谷歌Loon“氣球”專案進軍衛星行業，努力多年終於有了眉目
[ 摘要 ]Loon已經成為谷歌母公司Alphabet旗下一家單獨的公司，通過與電信行業密切合作，在境外為Loon氣球網路提供網際網路接入。
騰訊科技訊 據外媒報道，谷歌的Loon專案在2011年悄然啟動時，它有一個看起來不太現實的目標：通過漂浮在平流層的氦氣球，讓世界上最偏遠的角落也可以接入網際網路。現在，Loon已經成為谷歌母公司Alphabet旗下一家單獨的公司，它正在開闢新的篇章，同時它也承認，單靠自己無法完成讓數十億人上網的艱鉅任務。
近日，Loon宣佈與加拿大電信公司Telesat建立合作伙伴關係，Loon的特製軟體將被用來管理Telesat的LTE氣球艦隊——這個艦隊負責控制Telesat新的低地軌道衛星叢集。 Loon已經認識到，沒有哪個單一的方案可以為全世界提供聯網服務，但它的技術可以讓衛星行業的公司受益，雖然Loon一度把這個行業當成潛在的競爭對手。
Loon執行長阿拉斯泰爾·韋斯特加斯（Alastair Westgarth）曾是電信行業資深人士，他解釋說，Loon已經認識到，解決障礙的方法不僅僅是開發更好的技術，還要找到合適的合作伙伴。 “在這個學習過程中，我們決定尋求合作。”雖然他們已經與電信行業密切合作過，在境外為Loon氣球網路提供網際網路接入，但該公司從未將專有技術作為套裝軟體服務來提供。
新的牟利機會
與Telesat合作將為Loon帶來新的收入。Loon的這個軟體是用來控制?6?7?6?7非固定的空中網路的，現在它將轉變為衛星行業中的一個產品。對於衛星行業來說，平流層是一個利潤豐厚卻尚未開發的市場空間。 Loon在母公司Alphabet的資助下，花費了大量時間來開發這個軟體，它已經成為一個工具系統，Loon在巴西、祕魯等地測試LTE服務時，就使用它來控制網路流量。
Loon已經取得了一些成功，比如在颶風瑪麗亞之後幫助波多黎各重新接入網際網路，所以它也開始重視牟利機會。 Loon和Waymo自動駕駛汽車部門一開始都是谷歌的實驗性專案，但在電信行業資深人士韋斯特加斯成為Loon的CEO大約一年半之後，Loon於去年成為了Alphabet旗下一家獨立的公司。
Alphabet還有其他一些實驗性專案，每年要為它們提供數以十億計的美元，因此被剝離出來的公司面臨著證明其價值以及獲利的壓力。Loon是其中少數幾個前景較為可觀的專案之一。
與Telesat的合作是Loon的第二個商業交易。第一個交易是為肯亞的智慧手機使用者擴充套件行動網路。從廣義上講，這也是Loon在商業上為“讓全世界都能上網”破除障礙的第一步。2018年全球數字報告顯示，還有大約35億人無法訪問網際網路，佔全球人口的將近一半。
“時空”SDN不同尋常的能力
就目前而言，讓偏遠地區能夠上網的方法，比如使用距離地面2萬英里的地球同步衛星，倒是可以覆蓋足夠多的區域，但會出現高延遲，網速慢的問題，而且要維護它們也非常困難，費用高昂。而使用低地軌道衛星或者平流層氣球和飛艇這樣的解決方案，不僅成本效益更好，空間延遲也較少，因此對於像Loon和Telesat這樣的公司來說，這是達成目標的一條必經之路。而且這也不是“一刀切”的解決方案，而是根據不同地區的需要，採用不同方法的一套“組合拳”。
網際網路接入不僅對發展中國家的進步至關重要，而且對谷歌等矽谷巨頭未來的成功也是如此。雖然谷歌只是Alphabet旗下的一家子公司，但Alphabet的其他子公司大都可以為這個搜尋巨頭添磚加瓦。當有更多的人可以上網，使用谷歌搜尋和Gmail等服務的時候，Alphabet作為一個整體就會繼續蓬勃發展下去。
韋斯特加斯表示，Loon將繼續把更多的技術推向商業領域和電信領域。 “對於我們的一些智慧財產權，一些適用於其他公司的技術，我們將做出決定：是否要將它商業化？如果是，我們如何找到合作伙伴並進行授權？”
授權給Telesat的技術名為“時空”SDN（software-defined network）。Loon利用谷歌多年來構建的資料中心架構和管理工具的經驗，開發了這個軟體，用來管理Loon的LTE氣球艦隊。
這樣的技術是必需的，因為Loon的氣球在空中移動取決於天氣條件。其他氣球的位置、每個氣球朝著的方向，以及其他一些因素，都會影響網路穩定性以及地面上的智慧手機的上網效果。在任何特定時刻，Loon的軟體都會自動調整網路的形狀，以管理每個節點之間的資料傳遞，從地球表面向上和向下傳輸資料。
前所未有的網路架構
在正常的蜂窩網路中，蜂窩發射塔是靜止的，“唯一移動的東西是你自己，”Loon的工程主管薩爾·坎迪多（Sal Candido）解釋說。然而，對於Loon來說，“從很早開始，我們就知道我們的發射塔會移動。” 坎迪多說，當時沒有哪種技術可以管理如此複雜的任務，所以Loon決定自建這種技術。
這個任務並不容易，Loon的LTE氣球在20公里高空處，你無法隨時調整它們，無法派技術人員進入平流層去擺弄氣球的天線。因此，該團隊開始研究NASA等組織最初建立航空航天網路的方式。Loon的網路專家布萊恩·巴雷特（Brian Barritt）曾是美國宇航局格倫研究中心的前顧問，他對此有獨到見解。
“很多東西，都是從試圖支援許多不同型別的航空航天網路的一般解決方案開始的。我們檢視過很多東西……飛機、衛星什麼的。從一開始，我們就在努力構建可以解決這類問題的東西：人和網路都在移動，網路吞吐量很高。” 巴雷特說。他於2014年加入谷歌，現在擔任時空SDN產品的技術負責人。
結果他們建成了一個前所未有的網路架構，Loon團隊給它取名“Minkowski”，這是德國數學家赫爾曼·閔可夫斯基（Hermann Minkowski）的姓氏，此人將愛因斯坦的相對論轉化成了時空的幾何表示。這個網路架構的獨特之處在於，它使用軟體來控制一個網路，該網路同時在物理方向和時間上移動，而接收者也在地面上、海船上，甚至在550英里時速的飛機上移動。
為了在任何一個給定的部署區域將氣球連線在一起，Loon需要在地面站和它的一個氣球之間建立通訊鏈路。然後用這個軟體系統通過三個一套的天線將該鏈路傳輸到其他氣球，這種天線套裝固定在每個氣球安裝的旋轉萬向節上。氣球上還有網路硬體、氦氣源以及使用太陽能和電池混合供電的裝置。
時空SDN是如何對整個過程進行管理的呢？它會預測哪些氣球將處理哪些請求，如何最好地通過網路來發送該資料。然後，它會自動進行網路“拓撲”變形，為變形安排出時間，並預測下一步需要如何做調整。通過這種方式，Loon網路差不多就可以模擬地面LTE網路了，儘管發射塔是漂浮在空中的。去年9月Loon宣佈能夠在橫跨621英里的七個氣球中形成這樣的連線，如果沒有Minkowski的幫助這是不可能實現的。
對衛星公司的用處
在開發軟體時，Loon發現該產品對於一些衛星公司特別有用，這些公司的衛星在低地球軌道上移動。因為更接近地球表面，所以這些衛星可以提供更快的連線，並且發射這樣的衛星也更便宜。但是，這些衛星（比如國際空間站）需要不斷繞著地球執行。
從這個角度講，LEO衛星有點類似於Loon氣球，儘管它們在空中的位置要高得多。（LEO衛星比靜止衛星距離地球近大約35倍，但比Loon氣球距離地面遠大約50到100倍。）“我們用來管理氣球移動的技術，對於這些非對地靜止衛星叢集來說很有用，”坎迪多說。
Telesat並不打算將LTE傳送給一般的智慧手機使用者，至少在短期內不會如此。該公司計劃主要使用LEO衛星提供與地球上偏遠地區的連線，這包括海洋研究船隻和遊輪，飛機Wi-Fi之類。 （值得一提的是，Telesat正在與貝索斯的Blue Origin合作發射其LEO衛星，而Alphabet則是馬斯克Space X的投資者。Space X在太空旅行上是Blue Origin的競爭對手，Space X計劃中的Starlink則是Telesat的競爭對手。）
但對於Loon來說，這是讓自己的技術“上位”，實現全球互聯的第一步。按照巴雷特的設想，這些平流層網際網路基站有朝一日可能會成為新型空中網際網路基礎設施的支柱。 “它們可以用來應對城市密集化，可以與衛星和不同代的Loon氣球、高空太陽能滑翔機或飛艇一起工作。它們具有互操作性。” 他說。
在這個願景中，Loon軟體發揮的是“粘合劑”作用，將它們整合在一起。對於谷歌當初啟動的一個實驗性專案來說，這是一個非常樂觀的夢想，經過這麼多年後，它終於有了些眉目。 （騰訊科技編譯/Kathy）