《電子技術(shù)應(yīng)用》
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當(dāng)云計算飛向深空 全面的太空及衛(wèi)星互聯(lián)還需等風(fēng)來

2021-06-03
來源:電子發(fā)燒友
關(guān)鍵詞: 算力 智慧城市 云計算

  我們多次說起過,當(dāng)下的“上云”浪潮,源自無數(shù)來自于扎實(shí)產(chǎn)業(yè)土地的真實(shí)需求:工廠需要AI,機(jī)器人需要算力,城市需要智慧,流媒體需要高清低時延的體驗(yàn)……

  照此邏輯,有著大量數(shù)據(jù)傳輸、智能計算、AI應(yīng)用需求的空間站及太空產(chǎn)業(yè),自然也應(yīng)該是頭部云廠商的必爭之地。

  不過放眼整個云市場,真正將業(yè)務(wù)開展到了云層之上的,只有亞馬遜、微軟及谷歌等等非常少數(shù)的企業(yè)。解鎖“太空場景”,有現(xiàn)實(shí)意義嗎,又要跨越怎樣的八千里路云和月?

  誰在深空盼云來

  與地面上千姿百態(tài)、生機(jī)勃勃的眾生相不同,提起深空,我們的第一反應(yīng)是酷寒、失重、冷寂,除了少數(shù)人類宇航員,就是無邊際的器械與衛(wèi)星。

  這樣的地方,也需要云嗎?

  或許,可以換一個角度,把深空的云服務(wù)想象成和智慧城市、智慧工廠、智慧園區(qū)等并行的落地產(chǎn)業(yè)之一。

  首先,深空中存在不少數(shù)字化及智能應(yīng)用的計算需求,而人類短時期內(nèi)都不可能在太空建一座實(shí)體數(shù)據(jù)中心,云,就成了“指揮太空”這張白紙的首選載體。

  在空間站與地面的數(shù)據(jù)中,包含了大量的語音、視頻等富媒體數(shù)據(jù),近年來還有人開始嘗試將VR應(yīng)用于太空。同時,有大量智能機(jī)器人被設(shè)計出來并送往太空,它們有的替代人類在太空中進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間探測等活動,有的負(fù)責(zé)陪伴并幫助人類宇航員承擔(dān)一部分工作。比如IBM在2018年送往國際空間站的AI系統(tǒng)CIMON,就集成了語音、人臉識別、情感分析、NLP等等算法能力,能檢測空間站異常并進(jìn)行預(yù)警。

  AI、VR、4K視頻等等新功能的日趨增多,讓原來只能處理單一類型數(shù)據(jù)的計算系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò),無法滿足太空作業(yè)的現(xiàn)實(shí)需求,從長遠(yuǎn)考慮,部署云計算將是各國空間實(shí)力的一個賽點(diǎn)。

  此外,正是因?yàn)樘者b遠(yuǎn)、神秘又無處不在,也成為地面上眾多服務(wù)生活不可或缺的信息源頭。

  科研需求就不提了,比如平時導(dǎo)航軟件都會用到的衛(wèi)星雷達(dá)圖像,公共服務(wù)涉及的氣象數(shù)據(jù),海面、高山等偏遠(yuǎn)地區(qū)作業(yè)依賴的衛(wèi)星通訊。就連衛(wèi)星拍攝到的太空圖片以及空間站生活,都能作為科普和創(chuàng)意素材,在社交平臺上吸引來自全球好奇星人的目光。

  大量新業(yè)務(wù)和初創(chuàng)公司開始進(jìn)入太空領(lǐng)域,直接帶來了大量數(shù)據(jù)集合以及分析傳輸?shù)膲毫?,上云顯然就成了極具性價比的選擇。

  有海外分析師認(rèn)為,2030 年左右,與太空相關(guān)的云服務(wù)產(chǎn)業(yè)總收入可能會達(dá)到 150 億美元。這么一瞧,潛在客戶不僅數(shù)量多還是剛需,舍得花錢。

  云廠商們平時總說要追尋科技的星辰大海,怎么真到了進(jìn)擊太空的時候,就只剩亞馬遜AWS、微軟,難道這就是傳說中的葉公好龍嗎?

  解鎖太空三步曲

  2020年,亞馬遜將太空業(yè)務(wù)作為細(xì)分市場,成立了新的航空航天和衛(wèi)星解決方案部門,由退役美國少將克羅西爾領(lǐng)導(dǎo)。

  同樣在去年,微軟與馬斯克的星鏈達(dá)成合作,希望通過“Azure Space計劃”把云服務(wù)帶到太空,為客戶管理來自太空衛(wèi)星的大量數(shù)據(jù)。

  從中,我們也就不難發(fā)現(xiàn),雖然太空場景下的云業(yè)務(wù)邏輯與其他產(chǎn)業(yè)差不多,需求基本都涵蓋在:1.模擬并支持太空任務(wù);2.從衛(wèi)星數(shù)據(jù)中發(fā)掘有用信息;3.支撐地面和近地軌道服務(wù)創(chuàng)新。

  但太空的特殊環(huán)境,又對云廠商的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了全然不同的新挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)在:

  第一步,衛(wèi)星。

  我們知道,傳統(tǒng)的太空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要承載的任務(wù)很多,包括空間站內(nèi)的數(shù)字通信、空間站與其他衛(wèi)星、軌道飛行器、航天飛機(jī)的通信,與地面的通訊和實(shí)時交互等等。

  這些任務(wù)都要將關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳遞給地面機(jī)構(gòu)和科學(xué)家,要將云服務(wù)的戰(zhàn)火燒到太空中,自然離不開高速低延遲的衛(wèi)星寬帶。

  在一份美國的監(jiān)管文件中,就提到對微軟 Azure 云服務(wù)能力在太空環(huán)境中的測試,包括支持O3B 中軌道星座,提升數(shù)據(jù)中心和邊緣設(shè)備之間的連通性等等。

  而亞馬遜創(chuàng)始人貝索斯旗下更是自有太空公司藍(lán)色起源(Blue Origin),計劃在2021年首次發(fā)射自己的New Glenn火箭,并準(zhǔn)備投入100億美元部署3236顆衛(wèi)星,發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)Project Kuiper,與微軟太空云服務(wù)的盟友星鏈競爭。

  所以說,沒有低成本的小型衛(wèi)星系統(tǒng)和可重復(fù)使用的運(yùn)載火箭方案支撐,云廠商巧婦也難為無米炊。云計算的競爭,也在于商業(yè)航空之間的競爭。

  第二步,地面。

  除了部分邊緣計算需求要在太空處理,絕大多數(shù)工作還是要在地面完成。因此,微軟和亞馬遜的第一步,都是先發(fā)力地面基礎(chǔ)設(shè)施。

  早在2018年,亞馬遜AWS就與多家衛(wèi)星公司合作,采用其提供的地面基礎(chǔ)設(shè)施來存儲、分析和傳輸衛(wèi)星數(shù)據(jù)。在一次與NASA合作的國際空間站實(shí)時視頻演示中,宇航員翻身的4K高清畫面沒有延遲、沒有卡頓地被地球觀眾所看大,正是得益于地面云基礎(chǔ)設(shè)施的龐大投入。

  而微軟則打造了模塊化數(shù)據(jù)中心(Modular Datacenter, MDC),為美國國防部創(chuàng)新機(jī)構(gòu)(DIU)部署了一個具備高速云計算能力的解決方案,以便更好地利用太空數(shù)據(jù)來支持美國空軍的CASINO(Commercially Augmented Space Inter Networked Operation) 項目。

  第三步,商業(yè)。

  太空場景不僅需要最好的云計算技術(shù)和數(shù)據(jù)處理能力,而且應(yīng)用領(lǐng)域也比較復(fù)雜,要成功將云服務(wù)和解決方案售賣出去,也沒有想象中簡單。

  有的分析需要立刻在邊緣側(cè)進(jìn)行,比如Hewlett-Packard Enterprise(惠與公司)就曾與NASA合作,為國際空間站送去了一個能夠本地處理邊緣計算的超級計算機(jī),無需先將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降厍?,在通信不好的惡劣太空環(huán)境下也能支持科學(xué)研究,讓機(jī)器人照常工作。

  而一些相對復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析則需要傳輸?shù)匠笠?guī)模的公有云處理,像是探索如何利用人工智能在太空進(jìn)行醫(yī)療診斷,地球直播公司全天候24小時直播的“實(shí)時地球觀測服務(wù)”等等。

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 ?。◤膰H空間站接收和使用云計算處理視頻信號)

  不難發(fā)現(xiàn),受限于成本顧慮,基于衛(wèi)星通訊的云服務(wù)最初的客戶大多會來自國防、油氣、航空等重型行業(yè),既有傳輸、存儲和處理大量太空數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)需求,也有較強(qiáng)的付費(fèi)能力,也就十分考驗(yàn)云廠商在B端和G端的口碑與影響力。

  事實(shí)上,亞馬遜AWS和微軟常年就政府大單撕得臉紅脖子粗。去年底亞馬遜AWS更是直接起訴,聲稱微軟拿下的“聯(lián)合企業(yè)國防基礎(chǔ)設(shè)施”(JEDI)云服務(wù)合同是“特朗普腐敗的產(chǎn)物”。而與政府綁定的太緊,又會面臨“軍事云”“政治云”等道德風(fēng)險與輿論壓力。

  太空這朵云,可以說是“步步驚心”。與其說是商業(yè)競賽,不如說是與國家太空戰(zhàn)略同步的“搶船票”行動——為了先占一個屬于自己的好位置。

  建好營壘等風(fēng)來

  相信看完當(dāng)下的太空云競賽之后,一定會有人問,中國產(chǎn)業(yè)也有類似的需求怎么辦呢?

  克羅西爾認(rèn)為,人類正處在自阿波羅登月任務(wù)之后最激動人心的太空時刻。

  在等待商業(yè)航空繁榮發(fā)展的同時,中國云廠商其實(shí)還有很多工作可做。

  比如說,基礎(chǔ)系統(tǒng)和軟件,不能重蹈半導(dǎo)體的覆轍吧。太空云服務(wù)還涉及到視頻編解碼、流媒體數(shù)據(jù)傳輸、衛(wèi)星軌道模擬器等多種技術(shù)的協(xié)調(diào)與配合。只有在核心底層技術(shù)上都有足夠豐沛的自主積累,才能將這朵云灑遍山河、送入太空。

  此外,全面的太空及衛(wèi)星互聯(lián)解決方案依賴大量合作伙伴來共同完成。真正拿下賽點(diǎn),靠的還是產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁需求、市場的規(guī)模潛力,以及生態(tài)營壘的密布。目前看來,大家都還在擴(kuò)大自身軌道覆蓋面的助跑期。

  編織一條直達(dá)太空的云梯,將是云市場的新篇與終章。大幕的拉開,還要讓子彈再飛一會兒。


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