Уильям Митчелл - Я++ - Человек, город, сети

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 системами 25. 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.

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 шумов 26. 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.