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2017必读报告：中国互联网未来5年趋势白皮书
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【摘要】本白皮书由腾讯科技企鹅智酷联合63位互联网行业领袖与专家，融合全平台数据、资源和智力发布，输出对中国科技产业未来的系统分析，趋势判断和数据洞察。| 科&|&技 | 杂&|&谈 |中国通信行业第一自媒体本文作者：企鹅智酷本文来源：企鹅智酷（BizNext）杂谈投稿邮箱：《企鹅智酷中国科技&互联网创新趋势白皮书（2017）》由腾讯科技企鹅智酷联合63位互联网行业领袖与专家，融合全平台数据、资源和智力发布，输出对中国科技产业未来的系统分析，趋势判断和数据洞察。此次公开发布的版本共95页PPT，为8万字付费完整版白皮书的精简版本。此版对原版中的部分内容和趋势洞察进行摘录，供更广大用户阅读。付费完整版中含有对报告的详细解读和深度分析，可在“得到”APP上付费订阅。已经订阅原版白皮书的企鹅智酷付费用户，可以凭借“得到”APP中“已购”页面截图，在企鹅智酷官号回复截图后，我们将提供获取此PPT的PDF下载链接（仅限付费版用户获取）。注：文末“阅读原文”按钮，可直达8万字完整版的付费订阅入口。&近期热点文章深度：掉进云计算大坑的运营商，还爬得出来吗？“智能管道”梦碎，运营商何去何从？以史为鉴：这些年联通喝下的几杯鸩酒回归亚信三年，田溯宁到底在谋划怎样一盘大棋？"免费流量"吸血运营商，地下黑产规模上亿！他们为何离开运营商，走上“九死一生”的创业之路？科技杂谈：keji_zatan长按二维码关注科技杂谈科技杂谈已经开通文章评论点击下方“评论”表达我的态度点击下方 【阅读原文】加入 “科技杂谈菁英会”。2013年度最佳IT原创自媒体2014年度最佳新媒体人2014年度最受企业关注自媒体2016年度T+自媒体睿见之星国资委微公益行动联合发起人| 新科技 | 睿思想 |已入驻百度百家、腾讯新闻、搜狐新闻、今日头条、网易阅读一点资讯、互联网实验室，北京时间犀牛财经自媒体联盟（xinews）成员WeMedia成员转载授权、商务合作，联系微信号：sophie0306
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　　Google气球并不神秘，打开Flightradar24应用就可发现它们。
　　巴西上空漂浮的三个Google气球
　　这款提供全球实时航班信息的应用，也会显示Google气球的飞行信息。Google气球上安装了ADS-B接收器，也会像所有民航机一样，其飞行轨迹和信息都会显示于这款APP上。所谓ADS-B，即民航机识别码信号，其原理是装有ADS-B系统的民航机会不停的以广播方式向地面接收站和其他飞行物发出其GPS位置、航班编号、高度、速度等信息。
　　Google气球的飞行轨迹
　　和民航机不一样的是，Google气球显示的类型为&BALL&，呼号以&HBAL&开头，在地图上显示的图标也为气球状。
　　眼瞅着这些漂浮于平流层的神秘气球，掐指一算，Project Loon项目从公开试验至今已有4年了，进展到底如何?
　　1 机器学习+Google气球=加速商用步伐
　　前几天，Project Loon项目组发布了一则令人兴奋的消息，称Google气球引入了借助机器学习和大数据技术的新移动算法，已经可以控制气球移动和停留，让气球集中在网络需要的地方。
　　这是一项突破性的进展，毫不夸张的说，这将飞跃性的加速Google 气球的商用步伐。
　　Google气球先前的设计方案是，将数百个气球升空到平流层，让它们在平流层漂浮移动绕行地球，这些气球在平流层组成一个Mesh(网状)网络，作为陆地终端上网的回传。
　　漂浮于平流层的Google气球组成Mesh网络回传
　　但是，这一方案所需气球太多，成本高，且环游平流层涉及到不同国家领空飞行许可，为Google 气球大规模应用带来了障碍。
　　如今引入机器学习的新移动算法刚好克服了这一障碍。新移动算法可以高效引导Google气球到指定区域，几个气球编队成一小组，组成一个小型Mesh网络，服务指定区域。
　　Project Loon实现控制气球移动和停留
　　这样，Google气球不必环绕地球不停移动，既减少了气球数量，也能灵活应对不同国家的领空飞行许可，即只要获得某一国家或地区的许可，Google气球就能移动到指定区域提供无线上网。
　　另一条令人震惊的消息是，早在去年9月份，Google气球已经实现了在秘鲁上空滞空98天之久。
　　2 最早商用的空中气球基站&&SkySite
　　利用气球作为&空中基站&提供无线网络的想法并不新鲜，早有人实现了。
　　过去60多年里，美国气象部门每天要发送70只气象气球来收集天气信息。2001年，一家叫Space Data公司的创始人Jerry Knoblach突发奇想，尝试在气象气球上安装&基站&，向偏远山区提供空中通信网络，这一项目被称为SkySite。
　　Jerry Knoblach和他的SkySite
　　SkySite当时也是轰动一时的新闻，小编还找到了当年某报刊的头版报道&
　　SkySite采用Motorola双向无线数据链路协议，使用910-940MHz上的1.7MHz带宽，无线收发设备就挂在气球下面，气球总重1.5公斤，充气后宽约7.6米，可覆盖直径670公里范围。
　　SkySite组网图
　　Jerry Knoblach是个非常聪明的商人，他用了极其简单的办法实现了空中网络商用。气球的成本极低，采用可生物降解的合成乳胶制成，只能在空中滞留24小时，随后自行销毁。在气球销毁之前，这家公司会发一条指令给气球下挂的无线设备，设备收到指令后，自行从气球上断开，目的是为了回收设备。无线设备由塑料泡沫包裹，且配备了小型降落伞，防止设备掉落地面时损坏。
　　遗憾的是，当时这家公司无法精确定位这些设备到底掉在哪里了，Jerry Knoblach每次都得雇佣大量的廉价劳动力帮他搜寻设备。
　　SkySite主要服务于油气开采等领域中的遥测、监控等应用。2013年的时候，SkySite还准备与其他公司合作来提供LTE公共安全网络，后续发展如何，没有细查。
　　这种SkySite也曾应用于军方，主要适用那种24小时内完成的特别行动，不过频段采用的是225-400MHz。
　　值得一提的是，早在2008年，Google还没对外公布Project Loon项目时，有国外媒体消息称，Google正在考虑和Space Data合作。当时Space Data已经在一些偏远山区为一些公司提供无线服务了，据称每天要发送20个气球，一个气球提供的信号范围相当于40个基站的覆盖区域。
　　3 空中Mesh组网
　　2009年，日本Iwate Prefectural大学的一个研究小组做了进一步设想，将空中气球组成Mesh网状网络来为地震灾害后提供临时应急网络。
　　这一设想的组网结构是由空中载有无线设备的气球组成网状的自主网络。这些气球通过检测电磁场的功率密度来实现自我配置，它们总是选择附近功率密度最强的气球来建立连接。一旦某个气球被大风吹走或损坏，便重新和新的相邻气球自动建立连接，这确保了Mesh网络的稳定性。
　　空中Mesh组网
　　这一组网结构实际上分为水平面的Mesh组网和垂直网络两部分，Mesh网络采用IEEE 802.11j协议，垂直网络采用IEEE 802.11b,g协议。具体参数如下：
　　4 Google气球到底是个什么鬼?
　　Google的Project Loon实际上可以理解为SkySite和空中Mesh组网的融合。
　　Google气球和SkySite有相似之处，也有不同的地方。它同样在气球下方挂无线收发设备，不过为了持续在空中停留，增加了太阳能面板以供电，且气球充气后更大，宽约15米，高约12米。下挂的无线收发设备由电池、天线、GPS、通信部件、存储设备、高度感应、天气监测等部件组成。
　　Google气球的组成
　　白天，Google气球利用太阳能供电，多余的电能给蓄电池充电，晚上由蓄电池供电。但是，这些电能完全不介入控制气球移动，因为Google气球的设计原则是漂浮于平流层，借助平流层的风力随风移动。
　　平流层位于对流层和中间层之间，高度是距离地表10千米到50千米之间。一直以来，平流层被认为是一块非常有利用价值的空域。该空域大气不对流，以平流运动为主，飞行物在其中受力稳定，比如飞机就是飞行于平流层。不过，Google气球的高度约为20千米，比飞行高度为9到12千米的飞机更高，这避开了飞机，大可不必担心飞机撞上气球。另外，大多数的天气现象都发生在对流层，其位于Goolge气球的下方，因此Google气球还能避免受恶劣天气的影响。
　　和廉价的SkySite气球不同的是，Google气球气囊采用一种厚度只有0.076毫米的特制聚酯薄膜制成。在这个气囊里还有一个充气装置，由一个球胆和风扇组成。当气球需要下降时，风扇向球胆充气，使之重量上升，气球下降，反之亦然。该球胆可让Google气球上下移动1.7千米范围，以适应平流层的不同风速。
　　Google气球正是采用了空中Mesh组网，分为两部分：气球和气球间组成Mesh网络，气球与地面站组成用户网络。Project Loon采用的频段为ISM非授权频段，相当于一个露天大WiFi。不过，即使Google采用了2.4GHz和5.8GHz非授权频段，也并不意味着你的手机可以直接连接到Google气球，它并不直接支持WiFi，你需要在你家屋顶安装一根专用天线来接收并解密信号后才能上网，类似于卫星通信。
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热门文章榜充满创意的空中基站
在通信技术愈加发达的当今社会，缺少网络覆盖的偏远地区与发达社会间的“数字鸿沟”越来越大。
最近Google和Facebook两个巨头公司均发起了相关项目，Google Project Loon和MarkZuckerberg成立的Internet.org组织，致力于借助空中网络基站为世界上网络不畅的偏远地区提供互联网服务。Project Loon计划通过热气球给偏远地区提供互联网接入服务。人们通过使用安置于家中建筑物上的特制网络天线，让信号从天线发射到热气球，再由气球返回数据传送进入全球互联网中。Internet.org也是使用类似的方法，唯一的不同就是，计划利用无人机作为传输媒介。搭建空中全无线网络的优点是显而易见的，成本低廉，不会遭到人为破坏，不用耗费大量的人力财力物力搭建基础设施。但诸如此类的全无线网络，究竟只是宣传的噱头，还是能够真正实现帮助网络欠发达地区的目的呢？
虽然说全无线网络看上去有些异想天开，但是技术概念的缘起并不是空穴来风。多年前，一个拥有顶尖航天工程师、光学专家、计算机科学家的工程团队，成功地为美国军方搭建了宽带无线网络。该网络能够支持200km内的飞机与地面卫星基站的数据传输，同时速率保持在10Gbps到80Gbps之间。该项技术也成为空中全无线网络传输发展的里程碑。
Project Loon和Internet.org面临的最棘手问题是，如何选择最匹配的无线网络技术，偏远地区用户的通信数据将会在空中平台聚合，接着从这里出发，数据将被传送至下一个覆盖更远距离的热气球或者是无人机，最后再与地面上的基站连接。目前，能够实现该功能的无线网络技术相当有限，并且需要微波、毫米波或者FSO（自由空间光通信系统）的支持。此外，这几种方法都有着各自的局限：微波相对拥有较低的电容量；而毫米波和FSO经常受到天气的影响（毫米波在阴雨天气不能正常工作，FSO的性能会受尘雾影响）。
如何在天气多变的情况下保证无线数据传输信号优良、不丢包，将是项目的另一个挑战。电信工业的研究员已经尝试了一系列不同的方法，来优化无线网络技术的正常运行时间。
目前最有效的方法就是将两个无线网络传播媒介相结合（例如光和毫米波），二者能补偿对方的缺点，并且不干涉彼此的信号。对比于那些采用一种信号当作基础主力、另一种信号作为后备支持的无线通信系统，基于这种设置的网络，两种信号的功能需要处于完全相同的位置，以保证即便是在长距离传输中，也能够提供光纤级别的网络传输速度、质量和可靠性。
Project Loon和Internet.org的网络传播距离至少都在几英里以上。如果说两个无线收发器之间间隔5英里，其中一个偏离正常位置只有1°，最后信号到达的目标位置将会比初始位置偏移近500英尺。基站间的距离越远，容差只会更小。
本文来源：中国信息产业网-人民邮电报
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不做嘴炮 只管约到
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