一批企業(yè)懷有大無畏的雄心壯志，要用衛(wèi)星、無人機和氣球把互聯(lián)網(wǎng)帶給尚未聯(lián)網(wǎng)的人群

上世紀90年代初，互聯(lián)網(wǎng)從大學院校走向普羅大眾，自此開始持續(xù)不斷地成長。1997年世界人口中僅2%上網(wǎng)。到了2014年該比例已升至39%，或約30億人（見圖表）。但仍有40億人完全接觸不到互聯(lián)網(wǎng)。

這一缺口大部分位于發(fā)展中國家，在那里僅有32%的人口上網(wǎng)，而富裕國家的這一比例為78%。而這些數(shù)字還掩蓋了許多地區(qū)差異。2014年非洲僅19%的人口是互聯(lián)網(wǎng)用戶。和大部分基礎(chǔ)設(shè)施一樣，在城市里最容易提供互聯(lián)網(wǎng)。散布在農(nóng)村的人口往往用不上網(wǎng)絡(luò)，甚至富裕國家的農(nóng)村也一樣。

但這可能即將改變。四家技術(shù)企業(yè)正在譜寫宏偉藍圖，最終可能向地球上幾乎每個人都提供較為高速的、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)連接。谷歌夢想用圍繞地球飛翔的氦氣球群來實現(xiàn)這一愿景。Facebook的計劃需要用到一批太陽能供電的機器人飛行器，即無人機。而另外兩家公司的目標是使用一大批低成本的低軌衛(wèi)星。它們是開發(fā)火箭的SpaceX和總部位于佛羅里達的創(chuàng)業(yè)公司OneWeb。通過提供與互聯(lián)網(wǎng)整體更便捷的連接，地方電信企業(yè)應(yīng)該能向遠離大城市的地區(qū)提供高速的第三代或第四代移動電話網(wǎng)絡(luò)。

這種從高空而下的方法合情合理，因為我們熟悉的地面技術(shù)并不適合提供大量快速聯(lián)網(wǎng)以覆蓋全球。向地球上的每個家庭都提供富裕城市中常見的網(wǎng)線是極為昂貴的工程。有了手機基站后，已經(jīng)不需要大部分連線，但這些基站本身仍然需要“回程線路”（backhaul），也就是與互聯(lián)網(wǎng)的高速寬帶連接。因此，即使在富裕國家的農(nóng)村，高速手機網(wǎng)絡(luò)也遠非隨處可見。而在貧窮國家的農(nóng)村，它們甚至聞所未聞。

但一顆衛(wèi)星卻可以俯視地球上的一大塊面積（這一大塊土地上的人們也能看到它）。理論上，這使得數(shù)據(jù)可以被一次傳輸給數(shù)百萬人。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)廣泛存在，但往往價格昂貴、帶寬有限、數(shù)據(jù)額度低。許多現(xiàn)有的通訊衛(wèi)星在距地面約3.6萬公里的地球靜止軌道上飛行，和地面某個點保持相對位置不變。這有兩個無可避免的缺陷。無線電信號的強度隨距離增加而迅速減弱，因此要和這些衛(wèi)星聯(lián)系需要強大的傳輸器和充足的供電。第二個問題稱作“延時”，即信號的延遲。比如，打開一個頁面的請求從地面?zhèn)髦列l(wèi)星再傳回地面，以及之后頁面本身的逆向傳輸，至少需要半秒鐘。這聽起來好像不算很久，但卻比有線連接的速度慢10倍或更多，而這還是在其他網(wǎng)絡(luò)延時發(fā)生之前。“沒有哪個使用地球靜止軌道衛(wèi)星的人會說‘我已經(jīng)一勞永逸地解決了我的問題’。” OneWeb的創(chuàng)始人格雷格·懷勒（Greg Wyler）說。

飛得更低

懷勒的公司打算把648顆較簡單的小衛(wèi)星發(fā)射到距地面1200公里、比地球靜止軌道低得多的軌道上。這里的延時與固定線路連接類似，而地面上的天線也遠不需要那么強大了。OneWeb會把服務(wù)提供給航空公司和軍方客戶，以及緊急服務(wù)和救災(zāi)機構(gòu)，盡管它也準備通過和地方電信公司簽訂協(xié)議來吸引個人用戶。因為一顆衛(wèi)星能同時向幾十個村莊提供“回程線路”， 懷勒希望本地運營商會有資金在郊區(qū)學校、農(nóng)村中心地帶等地方建設(shè)手機基站或互聯(lián)網(wǎng)基站。在最偏遠的地區(qū)，這些基站可能會由太陽能板供電。富裕國家尚未聯(lián)網(wǎng)的人群也可以加入這一服務(wù)。

但是，盡管低軌道提供了短得多的延時，它們也更復雜。和地球靜止軌道衛(wèi)星不同，低軌衛(wèi)星和地面的相對位置不斷變化，因此需要成百上千這樣的衛(wèi)星來給整個地球提供可靠的覆蓋。當一顆衛(wèi)星消失在地平線，地面的無線電設(shè)備就必須迅速連接到視線可及的另一顆衛(wèi)星，而不讓用戶注意到這種變化（就像手機從一個基站覆蓋的區(qū)域移出，進入另一個那樣）。要成功做到這一點需要大量復雜的信號處理，懷勒說。一直到近年，天線和芯片才變得足夠精密又便宜，讓這樣的系統(tǒng)可能實現(xiàn)。在這個領(lǐng)域，OneWeb獲得了高通（Qualcomm）的幫助。這家美國企業(yè)為手機制造芯片，擁有所需的技能。它是OneWeb的早期投資方之一。

支持低軌衛(wèi)星方案的不止懷勒一人。貝寶（PayPal）的聯(lián)合創(chuàng)始人、億萬富翁埃隆·馬斯克（Elon Musk）也想做類似的事。他名下的企業(yè)如今包括電動汽車制造商特斯拉和SpaceX。他的衛(wèi)星群會在類似的高度飛行，但要比懷勒的衛(wèi)星更復雜。除了向未聯(lián)網(wǎng)的人群提供網(wǎng)絡(luò)連接，它們還會服務(wù)另一個市場。馬斯克指出，光在太空中傳播的速度要比在光纜中快40%。他的低軌衛(wèi)星能比地面電纜更快速地遠距離傳輸數(shù)據(jù)。對于那些具有高度時間敏感性的信息，比如在一些金融交易中使用的瞬息萬變的數(shù)據(jù)，這樣的服務(wù)可能會非常吸引人。

馬斯克和懷勒似乎都擁有讓這些新型衛(wèi)星服務(wù)夢想成真的技術(shù)專長。懷勒現(xiàn)有的企業(yè)之一O3B專門向鉆井臺、郵輪等涉及遠程操作的企業(yè)提供衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。OneWeb已經(jīng)獲批取得了資源稀缺的無線電頻譜的一部分來傳輸它的數(shù)據(jù)（SpaceX沒拿到，但有傳言稱，該公司希望轉(zhuǎn)而用激光傳輸數(shù)據(jù)來解決這個問題）。馬斯克是顛覆技術(shù)行業(yè)的老手，而SpaceX的火箭可提供行業(yè)中最低的發(fā)射價格。隨著成百上千的衛(wèi)星被送進軌道，他的開支也會下跌。

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