Чтение онлайн

Ламарр вспомнила, как в беседах с бывшим мужем немцы жаловались, что им не удается посредством радиосигнала наводить на цель торпеды, так как корабли противника глушили сигналы помехой на той же частоте. И вдруг Ламарр осенило: а что, если бы можно было посылать часть сигнала на одной частоте, а затем перескочить на другую частоту для передачи следующей части сигнала. При согласовании передатчика и приемника в отношении перескока частот — что-то вроде игры в четыре руки — сигнал мог бы стать устойчивым к помехам при глушении. Она предложила механическое согласование передатчика с приемником посредством чего-то вроде валика механического пианино. 11 августа 1942 года Ламарр и Антейлу был выдан американский патент под номером 2 292 387 на систему секретной связи (Secret Communications System) [34]. В ВМС США попытались осуществить этот замысел, но механическое управление посредством перфоленты оказалось затруднительным. В 1958 году в ВМС США вновь вернулись к старому патенту, использовав для согласования перескока частоты электронику. В 1960-е годы некоторые виды радиосвязи с расширением спектра, включая патент Ламарр и Антейла по скачкообразной перестройке частоты, заложили основу военной связи США.

Военные сохранили за собой право на использование связи с расширением спектра. GPS — средства спутникового определения местонахождения — еще один вид технологии, способствующей появлению умных толп, родившийся в недрах военного ведомства США, использующий технологию расширения спектра (но без скачкообразного изменения частоты) [35]. В 1985 году военные разрешили FCC предоставить средства радиосвязи с расширением спектра для использования в определенных диапазонах (полосах) частот. В более широких диапазонах частот по сравнению с теми, что разрешены стандарту Wi—Fi, технология радиосвязи с расширением спектра послужила основой для многих систем сотовой телефонии. К концу 1990-х годов необходимое оборудование стало доступным и для любителей.

Вспоминаю об одной встрече начала 1990-х в компании Apple Computers, где мне довелось видеть Хьюза и первопроходца в области беспроводной связи Дюэйна Хендрикса. Встречу организовал Стивен Цислер, работавший в Apple поборник общественных библиотек и сообществ по обеспечению общественных услуг. Цислер собрал со всего мира тех, кто стремился объединить виртуальные сообщества с местными гражданскими учреждениями для создания «общинных (местных) сетей». Хотя члены общинных сетей имели дело с предшествующим Всемирной сети проводным Интернетом и медленно работающими модемами, Цислер пригласил Хендрикса, открывшего предприятие беспроводной связи Tetherless Access за добрый десяток лет до начала развертывания беспроводной связи стандарта 802.11b. Хендрикс и Хьюз использовали радиотехнические средства обеспечения доступа к Интернету из отдаленных мест, продолжив работу, начатую операторами-радиолюбителями. В 2002 году Хендрикс вспоминал в личной беседе со мной, что «радиолюбители многое позаимствовали из исследований управления перспективных исследований и разработок министерства обороны США по живучести сетей пакетной радиосвязи, создав устройство, позволившее доступным образом связывать компьютеры через радиосвязь, так что любители могли строить сети пакетной радиосвязи с автоматической маршрутизацией. Радиолюбители первыми показали значимость и полезность беспроводных общинных сетей». Хендрикс в одной из последних бесед заметил, что одна малоизвестная радиолюбительская глобальная беспроводная сеть обмена данными заявила о себе после событий 11 сентября, обеспечив аварийную связь с Южным Манхэттеном.

В 1996 году Госдепартамент США и Национальный научный фонд в целях поощрения демократии и деловой активности в посткоммунистической Монголии, прослышав об опытах Хьюза по налаживанию беспроводного доступа к Интернету в сельских районах Колорадо, обратились к нему с просьбой наладить беспроводную широкополосную связь в Улан-Баторе. Хьюз обратился к Дюэйну Хендриксу; тот прибыл в Монголию и за десять дней оборудовал беспроводной связью семь учреждений, находящихся в десяти километрах от единственного в стране узла выхода в Интернет.

Монгольский опыт подтолкнул Хендрикса к мысли о том, что неплохо бы взяться за испытание новых технологий, обеспечивающих более высокую полосу пропускания и больший радиус действия, если удастся отыскать неподведомственных FCC партнеров. В 1998 году Хендрикса представили наследному принцу африканского Королевства Тонга. Поскольку все в стране решал наследный принц, включая и использование электромагнитного спектра, зарегистрированная Хендриксом в Тонга частная компания по предоставлению услуг связи населению могла свободно испытывать технологии и уровни излучения мощности, запрещенные правилами FCC. Как явствует из рассказа Хендрикса корреспонденту журнала Wired, тогда он «узнал об инициативе FCC по улучшению услуг связи в индейских резервациях, и до меня дошло, что прямо под боком находится 551 суверенное государство» [36].

Пока Хендрикс опутывал беспроводной связью резервации североамериканских индейцев, Хьюз посетил страну предков «девяти поколений мятежного министра по делам Уэльса». Хьюз вспоминает, как в канун Нового года в одном из пабов он вдруг сообразил, что большинство валлийцев живет в пределах досягаемости беспроводной связи от своего паба. «Несколько сотен долларов на паб, простая установка — и вот у вас появляется национальная инфраструктура мгновенной широкополосной связи для страны в 50 миль шириной и 150 миль длиной». Один валлийский энтузиаст прибыл в Олд-Колорадо-сити, чтобы заснять на видеопленку соображения Хьюза насчет перспектив дальней связи в Уэльсе. Эту видеосъемку — своеобразное сочетание ознакомительной экскурсии, показов, практических советов и споров — можно посмотреть в Сети. Хьюз подчеркивал в видеоинтервью те же самые выгоды для местного малого предпринимательства, на которые он упирал, говоря о сельских районах Колорадо: беспроводная широкополосная связь не только доносит до потребителя больше товаров, но и предлагает канал для популяризации местной точки зрения на события и возможность донести ее до всего мира. Хьюз вернулся в Уэльс в феврале 2002 года по приглашению Валлийского колледжа дистанционного электронного обучения для пропаганды своих проектов среди признанных валлийских лидеров. Пока США и другие страны сдерживают развитие своих систем связи из-за средств, вложенных телефонными компаниями в лицензии на Зв-связь, понаблюдайте за местами вроде Уэльса, чтобы увидеть возникающие там информационные среды будущего. Или же посетите Окинаву, которая, по мнению некоторых японских экономических обозревателей, становится «радиополигоном» для разработки и внедрения перспективных беспроводных технологий [37].

При поддержке Национального научного фонда Хендрикс намеревается обеспечить беспроводным широкополосным доступом общинные колледжи индейских резерваций Тертл-Маунтин, Форт-Бертольд, Форт-Пек и Стэндинг-Рок, чей колледж носит имя Sitting Bull* [38]. В этих общинах основная инфраструктура голосовой связи отсутствовала. Поэтому беспроводная широкополосная связь может доставить в резервацию, в частности в учебные учреждения, помимо телефона еще и высокоскоростной доступ к Интернету за часть стоимости одной «проводной» телефонной (модемной) линии. Хендрикс сотрудничает с учеными Калифорнийского университета в Сан-Диего, которые заняты установкой питаемых от солнечных батарей ретрансляторов для обеспечения беспроводной широкополосной связью индейских резерваций Ла-Йолла и Пала [39]. Наблюдатели сообщают, что высокоскоростная широкополосная сеть с использованием точек доступа стандарта 802.11b «показала себя достаточно рентабельной и относительно простой в установке по сравнению с проводным решением. Прежде всего, на установку ушло несколько месяцев, а не лет, и несколько сотен тысяч, а не миллионов долларов» [40].

* Sitting Bull (сидящий бык) — вождь и шаман из общины хункпапа, один из почитаемых героев народности сиу. Возглавил последнее крупное выступление американских индейцев против США, пытаясь воспрепятствовать заселению земель племени. Для сиу он остается символом храбрости, мудрости и доброты.

Поскольку Хендрикс намерен привлекать новые технологии, ныне запрещенные к использованию при более высоких уровнях излучаемой мощности и в широких диапазонах спектра, его партнеры в резервациях готовы к возможным трениям с FCC. Одна из таких технологий, широкополосная, не ограничивается одной частотой, а передает кодированные импульсы, каждый длительностью в одну миллиардную долю секунды, «размазанными» по всему спектру при крайне малых уровнях излучаемой мощности — буквально в шумовом фоне тех радиотехнических средств, которые работают в определенных полосах частот. Если каждое передающее устройство может делиться общим ресурсом — спектром, передавая информацию на протяжении одной миллиардной доли секунды, когда никакое другое устройство им не пользуется, а приемники знают, что им надо слушать, то огромные просторы спектра становятся доступными для совместного использования. Некоторые ученые считают, что передача данных посредством сверхширокополосной радиосвязи (Ultra wideband — UWB) может обеспечить гигабитную скорость — миллиард бит/с [41]. Гигабитная беспроводная технология перевернула бы вверх дном нынешний технический, регулирующий и экономический режим сетевой связи. Сегодняшняя Т1-линия обладает пропускной способностью 1,5 Мбайт/с, что составляет 1/666 от 1 Гбайт/с, и обходится за месяц в 1000 долларов и более.

FCC, военные и спасатели боятся, что новая технология таит в себе опасность в виде «интерференции» — когда многочисленные, вещающие на одной частоте станции затруднят приемникам различение сигналов. Как будет видно из дальнейшего, эти опасения отчасти вызваны ограничениями радиотехники начала XX века. И все же осторожность понятна когда дело касается связи служб пожарной охраны, «Скорой помощи», военного и полицейского ведомств, а также устройств GPS. FCC озабочена как раз тем, что шумовые помехи от слишком большого числа пользователей расширенным спектром будут мешать работе аварийной связи и угрожать общественной безопасности. Технологи возражают, говоря, что ответ состоит не в регламентации спектра, а в совершенствовании устройств, используемых для передачи и приема сигналов. Служба государственной безопасности также озабочена тем, что данные, передаваемые с помощью широкополосной технологии, трудно перехватить и легко зашифровать.

Хендрикс, Хьюз, Дэвид Рид и Лоренс Лессиг — представители ширящегося движения тех, кто хотел бы видеть доступной более обширную часть спектра по сравнению с нынешними лазейками для обкатки новой технологии. Другая технология, о которой упомянули в разговорах со мной и Дэвид Рид, и Хендрикс, — это «сеть с пакетной передачей данных по радиосвязи»: она замечательна тем, что позволяет автоматически наращивать пропускную способность по мере расширения сферы приложения, предоставляя при необходимости возможность работы в одном и том же диапазоне одновременно миллионам передатчиков. И действительно, докторская диссертация одного из учащихся MIT показала, что эффективность пользования спектром можно увеличивать по мере роста числа устройств, при условии, что это достаточно умные устройства, кооперирующиеся электронным образом для эффективного использования спектра [42]. Если можно было бы купить радиостанцию с пакетной передачей данных, то, включив ее, мы бы получили не только доступ к Интернету и локальной сети, но еще и приемник в качестве ретранслятора для других, находящихся поблизости, таким же образом оборудованных приемопередатчиков. Наша радиостанция служила бы маршрутизатором, выхватывающим из информационного потока предназначенные ему биты и пересылающим все остальные биты ближайшей радиостанции. Пропускная способность такой сети используется более полно, и каждой радиостанции требуется тем меньше мощности, чем больше людей объединено в сеть, при условии, что каждый пользователь служит ретранслятором для близлежащих маршрутизаторов — одна из тех ситуаций «обгаживания травы овцами», описываемых экономистами более пристойным языком в виде «закона возрастающей отдачи» [43].

В течение десяти лет Intel собирается внедрить программно-настраиваемые радиостанции в каждую производимую компанией микросхему; способ использования программно-настраиваемой радиостанцией частотного спектра можно менять «на лету» с компьютера, так что единственное дополнение к ПК сможет переключать его из режима УКВ-приемника в режим сотового телефона через сетевую карту стандарта 802.11b [44].

Радиосвязь с расширением спектра, широкополосная, программно-настраиваемая; сеть с пакетной передачей данных по радиосвязи — таков далеко не полный список технологий, доказывающих, что традиционное распределение спектра устарело. Например, мы привыкли видеть в своих телефонах устройства, подключаемые к сети телефонной или кабельной компании. А что, если сами устройства станут сетью? Сети пакетной передачи данных по радиосвязи и иные современные, но переросшие рамки регулирующих их работу установлений технологии делают возможным создание полностью ситуативных (ad hoc), самоорганизующихся, многопересылочных (multi-hop) ячеистых сетей. Представьте телефоны, напрямую связывающиеся друг с другом, пересылая сигналы от устройства к устройству подобно узлам сети Usenet, без помощи какой-либо иной сети связи, помимо находящихся поблизости телефонов.