Уильям Митчелл - Я++: Человек, город, сети Страница 14

Элементы инфраструктуры сотовых систем, как правило, являются стационарными, однако для восстановления сети в чрезвычайных ситуациях используются мобильные «соты на колесах» (их было легко увидеть в Нижнем Манхэттене в первые дни после атак на Всемирный торговый центр). В последнее время возрос интерес к возможности создания спонтанных сотовых сетей, где вместо вышек будут использоваться сами мобильные телефоны и которые, соответственно, будут автоматически следовать за пользователями и подстраиваться под количество абонентов.

Операторы сотовой связи по понятным причинам концентрируют элементы инфраструктуры в местах наибольшего скопления пользователей – в густонаселенных городских районах и вдоль широко используемых транспортных маршрутов. В развивающихся странах и малонаселенных районах это привело к созданию городских беспроводных островков, связанных длинными линиями базовых станций вдоль дорог. Однако иногда, как в случае бангладешского сотового оператора GrameenPhone, четко обозначенный курс на благосостояние сельской бедноты приводит к созданию более равномерного покрытия22.

Следующий уровень беспроводной структуры – это расположенные на башнях передатчики большой мощности, использующие лицензионные диапазоны и обеспечивающие покрытие на расстояние десятков, сотен или даже тысяч километров. Эта инфраструктура начала выстраиваться уже давно, с первыми вышками беспроводного телеграфа, которые некоторое время воспринимались как «электромагнитные маяки». Затем последовали вышки первых систем мобильной радиосвязи, которыми пользовались таксисты и полицейские. Кроме того, цепочки микроволновых приемников-передатчиков иногда (в основном в районах со сложным рельефом) применялись в качестве альтернативы телекоммуникационным кабельным линиям.

Однако в социальном и политическом плане куда интереснее использование этого уровня беспроводной связи для радио– и телевещания на городскую, региональную, национальную и даже глобальную аудиторию. Тогда как в индустриальный век сочетание механизированного печатного станка и быстрой доставки создало массовую городскую аудиторию, новости до которой доходили за несколько часов, инфраструктура этого типа обеспечивает мгновенный доступ к подобной аудитории по очень невысокой цене. Поскольку электромагнитный диапазон – ресурс истощимый, осуществлять вещание на определенной территории, не создавая помех друг другу, может только ограниченное количество организаций. В связи с этим такая инфраструктура способствует гегемонии – сосредоточению политической силы и культурного влияния в руках тех, кто контролирует теле– и радиобашни23. Как следствие, правительства в целом стараются либо оставить их в сфере своего прямого контроля, либо передать лицензию на управление нескольким вещательным компаниям24. Как правило, чем выше башня и чем мощнее передатчик, тем больше зона вещания; поэтому хорошо заметные башни, гордо возвышающиеся на крышах самых высоких небоскребов в таких городах, как Нью-Йорк, являются не только инструментами доминирования в вещательной сфере, но и видимыми свидетельствами этого доминирования.

Когда мощные системы применяются для двусторонней связи в рамках рассредоточенной на большой территории группы, используется ограниченное количество каналов (часто один) и участники говорят по очереди. Такое совместное и структурированное использование общего ресурса обеспечивает связь совершенно несхожим сообществам: ученикам и учителям радиошкол в малонаселенных районах Австралии, болтающим по рации дальнобойщикам, полицейским на задании и переругивающимся по уоки-токи афганским боевикам. Общедоступный диапазон становится центром социальной жизни, как когда-то колодец в традиционной деревне.

Эра спутников

Когда в 1957 году «Спутник-1» передал на Землю первые сигналы, обозначилась возможность использования сверхвысоких точек передачи с сопоставимыми зонами покрытия. Уже в 1960 году NASA запустило спутник Echo 1 – надувной шар из синтетической полиэфирной пленки, способный отражать сигналы на Землю.

(Это была вариация на тему разрабатывавшейся ранее идеи отражения сигналов от Луны.) В июле 1962 года вышел на орбиту Telstar – первый активный телекоммуникационный спутник, который впервые обеспечил проведение прямой трансатлантической телевизионной трансляции. Затем последовало быстрое принятие конгрессом США закона о спутниках связи и создание Корпорации телекоммуникационных спутников – COMSAT. Не случайно именно тогда выражение Маршалла Маклюэна «глобальная деревня» вошло в плотные слои общественного сознания. В последующие десятилетия спутники постепенно покрыли весь небосвод.

Немногим выше ионосферы, на высоте от 200 до 2 000 километров от поверхности Земли, сегодня оперируют телекоммуникационные спутниковые системы с низкой околоземной орбитой (НОО). На спутниках системы НОО установлены ретрансляторы, которые получают сигнал с наземных передатчиков и преобразуют его в сигнал для наземных же приемников или других спутников. (Ретранслятор – это устройство, принимающее сигнал и передающее его в каком-либо виде обратно.) Первые системы НОО Iridium и Globalstar были с большой (и, возможно, преждевременной) помпой запущены в 1990-х, чтобы вывести принцип сотовой связи на орбитальный уровень и создать беспроводную систему передачи голоса и данных с глобальным покрытием. Так называемые малые системы НОО, вроде OrbComm, используются для поисковой связи, трекинга и решения других прикладных задач с участием небольших пакетов данных. Большие системы НОО, такие как Globalstar, работают на более высоких частотах, поддерживают более высокую скорость передачи данных и способны обеспечивать голосовую связь и определение местонахождения.

Для предоставления этих сервисов в любой точке земной поверхности покрытие систем НОО должно охватывать всю планету. Поэтому они особенно важны для удаленных и малонаселенных территорий, которые не спешат обслуживать операторы прочих типов инфраструктуры. Более того, в этих районах у них обычно наблюдается избыток мощностей, который может быть – по крайней мере в принципе – направлен на цели образования и поддержки экономического развития.

Далее, на высоте от 5 000 до 12 000 километров, находятся спутниковые системы средневысокой околоземной орбиты (СОО), такие как ICO. Они работают по тому же принципу, что и НОО, но иначе выстраивают баланс технических условий. Этим системам реже приходится переключать пользователя с одного спутника на другой, но зато им нужен более мощный сигнал, а удаленность от Земли сказывается в большей задержке связи.

Еще выше, примерно в 35 000 километрах, располагаются геостационарные телекоммуникационные спутники. В отличие от спутников НОО и СОО они занимают постоянную позицию относительно поверхности Земли – примерно как очень высокие телебашни. Они обеспечивают покрытие огромных территорий земной поверхности, что чрезвычайно эффективно для телевизионного вещания; однако их использование для связи между двумя абонентами экономически неоправданно. Кроме того, сигнал поступает с задержкой, весьма заметной при синхронной голосовой или видеосвязи. Предложенный Артуром Кларком в 1945 году принцип был впервые реализован в апреле 1965 года с запуском Intelsat 1, и с тех пор спутники подобного типа стали чрезвычайно распространенными. Целые кластеры таких устройств висят теперь над самыми густонаселенными частями планеты, обеспечивая голосовую связь, цифровое видео (например в системе DBS) и доступ в интернет в таких сервисах, как DirectPC и Starband.

Очевидно, что различные типы спутниковых систем конкурируют между собой и с наземными беспроводными системами25. Геостационарный спутник обеспечивает беспрерывное покрытие огромной территории, но со значительными ограничениями возможностей и мощностей. Первоначальная стоимость спутниковых систем НОО очень высока, и на их развертывание нужно больше времени, но они перспективны с точки зрения технических преимуществ и эффективности. Наземные системы сравнительно недороги и могут расширяться по мере необходимости; если это происходит за достаточно короткий срок, пока новая спутниковая система только планируется и запускается, большая часть потенциального рынка услуг достается именно им (в чем, к своему несчастью, убедились разработчики системы Iridium). В долгосрочной перспективе спутниковые системы, скорее всего, займут важные ниши на рынке беспроводных сервисов (такие как GPS, глобальная поисковая связь и сервисы для малонаселенных сельских районов), но универсального решения предоставить не смогут.

Освоение электромагнитной целины

От микроскопических беспроводных устройств, передающих сигнал на сантиметры, до геостационарных спутников с широчайшим покрытием – беспроводной мир вьет вокруг себя все более плотный, многослойный кокон из антенн, точек доступа к сети, ретрансляционных пунктов и каналов. По мере внедрения телекоммуникационных стандартов и протоколов различные виды физических каналов все плотнее интегрируются в обширную непрерывную систему потрясающей сложности. Сегодня каждая точка на поверхности Земли – это часть волнового ландшафта, определяемого бесчисленными трансляциями, а также их отражениями и помехами. Электромагнитная территория, которую мы создали и продолжаем развивать, состоит из передатчиков и мертвых зон, районов уверенного приема и экранированных пространств, сот, через которые проходит сигнал, и перегруженных сот, не поддерживающих соединения; сигналов различной кодировки, создающих друг для друга помехи, и мультиплексированных сигналов, специально устроенных так, чтобы не мешать друг другу; зон глушения, клеток Фарадея и нескончаемого потрескивания электромагнитных шумов26. Это весьма сложный, невидимый ландшафт, угадываемый лишь по наличию антенн (а иногда по нарисованным мелом символам, отмечающим незащищенные точки доступа)27, исследовать который можно, выйдя или выехав на разведку с беспроводным ноутбуком.