路透社:從高空氣球到充滿鼓蝦的淺海:無線技術才是未來

2021-01-15 網際網路數據資訊網

路透社今天刊登題為《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,網際網路似乎已經無處不在,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。

覆蓋全球

  網際網路似乎已經無處不在,但實際上,在天空、在陸地、在海洋,仍有大片區域未能覆蓋網絡信號。

  在第一部手機——售價4000美元的摩託羅拉DynaTAC 8000X磚塊式大哥大——上市30年後的今天,全世界仍有一半的地方無法使用無線通訊技術。要實現網絡的全面覆蓋需要耗費巨額成本,根據Facebook上月發布的一份白皮書,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」,總數約為14億人。

  美國創業公司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,該公司創始人庫迪斯·黑摩爾(Kurtis Heimerl)表示,即使是這一數字,仍然忽視了很多雖然擁有手機,但卻必須經過數小時的長途跋涉才能接打電話或收發簡訊的人。「我們那個社區裡的所有人都有手機,也都有SIM卡。」他說,「但他們那裡並沒有被信號覆蓋。」

  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。「這與你最糟糕的想像差不多。」

  當今世界面臨的挑戰是,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,提升海底的通訊範圍和速度,對環境監測工作至關重要——這可以幫助我們記錄天氣狀況、控制汙染、預測海嘯等自然災害、監控油氣田、保護海港等。

  希望繪製海床地圖的海洋學家、海洋生物學家、深海考古學家,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紐幾內亞達成協議,將著手啟動世界上第一個海底金屬採礦項目,在俾斯麥海海底1500米處開採銅、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採海底石油、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,其效果相當於建在海底的「空間站」,可以讓科研人員在裡面居住。

  「我們在水下的通訊能力很有限,」新加坡水下數據機創業公司Sunbnero CEO傑伊·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——從希望幫助人們脫貧致富的學術機構,到有意吸引當地人訪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年的無人機製造商Titan Aerospace,Facebook也收購了英國無人機製造商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紐西蘭20公裡的高空,為相當於兩個紐約市大小的區域提供網速與3G媲美的上網服務。

  但新加坡創業公司Kacific CEO克裡斯蒂安·帕託勞克斯(Christian Patouraux)表示,這些技術都處於試驗階段,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。

  帕託勞克斯表示,這一領域將會湧現各種技術,從光纜和3G到LTE和衛星,「但沒有一种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,衛星一直都是主要的通訊方式,而現在,這種技術似乎迎來了翻盤的機會。雖然Kacific和O3b等企業瞄準了偏遠市場,但實際上,衛星網際網路已經在一些發達國家取得了成功。去年,ViaSat就在美國聯邦通訊委員會(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,今後十年,全球可以提供無線網絡或手機服務的商用飛機數量將會增長兩倍。

  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」,來為海灘和旅遊景點周圍5公裡的區域提供無線信號。

  這並非專屬於第一世界的解決方案。Endaga的黑摩爾也在與他的創業夥伴沙提·哈桑(Shaddi Hasan)使用部分GSM頻譜,在巴布亞島的山區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體,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,並且通過與瑞典運營商籤訂的協議對外發送簡訊。

  黑摩爾表示,由於大型電信公司對小型項目沒有興趣,所以這類社區不得不使用這種解決方案。「問題在於,這些社區規模太小,即使硬體價格降低了,運營商還是寧願在城市裡建設4G網絡,也不願在這些地方安裝設備。」他說。

  但擺脫電信公司的束縛並非空想。

  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點——這與卡車司機使用的民用無線電類似。

  史蒂芬開發了一種名叫Serval的網狀技術,在奈及利亞抗議拆除貧民窟的活動中已經得以應用,紐西蘭紅十字會也在測試這項服務。

  網狀網絡未必規模很小,也未必要設在偏遠和貧窮地區:雅典、柏林和維也納都擁有這種網絡。谷歌董事長埃裡克·施密特(Eric Schmidt)曾經稱之為「最基本的數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,也沒有谷歌的盛讚,網狀網絡也有著光明的未來。倘若手機製造商對外開放手機晶片架構,允許其他企業通過一定的調整來支持長距離無線電通訊,便有可能向1公裡之外轉播信息。

  他說,在任何情況下,網際網路都已經不再是即時通訊方式。只要我們知道我們的數據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據傳輸器:首先代表一個社區存儲信息,直到某位村民可以將這些數據帶到與之連接的另一個節點——藉助這種方式,便可每天完成多次的數據傳輸。

  這與目前使用的即時通訊網絡有所不同,反倒是更像數字版的郵局,但對某些人群來說,這已經足夠好了。

  「網際網路是否會繼續保持現在的樣子?答案是否定的。」史蒂芬說。

  鼓蝦噪音

  隨著網際網路本身的改變,網際網路的邊界也將發生變化。

  隨著越來越多的設備與其他設備實現通訊——思科估計,2018年將擁有20億條這種連接——與這些難以到達的地區的設備連接的興趣也會增加,包括衛星、氣球和基站都無法企及的水下區域。

  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,但水下數據機還是要依賴聲學技術,而這種技術的速度遠低於目前的常規水平。

  Subnero的納加拉簡表示,這一定程度上源於缺乏統一的標準,這與早期的網際網路有些相似。Subnero提供的水下數據機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·齊特裡(Mandar Chitre)表示,這是一項重要的進步,目前現成的數據機無法在該地區的淺海使用。

  問題在於,海底出現了很多幹擾信號傳輸的噪音,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出類似於小鼓的響聲。直到最近,齊特裡才從水下數據機發送的聲波脈衝中過濾了鼓蝦發出的噪音。他已經將技術授權給Subnero。

  但要提升傳輸速度並過濾其他噪音,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數據機來實現海底數據傳輸。

  然而,鋪設海底光纜的成本過於高昂。「你不可能把海底鋪滿線路,」他說,「無線技術是唯一的出路。」

相關焦點

  • 提升通信、態勢感知能力 美陸軍發展高空氣球項目
    ↑安裝中的美陸軍高空氣球平臺據外媒報導稱,美陸軍正探索利用高空氣球作為一種低成本方式,為部隊提供更強的通信和態勢感知能力,同時增強陸軍在多域作戰中的裝備多樣化能力。據報導,美陸軍高空氣球項目主要指可在1.8萬米至2.7萬米高空長時間飄浮的氣球平臺和飛艇,可在陸地、海洋和空中進行遠距離、廣域通信,偵察、監視敵縱深目標,中繼和增強現有空、天傳感系統等。近年來,隨著商業市場對高空氣球的研發投入,該領域技術取得長足進步,其中最重要的是續航和有效載荷性能。
  • 會打手槍的蝦——鼓蝦
    鼓蝦又名槍蝦,在餐飲領域叫嘎巴蝦、卡搭蝦、槍蝦、樂隊蝦、狗蝦、夾板蝦、嘎嘣蝦、共生蝦。鼓蝦體長一般為35—55毫米。,顏色呈綠色,擁有一對一大一小的蝦鰲,身長約5釐米,但巨鰲的長缺達到2.5釐米。鼓蝦屬動物的統稱。眼完全被頭胸甲覆蓋。第一對步足特別強大,鉗狀,左右不對稱,雄性較雌性強大。生活時體上多具明顯花紋,特別是鮮明鼓蝦,體色鮮豔美麗。鼓蝦的繁殖期在秋季,卵產出後抱於雌性腹肢間直到孵化。鼓蝦遇敵時開閉大鰲之指,發出響聲如小鼓,故稱鼓蝦。
  • 會打手槍的蝦 鼓蝦(槍蝦)!
    認識鼓蝦鼓蝦又名槍蝦,在飲食領域叫做嘎巴蝦,顏色呈泥綠色,擁有一對一大一小的蝦螯,身長約5釐米,但巨螯的長卻達約2.5釐米
  • 揭秘探空氣球:「有去無回」 飛到3萬米高空爆炸
    【解說】位於長春市綠園區的長春國家基準氣候站每天都會放飛探空氣球,探測到的高空基本氣象資料還需參與國內、國際氣象資料交換。那麼,什麼是探空氣球?它對氣象觀測又起什麼作用?記者8月12日走進長春國家基準氣候站一探究竟。  眼前這個正在充氣的氣球可不是普通氣球,而是一個底部帶有無線電探空儀的氣球。
  • 會打手槍的蝦 鼓蝦(槍蝦)
    認識鼓蝦鼓蝦又名槍蝦,在飲食領域叫做嘎巴蝦,顏色呈泥綠色,擁有一對一大一小的蝦螯,身長約5釐米,但巨螯的長卻達約2.5釐米。鼓蝦潛行於熱帶海洋的淺水區域,當鼓蝦獵食時會將它的巨螯快速合上,噴射出一道時速高達100公裡左右的水流,將獵物如小魚、小蟹震懾、擊昏,甚至殺死。這道高速水流會觸發空穴現象,成形一個極微小的低壓氣泡,當水壓回復正常,氣泡會崩裂並發出劈啪聲,鼓蝦因此得名。假若一群鼓蝦同時閉合它們的巨螯,所發出的聲量足以讓潛水艇避過聲納探測器的追蹤。
  • 鼓蝦(Alpheidae) 手槍蝦介紹 Snapping shrimp
    當鼓蝦的蝦螯閉合時產生的真空區域(cavitation bubble),隨後真空區域如同黑洞一般將周圍的水急速吸入其中,過程中會產生200分貝以上的音量,在離蝦螯4釐米處檢測到高達80千帕的聲壓,這可以輕鬆擊斃半徑1.5米以內的小型生物。同時研究人員還觀察到爆炸產生的光亮,並檢測到了高溫的產生。
  • 海底小縱隊與鼓蝦
    誰知,就在達西西給小魚拍照的時候,在她左邊的礁石縫裡,有一隻長著大鉗子的蝦準備發起攻擊,他的鉗子張開又猛地合上,發出了巨響,把達西西和小魚都震暈了。 皮醫生為了給剛剛暈倒的粉色小魚做檢查,摘下了耳罩,誰知道又遭遇了那隻蝦的攻擊被震暈了。
  • 探空氣球:為高空氣象「搭脈」的醫者
    其中,只有探空氣球能夠升到高空直接「搭脈」氣象環境,堪稱高空氣象環境中的「醫者」。其獲得的「診療數據」通常被認為是最準確的,因此在大氣遙感觀測真實性檢驗和校準檢驗中發揮著無可替代的基準作用。而且,探空氣球具有成本低、相對載重量大、飛行時間長、攜帶儀器姿態穩定等優點,其升放過程受地域和氣候因素影響相對較小,獲取的觀測數據資料精度高、用時短。
  • 從高空氣球到神舟四號| 空間細胞電融合儀發展歷程回顧
    球體逐漸膨脹,到了設計的平飛高度,球體脹滿,浮力和重量平衡,氣球不再上升,轉入平飛階段,一般載荷儀器都是在這一階段開機工作。今天給大家介紹的空間細胞電融合儀,就經歷了從高空氣球飛行驗證,技術改進,到太空飛行器太空飛行這樣一個典型的過程。
  • 40千米高空,科學家要放個氣球當天文臺
    氣球相較於其他觀測手段有何優勢?未來隨著技術的進步,這種古老的飛行器是否還會繼續存在於觀測任務中?帶著這些問題,科技日報記者採訪了華中科技大學物理學院副院長吳慶文教授。保護地球的大氣也是個障礙地球表面有一層厚厚的大氣,大氣層有效保護地球表面免受宇宙線、紫外線、太陽風粒子等各種輻射的致命轟擊,大氣是孕育地球生命的必要條件。
  • 40千米高空,科學家要放個氣球當天文臺
    氣球相較於其他觀測手段有何優勢?未來隨著技術的進步,這種古老的飛行器是否還會繼續存在於觀測任務中?帶著這些問題,科技日報記者採訪了華中科技大學物理學院副院長吳慶文教授。  空間探測主要運載工具包括高空氣球、飛機和火箭等,其中氣球是一種古老的飛行器,已經有200多年的歷史。宇宙射線的發現就是1912年奧地利物理學家維克託·赫斯乘坐氣球進行實驗的結果。第二次世界大戰以後,質量輕、強度高、性能先進的材料讓探空氣球實現了大型化,並可以進入高空平流層,極大地促進了大氣科學、空間天文和宇宙射線等觀測研究。
  • 吹氣球也有學問,輪胎鼓包竟與此有關
    ,壓強就會迅速增大很多,表明需要很大力度才能吹起氣球;而當氣球鼓起來以後,壓強反而有下降的趨勢,會越吹越輕鬆,這也符合我們的日常經驗。不過當氣球吹到快到爆裂時,吹起來好像又會增加一些難度,你是否有這樣的體會呢?如果你想驗證一下,可以做這樣一個實驗:用相同規格的氣球吹出一大一小,然後用管子將它們連通,看看會出現什麼的現象呢?
  • 國內公司開發「太空遊」項目 乘熱氣球到4萬米高空看星星
    雖然中國人仍可以像香港歌手鄧紫棋那樣乘美國「山貓」火箭飛機一覽太空風光,但這種「旅遊」價格不菲,只有「超級富豪」才可能承擔。不過國內也有「太空遊」項目了,北京一家公司將依託國內科研部門技術,製造能夠飛到4.2萬米高度的氣球,送遊客進行「太空遊」。
  • 探訪長春百年氣象站探空氣球:萬米高空的聽診器
    8月12日,長春國家基準氣候站氣象觀測員孫克敏在放飛探空氣球。長春國家基準氣候站是世界氣象組織認定的「百年氣象站」,是全國八個長期保留人工觀測的臺站之一。探空氣球攜帶的探空儀猶如一個聽診器,從低空逐層掃描至高空,從而獲得空中各個層次的氣壓、溫度、溼度、風向、風速等氣象要素值,探測的高空基本氣象資料要參與國內、國際氣象資料交換。早上6點45分,長春國家基準氣候站氣象觀測員孫克敏在為探空氣球充氣。
  • 3萬米高空熱氣球之旅 帶你到太空的邊緣
    在地球的平流層停留了一個半小時後,熱氣球消氣,緩緩地降到5萬英尺(約1.52萬米),然後滑翔翼傘成功打開,戴著所有裝備,在中午12點15分,準確地降落到預定位置。」這也打破了滑翔翼傘在最高處成功打開的世界紀錄,」她掩飾不住興奮地說。這次航程測試了幾個在民航飛行中極其重要的構成要素,同時也捕捉到了首批到太空旅行的民航乘客將會看到的奇妙景象。
  • 一隻滿是釘刺的氣球果,正在鼓漲.
    文 圖 | 最好的陽光 見過滿是釘刺的氣球嗎?如果不是特別設計的,恐怕早就被扎癟了吧。有一種這樣的植物,就像全身長滿了刺的氣球,此刻正在被時光吹漲。很久以前,我在青島買了一個小海產標本,氣鼓鼓的樣子,渾身上下全是刺,我忘了是什麼魚,和這個非常像。仿佛在說,別招我啊,生氣了會刺到你!
  • 哈市發送高空探空氣球 可探測3000米氣象數據
    黑龍江網11月19日訊 (記者 王鐵男)為探測氣象數據,哈爾濱市氣象臺今晚發送探空氣球,獲得高空氣象數據。探空氣球從地面上升到高空3000米或以上,上升過程中將不斷把監測到的氣象要素傳回地面。
  • 電池技術的未來:從超級電容到空中無線充電
    從鎳氫電池到鋰電池、鋰聚合物電池,手機等數碼產品的電池壽命可能不盡如人意,但也需要換個角度去看,因為現在的手機已經是多媒體網際網路終端、而不僅僅是一支電話。當然,電池、充電技術迫切需要進化,下面我們就來看看最有潛力的新型電池及充電技術吧。
  • 谷歌已經解決在高空氣球上的智慧財產權爭端
    圖片:ilighter/wikipedia谷歌已經解決了一個涉及在平流層部署氣球以在地球上提供無線通信的單一智慧財產權案件。空間數據公司計劃下周與Alphabet Inc.、Google LLC和其子公司Loon LLC一起受審,但雙方於7月26日通知加利福尼亞州北部地區的美國地區法官貝絲·拉布森·弗裡曼他們已經和解。
  • |載人高空氣球太空觀光業務都有山寨版的了!
    為了應對這起事故,聖地牙哥縣消防部隊及時抵達事發現場,發現該氣球的乘客「吊艙」位於一個約500英尺的谷地內,當時還有一人在吊艙內,需要解救,該部門說。這是墜毀的吊艙,看不到舷窗,上面寫著冒險,探索,科學……還有infinity!