Тонга , Монголия , индейская резервация и Уэльс : новые электронные рубежи

Полковник в отставке Дэйв Хьюз — единственный человек, попадавший в поле моего зрения всякий раз, когда я принимался за исследование истоков одной технической революции. В 1983 году, осваивая дивный новый мир* работавшего со скоростью 300 бит/с модема, я повстречал его на The Source, месте встречи в интерактивном режиме еще до появления Интернета. Выпускник Уэст‑Пойнта**, командовавший боевыми подразделениями в Корее и Вьетнаме, Хьюз после от_ ставки поселился в Колорадо, где его покорила заложенная в персональных компьютерах и модемах демократичность [30] В 1992 году, собирая материал о мире виртуальных сообществ, я узнал, что Хьюз внедряет Интернет в индейские резервации, а в сельские районы штата Монтана — систему Big Sky Telegraph; и тогда я отправился в оборудованную выходом в Интернет кабину Хьюза, в помещение «Rogers Bar Old Colorado City» для беседы с ним [31]. Мне доводилось встречаться с ним неоднократно, но ни разу я не видел его без ковбойской шляпы. При живом общении с ним замечаешь огонек в глазах и озорную усмешку; вне Сети Хьюз такой же беспощадный и задиристый, каким известен всем в Сети. Я сообщаю эти подробности в обоснование закравшихся у меня подозрений, что если кто‑то и сможет предпринять лобовую или фланговую атаку на FCC, так это Хьюз.

* От названия романа‑антиутопии английского писателя Олдоса Хаксли (1894‑1963) «О дивный новый мир» (1932).

** Обиходное название Военной академии Сухопутных войск, находящейся в г. Уэст‑Пойнт, шт. Нью‑Йорк. Основана по решению Конгресса США в 1802 г.

В 2002 году я узнал, что Хьюз включился в работу по созданию беспроводной широкополосной связи в индейских резервациях, Монголии и Уэльсе. Ему помогали реализовывать обоснованный и открытый для обсуждения план поборник беспроводной связи и предприниматель Дюэйн Хендрикс, блестящий профессор права, такой же поборник Лоренс Лес‑сиг, Национальный научный фонд и ряд суверенных индейских резерваций. С такой мощной поддержкой Хьюз мог бы заставить FCC пересмотреть существующий подход к регламентации электромагнитного спектра.

Я позвонил Хьюзу в 2002 году и спросил, почему он взялся за беспроводную связь. «С самого начала я искал пути, которые сделали бы доступной массовую (народную) связь для сельской общины», — ответил он. Община, сообщество в планах Хьюза всегда стояли на первом месте. Как он поведал Лоренсу Лессигу, им двигали «интересы общины — ни политики, ни коммерции, ни власти — во всех их проявлениях» [32]. А сопряженная с телефонной связью коммерческая деятельность никогда не повернется лицом к сельским общинам, столь волновавшим Хьюза. «Модемный доступ к Сети по телефонной линии слишком накладен, если вам приходится выходить на связь за сотни километров. Меня привлекла пакетная радиосвязь, которая позволила бы избежать таких расходов», — вспоминал в нашем телефонном разговоре Хьюз. И выход из положения он нашел в радиотехническом средст‑6j именуемом «расширением спектра», которым пользуются в выделенном для нужд промышленности, науки и медицины спектре частот, где не требовалось лицензирования, — во владениях стандарта 802.11b. Он приступил к подключению сельских школ к беспроводной связи, сберегая им тысячи долларов в месяц, в которые обходилась бы «абонентская линия».

Когда Хьюз поведал мне, что мысль о радиосвязи «со скачкообразной перестройкой частоты, с расширением спектра» впервые пришла в голову актрисе Хеди Ламарр при игре на фортепиано в четыре руки, я понял, что меня ожидает целый рассказ. Ламарр, урожденная Хедвиг Мария Ева Кислер, была австрийской аристократкой, еще в отрочестве удостоившейся звания самой прекрасной девушки в мире [33]. Она вышла замуж за австрийского фабриканта и торговца оружием Фрица Мандла (1900‑1977), сотрудничавшего (вопреки Версальскому договору) с немецким правительством перед Второй мировой войной. Ее супруг был столь ревнив, что заставлял жену присутствовать вместе с ним на технических совещаниях с немецкими военными. Несчастливый брак и неприязнь к нацистскому режиму подтолкнули Хедвиг к тому, что она в 1937 году бежала в Англию, а оттуда — в Голливуд, где стала Хеди Ламарр. Однажды вечером, играя в четыре руки с композитором‑авангардистом Джорджем Антейлом, она придумала способ обеспечить надежное наведение радиоуправляемых торпед.

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.

Еще одна новая технология известна как «ситуативная равноправная (пиринговая) сеть». Если какой‑либо узел так называемой ячеистой сети имеет достаточно широкий канал доступа к Интернету, то такая сеть устройств может совместно распределять полосу пропускания. В ячеистой сети каждый узел может одновременно служить для других пользователей в качестве инфраструктуры, подобно сотовой системе без жестко закрепленных ячеек, пересылающих сообщения между телефонами.

Компания под названием MeshNetworks была основана DARPA — Управлением перспективных исследований и разработок МО США (преемником ARPA, Управления перспективных исследований и разработок США), для того чтобы иметь возможность «сбрасывать на парашюте в пустынные места две три тысячи солдат, которые бы тотчас развертывали ситуативную равноправную сеть для связи между собой» [45]. Компания планирует создание микросхемы стоимостью 35 долларов которая служила бы беспроводной точкой доступа; оборуд0.] ванные такой микросхемой телефоны выступали бы для находящихся поблизости телефонов ретрансляционной станцией. Представьте полторы тысячи человек на перекрестке Сибуя и всех людей, находящихся в пределах их досягаемости, которые проносятся по Токио, используя их телефоны в качестве маршрутизаторов в ситуативной сети связи. Ячеистые технологии связи позволяют передавать данные со скоростью 6 Мбит/сек, что вполне достаточно в случае работы с данными, тональной связью, Интернетом, аудио— и видеосигналами. В феврале 2002 года FCC дала разрешение компании MeshNetworks на испытание этой технологии в ограниченных полосах частот [46]. Nokia продвигает на рынок беспроводные маршрутизаторы на основе технологии ячеистой сети на нелицензируемых частотах [47]. Как это ни странно, плотность населения и проникновение мобильного телефона в крупные города делают вполне возможным образование там самостоятельных пиринговых сетей [48].

Я не удивился, обнаружив подростков, наращивающих ячеистые сети, сводя вместе свои игрушки. «Переносной Cybiko» представляет собой недорогое устройство для молодежи, созданное одной российской компанией. Устройства Cybiko сочетают в себе портативную радиостанцию, средство рассылки текстовых сообщений, УКВ‑приемник, диктофон, игровую и музыкальную приставки, электронную почту и записную книжку [49]. Базовые станции Cybiko могут обеспечивать до 200 пользователей Cybiko доступом к Интернету, электронной почте и мгновенной рассылкой текстовых сообщений. America Online выступает одним из инвесторов. На данный момент находится в обращении свыше полумиллиона устройств первого поколения. Следующее поколение будет включать протоколы для ситуативных равноправных сетей.

Умэда Хидэкадзу создал протоколы для программного обеспечения мобильной пиринговой связи, которые не обрадуют DoCoMo и остальных традиционных поставщиков услуг беспроводной связи, поскольку его программное обеспечение для мобильной р2р‑связи способно превратить все мобильные телефоны, КПК, Cybiko и прочие беспроводные устройства в Токио в одну огромную ситуативную сеть, перемещающую голосовую связь и данные без посредничества традиционных телекоммуникационных сетей [50]. Я встретился с Умэда и его сотрудником Кавасаки Юити после того, как они отработали положенное время у себя в компании по веб‑дизайну, служащими которой они являются. Было немного странно вести беседу с убежденными сторонниками цифровой революции в обшитом розовым деревом конференц‑зале на семнадцатом этаже шикарной токийской Лазурной башни. Кавасаки мечтает об экономике, основанной на обмене по мобильной сети: «Мне хотелось бы видеть людей, использующих свои мобильные устройства для обмена данными/играми/музыкой вне какого‑либо централизованного управления. С помощью технологий наподобие Bluetooth виртуальные сообщества образовывались бы сугубо при обмене данными между мобильными устройствами». Иначе говоря, они ратовали за возникновение умных толп.

Bluetooth  — это название стандарта для обеспечивающих радиосвязь ближнего действия микросхем, которые могут подключать Интернет с широкополосным доступом к ситуативным сетям устройств в компьютеризованной среде. Люди будут пользоваться не самой технологией, а устройствами, в которых заложена данная технология. В 1994 году компания Ericsson Mobile   Communications * приступила к изучению маломощных, недорогих радиоустройств в качестве средства, которое бы позволило избавиться от кабелей для подключения мобильных телефонов, наушников, ПК и принтеров [51]. К Bluetooth Special Interest Group  { Bluetooth SIG), консорциуму по технологии Bluetooth, созданному в 1998 году компаниями Ericsson, Nokia, Intel, IBM  я Toshiba, присоединились Microsoft  я Motorola, так что туда вошли почти все телекоммуникационные гиганты [52]. Стоит двум устройствам, оснащенным микросхемой с Bluetooth, оказаться на расстоянии десяти метров друг от друга, они автоматически устанавливают связь между собой; каждая микросхема с Bluetooth периодически запрашивает другие устройства в пределах своей досягаемости. Как только коробчатые мониторы с электронно‑лучевой трубкой сменят плоские жидкокристаллические экраны, за следующее десятилетие кабели уступят место микросхемам беспроводной связи ближнего действия. Побочным эффектом такой замены станет то, что микросхемы с Bluetooth откроют возможность и для создания местных ситуативных сетей, которыми как раз будут пользоваться универсальные вычислительные устройства.

* Образованное в 1989 г. на общих паях шведской Ericsson и американской General Electric компаниями совместное предприятие по продвижению на мировой рынок средств мобильной связи и до переноса в 1993 г. штаб‑квартиры в Швецию именовавшееся Ericsson‑ GE Mobile Communications.

«Большие шишки» из промышленных кругов, поддерживающие Bluetooth, рассчитывают на широкое внедрение Bluetooth, когда стоимость микросхемы упадет до 5 долларов. Подобно Wi — Fi технология Bluetooth должна решить имеющиеся вопросы по надежности и помехоустойчивости. Как бы то ни было, Единая посылочная служба Америки собирается устанавливать Bluetooth наряду с LAN стандарта 802.11b на своих распространенных по всему свету сортировочных терминалах [53]. Ларе Годелл, норвежский специалист по телекоммуникационным технологиям, старший аналитик занимающейся изучением рынка американской компании Forrester Research, прогнозирует к 2006 году появление «235 миллионов снабженных Bluetooth мобильных телефонов, КПК и переносных ПК по сравнению с 22 миллионами устройств, снабженных доступом к NLAN» [54]. Bluetooth представляет собой линию связи по подключению находящихся в непосредственной близости мобильных устройств и обеспечению свободного перемещения (rouming) абонентов в компьютеризованной среде, от телефона к ПК, принтеру, МРЗ‑проигрывателю, к торговому автомату. Wi — Fi предстает зоной широкополосного доступа дома, на работе или в кафе, где вы можете подключиться к всемирной Сети.

Но, оказывается, в беспроводной связи политика столь же важна, как и технология.