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亦敌亦友 | 谷歌的Loon子公司将目光投向了卫星产业

 浮空君 2021-01-31

从2011年开始,Loon一直致力于通过平流层氦气球将互联网带到世界上最偏远的角落,这看似是个不切实际的任务。 现在,经过近十年的努力,这家率属于Alphabet的公司正在开辟一个新的篇章,它承认它无法凭借一己之力完成让数十亿人都上网的艰巨任务。

今天,Loon宣布与加拿大电信公司Telesat建立合作伙伴关系,该协议将使Loon用于管理其LTE气球编队的定制软件服务,用于控制Telesat新的低地球轨道卫星星座。 Loon认识到,没有任何一种解决方案可以在全球各地实现互联网,而且其技术可以使其曾行业中的主要参与者受益,而之前低轨卫星曾被视为loon的潜在竞争对手

“这个机会比我们任何一个人都要大,”Loon首席执行官阿拉斯泰尔·韦斯特加斯说道,他解释说,loon已经了解到,解决一些最大问题的方法不仅仅是开发更好的技术,还要找到合适的合作伙伴。 “在这个学习过程中,我们决定寻求合作。”虽然Loon与电信密切合作,为其国外的气球网络提供互联网接入,但该公司从未将软件服务包授权给他人。

“这个机会比国内的任何一个都要大。”

此次合作将为Loon带来新的收入,将其用于控制非固定航空网络的软件转变为卫星行业的可行产品,卫星行业目前正在关注地球大气层的低层作为一个利润丰厚且尚未开发的市场。 Loon大部分时间都是由Alphabet资助开发该软件的项目,它已经成为一个工具系统,用于控制Loon在巴西,秘鲁和全球其他地方执行的LTE服务的网络流量,执行现场测试。

由于其在全球范围内的成功工作,以及在飓风玛丽亚之后帮助波多黎各重建网络,Loon也越来越专注于成为一个合格的商业化公司。 Loon始于为Google的moonshot项目之一,类似的还有Waymo的自动驾驶汽车项目,但它去年被分拆成了一个Alphabet旗下的独立公司,此时距离电信行业资深人士Westgarth接手 成为CEO大约一年半的时间。。

Alphabet有更多的实验性企业每年花费数十亿美元,因此,被剥离出来的公司面临着证明其价值并获利的压力。在Access,包括谷歌光纤的电信部门和无人机物流服务项目部门,高管人员流动频繁,而智能家居公司Nest已失去其联合创始人,并于去年被重新归入谷歌。 Alphabet的太阳能无人机部门Titan曾经是Loon的一个姊妹项目,于2017年被关闭。然而,Loon仍然是少有的Alphabet公司之一,现在正在为成为一个可行的,自负盈亏的企业铺平道路。

Telesat合作伙伴关系是Loon的第二个商业交易,此前该公司宣布计划在今年早些时候为肯尼亚的智能手机用户扩展移动网络。从广义上讲,这些是Loon在商业上解决它所认为的连接地球的全球障碍的第一步。根据2018年全球数字报告,约有35亿人,或者说接近全世界50%的人口无法访问互联网。

肯尼亚项目为气球网络建设的基础设施

就目前而言,偏远地区也是有办法上网的,如位于地面以上20,000英里以外的地球同步卫星,提供了充足的覆盖区域,但必须忍受高延迟和缓慢的连接速度。它们维护起来也非常困难和昂贵。对于像Loon和Telesat这样的公司来说,更新的解决方案,从低地球轨道的卫星 - 更具成本效益和更低延迟的空间部分 - 到平流层气球和飞艇,是开始缩小的必要条件。而且它不再是提供单一,一刀切的解决方案,而是针对不同方法的组合而成,这些方法都针对连接问题的不同部分。

天地一体化信息网络解决方案

互联网接入不仅对发展中国家的发展至关重要,而且无网络覆盖也阻碍了像谷歌这样的硅谷巨头未来的成功。 虽然谷歌在技术上是 Alphabet的子公司,但谷歌泡沫之外的许多公司都对搜索巨头在搜索领域的巨额利润虎视眈眈。 整个Alphabet集团只能保持蓬勃发展 - 如果有更多的互联网用户上线并开始使用谷歌搜索和Gmail等广告支持的网络服务,那么类似loon一样的创新型公司才能健康发展。

Westgarth表示,Loon将继续把其更多技术推向商业领域和电信领域。 “随着我们技术的发展,已经积累了 一些知识产权或一些适用于Loon之外的技术 - 我们将做出决定,”他说。 “我们将它们商业化吗? 如果是,我们如何找到合作伙伴并获得许可?“

获得Telesat许可的技术是Loon所谓的“时空”SDN,是软件定义网络的缩写。 它的开发是为了利用Google多年来构建自定义数据中心架构和管理工具的经验来管理Loon的LTE气球队。

需要这样的技术是因为Loon的气球在天空中移动取决于天气条件,其他气球的位置,每个气球所面向的方向,以及影响网络稳定性及其与人们智能手机连接的其他因素。 地面, 在任何特定时刻,Loon的软件都会自动调整网络的形状,以管理每个节点之间的数据传递,并最终从地球表面向上和平流层向下传输。

在正常的细胞网络中,细胞塔是静止的,“你是唯一可以移动的东西,”Loon的工程主管Sal Candido解释道。 然而,对于Loon来说,“很早就会看到我们的基站会四处移动。”根据Candido的说法,没有一种技术可以管理如此复杂的任务。 所以Loon决定自己设计它。

任务并不容易--Loon的LTE气球在天空中飞行高度约20公里,或超过65,000英尺。 它们不能随时调整; 你不能派技术人员进入平流层来摆弄气球的天线。 因此,该团队首次由NASA等组织建立的方式开始研究空天网络。 Loon的一位网络专家Brian Barritt,是美国宇航局格伦研究中心的前顾问,他对此有独到见解:

管理在天空中移动的网络这样的技术并没有成功案例可以借鉴

“很多事情都是从试图支持许多不同类型的航空航天网络的一般解决方案开始的。我们看了很多东西......飞机,卫星,“巴里特说,他于2014年加入谷歌,现在担任时空SDN产品的技术负责人。 “从一开始,我们就在努力构建可以解决这类问题的东西:用户和网络都在移动的高吞吐量网络。”

结果是一个前所未有的网络架构,或者是Loon团队的绰号“Minkowski”,德国数学家Hermann Minkowski将阿尔伯特爱因斯坦的相对论转化为时空的几何表示。它的独特之处在于它使用软件虚拟控制一个网络,该网络同时在物理方向和时间上进行转换,同时连接的物理接收者也在地面上,在海上船上,甚至在时速550英里的飞机上。

Hermann Minkowski

为了在任何给定的部署区域,将气球连接在一起,Loon需要在地面站和其中一个气球之间建立通信链路。然后,定制软件系统使用一组三个天线将该链接传输到其他气球,所述三个天线固定在每个气球的有效负载上的旋转万向节上。该有效载荷还包含网络硬件,氦气源以及使用太阳能电池的能源管理系统。

SDN通过预测哪些气球将处理哪些请求,以及如何最好地通过网络发送该数据来管理整个过程。然后,它会自动变换网络“拓扑”,基本上是物理排列,以及规划变换拓扑的时间,并预测未来需要如何调整。通过这种方式,Loon网络可以可靠地模拟地面LTE网络,即使它漂浮在天空中。早在去年9月,Loon就宣布能够在横跨621英里的七个气球中连接一个这样的数据链,这一壮举如果没有Minkowski的帮助是不可能实现的。

Loon的时空SDN软件的可视界面,Telesat将用它来管理低地球轨道卫星。

在开发软件时,Loon发现该产品对于正在向低地球轨道进军的卫星公司特别有用。低轨卫星更接近地球表面,所以这些卫星可以提供更快的连接,并且它们的发射也更便宜。但是,这一区域存在大气层,这就要求卫星像国际空间站那样不断绕地球轨道运行以避免坠入大气层下。

,LEO卫星的这种运行方式类似于Loon气球,尽管它们在天空中的位置要高得多。 (LEO卫星高度是地球静止卫星的35分之一,但比Loon气球大约高50到100倍。)“我们用来管理气球移动性的技术同样适用于这些非静地卫星星座,“坎迪多解释说。

LOON发现它的软件对于卫星行业来说是完美的

Telesat并不打算将LTE发送给普通的智能手机用户,至少在短期内不会如此。相反,该公司计划主要使用其LEO卫星提供地球上偏远地区的连接,例如海洋和游轮中的研究船以及飞行中的Wi-Fi和其他形式的卫星连接。 (有趣的是,Telesat正在与亚马逊的Blue Origin合作推出其LEO卫星,而Alphabet则是SpaceX的投资者,SpaceX是Blue Origin太空旅行的竞争对手,而SpaceX计划的Starlink星座则是Telesat的竞争对手。)

彼此之间的关系如上图

但对于Loon来说,这是帮助定位其技术,使全球通信更接近现实的第一步。在未来的某一天,巴里特设想这些平流层互联网站可能成为新型空中互联网基础设施的支柱。 “他们可以用来处理城市密集化,与卫星和不同代的Loon气球,高空太阳能无人机或飞艇一起工作,”他说。 “所有一切可以和谐相处。”

当然,在未来的愿景中,Loon软件成为了将它们整合在一起的粘合剂。对于曾经是Alphabet X实验室moonshot项目之一来说,这是一个非常乐观的梦想,这些年后,看起来它终于开始落地了。

END

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