从两万米高空连通世界

FACEBOOK GOOGLE BLOG IMAGE USE1997年,当ITU-R首次开始研究高空平台台站(HAPS)1的频谱划分时,有朝一日可将其用于宽带移动互联网接入的说法会被视为牵强附会、令人起疑。

那时不仅不存在可使太阳能飞机长翔天空,提供持续互联网接入的技术,就连移动宽带接入也是闻所未闻的新名词。1997年,即使能上网,几乎人人都是通过与台式计算机相连的调制解调器拨号上网。

时代不同了。

不仅有了轻便的、太阳能供电的HAPS,它们现在还可在将未联网地区或现有连接基础设施不足地区的人们连接到互联网方面发挥着关键的作用。

但是,目前为HAPS确定的频谱还不足以支撑其全球大范围的部署。该是更新《无线电规则》的时候了。

人人均应可以连入互联网

互联网,尤其是移动互联网,是信息通信的一个强大平台。上网的人可以获取教育工具、健康信息、工作数据及他们关心的人文信息。

对于许多人而言,没有互联网的生活几乎是不可想象的。

而且,根据近期的预测,40亿人(绝大多数位于发展中世界且大部份为妇女和穷人)仍与网络无缘。

此外,互联网普及增长率已从2010年的14%减缓到2014年的不到7%

互联网普及率的减速意味着连通性挑战面临的形势日益严峻。而且,这意味着我们需要探索将这40亿人联网的崭新思维和创新手段。除非采取措施缩小数字鸿沟,许多人仍会在日益连通的世界中掉队落伍。我们需要超越现有解决方案的前瞻性。

HAPS可协助服务提供商连通世界

现在,许多未上网的人无力支付接入费用,其中一些人并不知晓互联网的各种好处,而其他人所居住之处并不在保持连通所需基础设施的覆盖范围内。

基础设施问题主要影响生活在农村的人,移动网络运营商和无线互联网服务提供商(ISP)在此建设基础设施的经济可行性不高。

因此,世界上30%以上的地区仍与移动宽带无缘。在全球大约一半人口所居住的农村地区,该数字超过70%

近期在合成材料、低功率计算、电池技术和太阳能电池方面的改进可在空中建立大容量回传,使得HAPS(如Facebook的Aquila和谷歌的Titan Aerospace)成为一种刺激农村无线网络发展的新途径。

但是,如果需要HAPS生成提供宽带互联网接入所需的互联网容量,应允许其在数量充足的全球统一频谱中操作。

而且,尽管目前在《无线电规则》中已有了为HAPS确定的频谱2,但这些确定的频谱并不足够,且有某些区域限制和其他技术限制。

扩展带宽划分的研究

在即将召开的世界无线电通信大会(WRC-15)上(#WRC15),在美洲国家电信委员会(CITEL)内有支持提出一项未来议项提案3的意见,请ITU研究多个HAPS可以使用的候选频段4,并建议允许在全球部署HAPS的规则框架。

WRC-15应采纳该项提案。没有足够的频谱,农村社区价格可承受的宽带回传就无从谈起。

研究将以现有的决议和建议为基础,通过适当的等效功率通量密度(EPFD)限值保护现有业务不受HAPS有害干扰的影响。

此外,ITU-R应研究阻碍HAPS全面开展互联网运作的其他地理和技术障碍。例如,必须解决将2区排除在外的问题。任何人、任何地方均有连接到互联网的权利。我们不应将美洲排除在HAPS的大好前景之外。

最后,通过这项确定HAPS可行性的研究不能以牺牲任何其他连通性提案为代价。他们是多种将人们连通起来的技术(包括有微波接力的光纤和卫星等)之一。我们需要尽可能多的解决方案和创新,农村社区尤其如此。

充满机遇的频谱

Aquila和Titan Aerospace等HAPS系统展示了美好的前景。

因为他们只在地表固定点以上20公里飞行,时延可与其他地面业务相媲美。除用额外容量补充现有的地面和卫星业务以外,他们也可在通信突然或意外中断的地区提供应急接入。他们的飞行不受天气、地震、洪灾、火灾或其他自然灾害的影响。

他们以太阳能为动力运转,因此不产生任何碳污染。此外,因为以太阳能为动力,他们对于居住在赤道附近的人们尤其效果明显,这些地区历来是连通基础设施匮乏之地。

而且,有轨道保持能力的HAPS非常灵活。随着地面网络的持续发展,HAPS可轻易地转移,进一步向需求最强的地区扩展网络覆盖范围。

最后,通过协助缩小数字鸿沟,HAPS部署可协助国际电联实现“连通2020议程”并帮助联合国实现“可持续发展目标(SDG)9 (c)”,后者旨在让世界最不发达国家可普遍地用得起,用得上互联网。

人人均应有机会享受到宽带互联网接入带来的社会和经济益处。通过该项HAPS提案,出席WRC-15的代表将为这项新型全球连通性方法创造取得成功的机遇。

[1] HAPS在《无线电规则》第1.66A款中定义为位于距地球20至50公里高度,并且相对于地球一个特定的标称固定点的某个物体上的[一个]电台”。

[1] WRC-199747.2-47.547.9-48.2 GHzWRC-20002区(美洲)以外27.9-28.2 GHz 固定下行)和31.0-31.3 GHZ固定上行)。

[1] 7号文件补遗6Add.24

[1]该提案请国际电联评估将固定业务的以下频率范围确定为HAPS部分的可行性:10.95 – 11.2 GHz11.45 – 11.7 GHz21.4 – 22 GHz24.25 – 28.35 GHz

 

 

Richard WhittYael Maguire

whittRichard Whitt是谷歌公司战略举措主管。

 

 

 

 

 

MaguireYael Maguire是Facebook连通实验室的负责人。

 

 

 

 

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