谷歌雖然依靠搜索引擎起家，可是最近幾年卻有些不務(wù)正業(yè)，總是瘋狂嘗試各種出人意料的新奇玩意，像無人駕駛汽車“Google car”，谷歌眼鏡“Google Glass”，這次的作品是可以用來連接互聯(lián)網(wǎng)的熱氣球“Google Loon”。有人評論21世紀(jì)的谷歌有點(diǎn)像一百年前愛迪生和特斯拉的實驗室，總是帶給世界一件又一件的大膽的發(fā)明。
谷歌的設(shè)想是，讓熱氣球飄浮到2萬米的高空，熱氣球上攜帶著無線網(wǎng)絡(luò)信號的收發(fā)器，信號覆蓋的面積可以達(dá)到兩個紐約城那么大，為地面提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。當(dāng)然普通手機(jī)和筆記本電腦沒辦法把信號發(fā)送到2萬米那么遠(yuǎn)，要想使用熱氣球來上網(wǎng)，需要在自己家中安裝一個專門的天線來收發(fā)無線信號。
這個設(shè)想看起來很酷，不過對于正在屏幕前上網(wǎng)的你我之中大多數(shù)人來說，恐怕并不會帶來生活上的任何改變。雖然這個熱氣球覆蓋面積比普通的wifi熱點(diǎn)大得多了，但是覆蓋兩個紐約城并不意味著能讓兩個紐約城的所有居民都用它來連接互聯(lián)網(wǎng)，因為如果這樣做，上百萬上千萬的使用者發(fā)出的無線通信信號會嚴(yán)重相互干擾，或者說熱氣球使用的信號帶寬會是有限的，沒辦法分給那么多的人，寄希望于用一個熱氣球來解決整個龐大城市居民的互聯(lián)網(wǎng)連接是不可能的。事實上，在世界上大多數(shù)的城市中，電腦上網(wǎng)的網(wǎng)線接口、wifi熱點(diǎn)、手機(jī)移動上網(wǎng)四處都有，幾乎實現(xiàn)了整個城市的全覆蓋，接入互聯(lián)網(wǎng)既方便又廉價，大家平時對于互聯(lián)網(wǎng)的依賴程度用下面這張馬斯洛需求圖就足以說明了。Google Loon 對城市里居住的人們恐怕帶來不了任何新東西。
Google Loon 大顯身手的地方
不過，如果這兩個紐約城的面積并不是人挨人、人擠人的城市，而是南半球地廣人稀的空曠草原、農(nóng)場、山區(qū)，情形就大不相同了，人們對于寬帶的互聯(lián)網(wǎng)還是非常渴望的，Google Loon可以大顯身手。偏遠(yuǎn)地區(qū)要想如城市中心一樣隨處輕松連一下網(wǎng)，可不是易事。就拿用光纖連接網(wǎng)絡(luò)來說，電信運(yùn)營商需要從城市的中心修建幾百公里的地下光纖一路到偏遠(yuǎn)地區(qū)，完全不同于城市中修一小段光線就可以滿足成百上千用戶接入網(wǎng)絡(luò)的需求，在偏遠(yuǎn)地區(qū)修一大段光纖，也只是幫助了一小部分人，因為這些偏遠(yuǎn)地區(qū)人口密度實在太低了，這樣做投入和產(chǎn)出有些不成正比，對于電信運(yùn)營商來說幾乎是賠本的生意。
無線上網(wǎng)呢？如果偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們可以直接發(fā)送無線信號到城市中心，城市中心也可以直接發(fā)送信號到偏遠(yuǎn)地區(qū)，問題不就解決了？可是實際中并沒有這樣的無線上網(wǎng)方式。wifi上網(wǎng)的時候，電腦和wifi基站不過幾百米的距離，而且只是電腦和wifi基站中間的這一段的是無線的，wifi基站向外連接還是要用光纖。地球是圓形的，wifi使用的電磁波信號沒辦法繞一下彎傳遞很遠(yuǎn)的距離，如果地面高低起伏，各種障礙物也會擋住信號的傳播，另外無線信號傳遞一定距離后，能量也就消耗殆盡了，所以，即使不使用光纖，無線信號也只能從一個基站那里傳遞一小段距離到另一個基站，像接力棒、烽火臺一樣中轉(zhuǎn)很多次才能連接到城市中心，要想在城市中心和偏遠(yuǎn)地區(qū)之間建立互聯(lián)網(wǎng)的連接，讓一大片荒蕪之地隨處都可以接入互聯(lián)網(wǎng)，無論在地面上采取何種方式，電信公司都需要投入巨資修建很多設(shè)備，成本非常高昂。
最后的結(jié)果只有兩個：一是電信運(yùn)營商對于這些偏遠(yuǎn)地區(qū)不管不顧，沒有提供寬帶連接服務(wù)，很多人甚至仍然要靠幾十年之前的老式有線電話線來連接互聯(lián)網(wǎng)，帶寬仍然以KB為單位，平時只能看一看文字網(wǎng)頁和發(fā)個Email，打開一個圖片都要花上十分鐘八分鐘；二是電信運(yùn)營商雖然提供寬帶的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，可是價格不菲，高出城市中的上網(wǎng)費(fèi)用很多倍。
除了在地面上打主意以外，一個保證讓全球各個偏僻的地方都可以接入寬帶互聯(lián)網(wǎng)的辦法就是衛(wèi)星了，通信衛(wèi)星居高臨下，發(fā)出的信號受地面起起伏伏的地形影響比較小，可以發(fā)射到各個偏僻角落（其實谷歌公司的熱氣球也可以看作是高度很低的衛(wèi)星）。不過使用衛(wèi)星來提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的缺點(diǎn)還是一個字——貴，發(fā)射衛(wèi)星的費(fèi)用可是以億為單位的。
曾經(jīng)輝煌一時的美國摩托羅拉公司曾經(jīng)在上個世紀(jì)末發(fā)射了66顆衛(wèi)星建立了全球手機(jī)通信的銥星系統(tǒng)。購買一部銥星手機(jī)，可以不僅在有手機(jī)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)，在人跡罕至的不毛之地和非常偏遠(yuǎn)的地區(qū)都可以通過與衛(wèi)星之間收發(fā)信號的方式打手機(jī)，可是通話費(fèi)用也可以高達(dá)每分鐘幾美元，有興趣使用銥星手機(jī)的用戶少之又少，最后讓摩托羅拉公司投資的銥星公司運(yùn)營不到半年即破產(chǎn)，老牌通信巨頭摩托羅拉公司也因此一蹶不振，走上了衰落之路，最后在兩年前，摩托羅拉公司迎來了被谷歌公司收購的命運(yùn)。
新西蘭很多地方的農(nóng)場主一個月使用衛(wèi)星上網(wǎng)，需要交的網(wǎng)費(fèi)可以達(dá)到1000美元，看來不同國家各有各的煩惱，天朝民眾擔(dān)憂的是買不起房子，新西蘭大叔擔(dān)心的是上不起網(wǎng)。雖然很多地廣人稀的國家，像澳大利亞、新西蘭、加拿大都是高收入國家，可以這樣的上網(wǎng)費(fèi)還是有點(diǎn)太高了，讓這些悲催的老農(nóng)難以承擔(dān)，更不要提那些不發(fā)達(dá)的國家了。按照谷歌的估計，目前全世界有三分之二的人口享受不到寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接，世界各地的農(nóng)莊并不都像下圖一樣“wife（wifi）全覆蓋”。
當(dāng)然，還有其他的一些上網(wǎng)方式可以考慮，比如可以利用電力線同時傳遞網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，不過新西蘭一些地區(qū)曾經(jīng)嘗試的效果不是很理想。
相比于在地面鋪設(shè)光纜和修建很多的無線網(wǎng)絡(luò)基站，或者向天空發(fā)射通信衛(wèi)星，谷歌的熱氣球上網(wǎng)方案最大的優(yōu)勢就是可以在提供和城市中一樣的寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接的同時，價格比衛(wèi)星和地面的方式都低廉很多，因為熱氣球飄到指定的位置不需要任何額外的成本，可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供價格可以承受的高速互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)。
對于人口密集地區(qū)來說，Google Loon 偶爾也會有一展身手的機(jī)會，一旦遇上像四川地震一類的自然災(zāi)害情況，地面的光纖等無線上網(wǎng)設(shè)備全部被摧毀，而熱氣球在云層上方海拔2萬米的平流層之中，比飛機(jī)飛行的高度還要高出很多，臺風(fēng)、暴雨、龍卷風(fēng)都發(fā)生在云層的下方，這些熱氣球可以毫發(fā)無損，在各種自然災(zāi)害、緊急情況下正常工作。
谷歌熱氣球計劃要面對的難題
谷歌的熱氣球技術(shù)上最大的難題是，高空中雖然沒有劇烈的天氣變化，但會有氣流的流動，氣球如果“隨波逐流”，不知道每天都飄到了什么位置，能不能連上網(wǎng)可就成了隨機(jī)數(shù)，新西蘭大叔如果恰逢今天鴻運(yùn)當(dāng)頭，頭頂有個熱氣球，可以網(wǎng)上沖一下浪，可明天不走運(yùn)，氣球不知道飛到哪里去了，上網(wǎng)愿望也就泡湯了。在多年前，美國軍方曾經(jīng)把氣球放到高空中，作為電視信號發(fā)射臺，向古巴民眾播放反卡斯特羅的“反動節(jié)目”，不過為了不讓氣球飄走，它是綁在電纜上的，還有在天氣好的時候才能使用，效果常常不盡如人意。
要完成這些任務(wù)，氣球上的計算機(jī)要進(jìn)行的各種復(fù)雜數(shù)據(jù)計算，像天氣預(yù)報、氣球飛行的方向和速度、不同氣球之間的位置和距離是不是合理的，不過這正是谷歌一向最擅長的，搜索引擎在海量的數(shù)據(jù)中智能地把你想要的有用信息提取出來，自動駕駛汽車可以在各種復(fù)雜的情況下做出各種自動加速減速停車的正確決定，很多的熱氣球在飄來飄出的同時智能地調(diào)整自己的位置，看似完全不同的發(fā)明背后，有谷歌碼農(nóng)們開發(fā)的相似的計算機(jī)算法在支撐著。
谷歌所使用的氣球使用擁有足夠強(qiáng)度材料制成，直徑約為15米，內(nèi)部充著氦氣，整個裝置高約12米，使用太陽能面板供電，僅需4個小時就可以完成充電，不必?fù)?dān)心它工作了幾個小時后就突然在空中爆炸了，也不必?fù)?dān)心它的電池會忽然沒電了。當(dāng)一個氣球結(jié)束了它的任期以后會如何呢？落下的時候會不會砸到飛機(jī)，會不會污染環(huán)境？——唉，要是砸到小朋友那怎么辦？就算沒有砸到小朋友，砸到那些花花草草也是不對的呀！谷歌也有方案，每個氣球都配備了降落傘，會沿著指定的方向在指定的地方軟著陸，不會墜毀，回收的氣球還可以再利用，絕對環(huán)保。
除了技術(shù)因素以外，谷歌的這項計劃更大的困難可能是來源于非技術(shù)方面。目前世界很多國家提供互聯(lián)網(wǎng)連接的電信運(yùn)營商都是屬于政府擁有或者大財團(tuán)擁有，谷歌作為外來者想從這些國家內(nèi)的電信業(yè)務(wù)中分一杯羹，會遇到很多阻力，比如在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)電信運(yùn)營商已經(jīng)花巨資修建了地面光纖，天空中也有通信衛(wèi)星在服務(wù)，如果谷歌的產(chǎn)品真的價格比原來的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)低很多，質(zhì)量又很好，就會使原有的這些原有設(shè)備成為被拋棄的廢品，既得利益者投資無法收回，一定會拼命阻止谷歌氣球的引入。反對谷歌熱氣球進(jìn)入的合理理由可以有很多，政府如果為了保護(hù)國內(nèi)電信運(yùn)營商的利益，可以說熱氣球違反了“高空飛行物品管理條例”，或者違反了“無線電信號條例”（當(dāng)然谷歌計劃使用的無線通信信號頻段是2.4GHz和5.8GHz免費(fèi)公用的ISM頻段，與飛行航班的通信、手機(jī)通信一類的頻段都不同，不會造成干擾），又或者指責(zé)谷歌不符合“信息安全法”，可以作為間諜設(shè)備，竊取國內(nèi)大量的通信信息，這些理由都足以將谷歌這件發(fā)明拒之門外。就算在美國國內(nèi)，氣球一類的飛行器沒有經(jīng)過政府許可也是無法升空的。
從商業(yè)的角度，Google Loon 這項發(fā)明成功與否，前途未卜，很難說能為谷歌在未來帶來多少利潤，不過作為一次技術(shù)上的新嘗試，還是很令人期待的。
更多相關(guān)內(nèi)容
參考資料:
- 谷歌熱氣球計劃主頁
- 《波士頓環(huán)球報》Google begins launching Internet-beaming balloons
- 維基百科，農(nóng)村地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)
- 探秘谷歌最新熱氣球網(wǎng)絡(luò)計劃
- Google的熱氣球基站計劃
