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AWS的地面站网服务到底是什么?

2018年11月27日,在美国举行的AWS re:Invent大会上,AWS宣布了其地面站服务的启动。

  2018年11月27日,在美国举行的AWS re:Invent大会上,AWS宣布了其地面站服务的启动。我没有参加过任何一届re:Invent大会,但诸如DigitalGlobe等遥感卫星公司一直是re:Invent会议的常客,而且每次会议谈到“Space”的话题,遥感数据的存储、处理和应用都是必谈的话题

  AWS与卫星

  2017年的AWS re:Invent大会上,DigitalGlobe的CTO兼创始人Dr. Walter Scott做了《How DigitalGlobe Uses Amazon SageMaker》的大会报告。

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  2016年的AWS re:Invent大会上,DigitalGlobe和AWS联合做了《AWS Snowmobile and AWS Snowball Egde》的报告。

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  前面说到的Snowmobile的数据传输解决方案,其实就是……用卡车运数据。为了方便用户使用和下载自己的数据,DigitalGlobe在2016年末开始与AWS合作如何将其海量数据上云,过程中发现DigitalGlobe的数据量太大,如果使用网络传输到AWS的云上效率太低,于是DigitalGlobe就成为了AWS的100PB级数据传输解决方案Snowmobile的首个用户

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  因此,AWS一直是遥感卫星运营商和数据提供商有力的支持者,我们从AWS的中文官方网站(https://amazonaws-china.com/cn/earth/)可以看到,USGS的Landsat、美国NAIP、NASA Earth Exchange、欧洲Sentinel-2、美国MODIS、美国NOAA的GOES、英国气象局的MOGREPS等系统的遥感数据都在AWS上

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  其实不仅是遥感卫星,对于通信卫星AWS也一样是有力的支撑。2018年9月,CNBC报道Iridium公司将与AWS合作开发一个基于卫星网络的物联网应用CloudConnect。Iridium的CEO Matt Desch表示“现在AWS已经将Iridium的语言加入到了云平台,未来AWS可以扩展其平台上的应用到卫星领域”,同时,他还表示 “因为AWS是世界上最广泛使用的云计算服务平台,因此在这个平台上的应用程序都具有相同的‘语言’,这对新的想要连接更多应用的物联网设备至关重要。”

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  而如今,AWS又把触角向遥感、通信卫星运营商的上游地面站网延伸了一下。但不同于之前的服务提供商或合作伙伴,AWS这次推出的服务就叫AWS Ground Station

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  AWS Ground Station的报道

  因为千域空天并没有参加这次会议,所以我们并不知道AWS宣布这件事情的经过和全部内容是什么,但好在有这么多的科技媒体都参与了这次会议。

  使用Google搜索“AWS Ground Station”的关键词就能找到多家欧美的主流科技媒体在2018年11月30日前又快又全的报道:

  GeekWire《Amazon Web Services launches AWS Ground Station, a cloud service for satellite operators》,

  Business Insider《Amazon is Building a Dozen Satellite Transmission Facilities That It Hopes Will Extend Its Lucrative Cloud Model in Space》,

  TechCrunch《AWS Launched A Station for Satellites as A Service》,

  Geospatial World 《Amazon Launched AWS Ground Station and How It Would Turn Earth Observation Industry on Its Head》,

  ZDNET《AWS Ground Station: Fully-managed ground station-as-a-service》……

  相比较于平时想找个航天类的会议新闻只能看SpaceNews、Via Satellite或会议官网的窘境,我发现这次有些欧美主流科技媒体发布新闻的时间甚至比SpaceNews还早。这不得不让人感叹,还是互联网公司的新闻更吸引人啊!

  通过这些媒体的报道,他们共同指向了AWS的CEO Andy Jassy做的一个报告《AWS Ground Station Preview Announcement》,这个报告是在Andy Jassy做11月28日的Keynote之前的一个Preview Annoucement。

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  在这个报告中,还有两位串场嘉宾,一位是前面说到的DigitalGlobe的CTO兼创始人Dr. Walter Scott,另一位则是在很多媒体的报道中一带而过的来自Lockheed Martin Space的执行副总裁Rick Ambrose。为方便大家看到原版的内容,我们已经将该视频下载并上传,大家可以直接通过文末的“阅读原文”看视频,我们在这里将一些重点内容分享给大家。

  Andy Jassy介绍AWS Ground Station

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  首先Andy向听众介绍了现在AWS正在服务的与卫星相关的客户,从其PPT中来看,BlackSky、Planet、AstroDigital、NOAA、DigitalGlobe都是遥感卫星运营商,Andy Jassy也提到DigitalGlobe与AWS的长期合作;而Mapbox、GEOData、MetOffice等则是专注于数据存储和处理;Weather Risk、SkyWatch等则是专注于数据应用,其中Andy Jassy提到Weather Risk每天要处理大概200GB的卫星天气数据。

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  除了这些商业卫星数据/图像公司,AWS还与包括Blue Origin、Spaceflight的运载/发射服务公司和ESA、NASA JPL这样的宇航机构合作,帮助这些公司/机构进行数据存储和处理工作。

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  Andy Jassy提到,上述无论是哪一类客户,都遇到了如下的三个问题:

  一是需要在全球建设基础设施,包括天线和计算中心;

  二是上下行数据都需要专门的软件和工作流程,非常不方便;

  三是数据都需要迁移到云上进行处理、分析和机器学习,像DigitalGlobe就在2016年将其100PB的数据迁移上AWS。

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  而这三个挑战尽管各有不同,但有一个相同点,就是都需要很多钱

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  至此,Andy Jassy正式向全世界用户推出了AWS的Fully managed Ground Station-as-a-Service业务,AWS Ground Station。

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  Andy Jassy指出,AWS Ground Station业务的规划是在全球提供不少于12个站点的地面站服务,目前该业务仅有2个地面站点,他预计2019年初将会再增加10个地面站点。而AWS选择地面站点的位置时都会考虑让地面站尽可能地靠近AWS的云基础设施区域

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  而至于如何使用这些地面站点,AWS做的则并没有什么新意,目前可以提供地面站网服务的公司几乎都能够提供这些服务,AWS也没有公布这项服务的具体价格,我们认为也许AWS提供的地面站+存储+处理+分发的一体化解决方案相比较于之前的地面站网服务公司的价格可能会是优势之一;而AWS强大的处理和分析数据的平台能够与用户的平台无缝对接也许是优势之二,但其实现在地面站网公司的数据都已经AWS了。

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  Andy Jassy披露了一部分正在Preview AWS Ground Station业务的用户和合作伙伴,我们可以看到BlackSky、DG、HawkEye 360、SPIRE、Capella Space等熟悉的遥感卫星公司。

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  DigitalGlobe讲述All-in on AWS

  随后,DigitalGlobe的Walter Scott登场讲述DigitalGlobe利用卫星遥感技术和自家的WorldView卫星如何帮助政府和商业解决棘手的难题。

  首先,Walter Scott介绍了DigitalGlobe在许多领域的应用。

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  同时Scott还介绍了DigitalGlobe的母公司MAXAR,通过2017~2018年的收购和整合,DigitalGlobe的母公司MAXAR已经成为集卫星光学遥感、卫星雷达遥感、遥感应用解决方案、卫星总体设计/制造、航天器射频分系统设计/制造于一身的大型宇航公司。

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  然后他说的就是在航天业界的一个共识,“Space is Hard”。作为DigitalGlobe这样的公司,能够经营世界最高分辨率的遥感卫星已经是个很难的事情了,但由于它们要确保能够尽可能的与卫星通信,传输遥控指令给卫星并及时下载卫星所拍摄的图像,这使得DigitalGlobe必须自己去做他们并不想涉足的那个Hard的部分,就是建设全球的地面站网

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  幸运的是,AWS总是出现在DigitalGlobe需要的地方,因此现在DigitalGlobe的All-in on AWS的行动,除了积攒的10多年多达100多PB的数据通过AWS Snowmobile上云、还利用AWS的SageMaker在Amazon Glacier和Amazon S3之间进行数据迁移、通过AWS可以方便DigitalGlobe的开发者方便实用DigitalGlobe的AI平台

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  而对于AWS推出的AWS Ground Station业务,则被Scott成为是 “Latest Step All-in on AWS”,据Scott说,DigitalGlobe现在每天的数据下载量是80TB

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  在播放了一段DigitalGlobe的《Build a Better World》的宣传片帮助观众了解和认识DigitalGlobe的图像和数据分析的价值后,Scott开始吐槽,下图是现在DigitalGlobe的地面站网络,如Andy Jassy所说,为了建设这样的一个网络,DigitalGlobe需要各种资源,包括土地、硬件和维护等

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  而AWS Ground Station出现以后的第一个好处就是可以使得DigitalGlobe的地面站网得到扩充,且根据使用情况付费而不需要自己花钱去建设和维护;而最大的好处,则是每天从卫星下载下来的大量数据可以快速上云,因为这些地面站的设计就是可以直接将数据送上AWS的云端的,这使得DigitalGlobe及其用户在数据下传到地面后能够节省90%的时间快速使用数据。

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  DigitalGlobe将在2021年发射自己的WorldView Legion星座,新的星座发射后将使得其每天需要的卫星与地面通信需求翻番,AWS Ground Station的出现使得DigitalGlobe不必再头疼建设新地面站的问题,而可以更专注在如何使用这些卫星为用户服务,解决“Better World”的问题

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  Lockheed Martin Space介绍与AWS合作的Verge

  之后Andy Jassy介绍了来自Lockheed Martin Space的执行副总裁Rick Ambrose,由Rick继续介绍AWS Ground Station与Lockheed Martin的合作。

  Rick提到,现在的卫星越做越小,但功能却越来越强大,并特别的举了6U的Cubesat MarCO的例子。Andy Jassy提到了现在地面站大量采用的都是抛物面天线,这些天线的造价可能在百万美元量级,如果在地面也能够出现类似“Cubesat”类似的概念,用很小的地面终端配合现有的大型抛物面天线,这样就可以大幅度的降低地面站网的运营成本从而使得更多卫星用户能够负担得起这样的地面站服务费用。Lockheed Martin与AWS一起推出了新的低成本地面天线网络——Verge。

  随后Rick放了一段关于Verge介绍的视频。现有的抛物面天线的弊端,就是一个地面天线只能与一颗卫星进行通信,当未来如OneWeb的2000颗卫星或者未来10年有超过16000颗卫星要发射的时候,抛物面天线的地面站系统解决方案明显就不够用了

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  Lockheed Martin推出的VERGE系统是Virtual Resilient Ground的缩写,其希望能够通过大量小型的天线系统和AWS合作,为用户提供不间断的、快速响应的和低成本的下行天线系统解决方案。该天线的单个尺寸仅为1英尺*1英尺*1英尺,这样天线可以非常简单的安装和携带。

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  这样的天线可以非常方便的安装在世界的任何一个角落,这些天线的工作原理与原先的抛物面天线不同,它们的每个天线都只在卫星过顶时接收卫星下传的部分数据流,然后立刻将这些数据上传到云端;在云端进行数据汇总和处理,并将最终形成的数据分发给终端用户。毫无疑问,这里说的云端就是AWS。

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  这样发射了小型卫星或Cubesat卫星的客户可以通过VERGE的地面站系统快速、安全、低成本的获取自己卫星下行的数据信息。

  随后,Rick将VERGE中的单体天线拿出来展示了一下,真的如视频中所说,非常小。

  Lockheed Martin与AWS一同推出的这项VERGE解决方案将改变现在的地面站系统构架,这样的一种分布式的地面站系统能够确保在任何节点出现故障时不至于影响整个网络的接收效果。Rick也提到,是AWS现在强大的计算能力确保了Lockheed Martin能够重构他们理想中的新的地面站系统,也就是VERGE。

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  现在Lockheed Martin已经在Denver地区布设了10个这样的天线,与美国Air Force Research Laboratories和一些小卫星进行测试,未来Lockheed Martin还会跟AWS一起开始在大卫星上进行测试。Rick提到,现在有许多航天任务,有2/3的钱都花在了地面系统上,未来Lockheed Martin和AWS的合作将使这一切不复存在。

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  从我看来,这次最大的亮点恰恰是最后Lockheed Martin与AWS一起合作的VERGE,而非AWS走到台前开始成为地面站网运营商的新闻。

  申请AWS Ground Station Preview

  出于好奇的目的,我们也申请了AWS Ground Station Preview,注册链接如下:

  https://pages.awscloud.com/ground-station-preview.html

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  但遗憾的是除了下面的这封邮件,圣诞节前就没有任何反馈了,希望2019年能有机会试用一下AWS 的Ground Station业务。

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