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Das Senden von drahtlosen Daten zwischen zwei Ballons mit einer Entfernung von 372 Meilen ist ein sehr gutes Ziel

2020

Abhängig von Ihrem Wohnort ist es ziemlich einfach, schnelle und zuverlässige Datenverbindungen von Mobilfunkmasten als selbstverständlich zu betrachten. Aber nicht jeder auf der Welt wohnt in der Nähe einer solchen Infrastruktur - oder manchmal, nach Katastrophen, wird ein Zellennetzwerk verkrüppelt.

Eine der Schwesterfirmen von Google, ein Unternehmen namens Loon, hat daran gearbeitet, dieses Problem mit Luftballons zu lösen, die etwa 19 km über dem Boden schweben. Diese mit Helium gefüllten Gefäße nehmen ein Zellsignal von Terra Firma auf und leiten es dann von Ballon zu Ballon weiter, um es dorthin zu bringen, wo es benötigt wird. Die Geräte auf der Unterseite der Ballons erzeugen ein LTE-Signal, um den Personen unter ihnen eine Verbindung zu ermöglichen. Ein Ballon kann darunter eine Fläche von etwa 1.930 Quadratkilometern abdecken.

Tatsächlich gab Loon gerade bekannt, dass sie Daten zwischen zwei Ballons über 372 Meilen über dem Atlantik gesendet hatten. Bei einer weiteren Leistung strahlten sie ein Internet-Signal über Nevada und Kalifornien, das fast 100 Kilometer lang war, und hüpften in einer Reihe von Zick-Zack-Bewegungen von einem Ballon zum nächsten, wie Pony Express-Fahrer, die Postpakete ausliefern.

So funktioniert das System.

Das gesamte Ballonsystem ist auf eine direkte Internetverbindung angewiesen, die von einer Bodenstation zu einem Ballon in der Nähe übertragen wird. Um Daten von Ballon zu Ballon zu übertragen, verwendet jedes schwimmende Fahrzeug zwei bis drei Antennen, die jeweils ungefähr die Größe eines Basketballs haben und untereinander senden können.

Diese Antennen sind an Gelenkarmen (Gimbals) angebracht, die mithilfe elektronischer Lenkung die Ausrichtung in die richtige Richtung gewährleisten. „Die Ballons bewegen sich ständig und müssen sich ständig anpassen, um ein Schloss zu halten“, sagt Sal Candido, technischer Leiter bei Loon. Die Antennen können sich bewegen, um sicherzustellen, dass die Verbindung nicht unterbrochen wird, wenn sich die Ballons im Wind bewegen.

Die Art und Weise, wie Daten von Ballon zu Ballon über diese sich bewegenden Antennen übertragen werden, basiert auf Millimeterwellensignalen. Dies ist auch eine Möglichkeit, mit der Mobilfunkanbieter 5G-Geschwindigkeiten in die Massen bringen möchten.

Und während Sie vielleicht denken, dass das Senden eines Signals zwischen zwei Ballons, die etwa 20000 Meter vom Schreibtisch entfernt sind, sehr viel Strom kostet (die Ballons werden mit Solarenergie betrieben), ist Candido der Ansicht, dass das größte Problem darin besteht, sicherzustellen, dass diese Antennen korrekt ausgerichtet sind.

"Das Wichtigste ist die Genauigkeit - die Leistungsanforderungen sind in der Stratosphäre nicht allzu schwierig", sagt Candido. „Das sind engstrahlende Punkt-zu-Punkt-Verbindungen.“ Er vergleicht die Genauigkeit, die Sie benötigen, um einen Basketball durch einen Reifen auf dem gesamten Weg über ein Fußballfeld zu versenken.

Was die langen Übertragungen zwischen Luftballons angeht, die das Unternehmen macht? Bei dem Signal über Kalifornien und Nevada handelte es sich um ein tatsächlich über das Internet verbundenes Signal, das vom Boden kam, während es sich bei dem 372-Meilen-Signal über dem Atlantik lediglich um Daten handelte, die zwischen zwei Ballons ohne Internetverbindung übertragen wurden.

Loon plant, mit diesem System im nächsten Jahr den Dienst in Kenia aufzunehmen und arbeitet mit Telkom Kenya zusammen, um das Signal vom Boden zu den Ballons zu leiten. Die Verwendung von Ballons ist jedoch nur eine Möglichkeit, ein LTE-Signal auf die Mobiltelefone der Welt zu übertragen.

Die allgemeine Strategie, die Loon anwendet, ist als Multi-Hop-System bekannt, bei dem ein Signal von einer Basisstation aus durch Leitpunkte wie Drohnen oder Satelliten springt, sagt Muriel Mødard, Professor für Elektrotechnik und Informatik am MIT .

»Es gibt eine ganze Reihe solcher Architekturen, die es schon lange gibt und die immer noch eingesetzt werden«, sagt sie. Stellen Sie sich vor, Sie fügen Ihrem Heim-WLAN-System einen Extender oder ein Mesh-Netzwerk hinzu.

Natürlich ist eine kabelgebundene Verbindung immer gut, und die Mobilfunkmasten sind immerhin über physische Drähte mit dem Netz verbunden. Das Verlegen von Kabeln ist jedoch teuer und mit eigenen logistischen Problemen verbunden. »Es kann nicht sein, dass die ganze Welt wie ein Teller Spaghetti aussieht«, sagt sie. Stellen Sie sich statt Spaghetti schwebende Ballon-Fleischbällchen vor.

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