谷歌Loon“气球”项目进军卫星行业，努力多年终于有了眉目

[ 摘要 ]Loon已经成为谷歌母公司Alphabet旗下一家单独的公司，通过与电信行业密切合作，在境外为Loon气球网络提供互联网接入。

腾讯科技讯 据外媒报道，谷歌的Loon项目在2011年悄然启动时，它有一个看起来不太现实的目标：通过漂浮在平流层的氦气球，让世界上最偏远的角落也可以接入互联网。现在，Loon已经成为谷歌母公司Alphabet旗下一家单独的公司，它正在开辟新的篇章，同时它也承认，单靠自己无法完成让数十亿人上网的艰巨任务。

近日，Loon宣布与加拿大电信公司Telesat建立合作伙伴关系，Loon的特制软件将被用来管理Telesat的LTE气球舰队——这个舰队负责控制Telesat新的低地轨道卫星集群。 Loon已经认识到，没有哪个单一的方案可以为全世界提供联网服务，但它的技术可以让卫星行业的公司受益，虽然Loon一度把这个行业当成潜在的竞争对手。

Loon首席执行官阿拉斯泰尔·韦斯特加斯（Alastair Westgarth）曾是电信行业资深人士，他解释说，Loon已经认识到，解决障碍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。”虽然他们已经与电信行业密切合作过，在境外为Loon气球网络提供互联网接入，但该公司从未将专有技术作为套装软件服务来提供。

新的牟利机会

与Telesat合作将为Loon带来新的收入。Loon的这个软件是用来控制?6?7?6?7非固定的空中网络的，现在它将转变为卫星行业中的一个产品。对于卫星行业来说，平流层是一个利润丰厚却尚未开发的市场空间。 Loon在母公司Alphabet的资助下，花费了大量时间来开发这个软件，它已经成为一个工具系统，Loon在巴西、秘鲁等地测试LTE服务时，就使用它来控制网络流量。

Loon已经取得了一些成功，比如在飓风玛丽亚之后帮助波多黎各重新接入互联网，所以它也开始重视牟利机会。 Loon和Waymo自动驾驶汽车部门一开始都是谷歌的实验性项目，但在电信行业资深人士韦斯特加斯成为Loon的CEO大约一年半之后，Loon于去年成为了Alphabet旗下一家独立的公司。

Alphabet还有其他一些实验性项目，每年要为它们提供数以十亿计的美元，因此被剥离出来的公司面临着证明其价值以及获利的压力。Loon是其中少数几个前景较为可观的项目之一。

与Telesat的合作是Loon的第二个商业交易。第一个交易是为肯尼亚的智能手机用户扩展移动网络。从广义上讲，这也是Loon在商业上为“让全世界都能上网”破除障碍的第一步。2018年全球数字报告显示，还有大约35亿人无法访问互联网，占全球人口的将近一半。

“时空”SDN不同寻常的能力

就目前而言，让偏远地区能够上网的方法，比如使用距离地面2万英里的地球同步卫星，倒是可以覆盖足够多的区域，但会出现高延迟，网速慢的问题，而且要维护它们也非常困难，费用高昂。而使用低地轨道卫星或者平流层气球和飞艇这样的解决方案，不仅成本效益更好，空间延迟也较少，因此对于像Loon和Telesat这样的公司来说，这是达成目标的一条必经之路。而且这也不是“一刀切”的解决方案，而是根据不同地区的需要，采用不同方法的一套“组合拳”。

互联网接入不仅对发展中国家的进步至关重要，而且对谷歌等硅谷巨头未来的成功也是如此。虽然谷歌只是Alphabet旗下的一家子公司，但Alphabet的其他子公司大都可以为这个搜索巨头添砖加瓦。当有更多的人可以上网，使用谷歌搜索和Gmail等服务的时候，Alphabet作为一个整体就会继续蓬勃发展下去。

韦斯特加斯表示，Loon将继续把更多的技术推向商业领域和电信领域。 “对于我们的一些知识产权，一些适用于其他公司的技术，我们将做出决定：是否要将它商业化？如果是，我们如何找到合作伙伴并进行授权？”

授权给Telesat的技术名为“时空”SDN（software-defined network）。Loon利用谷歌多年来构建的数据中心架构和管理工具的经验，开发了这个软件，用来管理Loon的LTE气球舰队。

这样的技术是必需的，因为Loon的气球在空中移动取决于天气条件。其他气球的位置、每个气球朝着的方向，以及其他一些因素，都会影响网络稳定性以及地面上的智能手机的上网效果。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，从地球表面向上和向下传输数据。

前所未有的网络架构

在正常的蜂窝网络中，蜂窝发射塔是静止的，“唯一移动的东西是你自己，”Loon的工程主管萨尔·坎迪多（Sal Candido）解释说。然而，对于Loon来说，“从很早开始，我们就知道我们的发射塔会移动。” 坎迪多说，当时没有哪种技术可以管理如此复杂的任务，所以Loon决定自建这种技术。

这个任务并不容易，Loon的LTE气球在20公里高空处，你无法随时调整它们，无法派技术人员进入平流层去摆弄气球的天线。因此，该团队开始研究NASA等组织最初建立航空航天网络的方式。Loon的网络专家布莱恩·巴雷特（Brian Barritt）曾是美国宇航局格伦研究中心的前顾问，他对此有独到见解。

“很多东西，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。我们查看过很多东西……飞机、卫星什么的。从一开始，我们就在努力构建可以解决这类问题的东西：人和网络都在移动，网络吞吐量很高。” 巴雷特说。他于2014年加入谷歌，现在担任时空SDN产品的技术负责人。

结果他们建成了一个前所未有的网络架构，Loon团队给它取名“Minkowski”，这是德国数学家赫尔曼·闵可夫斯基（Hermann Minkowski）的姓氏，此人将爱因斯坦的相对论转化成了时空的几何表示。这个网络架构的独特之处在于，它使用软件来控制一个网络，该网络同时在物理方向和时间上移动，而接收者也在地面上、海船上，甚至在550英里时速的飞机上移动。

为了在任何一个给定的部署区域将气球连接在一起，Loon需要在地面站和它的一个气球之间建立通信链路。然后用这个软件系统通过三个一套的天线将该链路传输到其他气球，这种天线套装固定在每个气球安装的旋转万向节上。气球上还有网络硬件、氦气源以及使用太阳能和电池混合供电的装置。

时空SDN是如何对整个过程进行管理的呢？它会预测哪些气球将处理哪些请求，如何最好地通过网络来发送该数据。然后，它会自动进行网络“拓扑”变形，为变形安排出时间，并预测下一步需要如何做调整。通过这种方式，Loon网络差不多就可以模拟地面LTE网络了，尽管发射塔是漂浮在空中的。去年9月Loon宣布能够在横跨621英里的七个气球中形成这样的连接，如果没有Minkowski的帮助这是不可能实现的。

对卫星公司的用处

在开发软件时，Loon发现该产品对于一些卫星公司特别有用，这些公司的卫星在低地球轨道上移动。因为更接近地球表面，所以这些卫星可以提供更快的连接，并且发射这样的卫星也更便宜。但是，这些卫星（比如国际空间站）需要不断绕着地球运行。

从这个角度讲，LEO卫星有点类似于Loon气球，尽管它们在空中的位置要高得多。（LEO卫星比静止卫星距离地球近大约35倍，但比Loon气球距离地面远大约50到100倍。）“我们用来管理气球移动的技术，对于这些非对地静止卫星集群来说很有用，”坎迪多说。

Telesat并不打算将LTE发送给一般的智能手机用户，至少在短期内不会如此。该公司计划主要使用LEO卫星提供与地球上偏远地区的连接，这包括海洋研究船只和游轮，飞机Wi-Fi之类。 （值得一提的是，Telesat正在与贝索斯的Blue Origin合作发射其LEO卫星，而Alphabet则是马斯克Space X的投资者。Space X在太空旅行上是Blue Origin的竞争对手，Space X计划中的Starlink则是Telesat的竞争对手。）

但对于Loon来说，这是让自己的技术“上位”，实现全球互联的第一步。按照巴雷特的设想，这些平流层互联网基站有朝一日可能会成为新型空中互联网基础设施的支柱。 “它们可以用来应对城市密集化，可以与卫星和不同代的Loon气球、高空太阳能滑翔机或飞艇一起工作。它们具有互操作性。” 他说。

在这个愿景中，Loon软件发挥的是“粘合剂”作用，将它们整合在一起。对于谷歌当初启动的一个实验性项目来说，这是一个非常乐观的梦想，经过这么多年后，它终于有了些眉目。 （腾讯科技编译/Kathy）