扩大互联网覆盖范围：Sky- F i（上）

译自：2015 年 4 月【英国】经济学人
编译：工业和信息化部国际经济技术合作中心 刘佳源

为把互联网普及到未覆盖地区，几家公司大胆采用卫星、无人机和气球等手段。

     上世纪九十年代初期，互联网迈出象牙塔后迅速被公众接受，从此不断发展。1997 年，世界上仅 2%的人口接入了互联网。到 2014 年，这一比例已上升至 39%，即 30 亿人（见下表）。但这也说明，仍有 40 亿人生活在无网的世界。

     这些人大部分来自发展中国家。发展中国家仅有 32%的网民，而发达国家这一比例为 78%。但在发展中国家中，非洲的网民 2014 年仅为 19%。与大部分基础设施类似，互联网最容易在城市提供。而农村人口稀疏，即使是发达国家也往往需要面对没有网络的情况。

     不过情况可能就要改变了。四家网络技术公司正在实施庞大的计划，最终可能实现向地球上几乎所有人提供高速优质的网络连接。谷歌（Google）希望通过环绕地球的氦气气球实现这个目标。脸书（Facebook）的计划包括一队太阳能机器人飞机，也就是无人机。另外两家公司——火箭企业 SpaceX 和总部位于佛罗里达州的初创公司 OneWeb，打算使用低价近地飞行的卫星群组来实现目标。通过总体上提供容易连接互联网的方式，各地的电信公司能够向距离大城市遥远的地区提供高速的第三代或第四代移动信号。

     这种自上而下的方式很明智，因为传统的地面技术不适于将大量高速网络连接覆盖到全球。富裕城市普遍铺设网络线缆，把这类线缆接到地球上每个家庭的成本将非常高昂。移动电话基站不需要铺设太多线路，但基站本身仍然需要“回路”（backhaul），即连接到互联网的高带宽。因此，高速移动网络远远没有普及，发达国家的农村地区也是如此。在一些经济欠发达国家的农村，人们甚至没有听说过这种东西。

     然而，卫星可以与大块地球表面传递信号。理论上讲，卫星可以向数百万人同时提供数据。卫星互联网服务已经在大范围中可以使用，但价格偏高，带宽有限，且数据流量上限低。许多现有通讯卫星都在距离地面约 36000 千米高的地球同步轨道上运行，保持在地球表面固定一点的上方。这就导致了两个不可避免的缺点。第一个缺点是无线电信号随距离的增加大幅衰减，所以需要大功率发射机和良好的电力供应。第二个问题是延时，也就是信号的滞后。比如，对网页发送的请求从地面传到卫星再传到地面至少需要半秒钟，然后网页本身再从同样的路径返回。这个时间听起来不长，但有线网络连接速度至少是这个速度的十倍。OneWeb 的创始人格雷格·怀勒（Greg Wyler）说：“没有人会使用地球同步卫星后就说‘我把问题永久性解决了’。”

飞低一点

     怀勒先生的公司计划发射 648 颗小型、相对简单的卫星。该卫星的运行轨道在低很多的 1200 千米。 这些卫星的延时与固网相似，对地面天线的功率要求也小很多。OneWeb 将向航空公司、军队、应急服务和救灾组织提供服务，不过该公司也打算通过与当地电信公司合作吸引个人用户。由于一颗卫星就能够同时为几十个村子提供回路，怀勒先生希望当地运营商能够在农村学校、村活动中心等类似地点建得起电话信号塔或互联网基站。 在最偏远的地区，信号塔可由太阳能供电。发达国家没有接入网络的人也可以申请此项服务。

     但是，虽然近地轨道延时短，却更加复杂。与地球同步卫星不同，近地卫星相对地面运动，因此需要上百颗卫星提供覆盖全球的可靠信号。当一颗卫星从地平线上消失的时候，地面的无线电设备需要在用户发现之前迅速连接到信号范围内的另一颗卫星（很像手机出了一个信号塔的范围进入到另一个信号塔范围内时的过程）。怀勒先生表示，成功实现这一过程需要大量复杂的信号处理。直到最近几年，随着天线和芯片技术更加先进且成本降低，这种系统才成为可能。在这方面，高通公司(Qualcomm)正在帮助 OneWeb。高通公司是一家美国手机芯片制造企业，不仅在这一领域拥有专业经验，还是 OneWeb 的初期投资者之一。

     怀勒先生并不是近地卫星的唯一拥趸，埃隆·马斯克（Elon Musk）也想做类似尝试。 马斯克是 PayPal 的联合创始人之一，身家数十亿，他的公司包括特斯拉（电动车制造企业）和 SpaceX。他的卫星群将在相似的高度运行，但比怀勒先生计划发射的卫星稍微复杂一些。除了向没有网络连接的人提供互联网，这些卫星还将服务于其他市场。马斯克先生指出，光在太空中的传播速度在比光纤电缆中的传播速度快 40%。在远距离传输数据时，他的近地卫星比地面上的有线连接更快。对于一些对时间十分敏感的信息来说，如分秒必争的金融交易信息，这样的服务可能非常有吸引力。

     马斯克先生和怀勒先生都似乎拥有把这些新的卫星服务变为现实的技术专长。怀勒先生现有公司之一，03B，专为钻油架、邮轮和其他在偏远地方经营的企业提供卫星互联网。OneWeb 已经获批一段宝贵的无线电频谱来传送数据（SpaceX没有获批，不过有传言称该公司希望通过激光代替无线电传输来绕开问题）马斯克先生善于改变技术产业格局，SpaceX 的火箭拥有最便宜的发射价格。

     确实，项目能否最终成功将由成本来决定。在欠发达国家,SpaceX 和 OneWeb的潜在客户没有能力为网络连接支付太多费用。两家公司都希望能够利用便宜、现成的零部件，而不是大型卫星通常使用的高价定制电子元器件。规模经济应该能奏效。OneWeb 公司认为它的上百颗卫星每颗的成本可能仅为 35000 美元，项目总造价约为 20 亿美元。马斯克先生的系统最终成本为 100 亿美元左右。 两家都得面临来自 Intelsat 等现有卫星运营商的竞争，这些卫星运营商正忙着发射更新更强大的同步卫星。

     确实，空中还会出现其他技术带来的