Alphabet旗下在平流層部署氣球以作為行動基地臺Loon公司,打造了客製化的時空軟體定義網路(Temporospatial SDN),以解決不停移動的氣球網路連接問題,強化Loon網路的連結性。

在2018年,Project Loon脫離Google,成為Alphabet旗下的正式公司。Loon與非洲肯亞當地的電信公司合作,以在平流層中移動的氣球,提供缺乏行動網路基礎設施的地區人民上網服務。Loon以距離地表21公里的7顆氣球,提供橫跨1,000公里的網路連結。

Loon工程主管Salvatore Candido提到,當手機存取網際網路的時候,資料會流經蜂窩基地臺、光纖電纜或是路由器等一系列網路節點,而所謂的行動網路,其實移動的僅有手機,其他裝置都是固定的,因此唯一需要解決的行動難題,僅落在網路的最邊緣。

但Loon遇到情況完全不同,由於氣球會隨著風一起移動,相對於地面的物理座標會不停的變動,因此Loon現在不只需要處理行動裝置使用者的移動,還需要管理氣球的移動。當使用者的手機連上Loon發送訊息時,訊息向上傳送至距離地表20公里的氣球上,並經過二到三個氣球後,連接地面基地臺,再透過傳統光纖連接路由器傳送至電信商。

根據氣球的位置,訊息的傳送路徑會不停的變換,即便使用者在同一個位置發送訊息,在不同時間點,訊息可能會經過不同的的氣球傳送,並連接至不同的地面基地臺,透過不同的光纖網路傳送。為了管理這樣的網路,Loon必須不斷的決定哪些氣球應該與哪些氣球相連,以及資料封包應該如何透過各種鏈結在網路中路由。

決定氣球間相連的方式,不僅需要根據氣球的位置進行規畫,還需要當路徑過時消失時,確保另一條路徑已經就緒,也就是說,給定一時間地點就需要存在一條可用的路由路徑。Salvatore Candido表示,要管理這種路徑複雜性,他們不能只計畫一次網路,這過程必須不斷的進行,而且為了可擴展性,這件事必須能夠自動運算。

Loon為此創建了規畫的網路大腦,這是一個自訂的軟體定義網路Loon SDN,用來協調Loon的網路連接工作,雖然軟體定義網路不是新的概念,但是Loon所需要的是更加複雜的網路,必須要考慮氣球、地面基地臺甚至是天氣等因素,而建構出來的網路必須足夠強健,最佳化連結速度、最小化延遲,並避免網路中斷,Loon稱其為時空軟體定義網路(Temporospatial SDN)。

這項技術還即將被用於非地球靜止軌道(Non-Geostationary Orbit,NGSO)衛星上,這些衛星與氣球的通訊面臨相同的問題,便是相對於地球不停的移動,時空軟體定義網路將為NGSO衛星提供混合連結,以形成更強健的網路,提升網際網路的覆蓋範圍。


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