISM波段。每个气球可以为40公里直径的地面地区提供网络连接，网速可以达到目前3G的水平。地面上的用户，只需在房屋上安装一个特殊的网络天线即可接入气球提供的网络服务，网络信号会在气球之间不断反射，然后接入地面的全球互联网服务。

　　可能让48亿人受益

很难想象，即使在互联网高度普及的今天，全球依旧有2/3的人口(即48亿人)难以轻松接入互联网或享受廉价的互联网服务。

新西兰里斯敦小镇的农夫尼莫就是这48亿人中的一员。虽然生活在发达国家，但尼莫和全球许多农村居民一样，一直无法方便地使用宽带网络。迫不得以的他4年前改用卫星网络，但是每月超过1000美元的账单却让他难以负担。当下，尼莫正在和当地的49名居民一起，参加谷歌热气球网络的测试。通过安装在家中的形状酷似谷歌地图标记图标的一个篮球大小的亮红色接收器(图3)，尼莫在热气球飘走前上了15分钟网，他在互联网上查看了当天的天气预报，因为他想知道当天是不是给绵羊剪毛的理想时机。

据悉，谷歌X部门在此计划上已整整努力了两年时间。联合国的报告指出，截至2011年，全球大约有23亿人拥有网络接入权限，另有大约50亿人被隔绝在互联网的大门之外。谷歌希望通过“热气球网络”为这部分人群搭建起可行且廉价的网络基础设施的努力，显然是极具价值的。

　　“潜鸟”能否帮谷歌变现

“从创新潜力的角度出发，拥有哪怕是一丁点互联网接入权限和完全没有互联网之间的区别是巨大的。我们不妨大胆想象一下，如果非洲次撒哈拉地区的村庄能拥有互联网，那里的人们将会做什么。”理查德·德沃尔的这番话，恰恰暗示了谷歌看到的商业机遇。谷歌热气球传输的信号，都是在不需要执照的免费频谱里移动，这意味着谷歌不需要通过无线网络或卫星网络从业者所需的繁琐申请流程，即可快速推广该项服务。就谷歌自身的利益而言，构建“热气球网络”的战略意义与谷歌在美国一直努力推进的光纤网络提速项目是一致的，那就是向未得到其充分服务的海外用户提供互联网接入服务。

也有人提出质疑：即便谷歌能够通过技术关，让热气球“环球飞行”的计划也很不现实，除非谷歌“有本事”突破各个国家在空域访问和管制方面复杂的法律问题。谷歌曾宣布，“Loon”计划的下一阶段，将会有成百上千个热气球在接近南纬40度处的高空飞行，这条路线会经过很多公海，也会穿越包括新西兰、阿根廷南部和智利南部等国境，这个计划显然马上就会遭遇挑战。

分析人士认为，利用高空热气球作为通信平台的这一基础想法并没有瑕疵。如果“Loon”计划成功，不管谷歌的商业目的是否能实现，它对通信系统快速部署技术水平的提升以及在民用可行性方面的尝试，都将做出巨大贡献。

　链接

　　野外上网：卫星宽带

在3G移动通信网络无法覆盖的区域，通过车载的卫星信号中转站以及WiFi技术，借助商用卫星提供宽带服务实现互联网接入，是野外勘探、沙漠汽车拉力赛等活动中常见的宽带上网方式。在卫星信号中转站附近100米的地区，都可以实现无线宽带上网。在空旷地区，传输距离能达到几公里。但目前国内的卫星宽带服务还非常有限，开通的服务大多只能实现下行通信，上传还非常困难。但在国外一些发达国家，民用的卫星宽带服务已非常普遍。2007环塔克拉玛干沙漠越野拉力赛上，就是通过在四驱皮卡车上搭载卫星信号中转站，使参赛队员得以接入互联网，不仅能用QQ聊天，还能上网打联机游戏。

　　野外搜救：宽带超短波通信系统

当地震、泥石流、水灾、火灾等重大灾害发生，网络通信中断，救援人员无法进入现场勘察时，我国目前主要利用宽带超短波通信系统构建宽带通信网络，完成野外搜救工作。这个系统由通信直升机中心站设备、指挥直升机机载设备、光学点车载设备、搜救员便携背负台组成。系统采用TDM/FDMA的多址方式，通过特殊设计的路由交换、信道适配体系，实现无线宽带组网。它不仅能在搜救任务中传输高清图像、数据、调度语音，还能支撑热线电话、延伸电话等多种业务。从神舟六到神舟九航天员返回舱的搜救工作，均是通过这样的宽带通信系统完成的，多组搜救分队可以在几秒内即能完成联网，协同开展搜救任务。搜救分队的搜救范围可以达到方圆60公里。