Google Loon의 작동 원리

많은 첨단 기술 노력으로 유명한 Google은 대중에게 고속 인터넷 연결을 제공하기 위해 여러 프로젝트를 진행하고 있습니다. 그들의 Google Fiber 프로젝트는 광섬유를 사용하여 우리가 사용하던 연결 속도보다 훨씬 빠른 기가비트 서비스를 제공하는 것을 목표로하고 있으며 미국의 여러 지역에서 해당 프로그램의 파일럿을 진행하고 있습니다. 그러나 회사는 기본 고속 인터넷이없는 지역에 기본 고속 인터넷을 제공하는 것을 목표로하는 또 다른 프로젝트를 가지고 있습니다. 그리고이 프로젝트는 우리가 저 기술로 생각하는 풍선을 사용합니다!

이 프로젝트는 부분적으로는 풍선 과 관련이 있고 부분적으로는 어리석은 소리로 인해 프로젝트 Loon이라는 이름이 적절하게 지정되었습니다 . 구글의 계획은 구름 위의 성층권에 떠 다니는 장비가 가득한 풍선을 통해 무선 네트워크를 만드는 것입니다. 풍선은 지상에있는 사람들을 연결하기 위해 서로 및 지상 기반 네트워킹 장비 및 모바일 장치와 통신합니다.

Project Loon은 자율 주행 자동차, Google Glass 및 컴퓨팅 구성 요소가있는 콘택트 렌즈와 같은 다른 미친 소리의 프로젝트로 유명한 Google X 실험실에서 나왔습니다. 그러나 Project Loon이 이상하게 들릴지 모르지만 성공적이고 유망한 프로그램 테스트가있었습니다.

내용

1. Google Loon Balloons
2. Google Loon 전자 장비
3. 직장에서의 Google Loon
4. 지금까지 프로젝트 Loon
5. Google Loon의 잠재적 인 이점

Project Loon의 풍선은 일반적인 파티 풍선이 아니므로 높은 고도의 극한 조건에서는 잘 작동하지 않습니다. 파티 풍선은 또한 많은 장비를 운반 할 수 없습니다. Google Loon 팀은 기압 차, 강풍, 자외선 노출 및 높은 고도에서 종종 영하보다 훨씬 낮은 극심한 온도와 같은 거친 대기 조건 을 견딜 수 있도록 설계된 날씨 풍선과 유사한 것을 개발했습니다 . 즉, 이전에 개발 된 풍선보다 훨씬 더 오래 위에있을 수 있습니다. Falcon, Ibis, Grackle 및 가장 최근에 NightHawk를 포함한 다양한 풍선 모델은 새의 이름을 따서 명명되었습니다.

풍선은 샌드위치 백 두께의 폴리에틸렌 플라스틱 으로 만들어졌습니다 . 팽창 된 각 풍선 (풍선의 "봉투"라고하는 부분)은 약 50 피트, 높이 40 피트 (폭 15 미터, 높이 12 미터)이며 표면적은 약 5,381 피트 (500 제곱미터)입니다. 크기 때문에 캘리포니아의 Moffett Federal Airfield에있는 Google의 임대 공간과 같은 거대한 격납고에서 작업해야합니다.

풍선에는 두 개의 챔버 (풍선 안에있는 일종의 풍선)가 있는데, 내부에는 공기가, 외부에는 헬륨이 있습니다. 풍선 바닥에 부착 된 밸브와 팬을 사용하여 공기를 흡입하거나 배출 할 수 있습니다. 내부 풍선에 공기를 추가하면 질량이 증가하고 풍선이 아래로 내려 가고 공기를 방출하면 풍선이 위로 올라갑니다.

프로젝트의 초기 풍선 중 많은 부분이 터지거나 공중에 오래 머 무르지 않았습니다. 팀은 문제를 분석하고 개선하기 위해 많은 노력을 기울였습니다. 구글은 벌룬, 항공 우주, 섬유 및 기타 분야의 전문가를 모집하여 그들이 실패한 이유를 알아 냈고, (때로는 접근하기 어려운 곳에 떨어 졌던) 풍선을 회수하기 위해 전 군사 인력을 고용했습니다.

일부 테스트는 풍선이 대기 중에 직면 할 수있는 극한 조건에서 수행되었습니다. 언젠가는 풍선 제조 장소 중 하나 인 사우스 다코타의 기온이 영하로 떨어졌습니다. 더 최근의 테스트는 플로리다의 Eglin 공군 기지에있는 McKinley 기후 실험실에서 수행되었으며, 통제 된 실험실 환경에서 풍선을 강풍 및 영하 온도와 같은 극한의 기상 조건에 노출시킬 수있었습니다.

대부분의 오류는 감지하기 어려운 작은 누출로 인해 발생하는 것으로 밝혀졌습니다. 가장 작은 핀 크기의 구멍조차도 풍선이 공중에 떠있는 시간을 크게 단축 할 수 있습니다. 결과로 인해 이음새가 강화되고 팀원이 매우 부드러운 퍼지 양말을 신고 걷는 것을 포함하여보다 세심한 풍선 처리 프로토콜이 구현되었습니다.

자체 프로젝트의 실행 가능성을 개선하는 것 외에도 Google의 노력은 자체 확장에 돌파구를 제공했습니다. 디자인 개선으로 인해 풍선은 이제 약 100 일 동안 떠 있습니다. 한 사람은 기록적인 187 일을 유지하고 행성을 9 번 돌았습니다 [출처 : Raven Aerostar ]. 이것은 이전에 들어 보지 못했던 비행 시간이며 일부 전문가들은 불가능하다고 생각합니다.

Loon 팀은 또한 프로젝트 시작 이후 배포 프로세스를 크게 개선했습니다. 승무원은 타프 위에 풍선을 펴고 포장을 풀고 부분적으로 부풀려 야했지만 시속 9.7km 이하의 바람에서만 발사 할 수있었습니다. 그러나 구글은 풍선을 늘리고 채우는 자동화 크레인이있는 15.2 미터 높이의 휴대용 격납고 인 Autolauncher (내부적으로는 Bird House라고 함)를 개발했습니다. 이제 시속 15 마일 (24km)의 바람으로 발사 할 수 있으며, 이전에는 14 명 45 분이 소요되던 작업에 이제 4 명 15 분이 소요됩니다. 이러한 개선으로 인해 충분한 풍선을 떠서 네트워크를보다 실현 가능하게 만들 수 있습니다 [출처 : Metz , Stone ].

물론 구글은 풍선 만 보내는 것이 아니다. 각 풍선에는 전원용 태양 전지판 이 부착 된 코드를 통해 바닥에 매달려있는 전자 장비의 금속 상자가 있습니다.

각 태양 전지판은 플라스틱 라미네이트에 싸여 있고 너비가 약 5 피트 x 5 피트 (1.5m x 1.5m) 인 알루미늄 프레임에 고정 된 단결정 태양 전지 배열입니다. 이러한 두 개의 패널은 풍선이 회전 할 때 가능한 햇빛을 포착하기 위해 날카로운 각도로 서로 바깥 쪽을 향하도록 장착됩니다. 그들은 하루 종일 몇 시간 동안 약 100 와트의 전력을 생성하며, 배터리에 저장되어 장비가 어둠 속에서 계속 작동합니다.

전자 페이로드에는 모든 것을 제어하는 ​​컴퓨팅 장비, 태양이 모인 전력을 저장하는 충전식 리튬 이온 배터리, 풍선 위치를 추적하는 GPS 장치, Google이 대기 상태를 모니터링 할 수있는 수십 개의 센서 및 다른 풍선과의 무선 통신을위한 무선 장비 및 지상 기반 네트워크로. 무선 장비에는 광범위한 eNodeB LTE 기지국, 고속 방향 링크 및 백업 무선이 포함됩니다.

Google에 따르면 각 풍선이 제공하는 연결은 지상에서 직경 약 40km (25 마일)의 영역을 커버해야하며 수백 명의 사람들이 동시에 풍선에 연결할 수 있어야합니다. Loon 팀은 또한 프로젝트 시작 이후 데이터 전송률을 10 배 증가 시켰습니다 [출처 : Google ]. 그들은 커버리지가 일반적인 LTE 4G 네트워크 속도와 동등 할 것으로 기대합니다. Project Loon의 리더 인 Mike Cassidy는 풍선 네트워크가 지상에서 5,000 제곱 킬로미터 (1,931 제곱 마일)를 커버 할 수 있으며 전화에서는 초당 15 메가 비트, MiFi에서는 초당 40 메가 비트로 서비스를 제공 할 수 있다고 말했습니다. 장치 [출처 : Verge ].

지구 대기의 첫 번째 층은 우리가 살고 대부분의 날씨가 발생하는 대류권입니다. 풍선은 성층권이라고하는 다음 층에 떠 있습니다. 성층권의 하단은 행성 표면에서 6 ~ 20km (4 ~ 12 마일)에서 시작하고 (극에서 가장 낮고 적도에서 가장 높음), 상부 성층권은 약 50km (31 마일)에서 끝납니다. 지구 . Loon 풍선은 11 ~ 17 마일 (18 ~ 27km) 높이로 상업용 항공로보다 약 2 배 높은 높이에 떠 있습니다.

성층권에는 수증기가 적고 구름이 거의 없으며 말할 날씨도 없습니다. 또한 바닥으로 갈수록 더 춥고 상단으로 갈수록 더 뜨거워 져 가스가 상승하는 것을 방지하여 고도가 다른 층에 비교적 안정된 층이있는 상황을 만듭니다. 이 층에서 바람은 예측 가능한 방식으로 다른 방향과 속도로 불어납니다.

Google은 바람 패턴을 예측하고 시뮬레이션 할 수있는 알고리즘을 개발하여 풍선 탐색에 도움이되는 알고리즘을 개발하기 위해 미국 국립 해양 대기 청 (NOAA)의 과거 바람 관련 데이터와 지속적인 미래 예측을 분석하고 있습니다. 풍선은 헬륨 대 공기 비율을 조정하여 Google이 필요로하는 방향으로 바람이 불고있는 성층권 수준으로 높이거나 낮춤으로써 조종됩니다. 그들은 바람을 타고 타게 될 것이며, 어떤 의미에서 태양열과 풍력을 모두 사용할 수 있습니다.

Google은 미션 컨트롤이라고 부르는 운영 시스템을 개발하여 풍선을 지속적으로 모니터링, 추적 및 조종하고, 근처 항공 관제사에게 성층권으로 올라가거나 착륙 할 때 자신의 존재를 알립니다. 그들의 내비게이션 소프트웨어는 하루에 한 번만 명령을 보내는 것에서 15 분 간격으로 시간이 지남에 따라 개선되었습니다. Mission Control은 매분 풍선 비행 경로를 다시 계산할 수 있습니다. Loon 팀은 또한 처음에는 수백 미터에서 훨씬 더 정확한 수백 킬로미터로 풍선을 특정 위치로 보내는 능력을 향상 시켰습니다. 네트워크가 중단되지 않도록 한 번에 수천 개의 풍선을 제어 할 수 있도록 탐색을 최대한 자동화해야합니다.그러나 필요한 경우 탭을 유지하고 수동으로 작업을 제어하기 위해 Mission Control 소프트웨어를 사용하는 사람들이 여전히있을 것입니다.

Google은 봉투에서 가스를 방출하여 복구를 위해 풍선을 다시 땅에 내려 놓을 수 있습니다. 풍선이 터질 위험이있는 경우 가스가 자동으로 배출 될 수도 있습니다. 풍선이 너무 빨리 떨어지면 낙하산이 자동으로 전개됩니다. 구글은 부품을 재사용하거나 재활용 할 수있을 때마다 풍선과 장비를 회수 할 계획이다.

풍선에 부착 된 LTE 네트워킹 장비는 기존 전화 회사의 셀룰러 스펙트럼에서 작동하고 풍선이 지상의 휴대폰 및 타워와 직접 통신 할 수 있도록하여 특수 지상 안테나를 설치할 필요가 없습니다. Google은 사람들이 LTE 지원 모바일 장치를 통해 연결할 수 있도록 현지 이동 통신사와 파트너십을 맺을 것입니다. 네트워크에 연결하려면 특수 Loon SIM 카드가 필요합니다.

Icarus 테스트라고하는 예비 테스트는 2011 년 8 월에 시작되었습니다. 프로젝트 책임자 인 Rich DeVaul과 그의 팀 은 캘리포니아의 San Luis Reservoir에서 Linux 컴퓨팅 장비와 WiFi 라우터를 운반하는 4 개의 라텍스 풍선을 출시 했습니다. 그들은 안테나, WiFi 카드 및 스펙트럼 분석기가 장착 된 차량에서 신호를 테스트했습니다. 다른 유사한 테스트는 결국 한 풍선에서 다른 풍선으로 신호를 전달하고 자동차에서 인터넷에 연결할 수있을 때까지 이어졌습니다. 장비는 일부 초기 테스트를 위해 스티로폼 쿨러에있는 것으로 알려졌습니다.

2012 년에는 팀 이름이 Daedalus (Icarus의 아빠)로 변경되었습니다. DeVaul은 기술 관련 작업을 선호했기 때문에 수석 기술 설계자가되었고 Mike Cassidy가 프로젝트 책임자를 맡았습니다. 그들은 풍선 설계, 테스트 및 재봉을 위해 항공 우주 엔지니어, 네트워크 엔지니어, 매핑 전문가, 에너지 전문가, 적어도 한 명의 풍선 전문가, 군 수의사 및 섬유 전문가 (재봉사 포함)를 고용했습니다. 2012 년에는 NASA 용 풍선을 제조하는 회사 인 Raven Aerostar와 협력하여 풍선을 완성하기 시작했습니다.

장비 복구 가능성을 높이기 위해 테스트 장비에는 보상을 요청하는 번호가 새겨 져있는 "무해한 과학 실험"이라는 단어가 새겨 져있었습니다 (하지만 그 시점에서 여전히 비밀 프로젝트 였으므로 Google에 대한 언급은 없음). 2012 년 10 월, 테스트 풍선 중 하나가 켄터키에서 일부 UFO 목격 보고서를 촉발 시켰고 결국 캐나다로 떠났고 그곳에서 분실되었습니다.

최초의 공식 파일럿 테스트는 2013 년 6 월에 뉴질랜드 크라이스트 처치 지역에서 30 개의 풍선이 방출되었습니다. 그들은 약 25km (15.5 마일)까지 올라 갔고, 각각은 미리 설치된 구근 형 지상 기반 안테나로 무선으로 통신하는 약 22 파운드의 장비를 운반했습니다. 모두 약 50 명의 테스터가 있었는데, 그중 Nimmo 가족과 MacKenzie 가족은 풍선 네트워크를 통해 인터넷에 연결 한 최초의 사람들 중 하나였습니다. 테스터는 3G 속도로 연결했습니다.

캘리포니아의 센트럴 밸리, 호주, 칠레 및 브라질 등에서 추가 테스트가 수행되었습니다. 2014 년 6 월, 브라질에있는 학교 인 Linoca Gayoso Castelo Branco는 학교 옥상의 지상 기반 안테나와 함께 Project Loon의 LTE 라디오 장착 풍선을 사용하여 처음으로 인터넷에 연결할 수있었습니다 [출처 : Levy , Simonite ]. Google의 다음 단계는 남반구 지역에서 지속적인 서비스를 테스트하기 위해 수백 개의 풍선을 지구 주위에 고리 모양으로 만드는 것입니다. 이 회사는 많은 장소에서 비행 허가를받는 데 몇 가지 문제가 있습니다. 따라서 그 성격의 장애물이 많지 않은 남반구에서 주로 테스트하고 있습니다 [출처 : Verge ].

2015 년 7 월, Google은 스리랑카 국가와 제휴하여 25,000 제곱 마일 (64,750 제곱 킬로미터)의 전국에 2,200 만 명의 사람들 (대부분이 현재 온라인 상태가 아님)을 통해 인터넷에 액세스 할 수 있도록 제공한다고 발표했습니다. Project Loon 풍선, 2016 년 초까지 가능할 것입니다 [출처 : Gershgorn , Lavars , Yahoo ].

Loon 풍선 중 하나가 2015 년 9 월 캘리포니아 로스 앤젤레스 교외의 한 주거 마당에있는 야자 나무에 충돌했습니다. 의도 된 착륙 지점에서 그리 멀지 않았습니다 [출처 : Collman ]. 사소한 사건으로 아무도 다 치지 않았습니다.

인터넷 서비스가 미흡하거나 존재하지 않거나 많은 사람들이 단순히 사용할 수있는 것을 감당할 수없는 곳이 많이 있습니다. 프로젝트 Loon이 시작된 2011 년에 국제 전기 통신 연합은 인터넷에 22 억 명의 사용자가 있다고보고했습니다. 2015 년에는이 숫자가 약 32 억으로 증가했습니다 [출처 : Davidson , ITU ]. 엄청난 증가에도 불구하고 여전히 약 40 억 명의 사람들이 인터넷에 접속하지 못하고 있습니다.

액세스 권한이있는 일부 사람들조차도 고품질의 중단없는 고속 광대역을 가지고 있지 않습니다. 하늘로부터의 연결은 산악 지형과 같이 일반적으로 문제가있는 지역뿐만 아니라 인터넷 인프라 가 완전히 도달하지 못한 곳에서 서비스를 제공 할 수 있습니다 . 풍선 네트워크는 전선을 설치하고 셀 타워 및 기타 값 비싼 장비를 설치하거나 매우 값 비싼 통신 위성을 사용하는 것보다 개발 도상국을 포함하여 먼 곳에서 펼치기 훨씬 쉽고 저렴해야합니다 . Google 풍선 네트워크는 예를 들어 자연 재해로 지상 장비가 손상된 후 인터넷 서비스를 신속하게 백업하는 등 긴급 상황에서도 사용할 수 있습니다.

이동 통신사는 Google Loon 네트워크에 대한 액세스를 임대하는 데 관심을 보였습니다. 이를 통해 신규 고객에게 다가 가고 이미 다루는 영역에서 더 빠른 속도로 더 나은 서비스를 제공 할 수 있습니다. 무료는 아니지만 비용 절감의 일부가 더 낮은 가격의 형태로 고객에게 전가 될 수 있기를 바랍니다. Google은 이미 테스트를 위해 뉴질랜드의 Vodafone, 호주의 Telstra, 브라질의 Vivo 및 Telebras와 파트너 관계를 맺었습니다.

Project Loon은 세계와 연결되는 시대에 엄청난 혜택을 제공하는 사회에 진정한 혜택이 될 수 있습니다. 지구상의 모든 사람을 온라인에 연결하면 온라인 광고 및 서비스의 수익에 크게 의존하는 Google에도 혜택이 제공됩니다. 그리고 다시 회사는 Loon 네트워크에 대한 액세스에 대한 대가를 받게됩니다.

2014 년 Google은 Project Loon 및 매핑을 포함한 여러 프로젝트를 지원하기 위해 Titan Aerospace라는 태양열로 구동되는 고고도 드론 회사 (페이스 북 아래에서보고 됨)를 인수했으며 위성 회사 인 Skybox Imaging을 인수하고 우주 비행 회사에 투자했습니다. SpaceX. SpaceX는 전세계에 고속 인터넷을 제공하기 위해 수천 개의 작은 위성을 저궤도에 발사 할 수있는 권한을 찾고 있습니다.

하늘을 통해 사람들에게 인터넷을 제공하려는 회사는 Google만이 아닙니다. Facebook은 위성 및 드론과 같은 기술을 사용하여 전 세계 더 많은 사람들에게 저렴한 인터넷을 제공하기 위해 Connectivity Lab을 시작했습니다. 그들은 2014 년에 Ascenta라는 태양열로 구동되는 고고도 드론 회사를 인수하고 NASA와 같은 곳에서 기술 전문가를 고용했습니다.

인터넷에 연결할 수 있으면 커뮤니케이션에서 교육, 비즈니스 기회에 이르기까지 World Wide Web이 제공하는 모든 리소스에 액세스 할 수 있습니다. 많은 기업이 중요한 정보와 새로운 재료 및 제품 소스를 얻을 수 있습니다. 의료 종사자가 거의 없거나 전혀없는 지역의 사람들은 잠재적으로 가상 의료 서비스를받을 수 있습니다. 교사와 학생은 보충 교실 자료에 즉시 액세스 할 수 있으며 학교에 액세스 할 수없는 사람들은 교과서를 읽거나 온라인으로 수업을들을 수 있습니다. 미래의 젊은 과학자와 발명가는 아이디어, 리소스, 심지어는 공동 작업자까지 온라인에서 찾을 수 있습니다.

접근은 지역의 경제를 향상시킬 수 있습니다. Google Loon의 프로젝트 책임자 인 Mike Cassidy에 따르면 한 국가의 인터넷 보급률이 10 % 증가하면 연간 GDP가 약 1.4 % 증가합니다 [출처 : Valve ].

Google은 2016 년 말까지 Project Loon이 상용 서비스를 제공하기를 희망합니다.

작성자 참고 : Google Loon 작동 방식

인터넷에 대한 액세스는 오늘날 우리의 삶을 더 쉽게 만드는 것뿐만 아니라 중요한 서비스에 액세스하고 일반적으로 사회에 적응하기 위해 매우 중요합니다. 우리는 점점 더 온라인으로 의사 소통하고 뉴스를 읽고, 날씨를 확인하고, 청구서를 지불하고, 오락을 소비하는 등 일상적인 일을합니다. 우리는 또한 우리의 전망을 개선하고 지역 신문과 노동 부서에서 다루는 지역 밖에서 일자리를 찾는 데 도움이되는 교육을받을 수 있습니다 (학교 교과 과정 외부 및 내부 모두). 인터넷에 접속할 수 없으면 불이익을 받게되므로 지금까지 소외된 사람들에게 인터넷의 범위를 넓히려는 사람들이있어 기쁩니다. 그리고 일부 서비스가 풍선으로 제공 될 수 있다는 사실은 그저 더 재미있게 들리게합니다.

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