無線技術打造全球村

【小D導讀】

路透社刊登題為《從高空氣球到充滿鼓蝦的淺海：無線技術才是未來》（From balloons to shrimp-filled shallows, the future is wireless）的評論文章稱，雖然對很多人來說，互聯(lián)網似乎已經無處不在，但事實上，全球仍有多達20億人難以享受蜂窩網絡帶來的便利，更何況是人類難以企及的海底。而要真正讓通訊信號覆蓋全球，主要還要依靠無線技術。

　　　┃以下為文章全文： 　　　　┃覆蓋全球 　　　　互聯(lián)網似乎已經無處不在，但實際上，在天空、在陸地、在海洋，仍有大片區(qū)域未能覆蓋網絡信號。　　在第一部手機——售價4000美元的摩托羅拉DynaTAC 8000X磚塊式大哥大——上市30年后的今天，全世界仍有一半的地方無法使用無線通訊技術。要實現(xiàn)網絡的全面覆蓋需要耗費巨額成本，根據(jù)Facebook（56.14, -1.57, -2.72%）上月發(fā)布的一份白皮書，全球有多大五分之一的人口生活在“缺乏基本網絡基礎設施的地區(qū)”，總數(shù)約為14億人。　　美國創(chuàng)業(yè)公司Endaga已經在印度尼西亞東部的一個村莊建設了全世界最小的通訊網絡之一，該公司創(chuàng)始人庫迪斯·黑摩爾（Kurtis Heimerl）表示，即使是這一數(shù)字，仍然忽視了很多雖然擁有手機，但卻必須經過數(shù)小時的長途跋涉才能接打電話或收發(fā)短信的人?！拔覀兡莻€社區(qū)里的所有人都有手機，也都有SIM卡。”他說，“但他們那里并沒有被信號覆蓋?！? 　　黑摩爾認為，全世界有多達20億人的生活中幾乎無法訪問蜂窩網絡?！斑@與你最糟糕的想象差不多。” 　　當今世界面臨的挑戰(zhàn)是，如何能以較低的成本為這些人提供上網渠道。而且，除此之外，海洋同樣缺乏信號覆蓋。　　整個地球有超過三分之二的面積都被海洋覆蓋，提升海底的通訊范圍和速度，對環(huán)境監(jiān)測工作至關重要——這可以幫助我們記錄天氣狀況、控制污染、預測海嘯等自然災害、監(jiān)控油氣田、保護海港等。　　希望繪制海床地圖的海洋學家、海洋生物學家、深?？脊艑W家，以及探索自然資源和搜尋失蹤船舶和飛機的組織及個人，也都對此很感興趣。加拿大Nautilus Minerals公司上周表示，該公司已經與巴布亞新幾內亞達成協(xié)議，將著手啟動世界上第一個海底金屬采礦項目，在俾斯麥海海底1500米處開采銅、金、銀等金屬礦藏。　　中國最近也與一些大國爭相開展深海探測工作，部分原因就是為了開采海底石油、天然氣和礦藏。今年，中國計劃將一個能夠容納6人的“工作站”下沉到海床上，其效果相當于建在海底的“空間站”，可以讓科研人員在里面居住。　　“我們在水下的通訊能力很有限，”新加坡水下調制解調器創(chuàng)業(yè)公司Sunbnero CEO杰伊·納加拉簡（Jay Nagarajan）說，“這是一個‘藍海領域’?！? 　　　　┃技術多樣 　　　　回到陸地上來，有很多機構都在努力應對當前的挑戰(zhàn)——從希望幫助人們脫貧致富的學術機構，到有意吸引當?shù)厝嗽L問社交網絡的科技巨頭。　　例如，谷歌最近收購了可以在天空停留數(shù)年的無人機制造商Titan Aerospace，F(xiàn)acebook也收購了英國無人機制造商Ascenta。Facebook CEO馬克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）曾經表示，該公司正在利用無人機和衛(wèi)星將為世界上三分之二尚未觸網的人提供上網服務。作為“谷歌氣球”項目的一部分，谷歌去年已經將氣球放飛到新西蘭20公里的高空，為相當于兩個紐約市大小的區(qū)域提供網速與3G媲美的上網服務。　　但新加坡創(chuàng)業(yè)公司Kacific CEO克里斯蒂安·帕托勞克斯（Christian Patouraux）表示，這些技術都處于試驗階段，10年內恐怕難以商用。該公司的方案是建設一個名為HTS Ku-band的衛(wèi)星網絡，為所謂的“藍色大陸”——從印度尼西亞西部到太平洋諸島的區(qū)域——的4000萬人提供價格親民的上網服務。該項目預計到2016年底正式推出。　　帕托勞克斯表示，這一領域將會涌現(xiàn)各種技術，從光纜和3G到LTE和衛(wèi)星，“但沒有一種放之四海皆準的辦法?！? 　　早在海底光纜的速度提升、成本降低前，衛(wèi)星一直都是主要的通訊方式，而現(xiàn)在，這種技術似乎迎來了翻盤的機會。雖然Kacific和O3b等企業(yè)瞄準了偏遠市場，但實際上，衛(wèi)星互聯(lián)網已經在一些發(fā)達國家取得了成功。去年，ViaSat就在美國聯(lián)邦通訊委員會（FCC）的一項寬帶速度基準研究中位居首位。　　當今的飛機乘客也開始逐漸享受到機載上網服務，全美約有40%的噴氣式客機可以提供WiFi網絡。市場研究公司IHS預計，今后十年，全球可以提供無線網絡或手機服務的商用飛機數(shù)量將會增長兩倍。　　　　┃白色空間 　　　　人口密度極高的新加坡就在嘗試使用所謂的“白色空間”來傳輸網絡信號，也就是原本分配給電視信號的無線頻譜。今年，該國已經悄然提供了所謂的“超級WiFi”，來為海灘和旅游景點周圍5公里的區(qū)域提供無線信號。　　這并非專屬于第一世界的解決方案。Endaga的黑摩爾也在與他的創(chuàng)業(yè)伙伴沙提·哈桑（Shaddi Hasan）使用部分GSM頻譜，在巴布亞島的山區(qū)建設村莊級的通訊網絡。　　這意味著無需進行調試或使用額外硬件，便可利用普通的GSM手機進行通訊。用戶也可以與同一網絡中的任何人通話，并且通過與瑞典運營商簽訂的協(xié)議對外發(fā)送短信。　　黑摩爾表示，由于大型電信公司對小型項目沒有興趣，所以這類社區(qū)不得不使用這種解決方案。“問題在于，這些社區(qū)規(guī)模太小，即使硬件價格降低了，運營商還是寧愿在城市里建設4G網絡，也不愿在這些地方安裝設備?！彼f。　　但擺脫電信公司的束縛并非空想。　　　　┃網狀網絡 　　　　南澳大利亞菲林德斯大學教授保羅·加德納-史蒂芬（Paul Gardner-Stephen）認為，要解決這個問題，需要使用網狀網絡，讓設備自身來充當網絡節(jié)點——這與卡車司機使用的民用無線電類似。　　史蒂芬開發(fā)了一種名叫Serval的網狀技術，在尼日利亞抗議拆除貧民窟的活動中已經得以應用，新西蘭紅十字會也在測試這項服務。　　網狀網絡未必規(guī)模很小，也未必要設在偏遠和貧窮地區(qū)：雅典、柏林和維也納都擁有這種網絡。谷歌董事長埃里克·施密特（Eric Schmidt）曾經稱之為“最基本的數(shù)字通訊形式和最便宜的部署方案”。　　史蒂芬表示，即使沒有高空氣球，也沒有谷歌的盛贊，網狀網絡也有著光明的未來。倘若手機制造商對外開放手機芯片架構，允許其他企業(yè)通過一定的調整來支持長距離無線電通訊，便有可能向1公里之外轉播信息。　　他說，在任何情況下，互聯(lián)網都已經不再是即時通訊方式。只要我們知道我們的數(shù)據(jù)在某一時刻能夠到達目標地，便可以開放思維，將我們的設備視作數(shù)據(jù)傳輸器：首先代表一個社區(qū)存儲信息，直到某位村民可以將這些數(shù)據(jù)帶到與之連接的另一個節(jié)點——借助這種方式，便可每天完成多次的數(shù)據(jù)傳輸。　　這與目前使用的即時通訊網絡有所不同，反倒是更像數(shù)字版的郵局，但對某些人群來說，這已經足夠好了。　　“互聯(lián)網是否會繼續(xù)保持現(xiàn)在的樣子？答案是否定的?！笔返俜艺f。　　　　┃鼓蝦噪音 　　　　隨著互聯(lián)網本身的改變，互聯(lián)網的邊界也將發(fā)生變化。　　隨著越來越多的設備與其他設備實現(xiàn)通訊——思科（23.02, 0.02, 0.09%）估計，2018年將擁有20億條這種連接——與這些難以到達的地區(qū)的設備連接的興趣也會增加，包括衛(wèi)星、氣球和基站都無法企及的水下區(qū)域。　　要在水下使用與陸地上相同的無線通訊方法是不可能的，因為光在水中的傳輸效果很差。雖然近幾年的技術已經有所進步，但水下調制解調器還是要依賴聲學技術，而這種技術的速度遠低于目前的常規(guī)水平。　　Subnero的納加拉簡表示，這一定程度上源于缺乏統(tǒng)一的標準，這與早期的互聯(lián)網有些相似。Subnero提供的水下調制解調器就像是一個小型魚雷，可以兼容各種相互競爭的標準，讓用戶自己進行配置。　　新加坡國立大學教授曼達爾·齊特里（Mandar Chitre）表示，這是一項重要的進步，目前現(xiàn)成的調制解調器無法在該地區(qū)的淺海使用。　　問題在于，海底出現(xiàn)了很多干擾信號傳輸?shù)脑胍?，海員們通常認為，這源自螺旋槳、海浪、海底火山。一位美國海軍官員甚至認為，這與日本人在海中投下的“神秘裝置”有關。　　但罪魁禍首現(xiàn)在已經確定，那就是所謂的鼓蝦，這種蝦因為捕食而開閉大鰲時會發(fā)出類似于小鼓的響聲。直到最近，齊特里才從水下調制解調器發(fā)送的聲波脈沖中過濾了鼓蝦發(fā)出的噪音。他已經將技術授權給Subnero。　　但要提升傳輸速度并過濾其他噪音，仍然需要克服很多困難。不過，全世界都已經形成了一種共識：要理解海洋，就必須部署永久性的傳感器和調制解調器來實現(xiàn)海底數(shù)據(jù)傳輸。　　然而，鋪設海底光纜的成本過于高昂。“你不可能把海底鋪滿線路，”他說，“無線技術是唯一的出路。”（新浪科技樵夫）　　　　┃先行者： 　　　　┃美機構打造免費WiFi覆蓋全球 　　┃京江晚報 　　　　日前，美國某機構提出，將打造“OUTERNET”（外聯(lián)網）項目，在2015年6月前向近地軌道發(fā)射150顆迷你衛(wèi)星，通過這些衛(wèi)星，使用任何電子終端都能連接上無線網。該機構稱，項目或將提供免費服務。消息一出，許多網友歡呼：“這下不用為了超高的4G費用賣房子了?！? 　　據(jù)美國媒體日前報道，美國一家機構準備將全世界每個角落都覆蓋無線網這一美夢變成現(xiàn)實。報道稱，這一被稱作“OUTERNET”（外聯(lián)網）的項目將在2015年6月前向近地軌道發(fā)射150顆迷你衛(wèi)星，這些衛(wèi)星面向地球地面站持續(xù)釋放無線網絡信號，覆蓋世界各地，使用任何電子終端都能連接上無線網。對此，通信專家表示，無論成本和技術上可行與否，全球免費WiFi實現(xiàn)后個人信息安全問題值得關注。　　從其目前規(guī)劃來看，項目從2013年12月開始第一輪技術評估，現(xiàn)在正處于衛(wèi)星模型發(fā)展和長距離WiFi多點傳送測試階段。項目完成后，形式上主要以類似于電視式的單向傳輸為主，通過這一渠道，向用戶傳輸新聞、教育課程、手機應用、電影、音樂，偶爾在救災等情形下充當通信渠道（此時為雙向）等等。　　此消息一出，立即引來人們關注，國內從事移動通訊和信息服務的專業(yè)人士在接受媒體采訪時，表示從長遠來看，技術上和資金上的可行性都不是問題，關鍵是個人信息安全應該如何保障。　　業(yè)內人士表示，技術上是可行的，這一項目是天上的衛(wèi)星覆蓋某一地區(qū)，這些地區(qū)一般是那些網絡覆蓋不太好的地方，之后通過地面基站用戶可以上網；但衛(wèi)星投資會很大，因此帶寬不會太高。此外，全球WiFi還涉及個人隱私問題，不少人擔心，一旦這個無線網絡實現(xiàn)了，那么它將成為黑客入侵的首選地。而這個網絡成熟后如果被黑客入侵，那么它的影響是不可想象的。　　這一計劃引來網友熱議，有人表示期待，有人表示擔憂。網友“鬼鬼偷著樂”說道：“對于這個計劃，我還是很期待的。至于什么竊取個人信息，竊就竊唄，小老百姓一個，沒啥重要信息?！本W友“白發(fā)紫英”則稱“很好奇”：“假如真的實現(xiàn)覆蓋，某些網友會不會因為擔心安全問題而不用？這就像別人給你一個面包，你硬生生要去懷疑是否有毒一樣?！? 　　網友“紀墨青”則持否定態(tài)度：“很可疑。我聽過使用別人的WiFi可以盜竊手機里的信息。那如果我們用美國的WiFi，是不是我們的信息就會被美國人收集去了呢？”網友“Jianhua”說：“如果一名黑客入侵一顆衛(wèi)星，那不就可以直接把無數(shù)人的隱私，包括位置信息都收集到手里了。搞一個這樣的發(fā)明是為了讓世界陷入恐慌嗎？這個發(fā)明我個人認為就是一場陰謀?！保P凰網）　　　　┃深思考： 　　　　┃無線通信覆蓋全球，用無人機還是衛(wèi)星？ 　　┃企業(yè)網D1Net 　　　　此前，美國一科技公司欲通過全球衛(wèi)星網來實現(xiàn)全球WIFI覆蓋。消息一出便關注不斷，而后，據(jù)外媒報道，F(xiàn)acebook公司有意利用無人飛行器來架設建立一個能夠覆蓋全球的網絡系統(tǒng)。近日，F(xiàn)acebook更是傳出以6000萬美元并購太陽能無人飛行器制造商泰坦航空的消息。　　那么，撇開政治因素，從技術和成本來考慮，太陽能無人機VS近地軌道迷你衛(wèi)星，誰才是真正的免費wifi實現(xiàn)平臺？　　　 ┃成本考慮 　　　　在整個商業(yè)衛(wèi)星的產業(yè)鏈中，依據(jù)國際通行的算法，平均每發(fā)射一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星制造費用約1.2 億美元；火箭費用約為衛(wèi)星造價的25％，約0.3 億美元；發(fā)射費用也是衛(wèi)星的25％，為0.3 億美元；保險費約為前三項的20％，0.36 億美元，總計約2.16 億美元。如果是以這樣的大型通信衛(wèi)星為平臺，那將是天價。不過考慮到近地軌道，小型所謂“迷你”衛(wèi)星，發(fā)射的成本要求可能會更低一點。　　據(jù)報道，洛克希德·馬丁航空有限公司曾與美國國防預先研究計劃局（DARPA）簽署了一份價值620萬美元的合同，用以研發(fā)一種小型衛(wèi)星發(fā)射系統(tǒng)，從而將發(fā)射成本削減到傳統(tǒng)成本的三分之一，每磅10000美元左右。以目前的技術水平看，SolarCity的東主，埃隆·馬斯克旗下的SpaceX某些領域的衛(wèi)星發(fā)射成本現(xiàn)在也已經降低到相當于中國發(fā)射價格的水準。然而，即使是這種“低價”，數(shù)百顆衛(wèi)星的制造與發(fā)射成本也足以讓旁觀者心驚。傳統(tǒng)的通信衛(wèi)星按覆蓋面積成本費用來算，約為35美元/平方公里，如果沒有出現(xiàn)質的技術飛躍，通信衛(wèi)星制造費用和發(fā)射費用使得要達到覆蓋全球的目的，已經不是可觀可以形容了。　　現(xiàn)在市場上的低端民用無人機最低只要數(shù)百元。當然，考慮到使用范圍，無人機的價格浮動很大，著名的“捕食者”無人機250萬美元-450萬美元之間，而全球鷹報價更是在4500萬美元以上。事實上，針對不同的用途，無人飛機的價格天差地別。然而，泰坦公司推出的名為Solara 60的無人機，該飛機可載重約113公斤，足以裝上Internet.org的無線通訊設備來提供短消息、Facebook等基本網絡服務。算起來，其通信覆蓋面積，單位成本低于5美元/平方公里。遠遠低于衛(wèi)星。以成本來看，F(xiàn)acebook太陽能無人機顯然更勝一籌。　　　　┃通信能力考慮 　　　　按照重量來區(qū)分的話，一顆所謂的迷你衛(wèi)星自重約為150kg。重量輕，代表著載荷有限，載荷則直接關系著設備能力。隨著互聯(lián)網市場容量越來越大，互聯(lián)網寬帶衛(wèi)星的重量也越來越重。即使這樣，也常常給人不敷使用的想法。極端的例子，歐洲新研制的阿爾法衛(wèi)星平臺，基本型就已經重達6000公斤以上，而最重的互聯(lián)網寬帶衛(wèi)星達6700公斤了。迷你衛(wèi)星以數(shù)量取勝，制造大量的低價小型微型攜帶小型通信設備在近地軌道巡弋，不失為一個彌補的辦法。但如果數(shù)量不足的話，有效覆蓋面也受到局限。　　泰坦宇航公司目前正在開發(fā)的兩款太陽能動力高空無人飛機，目前已經有兩款面世：SOLARA 50和SOLARA 60。其中，受青睞的SOLARA 60太陽能無人飛機是不折不扣的超遠程長航時飛行器：一次性升空，在空中依靠太陽能發(fā)電提供動力在高空低速巡航，5年后落地！　　　　┃環(huán)保考慮 　　　　人類的航天夢想志向高遠。然而，宇航事業(yè)不是一個“干凈”產業(yè)?；鸺l(fā)射的高污染是一個嚴重的問題。盡管就目前來看，人類火箭發(fā)射的頻率與密度尚不足以對地球造成不可修復的損傷?？墒?，地球的自凈化能力終究是有限的。而且，地球空間軌道上如今仍然有數(shù)以百萬計的宇宙垃圾在時刻威脅著宇宙飛行器的安全。這些都是歷年來人類航空活動所積存的，而且隨時有為之付出的代價的危機。　　而太陽能飛機以清潔能源——太陽能為動力，不會產生大氣污染。而且，壽命結束后，還可以落地回收，直接降低成本。無疑，在環(huán)保方面，泰坦公司的SOLARA 60太陽能無人飛機再勝一籌。　　學過初中化學的或許都對傳說中的“銥星公司”有所了解。銥星系統(tǒng)是美國摩托羅拉公司設計的全球移動通信系統(tǒng)。它的天上部分是運行在7條軌道上的衛(wèi)星，每條軌道上均勻分布著11顆衛(wèi)星，組成一個完整的星座。它們就像化學元素銥（Ir）原子核外的77個電子圍繞其運轉一樣，因此被稱為銥星。媒體發(fā)展投資基金的Outernet計劃不無向摩托羅拉借鑒的意味。在航天技術相對發(fā)達的今天，或許銥星公司的構想可以實現(xiàn)。而且，迷你衛(wèi)星的成本比起銥星公司的大型通信衛(wèi)星來說便宜得多。只是，在有更好的方法提出來后，這個方案還會施行嗎？　　技術進步永無止境，在馬斯克高調宣稱涉足宇航事業(yè)，估計人們只會認為他天真。然而，當SpaceX真的接到美國的衛(wèi)星發(fā)射訂單時，就不得不讓人感佩了。太陽能光伏技術亦是如此。飛機插上太陽的金色翅膀翱翔九天，太陽能光伏技術也終于“歸根”。　　在SOLARA 60機翼和尾部表面，泰坦公司鋪設了將近3000塊高效太陽能電池。這些電池總功率高達7kW，以為在20km高空飛行，不受天氣影響，可以全天發(fā)電全天候供能。飛機上還安裝有數(shù)百瓦功率的鋰電池，可以保證機上的設備隨時保持運行中。午夜啟航，依靠電池儲存的電力第二天天亮就可以到達飛行軌道，繼而完全依靠太陽能飛行。持續(xù)的充電放電，鋰電池的壽命是唯一的制約因素。即使如此，SOLARA 60太陽能動力無人機仍能夠在電池這5年壽命內保持不落地。即使電池壽命用盡，飛機也可以著陸實現(xiàn)設備的再回收利用。　　通過泰坦公司給出的數(shù)據(jù)，SOLARA 60太陽能無人飛機時速 104 km，設計飛行航程 450萬公里。載重250磅（113kg）的情況下，機載通信設備信號足以覆蓋16800平方公里的面積，通信能力超過100個地基信號站。200萬美元的報價比起100個地面信號站的建設費用，相當便宜。　　綜合來看，從成本和環(huán)境保護角度出發(fā)Facebook太陽能無人機更勝一籌，而從通信能力來說則是衛(wèi)星信號更有保證，無人機信號覆蓋效果尚待觀察考證。（作者：鄧旖）

來源：中國知識產權資訊網 編輯：iprdaily 網站：http://www.islanderfriend.com/

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