微軟發布計劃：馬斯克SpaceX星鏈加持，讓雲服務遍布全球

2020-10-23 Future遠見

FUTURE | 遠見 凌雲木 選編

我們知道，自去年起，SpaceX 的「星鏈」StarLink 網絡已經開始加速部署，其計劃通過近地軌道衛星群，提供覆蓋全球的高速網際網路接入服務。這樣一張網，是微軟發展雲服務的理想合作夥伴。在發布 Azure Space 時微軟還表示，除了 SpaceX 以外，該公司還將與盧森堡衛星運營商 SES 展開同樣的合作。


這幾年裡，我們討論過雲上貴州、烏蘭察布，甚至「雲上加州」，但微軟本周二公布的一項新計劃「Azure Space」率先把雲服務帶到了太空，著實領先業界一大步。



「將雲服務推向太空的行動將是網際網路的一次巨大飛躍，」微軟 Azure 全球副總裁 Tom Keane 表示。「航天業界的迅速發展正在降低人們連結公眾的門檻，通過 Azure Space 計劃，我們可以實現農業、能源、通信和政府業務等領域的新發展。」


微軟已經召集了由著名太空行業專家組成的團隊，並與世界一流的產品工程師和科學家共同構建滿足太空需求的雲計算能力。創新領域包括模擬太空任務、從衛星數據中發掘有用信息以及在地面和軌道上賦能創新。


通過與太空發展社區的領導者合作，微軟將通過遍布全球的衛星連接擴展 Azure 功能，解鎖更多場景中的雲計算能力，並賦能合作夥伴和客戶以實現更大的目標。


在世界各地實現快速、安全的衛星通信網絡


海底、陸地和地鐵光纖組成的超過 16 萬英裡的全球網絡幫助世界各地的人們實現互聯互通。但對於一部分身處偏遠、惡劣環境中的運營商來說，日益增長的數據和寬帶訪問需求很難得到滿足。


人們越來越需要一個蓬勃發展的衛星供應商生態系統。今日，微軟宣布與 SpaceX 和 SES 展開合作，作為 Azure Space 生態系統的一部分。


具體而言，微軟將分別在以下兩方面與 SpaceX 和 SES 展開合作：


  • 與 SpaceX 的「星鏈」StarLink 網絡展開新的合作，為全新的 Azure 模塊化數據中心（Modular Datacenter, MDC）提供高速、低延遲的衛星寬帶；


  • 基於與 SES 合作的現有 Azure Orbital，支持 O3B 中地球軌道（Medium Earth Orbit, MEO）星座，擴展雲數據中心區域和雲邊緣設備之間的連通性。



基於衛星的通訊除了覆蓋面廣之外，也有延遲更低的好處。在今年的活動中，馬斯克曾表示 Starlink「網絡連接的體驗會非常好，現在我們的目標是將延遲降至不到 20ms。」在衛星數量足夠多之後，用這個網絡打競技遊戲也是非常順暢的事。


如何實現基於衛星的雲服務呢？微軟將提供多軌道、多波段、多供應商和雲化能力，帶來全面的衛星互聯解決方案，最終滿足客戶需求。


靈活的衛星通信加之 Azure 提供高性能計算、機器學習和數據分析的能力，這些為公共和私立機構提供了大量新的發展機遇。


微軟在衛星通信解決方案上的合作方式有助於更快地為客戶提供這些能力，有助於解決他們在關鍵任務中的太空需求。


除了近期宣布的 Azure 軌道地面站服務以及與 SES、Intelsat 和 ViaSat 建立的 ExpressRoute 衛星供應商合作夥伴關係，這些新的互聯合作將提供更多的衛星能力，有助於將有價值的客戶數據從地球同步軌道（GEO）衛星直接導入 Azure。


在挑戰性任務中構建獨立的數據中心



衛星一側用的是 SpaceX，那麼地面站是什麼樣子？微軟表示我有現成的：很多機構正通過 Azure Stack 等產品在智能邊緣充分利用雲計算的優勢。微軟已經在極端環境中數據中心試點建設方面取得了巨大的飛躍，如著名的 Project Natick 水下數據中心研究項目。基於以往的經驗以及客戶最艱難任務的需求，微軟 MDC 將進一步提升這種邊緣計算能力。


在電力和基礎設施建設等關鍵前提條件不可靠等挑戰性環境中，微軟 MDC 將依然支持高強度、安全的雲計算。用戶可以根據自身需要在獨立的單元中使用 Azure。MDC 可以使得機構在偏遠區域部署完整的數據中心，或者利用 field-transportable 解決方案來增強現有基礎設施。MDC 主要在地面光纖和低寬帶網絡上運行，也可以完全斷開連接。


通過衛星合作夥伴，衛星連通附加組件使得 MDC 客戶更靈活地訪問 Azure 的超大規模基礎服務。


在Azure 如何助力航天任務


隨著航天任務和衛星功能的日益普及，微軟也在太空數位技術方面不斷探索。其中第一個是 Azure 軌道模擬器，許多商業機構和政府組織正在開發數千個互聯衛星星座，這些星座需要進行精確的規劃和複雜的 AI 驅動的編隊協議，以確保網絡連接良好和軌道運行正常。


Azure 軌道模擬器可以在進行大規模的衛星星座仿真，這樣就能夠使得衛星開發人員在發射單個衛星之前，對衛星網絡和 AI 算法進行訓練。Azure 可以模擬整個衛星網絡，包括使用虛擬或實體衛星硬體直接處理後的預收集衛星圖像做複雜的實時場景生成。


SpaceX 總裁兼運營總監 Gwynne Shotwell 在接受採訪時表示，微軟是與 SpaceX 合作進行 SDA 計劃的分包商。


「我們將向政府交付許多衛星，這些衛星具有防禦彈道武器的能力。」「微軟作為分包商將承擔很多工作，這對於我們的關係來說是一種有趣的轉折。」


據介紹，這些新功能為已經為 Azure 的太空合作夥伴機構帶來了新的機遇，比如：


美國國防創新單元（DIU）選擇了微軟和 Ball Aerospace 來創建更具實用性的太空數據，重新構想地面站技術，搭建了一個具備快捷雲處理能力的解決方案，以支持美國空軍的 CASINO（Commercially Augmented Space Inter Networked Operation） 項目。


獵戶座（Orion）宇宙飛船的總承包商洛克希德 · 馬丁已經將 HoloLens 2 用於太空飛行器的組裝任務，支持 NASA 將人類送到月球的 Artemis 計劃。


空客公司使用 Microsoft Azure Stack 的敏捷性、創新性和競爭優勢來搭建其航空解決方案。


環境地質公司 Seequent 利用衛星數據和 Azure 計算能力助力其全球範圍內的水質、水量等勘察工作，以便能夠清晰地查看地下水和汙染物，所形成的軟體方案應用於數百個項目之中。


Land O』Lakes 是最大的農民合作組織之一，它使用 Azure FarmBeat ，利用衛星圖像以及來自傳感器、無人機、農用設備的數據來實現數字農業。利用來自衛星的光學和多譜段圖像的 AI 模型有助於判斷作物長勢、預測其產量等。


微軟認為，Azure Space 有助於解決客戶在太空中面臨的一些嚴峻技術挑戰：處理衛星產生的大量數據，將雲服務和寬帶送到最偏遠的地域，以及設計高度複雜的太空系統。微軟表示，隨時準備好為客戶在環地球或地球之外的太空飛行任務提供支持，並利用雲和太空的力量來幫助各行各業重新設計方案，以解決世界上最具挑戰性的問題。


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對於雲服務巨頭來說，把戰火燒到太空中並不是心血來潮。近幾個月來，微軟已經在太空環境中測試了 Azure 雲服務的能力，其服務在美國監管文件中顯示，經營範圍包括「災害的預測和跟蹤，提高供應鏈和經濟活動的可見性等方面」。


微軟的「雲上衛星」僅比亞馬遜的太空雲服務計劃提前了大約 3 個月。今年六月，亞馬遜成立了專門的業務部門，面向太空相關雲服務的計劃。亞馬遜已將 Maxar 和 Capella Space 視為客戶，這些夥伴可以幫助它管理來自衛星的數據。


除了合作之外，亞馬遜創始人貝索斯旗下的太空公司藍色起源（Blue Origin）正計劃在 2021 年首次發射自己的 New Glenn 火箭，其還計劃部署一套與 SpaceX 的「星鏈」直接競爭的 Project Kuiper 衛星通訊系統，如最終部署完成，後者將包含多達 3236 顆衛星。


亞馬遜有義務在 2026 年以前發射三千多顆衛星數量的至少一半，從而保留 FCC 授予該公司的運營許可證。亞馬遜表示將投資 100 億美元來打造這個星座，其中的衛星與星鏈相同，將在近地軌道（LEO）上運行。


相對的，「星鏈」計劃在 2024 年底之前部署 12000 顆衛星。



在未來，衛星星座將成為 AWS 龐大生態系統的一部分。「對於亞馬遜來說，這是完全不同的局面，」史丹福大學航空航天學助理教授 Zac Manchester 表示。「讓亞馬遜與 SpaceX、OneWeb 有所不同的是，前者還有很多其他領域的業務。」如果 Kuiper 成功，那麼亞馬遜不僅可以提供全球範圍的衛星寬帶，還可以把網絡服務作為 AWS 服務的一部分，而 AWS 已經提供了包括雲計算、機器學習、大數據分析等各種能力。


出於成本考慮，基於衛星通訊的雲服務最初的客戶可能會來自國防、石油天然氣、航空等領域，這些行業需要傳輸、存儲和處理大量數據。


一些分析師認為，在 2030 年左右，與太空相關的雲服務產業總收入可能會達到 150 億美元。


參考內容：


https://blogs.microsoft.com/blog/2020/10/20/azu

re-space-cloud-powered-innovation-on-and-off-the-planet


https://www.reuters.com/article/us-microsoft-spacex/microsoft-elon-musks-spacex-tie-up-to-woospacecustomersidUSKBN2751BM


https://spectrum.ieee.org/techtalk/aerospace/satellites/amazons-project-kuiper-is-more-than-the-companys-response-to-spacex

--機器之心


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