Loon LLC была дочерней компанией Alphabet Inc., работающей над предоставлением доступа в Интернет в сельских и отдаленных районах. Компания использовала высотные воздушные шары в стратосфере на высоте от 18 км (11 миль) до 25 км (16 миль) для создания воздушной беспроводной сети со скоростью до 1 Мбит/с. [1] [2] [3] [4] Ссылка на используемые воздушные шары, [1] Проект Loon начинался как научно-исследовательский и опытно-конструкторский проект X (ранее Google X) в 2011 году, но позже выделился в отдельную компанию в июле 2018 года. [5] В январе 2021 года было объявлено, что компания будет закрыта из-за отсутствия рентабельности. [6] [7] [8] [9]
Воздушные шары маневрировали, регулируя их высоту в стратосфере , чтобы плыть к ветровому слою с желаемой скоростью и направлением, используя данные о ветре от Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). Пользователи сервиса подключались к сети воздушных шаров с помощью специальной интернет-антенны, прикрепленной к их зданию. Сигнал передавался по сети воздушных шаров от воздушного шара к воздушному шару, затем на наземную станцию, подключенную к поставщику интернет-услуг (ISP), а затем в глобальный Интернет.
В январе 2021 года Alphabet объявила о закрытии Loon. [7]
В 2008 году Google рассматривала возможность заключения контракта или приобретения Space Data Corp. [10] — компании, которая запускает воздушные шары с небольшими базовыми станциями на высоту около 20 миль (32 км) для обеспечения связи для дальнобойщиков и нефтяных компаний на юге США, но не сделала этого. [11]
Неофициальная разработка проекта началась в 2011 году в рамках инкубации в Google X с серией пробных запусков в Центральной долине Калифорнии . Проект был официально анонсирован как проект Google 14 июня 2013 года. [1]
16 июня 2013 года Google запустил около 30 воздушных шаров в Новой Зеландии в координации с Управлением гражданской авиации страны из района Текапо на Южном острове . Около 50 местных пользователей в Крайстчерче и окрестностях региона Кентербери проверили подключение к воздушной сети с помощью специальных антенн. [1] После этого первоначального испытания Google планировал отправить 300 воздушных шаров по всему миру на 40-й параллели к югу , что обеспечило бы покрытие Новой Зеландии, Австралии, Чили и Аргентины. Google надеялся в конечном итоге запустить в стратосфере тысячи воздушных шаров . [1] [2]
Первым человеком, подключившимся и получившим доступ в Интернет с одного из воздушных шаров Loon, был Чарльз Ниммо, фермер и предприниматель из Листона, Новая Зеландия. Ниммо был одним из 50 человек в районе Крайстчерча, которые согласились стать пилотом-испытателем Loon. Новозеландский фермер жил в сельской местности, где не было возможности получить широкополосный доступ в Интернет. Жители города пользовались спутниковым Интернетом в 2009 году, но обнаружили, что эта услуга может стоить до 1000 долларов в месяц. [3]
Местные жители, участвовавшие в тестировании, не были осведомлены о подробностях, за исключением того, что устройство потенциально способно обеспечить подключение к Интернету, но при этом работникам проекта разрешалось прикреплять приемник размером с баскетбольный мяч, напоминающий гигантский ярко-красный воздушный шар для вечеринок, к внешней стене своего дома, чтобы подключиться к сети. [3]
Технология, разработанная в проекте, может позволить странам избежать использования дорогостоящего оптоволоконного кабеля, который необходимо прокладывать под землей, чтобы пользователи могли подключаться к Интернету. Alphabet посчитала, что это значительно увеличит использование Интернета в развивающихся странах в таких регионах, как Африка и Юго-Восточная Азия, которые не могут позволить себе прокладывать подземный оптоволоконный кабель. [12]
В мае 2014 года директор лабораторий Google X Эрик «Астро» Теллер объявил, что вместо того, чтобы договориться о свободной для них по всему миру полосе пропускания, они станут временной базовой станцией, которую смогут арендовать операторы мобильной связи страны, через которую они будут проходить. Это решение было основано на работе, проделанной директором по развитию Access Field Каем Вульффом, который занимался внедрением оптоволокна и широкополосного доступа на развивающихся рынках с начала 2000-х годов.
В мае и июне 2014 года Google протестировала свой проект по обеспечению доступа в Интернет с помощью воздушных шаров в Пиауи, Бразилия , что стало первым экспериментом с LTE и запуском вблизи экватора. [13]
В 2014 году Google сотрудничал с французским Центром космических исследований ( CNES ) в этом проекте. [14]
28 июля 2015 года Google подписала соглашение с должностными лицами Агентства по информационным и коммуникационным технологиям (ICTA) – Шри-Ланка , чтобы запустить технологию в массовом масштабе. [15] В результате, к марту 2016 года, [15] Шри-Ланка станет второй страной в мире, которая получит полное покрытие Интернетом с использованием LTE , после Ватикана . [ требуется обновление ]
В феврале 2016 года Google объявила, что достигла стабильной лазерной связи между двумя воздушными шарами на расстоянии 62 миль (100 км). Соединение было стабильным в течение многих часов как днем, так и ночью, достигая скорости передачи данных 155 Мбит/с. [16]
25 февраля 2016 года Google начала тестировать свою автопусковую установку под названием «Chicken Little» на бывшей военно-морской станции Roosevelt Roads в Сейбе, Пуэрто-Рико . [17]
В мае 2017 года Space Data начала разбирательство по делу о нарушении патентных прав. [10] Google урегулировала дело в июле 2019 года. [18]
6 октября 2017 года Google подала заявку в Федеральную комиссию по связи (FCC) и одобрила ее в тот же день, получив разрешение немедленно приступить к предоставлению экстренного покрытия LTE в Пуэрто-Рико после урагана Мария . План позволял 30 воздушным шарам ретранслировать связь между наземными терминалами, подключенными к мобильным телефонам людей. Google должна была установить обновления по воздуху (OTA), чтобы разрешить работу в диапазоне 8 (900 МГц), а по окончании срока действия разрешения отдельное обновление OTA отключило бы эту работу. Губернатор Пуэрто-Рико Рикардо Россельо объявил на пресс-конференции 8 октября 2017 года о запуске проекта Google Loon на острове в Карибском море после его одобрения FCC.
9 октября 2017 года Flightradar24 зафиксировал несколько воздушных шаров около Пуэрто-Рико . [19] В том же месяце сообщалось, что проект выделился в отдельную компанию Loon Inc. Однако было уточнено, что он по-прежнему оставался проектом в X до июля 2018 года. [20] 9 ноября 2017 года сообщалось, что Google запустил несколько воздушных шаров из Невады и разместил их над Пуэрто-Рико в рамках усилий по привлечению 100 000 человек в Интернет. [21]
11 июля 2018 года X , научно-исследовательский центр Google, объявил, что Loon «завершает обучение», становясь дочерней компанией Alphabet, а не проектом X. [22] В рамках своего первого коммерческого соглашения с Telkom Kenya , Loon обязался предоставить доступ в Интернет в некоторых из самых труднодоступных регионов Кении, [23] и запустить его в 2019 году. [24]
26 апреля 2019 года Loon заключил партнерство с Softbank и получил от него финансирование . [25]
23 июля 2019 года Loon объявила, что ее воздушный флот в общей сложности достиг одного миллиона часов стратосферного полета. В статье на веб-сайте Medium технический директор Loon Сал Кандидо объяснил некоторые навигационные приемы, используемые автономными воздушными шарами, такие как лавирование, барражирование и восьмерки, для предоставления интернет-услуг максимально эффективным способом. [26]
В октябре 2020 года ученые, изучающие атмосферу, Педрам Хассанзаде ( Университет Райса ), Адити Шешадри ( Стэнфордский университет ), Эдвин Гербер ( Нью-Йоркский университет ) и М. Джоан Александер (NorthWest Research Associates) получили финансирование от Национального научного фонда США для использования данных высокого разрешения, собранных с помощью воздушных шаров Loon, предназначенных для изучения гравитационных волн в стратосфере с целью улучшения моделирования климата и погоды. [27]
28 октября 2020 года компания Loon заявила о рекордной продолжительности полета в 312 дней для воздушного шара (HBAL703), запущенного из Пуэрто-Рико в мае 2019 года и приземлившегося в Бахе, Мексика, в марте 2020 года. [28]
21 января 2021 года было объявлено, что Loon будет закрыт. [7] В своем заявлении Теллер сказал: «К сожалению, несмотря на новаторские технические достижения команды за последние 9 лет […] путь к коммерческой жизнеспособности оказался гораздо более долгим и рискованным, чем ожидалось». [29] В статье Wired о закрытии отмечалось, что доступность Интернета в районах, на которые был нацелен проект, увеличилась с 75% до 93% за последние 10 лет, при этом большая часть населения в оставшихся районах не может позволить себе телефон 4G. [30] Ее пилотный сервис в Кении будет закрыт в марте 2021 года, но компания заявила, что выделит 10 миллионов долларов на поддержку некоммерческих организаций и предприятий в Кении, занимающихся «связью, Интернетом, предпринимательством и образованием». [7]
Система была направлена на обеспечение доступа в Интернет в отдаленных и сельских районах, плохо обслуживаемых существующими службами, а также на улучшение связи во время стихийных бедствий в пострадавших регионах. [31] [32]
Воздушные шары использовали патч-антенны — направленные антенны — для передачи сигналов наземным станциям или пользователям LTE . Некоторые смартфоны с SIM-картами Google могли использовать интернет-сервисы Google. Инфраструктура была основана на LTE; компонент eNodeB (эквивалент «базовой станции», которая напрямую общается с телефонами) перевозился в воздушном шаре.
Первоначально воздушные шары общались, используя нелицензированные диапазоны ISM 2,4 и 5,8 ГГц [33] , и Google утверждала, что установка позволяла ей предоставлять пользователям «скорости, сопоставимые с 3G », но затем они перешли на LTE [34] с сотовым спектром, сотрудничая с местными операторами связи. [35] Неясно, как технологии, которые полагаются на короткое время связи ( пинги с низкой задержкой ), такие как VoIP , могут нуждаться в модификации для работы в среде, похожей на среду мобильных телефонов, где сигналу, возможно, придется проходить через несколько воздушных шаров, прежде чем он достигнет более широкого Интернета. [36] [37] Google также экспериментировала с технологией лазерной связи для соединения воздушных шаров на большой высоте и достигла скорости передачи данных 155 Мбит/с на расстоянии 100 км (62 мили). [16]
Loon развернула свою сеть высотных аэростатов в стратосфере на высоте от 18 до 25 км. Компания заявила, что этот конкретный высотный слой стратосферы выгоден из-за низких скоростей ветра, которые обычно регистрируются от 5 до 20 миль в час (от 10 до 30 км/ч). Этот слой также является областью минимальной турбулентности . Компания заявила, что смогла смоделировать сезонные, продольные и широтные изменения скорости ветра, что позволило им скорректировать размещение своих аэростатов. [38]
Loon заявила, что может контролировать широтное и долготное положение своих высотных шаров, изменяя их высоту. Они делали это, регулируя объем и плотность внутреннего газа (состоящего из гелия, водорода или другого вещества легче воздуха), что позволяло системе переменной плавучести шара контролировать высоту. Кроме того, Google указала, что шары, возможно, были изготовлены из таких материалов, как металлизированный майлар, BoPET или очень гибкий латексный или резиновый материал, такой как хлоропрен. [38]
Оболочки воздушных шаров , использованные в проекте, были разработаны и изготовлены Raven Aerostar [ 39] и были основаны на Raven Aerostar Super Pressure Balloon. [40] Воздушные шары были сделаны из полиэтиленового пластика толщиной около 0,076 мм (0,0030 дюйма). Воздушные шары были сверхдавленными шарами , наполненными гелием , диаметром 15 м (49 футов) и высотой 12 м (39 футов) в полностью надутом состоянии. Они несли специальную систему воздушного насоса, названную «Croce» [41] , которая закачивала или выпускала воздух для балластировки воздушного шара и управления его высотой. [1] Небольшая коробка весом 10 кг (22 фунта), содержащая электронное оборудование каждого воздушного шара, висела под надутой оболочкой. В этой коробке находились печатные платы, управлявшие системой, радиоантенны и Ubiquiti Networks «Rocket M2» [42] для связи с другими воздушными шарами и с интернет-антеннами на земле, а также батареи для хранения солнечной энергии, чтобы воздушные шары могли работать ночью. Электроника каждого воздушного шара питалась от массива солнечных панелей , которые располагались между оболочкой и оборудованием. При ярком солнце панели вырабатывали 100 Вт мощности, что было достаточно для поддержания работы устройства, а также для зарядки батареи для использования ночью. Парашют, называемый Raven Aerostar Payload Recovery Parachute [40] , был прикреплен к верхней части оболочки, чтобы обеспечить контролируемый спуск, посадку и возврат полезной нагрузки, когда воздушный шар был готов к выводу из эксплуатации. [33] В случае непредвиденного отказа парашют раскрывается автоматически. [43] При выводе из эксплуатации воздушный шар направлялся в легкодоступное место, а гелий выпускался в атмосферу. Обычно максимальный срок службы воздушных шаров составлял около 100 дней, хотя Google утверждала, что ее усовершенствованная конструкция могла позволить им оставаться в воздухе около 200 дней. [44]
Воздушные шары были оснащены транспондерами ADS-B usinf и, таким образом, их можно было публично отслеживать, выполняя поиск по позывному «HBAL». [45]
Прототипы наземных станций использовали радио Ubiquiti Networks «Rocket M5» [42] и специальную антенну [46] для подключения к воздушным шарам на высоте 20 км (12 миль). [32] В некоторых отчетах проект Google назывался Google Balloon Internet . [2] [47] [48]
Ключевые люди, участвовавшие в проекте, включали Рича ДеВола, главного технического архитектора, который также является экспертом по носимым технологиям ; Майка Кэссиди , руководителя проекта; и Сайруса Бехрузи, руководителя отдела сетевых технологий и телекоммуникаций. [1]
Некоторые из технологий и методов, разработанных Loon LLC, продолжают существовать в качестве телекоммуникационной инфраструктуры в Африке. [6] [49] Проект Taara, который начал свое панафриканское развертывание в Кении, продолжает предоставлять надежный высокоскоростной Интернет для неподключенных и недостаточно подключенных. [50] [51] [52] Он также служит с 2021 года для преодоления «особенно упорного разрыва в подключении» в 3,0 мили (4,8 км) между Браззавилем, Республика Конго , и Киншасой, Демократическая Республика Конго , через реку Конго . Было иронично отмечено, что, хотя во всем мире есть много, много районов с ясным климатом, которые могли бы обслуживаться этой технологией, туманный Сан-Франциско не был бы идеальным местом. [53]
Loon в целом был хорошо принят, хотя разработчики проекта Square Kilometre Array (SKA) и астрономы выразили обеспокоенность тем, что нижний из двух диапазонов ISM, который использовал Loon (2,4 ГГц), будет мешать диапазону средних частот (0,5 ГГц–3 ГГц), используемому в их проекте. [67]
Выражались опасения по поводу международных политических вопросов, таких как распределение спектра, контроль национального воздушного пространства, сборы за право пролета и цензура в Интернете. [68]
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь )в видео: Мы называем эту систему управления воздухом "Croce", потому что наш коллега-руководитель увидел, что форма корпуса нашего импеллера имеет форму бутылки, и начал петь "Time in a Bottle" [автор] Джим Кроче
Я только что был там, чтобы поговорить с ребятами из Google, которые здесь, в Крайстчерче, Новая Зеландия, запускают свой пилотный проект для Loon. Один инженер сказал мне: "Мы используем Ubiquiti Rocket M2 для приема-передачи и M5 для наземной станции восходящей связи". Он описал направленную вниз антенну на баллоне, которая показалась мне похожей на полярную карту UniFi, но в большем масштабе. Они модифицировали прошивку так, чтобы она работала только с другими модифицированными прошивками Rockets.
решение этой проблемы возникло во время работы над проектом Loon. Команде Loon нужно было найти способ создания канала передачи данных между воздушными шарами, которые летели на расстоянии более 100 км друг от друга. Команда исследовала использование технологии беспроводной оптической связи для установления высокопроизводительных каналов связи между воздушными шарами.