为非洲提供互联网

非洲有一半以上的人口不能上网，但由于移动网络和雄心勃勃的新工程项目，这种情况正在改变。事实上，在2005年至2018年期间，非洲的互联网使用量是全球增长最快的，这证明了弥合数字鸿沟是有可能的。

世界银行负责基础设施的副行长Makhtar Diop说:“2015年至2035年期间，非洲的劳动年龄人口预计将增加4.5亿人。”“如果目前的趋势继续下去，只有不到四分之一的人能找到稳定的工作。扩大互联网接入意味着创造数百万个就业机会。”

2018年，非洲宽带连接数量突破4亿大关，是2010年水平的近20倍，但2018年，包括3G和4G连接在内的区域平均宽带普及率仅为25%。事实上，非洲的移动宽带覆盖率仍占人口的70%。

要实现世界银行提出的到2030年实现普遍、负担得起的高质量宽带接入的目标，必须有近11亿新用户接入互联网。据估计，要实现这一目标需要1000亿美元(800亿英镑)。

宽带委员会(Broadband Commission)的一份报告称:“这无疑是一项重大的基础设施建设工程，需要在整个地区部署近25万个新的4G基站和至少25万公里的光纤。”使这项任务困难的不仅仅是钱。由于缺乏可靠和负担得起的电力，加快非洲的数字转型之旅变得更具挑战性。但该报告主张“推广卫星、基于wi - fi的解决方案和其他创新，以覆盖目前无法使用传统蜂窝移动网络的偏远农村地区的约1亿人口”。

有什么大规模的高科技方案可以更好地连接这片大陆?

卫星和非常小孔径终端地面站通常用于提供网络访问，但往往导致速度低于平均速度和高价格。然而，技术正在改进。

2020年1月16日，阿丽亚娜空间公司成功将一颗新的Eutelsat Konnect卫星发射到地球静止转移轨道。它将为非洲多达40个国家和欧洲15个国家提供全部或部分覆盖，并与陆地网络合作，为偏远地区提供互联网接入。

这颗3.6吨重的通信卫星由泰利斯阿莱尼亚航天公司建造，是第一颗使用泰利斯阿莱尼亚航天公司的全电动太空巴士NEO平台的卫星，该平台是在欧洲航天局和法国国家空间研究中心开展的Neosat伙伴关系项目下开发的。

Spacebus Neo平台具有许多创新，包括模块化设计的寿命和灵活性，以及将在几年内推出的超高通量卫星(VHTS)的选择。它的设计结合了高效率和轻重量，这将使卫星运营商从具有竞争力的发射条件中受益。

VHTS系统首先出现在军事电信中，由于其结合了高容量和数字敏捷性，因此非常有用，因为它们能够调整以匹配覆盖区域的要求，并根据运营商的需求发展。

为了容纳这种类型的大容量有效载荷，需要一种新的推进系统。电力推进系统是Spacebus Neo平台的结构支柱，用于将卫星提升到其运行轨道位置，并在其15年的运行寿命内保持在原位。

前几代电信卫星使用化学推进通过燃烧燃料来产生推力，而像Konnect这样的电力推进系统使用惰性气体氙作为推进剂燃料。“电动推进器的工作原理是用磁场捕获电子，使通过的气体电离。加速离子出来，产生推力和驱动力。它们产生的推力是几百毫牛顿，而不是几牛顿，但它们非常高效，”泰利斯阿莱尼亚英国航天公司的推进产品经理史蒂文·奥斯汀说。

这种类型的系统可以有效地利用燃料和电力，使包括卫星在内的现代航天器比目前可用的任何其他推进技术走得更远、更快、更便宜。奥斯汀补充说:“与化学推进相比，最大的优势是燃料效率可以提高5到10倍。”

Konnect公司的氙推进系统在贝尔法斯特组装，工作在电磁频谱ka波段。“连接”是2014年新工厂生产的第一颗商业卫星，也是第一颗使用电动推进器的卫星。

“在我的职业生涯中，这是最非凡的成就，”奥斯汀兴奋地说。“我们的团队在这方面研究了多年，推进系统在发射后很快就得到了应用。这很让人紧张，但也很值得。”

Konnect将提供75Gbps的吞吐量，并为公司和个人提供高达100Mbps的高速互联网接入。根据《孤独星球》指南，卫星运营商欧洲通信卫星公司(Eutelsat)发起的“连接非洲”(Konnect Africa)在Côte d’ivoire推出了互联网接入服务，流量从5GB到30GB不等，价格在9000到35000非洲法郎(约合12到47英镑)之间，相当于当地街头小贩45到175杯咖啡。

该服务将在贝宁、喀麦隆、肯尼亚、莱索托、尼日利亚、南非、斯威士兰、坦桑尼亚和乌干达开始进一步推广。人们希望卫星连接将使家庭、企业、学校、医院和政府能够享受互联网连接带来的社会和经济机会，无论他们生活在城市还是偏远地区。

受“即用即付”模式和热点方案的启发，公共Wi-Fi终端将提供套餐，这样几个用户就可以共享在线访问，这些套餐将以使用手机付费的优惠券形式销售。首批合作伙伴将包括当地运营商和电信公司。

泰利斯阿莱尼亚宇航英国公司表示，随着欧洲通信卫星公司Konnect VHTS的推出，该计划将在2022年“进入更高的速度”，这是一个更大版本的Konnect，可以携带更高的有效载荷和更多的燃料，但使用相同的模块化推进系统。

谷歌也在探讨在非洲寻求更好的连接。这家科技巨头去年宣布，计划建造一条新的私人海底电缆，连接非洲和欧洲。一旦完工，这条名为Equiano的光缆将从西欧开始，沿着非洲西海岸，在葡萄牙和南非之间运行，沿途设有分支单元，可用于将连接扩展到其他非洲国家。该项目的第一阶段，连接南非和葡萄牙，预计将于2021年完成，而第一个分支预计将在尼日利亚着陆。

Equiano是谷歌的第三条国际私有电缆，但也是第一条在光纤对级别上结合光交换的海底电缆，而不是传统的波长级交换方法。这大大简化了电缆容量的分配，使公司能够根据需要灵活地在不同位置添加和重新分配电缆容量。

Facebook也在大力推广这款游戏。事实上，乌干达已经与非洲公司联手，共同承担在乌干达偏远地区铺设近500英里光纤电缆的重任，连接约300万人华尔街日报．

随着Facebook在西方市场的增长停滞，该公司似乎正在瞄准新用户。据称，该公司在撒哈拉以南非洲地区的月活跃用户已达1.31亿。仅在乌干达，就有巨大的增长潜力，几乎有2000万人拥有移动电话。然而，有人担心Facebook的努力可能会破坏网络中立性，但增加电缆和为当地居民建设更好的互联网接入将带来巨大的社会和经济效益。

据传这家社交网络公司野心更大，正计划铺设一条名为Simba的海底光缆。然而，脸书告诉E&T该公司无法就此事置评华尔街日报的报告。

如果这篇论文的来源是正确的，那么Equiano电缆环路可以连接非洲东西和地中海海岸的几个国家，让更多的人乘坐这条数字高速公路，尽管没有共享精确的路线。无论Simba是否继续，大型科技公司为海底电缆买单的趋势似乎将继续下去。

其他公司也在用巨大的气球和无人机加入互联互通的行列。Loon是Alphabet Inc(谷歌的母公司)的一部分，它与移动网络运营商合作，扩大其LTE服务的覆盖范围。它说:“我们一起帮助扩大覆盖到缺乏覆盖的地方，补充现有网络，并在自然灾害后提供权宜之计的覆盖。”

Loon的聚乙烯气球有网球场那么大，可以在平流层飞行20公里，那里的风速可以超过100公里/小时，温度可以低至-90°C。它们包含了基站最基本的组件。太阳能电池板在白天为系统供电，同时为机载电池充电，以便夜间运行。天线从地面站通过气球网状网络传输连接，并返回到用户的LTE手机。用户只需要一部标准的LTE手机就可以连接到Loon气球上。

使用气球提供互联网接入的好处在于，它们的导航系统可以被编程，以便自动前往偏远地区，而操作人员可以证明持续的人工监督。“一组Loon气球创建了一个网络，为特定区域的人们提供连接，就像一组地面塔形成一个地面网络一样。不同的是，我们的‘塔’一直在随风移动，”该公司表示。

2020年7月，Loon与Alphabet公司和肯尼亚电信公司(Telkom Kenya)合作，开始使用气球向肯尼亚大裂谷偏远地区的村民提供世界上第一个商用高速互联网。它是由电信、科技、航空和航天公司组成的HAPS联盟(高空平台站的缩写)的一部分，该联盟致力于消除数字鸿沟。它们包括爱立信、诺基亚公司、Telefónica和空中客车防务与航天公司。

“HAPS系统填补了卫星和无人机之间的能力差距，作为不断增长的市场的一部分，它们相互补充……拥有一架经过飞行验证的飞机只是第一步;拥有一个可以按照共同标准运行的生态系统，将使我们更接近于从平流层提供HAPS服务，从而释放世界各地的潜力，”空中客车防务与航天首席执行官Dirk Hoke说。

尽管由于工程挑战的复杂性和新法规的需要，HAPS服务可能在相当长一段时间内都不会准备好推出，但该行业正在团结起来，成为一个联盟，使该技术有最好的机会尽快实现其潜力。

空中客车公司正在研制一架无人太阳能飞机，该飞机将在7万英尺左右的平流层飞行，计划为HAPS提供服务。目前有两个版本的西风，这是一种卫星无人机混合。较大的飞行器，Zephyr T，翼展33米，重140公斤，而Zephyr S翼展25米，重不到75克，一个人可以移动它。

有传言称，Facebook正在测试Zephyr S是否可以帮助其实现使用无人机(或无人机混合)提供连接的梦想，并于2018年6月停飞了Aquila项目。

这家社交网络公司最初设计了一架太阳能飞机，将互联网传送到世界偏远地区，最终打破了无人驾驶飞机飞行时间最长的记录。马克·扎克伯格在2016年的一篇博客文章中写道:“最终，我们的目标是让一队阿奎拉斯一起在6万英尺的高空飞行，用激光相互通信，一次在空中停留几个月——这是前所未有的。”

脸书2017年的一篇博客也表示:“我们认为HAPS连接是下一代宽带基础设施的重要推动因素，使宽带连接有可能带到缺乏或不存在互联网连接的农村地区。”

Facebook还表示，它正在与空中客车合作“推进频谱和航空政策，并继续证明HAPS系统提供宽带连接的可行性”，但空中客车告诉E&T，目前无法评论具体的合作伙伴。据澳大利亚媒体报道，脸书于2019年4月在西澳大利亚州金伯利进行了一次无人机试验，最终以坠机告终，但该公司拒绝置评。

无论关于新奇飞机的传言是否属实，如果要实现到2030年让非洲每个人都能普遍使用负担得起的互联网的目标，政府、大型科技公司和其他私营企业以及发展伙伴将不得不合作连接整个非洲大陆。

宽带委员会报告称:“简而言之，我们需要的是一场‘数字登月’，即为实现一个看似不可能实现的目标而付出异常和协调的努力。”

虽然公司的目标不是月球，但天空中的卫星和HAPS系统似乎将帮助实现这个梦想，而且在该领域有如此多的合作，每个人都有很高的目标。