Беспроводной мир имени Герца

01 февраля 2008 года, 00:00

Радио — действительно уникальное явление. С его изобретением наука в первый и единственный раз совершила открытие новой формы существования материи — электромагнитного поля. Причем материю эту невозможно было пощупать или увидеть, в общем, хоть как-то оценить, пока не нашли ей прикладного применения. Но если бы не радио, не жить бы нам в информационной эпохе — ведь большая часть современных «умных» устройств и приборов, от спутников и телефонов до проездных в метро, обменивается информацией именно в радиодиапазоне.

Кого следует благодарить за изобретение радио и всех тех современных технологий, которые основаны на радиопередаче? Кто был самым-самым первым? «Наш» Попов или «не наш» Маркони? Может быть, Фарадей, Максвелл или Герц? В сущности, большой разницы нет (хотя всем этим ученым стоит отдать должное). Ведь главное в том, что в итоге выиграло все человечество. Радио в нашу жизнь вошло так основательно, что никто уже не задумывается над этим чудом, поднося к уху телефон, пользуясь GPS-приемником или болея за любимую команду перед экраном телевизора.

Сотовая связь

Уинстон Черчилль разговаривает по одному из первых «уоки-токи»

Так же как и с изобретением радио, в вопросе создания сотовых телефонов трудно найти отправную точку. Кто был первым на этом пути?

Возможно, американский радиолюбитель Ал Гросс, еще в 1938 году создавший мобильное устройство под названием «иду и говорю» — walkietalkie. Изобретатель быстро попал в поле зрения американской разведки, призвавшей Гросса на службу, и аналоги «уоки-токи» поступили на вооружение разведчиков, работавших за линией фронта. Тот же самый Ал Гросс в 1950 году продемонстрировал Федеральной комиссии по связи США возможности использования портативной радиостанции в качестве «беспроводного удаленного телефона» — идея на первый взгляд лежала на поверхности. Но стоит учесть, что транзисторы были изобретены всего за пару лет до этого события и вся электроника была еще ламповой. Так что портативная армейская радиостанция весила около 20 килограммов. К изобретению вернулись спустя годы, и оно стало прототипом беспроводных и сотовых радиотелефонов.

Термин «сота» — cell ввели в обращение с подачи Bell System, подразделения AT&T. В 1946 году сотрудник компании Уильям Янг предложил строить сети маломощных передатчиков, использующих один и тот же диапазон частот. Коммутация между всеми передатчиками, или сотами, должна была осуществляться централизованно. Так же как и в случае с радиотелефоном Гросса, для воплощения идеи сотовой связи в жизнь не было нужной элементной базы. Лишь в 1969 году Bell System запустило в эксплуатацию радиотелефонную сеть в окрестностях Филадельфии на частоте 450 МГц.

Но все же днем рождения сотовой связи принято считать 3 апреля 1973 года. В этот день Мартин Купер, сотрудник компании Motorоla, конкурировавшей с AT&T в создании сетей сотовой связи, сделал первый звонок по сотовому телефону. Это была хорошая маркетинговая акция, так как Купер прогуливался по улицам Манхэттена и первый звонок сделал конкурентам, в AT&T, а затем, конечно же, позвонил журналистам. Этот первый телефон весил около килограмма, и впереди еще была большая долгая работа по выводу продукта на рынок, но о нем уже было объявлено общественности — а это порой важнее.

В продажу первый сертифицированный Федеральной комиссией по коммуникациям (США) коммерческий сотовый телефон, Motorola DynaTAC 8000X, поступил спустя 10 лет после знаменитого звонка Купера. Он стоил около четырех тысяч долларов, но цена не смущала потребителей, в очередь на его приобретение записывались тысячи американцев. Совсем как история с Apple iPhone этим летом — первый «официальный» сотовый был детищем грамотного маркетинга.

1997 год, разработка программ для проведения беспроводных видеоконференций
Первая сотовая сеть Advanced Mobile Phone Service (AMPS) заработала в США в 1983 году, а в Европе сотовая связь появилась в 1981-м, в Скандинавии. Позднее практически каждая европейская держава внедрила свою сотовую сеть, и в итоге в Европе оказалось 9 несовместимых между собой стандартов. Это побудило европейские страны разработать единую систему с поддержкой роуминга. Итогом работы представителей 26 стран в 1991 году стал стандарт Global System for Mobile Communications — GSM, используемый и в России. Наряду с общей валютой и парламентом единый стандарт сотовой сети стал значительным шагом на пути к единой Европе. В США же годом ранее приняли другой цифровой стандарт — D-AMPS, а маленькая гордая Япония пошла своим, независимым путем — здесь создали стандарт сотовой связи PDC (Personal Digital Cellular). В итоге в начале 1990-х годов на планете существовало несколько стандартов сотовой связи, что делало весьма неудобными путешествия с одного континента на другой — привыкнув за несколько лет пользоваться удобной беспроводной связью, человечество уже не мыслит себе жизнь без сотового телефона. Забыть его дома — значит выпасть из жизни на день. Оказаться же в чужом городе или стране без возможности роуминга — об этом теперь даже думать не хочется. Именно потому в середине 1990-х годов специалисты заговорили о третьем поколении сотовой связи: миру требовались новые услуги, нужно было обеспечить поддержку большего количества абонентов, ведь количество пользователей росло как на дрожжах! Кроме того, сети сотовой связи хотели приспособить под передачу не только голоса, но и данных.

Проще всего на начальном этапе перехода к новым сетям было операторам GSM: именно там впервые появились такие привычные уже возможности, как передача SMS, протоколы для доступа в Интернет (GPRS и WAP). Всему остальному не-GSM миру пришлось искать новые пути. Так, в 1993 году после ряда успешных испытаний в США перешли на новую перспективную технологию CDMA, приняв его в качестве национального стандарта цифровой сотовой связи. Сейчас CDMA используется в Северной Америке и странах Азии, включая и Японию. Такой революционный переход оказался далеко не безболезненным, но нет худа без добра. CDMA обеспечивает более эффективное использование частотного спектра, лучшую пропускную способность сети — втрое выше по сравнению с GSM, качество речи, сопоставимое с качеством связи по проводным линиям, а также поддерживает новые виды цифровых услуг — передачу данных и мобильную факсимильную связь.

Начиная с 2006 года активно идет рост количества абонентов сетей следующего поколения — 3G (от 3 Generation). Основная выгода для абонентов — расширение набора услуг и увеличение скорости передачи данных по сетям сотовой связи. Сейчас в мире активно внедряются два стандарта 3G: UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) и CDMA2000. UMTS распространен в Европе и позволяет GSM-операторам переводить своих абонентов на новый уровень связи, CDMA2000 внедряется в Азии и Америке. Сети 3G могут похвастаться прежде всего расширенной полосой для передачи данных: скорость может достигать 2,4 Мбит/с! Высокая скорость передачи данных помимо доступа в Интернет позволяет операторам предоставлять клиентам такие сервисы, как мобильное ТВ или видеозвонки с телефона на телефон, — казавшийся еще 20 лет назад фантастикой мобильный видеофон стал обычным устройством. И этими сервисами можно пользоваться с мобильного телефона во всей зоне действия сотовой сети. На конец 2006 года в мире насчитывалось уже 364 миллиона абонентов 3G.

А что же в России? Наши операторы сотовой связи только-только начинают предоставлять услуги 3G своим абонентам. В сентябре Мегафон стал первым, объявив о запуске сервиса 3G в Санкт-Петербурге. А уже в октябре состоялся первый видеозвонок по сетям 3G, весьма показательная PR-акция: министр связи Леонид Рейман из Москвы позвонил губернатору Санкт-Петербурга Валентине Матвиенко. Так что следующий год обещает стать началом новой сотовой 3G-эры в России.

Дж. К. Максвелл

Если разобраться в истории вопроса, то выяснится, что, как такового, «изобретения» радио, по сути, не было. Не было внезапного озарения, криков «Эврика!» или вещих снов, как в случае с Таблицей Менделеева. Была долгая и кропотливая работа множества людей на пути к изобретению. Сегодня такую работу, пожалуй, назвали бы группой по разработке стандартов, наподобие известного Института инженеров в области электросвязи — IEEE. Только работа эта была растянута во времени лет на восемьдесят. И помимо «чистых практиков», Попова и Маркони, стоит вспомнить еще и других ученых, работы которых, собственно, и позволили создать радио. Это прежде всего Майкл Фарадей, Джеймс Клерк Максвелл и Генрих Рудольф Герц. Основоположником учения об электромагнитном поле стал английский физик Майкл Фарадей — именно он в 1831 году открыл электромагнитную индукцию. Это открытие и легло в основу развития электротехники, в том числе и беспроводной электросвязи. А уже в 1832 году Фарадей пришел к выводу о существовании электромагнитных волн. Но сделал он это, основываясь скорее на интуиции, чем на результатах опытов. Наверное, потому до конца жизни он не решился заявить о своей гениальной гипотезе ученому сообществу, а лишь изложил ее в письме, сдав его в запечатанном конверте в архив Лондонского Королевского общества. Максвелл, подхватив эстафету, развил идеи Фарадея и придал им форму последовательную математической теории электромагнитного поля. Из ее уравнений вытекало существование колебаний поля, которые способны перемещаться в пространстве. Но всякая теория нуждается в экспериментальном подтверждении, и нужен был гений, способный взяться за эту работу.

WI-FI расширяет горизонты

Работа по созданию беспроводного стандарта для объединения компьютерных сетей началась еще в 1990 году в одном из комитетов IEEE — именно это объединение инженеров из разных стран и компаний разрабатывает все судьбоносные технологии в области передачи данных. К тому времени компьютерные сети уже стали привычным делом, существовала масса стандартов объединения компьютеров в единую информационную систему, вне зависимости от их количества и расстояния, на котором они находились друг от друга. По материкам и дну океанов уже проложены оптические кабели, удобство мгновенного обмена данными успели оценить, проблемой были… провода. Ведь как удобно пользоваться беспроводным телефоном! Наверняка что-то похожее можно сделать и для объединения компьютеров без проводов.

1997 год, разработка программ для проведения беспроводных видеоконференций

Первоначально беспроводной стандарт за номером 802.11 в нотации IEEE планировался для передачи данных на скорости 1 и 2 Мбит/с. Но так как работы по стандартизации новой технологии затянулись на 7 лет, то к моменту выхода решения на рынок оно было неконкурентоспособным и не нашло широкого применения. Высокотехнологичный мир требовал более быстрой передачи данных, нужно было создавать дешевый и удовлетворяющий требованиям рынка новый стандарт. Так в 1999 году и появился стандарт 802.11b, позволяющий передавать данные со скоростью до 11 Мбит/с на частоте 2,4 МГц. Позднее, в 2002 году, вышел стандарт 802.11g. Он работает на той же частоте, что и 802.11b, обеспечивая совместимость с уже имеющимися устройствами, но скорость передачи возросла до 54 Мбит/с, практически сравнявшись со скоростями проводных локальных сетей.

Поддержка стандартов семейства 802.11 производителями чипсетов, главным образом — Intel, обеспечила огромную популярность беспроводным сетям. Беспроводные адаптеры встраиваются в ноутбуки — они стали по-настоящему мобильными. Беспроводными модулями оснащаются и другие устройства: КПК, смартфоны и сотовые телефоны. Удобство заключается еще и в том, что беспроводные устройства могут как взаимодействовать между собой напрямую, так и объединяться в сети при помощи специальных устройств — точек доступа.

Все семейство беспроводных стандартов принято называть Wi-Fi — это сокращение от Wireless Fidelity (дословно «беспроводная надежность»), торговая марка (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) организации, которая тестирует беспроводные устройства на соответствие стандартам. В нее входят более 80 компаний, производящих чипсеты и оборудование на их основе. Поэтому, если на беспроводном устройстве, будь то точка доступа, модем или адаптер, стоит значок Wi-Fi — будьте уверены, что проблем при работе с другим оборудованием Wi-Fi не возникнет.

Развитие Wi-Fi за последние несколько лет сделало привычными многие вещи, раньше казавшиеся невозможными. Wi-Fi приучил к удобству: в офисной сети или на диване дома, в аэропорту, гостинице или кафе можно работать в Интернете, не заботясь о проводах. Зон беспроводного доступа в Интернет (хотспотов) становится все больше. И за них даже не всегда нужно платить. Многие кафе, гостиницы, кинотеатры, салоны красоты и аэропорты предоставляют своим клиентам бесплатный доступ — как дополнительное конкурентное преимущество. Например, в аэропорту Стамбула можно бесплатно работать со своей почтой. Но в Сеуле, если вы остались без сотовой связи (в Корее используется CDMA, а не «наш» GSM), для того чтобы отправить SMS с сайта «Билайна», придется, увы, купить карту доступа в Интернет.

Встроенный прямо в одежду мобильный телефон

Найти хотспот несложно: как в родном городе, так и за границей — можно воспользоваться специальным брелоком, светодиод которого сигнализирует о попадании в зону сети Wi-Fi. Кроме того, на дверях или в витринах кафе и гостиниц, оснащенных хотспотом, почти всегда есть вывеска Wi-Fi. Ну и, наконец, существуют весьма полезные интернет-сайты, где собраны координаты хотспотов в конкретном городе или стране. В России самым популярным таким сайтом является проект «Яндекс.Wi-Fi» — там можно найти координаты почти 300 бесплатных хотспотов в более чем 20 городах России и СНГ. А такие сайты, как Wi-Fi-FreeSpot или Wi-Fi411, помогут найти хотспоты по всему миру.

Кроме локальных хотспотов есть и проекты по созданию Wi-Fi-сетей масштаба города. За примерами далеко ходить не нужно — в Москве Golden Telecom в прошлом году запустил самую крупную в мире сеть Wi-Fi. Аналогичные проекты есть и в других городах России и, конечно, за границей. Удобство такого сервиса сложно переоценить — купив карточку доступа, можно выходить в Интернет не только у себя дома, но и в любом месте зоны действия сети. Хотя технология Wi-Fi больше подходит для применения внутри помещений, за неимением других стандартов беспроводной связи операторы использовали Wi-Fi в своих проектах в масштабах города. С появлением WiMax ситуация меняется, но об этом чуть позже.

Распространение хотспотов в мире дает еще одно огромное преимущество — помимо доступа в Интернет можно пользоваться и услугами передачи голоса при помощи IP-телефонии. Это особенно важно в поездках, ведь роуминг обычно «влетает в копеечку». Можно запустить на ноутбуке или смартфоне программу Skype и «звонить» по всему миру — голос будет передан через каналы Интернета, и обойдется это куда дешевле, чем при роуминге в сотовых сетях. Создает ли такая возможность угрозу традиционным сотовым сетям? Вряд ли, ведь Wi-Fi есть далеко не везде, да и сотовый телефон пока привычнее и дешевле смартфона с Wi-Fi модулем. Кроме того, сотовые операторы также предпринимают ответные шаги — создают собственные хотспоты и предоставляют услуги доступа в Интернет через свои сети.

Какие перспективы у Wi-Fi? В следующем году ожидается принятие нового стандарта — 802.11n, который сможет обеспечить скорость передачи до 500 Мбит/с, улучшит качество и увеличит дальность беспроводного соединения, а также будет совместим с существующими стандартами. Устройства с поддержкой 802.11n есть уже сейчас, но пока стандарт не будет принят окончательно, могут возникать проблемы при работе беспроводных модулей разных производителей. В успехе нового стандарта можно не сомневаться — в начале этого года Intel выпустила новый чипсет для платформы Centrino, основные производители беспроводного оборудования также поддерживают этот стандарт. Ну а пользователи всегда будут рады повышению скорости и надежности работы беспроводной сети.

Г.Р. Герц

Теорию Максвелла экспериментально подтвердил гениальный немецкий физик Генрих Рудольф Герц, приступивший в 1886 году к серии опытов. В своих экспериментах ему удалось доказать реальность предсказанных Фарадеем и Максвеллом электромагнитных волн. В 1886—1887 годах Герц установил, что электромагнитные волны обладают теми же свойствами и подчиняются тем же законам, что и свет. Будучи больше ученым, нежели прикладным инженером, Герц не задумывался над возможностями, которые несет в себе его открытие. Инженер, способный приложить теорию к полезной практике, появится позже, а в то время Герц не видел пользы в открытии: «Это абсолютно бесполезно. Это только эксперимент, который доказывает, что маэстро Максвелл был прав. Мы всего-навсего имеем таинственные электромагнитные волны, которые не можем видеть глазом, но они есть». После смерти Герца английский физик Оливер Лодж заметил: «Герц сделал то, что не смогли сделать именитые английские физики. Кроме того, что он подтвердил истинность теорем Максвелла, он сделал это с обескураживающей скромностью». Практическое применение открытиям Герца искали многие ученые в разных странах. Например, профессор физики парижского Католического университета Эдуард Брэнли, разработавший в 1890 году прибор, названный им «радиокондуктор». Правда, Брэнли не особо задумывался о возможности передачи сигналов, его больше увлекало исследование параллелей между медициной и физикой: ученый хотел предложить медицине модель проводимости нерва, базируясь на опытах с трубками, заполненными металлическими опилками.

WIMAX — быстрее, выше, сильнее!

У Wi-Fi есть несколько минусов: необходимость «прямой видимости» для нормальной работы и ограничение на расстояние по передаче данных. Кроме того, Wi-Fi больше подходит для подключения к Интернету отдельных пользователей, но ведь часто необходимо подключить к сети целое здание, офисное или жилой дом. А если в одной точке сети в Интернет одновременно выходит много пользователей, то скорость каждого частного соединения станет совсем небольшой. Поэтому для сетей, охватывающих большую территорию, проще использовать технологию, специально созданную для беспроводного широкополосного доступа в Интернет — WiMax.

WiMax стал ответом на конкретную проблему — прокладка оптических магистралей к зданиям не везде возможна, а часто и неэффективна экономически. Рабочая группа по WiMax (IEEE 802.16) была создана в 1999 году, но активно проект стал развиваться в 2002 году, когда компания Intel начала работы по созданию стандарта широкополосной беспроводной связи. Intel преследовала свои интересы: в обостряющейся конкурентной борьбе с другими производителями чипсетов нужны были новые технологии, чтобы убедить людей покупать компьютеры на базе чипсетов Intel. Инициатива Intel нашла поддержку и у операторов связи — они кровно заинтересованы в снижении расходов на прокладку канала к абоненту. Особенно это важно в удаленных районах или населенных пунктах с низкой плотностью населения. «Беспроводной ADSL», как иногда называют WiMax, позволяет решить вопрос: для работы не требуется прямой видимости, высока защищенность от помех, теоретическая скорость передачи данных — до 80 Мбит/с, расстояние — до 50 километров, а расходы на установку существенно ниже стоимости прокладки кабеля. Кроме того, WiMAX гарантирует определенное качество обслуживания — каждому клиенту отводится четко регламентированный промежуток времени, и при увеличении количества клиентов скорость не слишком снижается.

Сети WiMax похожи на традиционные сети сотовой связи: так же есть базовые станции, которые могут соединяться между собой при наличии прямой видимости, либо оператор может подключать каждую базовую станцию при помощи широкополосного кабельного канала. Пользователи подключаются к базовой станции при помощи абонентского оборудования WiMax, а уже в квартире или офисе подключение конечных устройств к сети можно организовать стандартным кабелем Ethernet или при помощи все той же сети Wi-Fi. Таким образом, сети WiMax и Wi-Fi могут дополнять друг друга, предоставляя пользователям Интернета полностью беспроводное решение.

Все это делает WiMax привлекательной технологией для операторов — развернуть такую широкополосную сеть можно во много раз быстрее, чем прокладывая кабель, а характеристики WiMax позволяют предоставлять услуги передачи не только данных, но и голоса, а также цифрового телевидения. Помимо создания широкополосных сетей в населенном пункте, WiMax может применяться и для подключения удаленных региональных сетей к магистрали — это свойство делает технологию универсальной.

WiMax также предусматривает использование в мобильных устройствах — над этим работает группа по стандарту 802.16e, Mobile WiMax. Этот стандарт позволяет клиентам переключаться от одной базовой станции к другой без потери соединения, при этом клиент может перемещаться со скоростью до 120 км/ч. Ряд аналитиков полагают, что мобильный WiMax будет конкурировать с сотовыми сетями, обеспечивая и широкополосный доступ в Интернет, и передачу голоса. Однако это слишком оптимистичные планы, поскольку сотовые сети уже развернуты практически повсеместно, и создание новой сети, обеспечивающей такое же покрытие и роуминг для абонентов, — дело непростое и весьма затратное. Да и козырь WiMax перед сотовыми сетями в виде широкополосной передачи данных не так уж и силен, ведь сотовые операторы уже начали внедрять сети 3G — третье поколение связи, способное обеспечить широкополосный доступ для абонентов. Кроме того, на рынке пока нет мобильных устройств с поддержкой стандарта Mobile WiMax, в то время как 3G-телефоны и адаптеры для ноутбуков уже вовсю поставляются.

Скорее всего, WiMax и сотовые сети будут сосуществовать, ведь каждую из технологий можно оптимально задействовать под конкретную задачу. К тому же внедрение мобильной версии стандарта WiMax в России, как и в ряде других стран, осложняется проблемой с частотами. WiMax поддерживает три диапазона частот: 2,5-2,7 ГГц, 3,4-3,6 ГГц и 5-6 ГГц. В России свободен для использования только диапазон 5,725-5,850 ГГц, два других диапазона заняты под нужды военных и телевидения. Так что, по прогнозам участников этого рынка, коммерческие мобильные сети Wi-MAX в России появятся не раньше 2010 года.

О. Лодж

Англичанин Оливер Лодж усовершенствовал «радиокондуктор» Брэнли в «механическое устройство для встряхивания опилок», названное «когерер». Благодаря когереру Лоджу в 1894 году удалось осуществить уверенную передачу (на 37 метров!) сигналов кода Морзе и записывать эти сигналы регистрирующим аппаратом. Изобретение Лоджа оставалось стандартным устройством для беспроводных телеграфных аппаратов на протяжении еще десяти лет, пока не были разработаны более совершенные датчики. Лодж пошел дальше по пути практического использования электромагнитных волн и в 1898 году получил патент, в котором предлагалось «использовать настраиваемую индукционную катушку или антенный контур в беспроводных передатчиках или приемниках, или в обоих устройствах». Патент имел огромное значение в развитии радио — в нем были изложены принципы настройки на нужную станцию.

Почему же Лодж, продвинувшийся далее всех на пути к изобретению радио, так и не изобрел его? Объяснял он это впоследствии так: «Я был слишком занят работой, чтобы браться за развитие телеграфа или любого другого направления техники. У меня не было достаточного понимания того, чтобы почувствовать, насколько это окажется экстраординарно важным для флота, торговли, гражданской и военной связи». Позднее, в 1912 году, компания Маркони приобрела патент Лоджа.

Bluetooth — освободитель от пут

Первые устройства для передачи радиосигналов действовали на небольших расстояниях, которые, разумеется, хотелось увеличить. В случае же с технологией Bluetooth дело обстояло как раз наоборот: компания Ericsson в 1994 году поставила перед собой задачу создания удобного средства для беспроводного соединения сотовых телефонов и аксессуаров к ним. Прежде всего речь шла о беспроводных гарнитурах, которые, кстати, после введения новых штрафов за разговоры по телефону за рулем авто приобретают все большую популярность. В результате исследований была предложена идея создания маломощного радиостандарта для замены традиционных соединительных кабелей. Технология планировалась как массовая, а потому должна быть удобной в обращении, недорогой и простой для встраивания в различные устройства.

Небольшое Bluetooth-устройство может быть не только беспроводным наушником мобильного телефона, но одновременно и FM-тюнером
Название Bluetooth было дано в честь датского короля X века Гаральда Блатана по прозвищу Синий Зуб (Bluetooth). Этот джентльмен прославился тем, что объединил датское и норвежское королевства. Называя новый стандарт в честь него, разработчики надеялись, что Bluetooth станет таким же успешным «объединителем».

В 1998 году Ericsson вместе с такими лидерами в области электроники, как Intel, Nokia, Toshiba, Motorola и Lucent Technologies, создает группу по разработке стандарта Bluetooth. Сейчас количество участников группы перевалило за 2000, и входят в нее не только компании из сферы информационных технологий, но и представители автомобильной промышленности, автоматизации производства, бытовой электроники и домашней техники. В самом деле, идея подключения различных электронных устройств друг к другу без проводов оказалась весьма заманчивой. Первоначальные 10 метров дальности связи сегодня расширены уже до 100 метров, а скорость передачи данных в стандарте Bluetooth достигает 3 Мбит/с. Этого вполне достаточно для выполнения главной задачи Bluetooth, ведь технология разрабатывалась не как средство создания полноценных беспроводных сетей, а для связи портативных устройств — телефонов, ноутбуков, КПК, гарнитур, беспроводных мышей и клавиатур, прочих аксессуаров.

До появления Bluetooth существовали и другие способы связи портативных устройств, например инфракрасный IrDA (Infrared Direct Access). Но IrDA работает по принципу связи «точка-точка» в зоне прямой видимости, а Bluetooth позволяет нескольким устройствам соединяться друг с другом в пикосети, в каждую из таких сетей может входить до 256 устройств. Пикосети могут перекрываться, образовывая распределенную сеть для передачи данных.

Именно изначальная ориентация на массовое применение, удобство встраивания технологии в различные электронные устройства, единая стандартизация, а также совместная работа многих компаний обеспечили Bluetooth успех. Однако при всех своих плюсах и популярности сегодня стандарту Bluetooth не пророчат блестящего будущего. Мир требует новых решений — теперь уже нужно соединять без проводов не только телефоны, ПК и аксессуары к ним, весь современный дом и все приборы в нем должны стать цифровыми и общаться между собой…

А. Попов

За трудами в области электромагнитного поля следили ученые в разных уголках Земли, в том числе и преподаватель физики Минного офицерского класса в Кронштадте Александр Степанович Попов.

В 1895 году Попов демонстрирует в Санкт-Петербургском университете «систему регистрации грозовых разрядов». Затем ему удалось создать на базе своего прибора радиотелеграф, способный передавать и принимать текстовую информацию (для этого он соединил свой прибор с телеграфным аппаратом Морзе). Попов сделал то, до чего не дошел Лодж, — использовал звонок в качестве регистратора поступившего сигнала.

8 декабря 1897 года на очередном заседании Русского физико-химического общества Попов в присутствии большого скопления публики впервые передал телеграмму с помощью изобретенного им радиотелеграфа. Было передано единственное слово — «Герц». В 1899 году Попов патентует «телефонный приемник депеш», позволяющий принимать сигнал на наушники, в 1901 году при помощи этого устройства была осуществлена передача сигнала между кораблями на расстоянии 150 километров. И все же Попов не был «практиком», способным приложить достижения науки к массовой технике.

Беспроводное будущее

Со времени первого трансатлантического сеанса связи прошло больше ста лет. Эра воплощения идей Герца, не верившего в практическую пользу таинственных электромагнитных волн, принесла небывалое количество открытий и нововведений. Был прав сэр Оливер Лодж, когда писал в своей статье: «Практичный человек со временем, мы полагаем, ухватится за волны Герца, запатентует их применение для пользы человека, организует синдикаты, товарищества и т. д.». Рынок беспроводных устройств является одним из самых быстрорастущих и прибыльных. Беспроводная передача цифровых данных при помощи разнообразных стандартов возможна на расстоянии от пары метров до нескольких десятков километров, и это еще не все возможные применения открытия Герца.

Ждать ли новых открытий? Ну конечно! Лаборатории крупнейших производителей постоянно ведут исследования, и вполне вероятно, что сейчас в их недрах зреет новый революционный стандарт. Но все же на ближайшее время перед исследователями стоят больше прикладные задачи: где и как еще можно применить уже имеющиеся наработки? Технических инструментов имеется масса, теперь нужно включать фантазию и собирать из всех этих беспроводных кирпичиков различные красивые и полезные решения.

В Европе ведутся разработки, позволяющие автомобилям обмениваться информацией непосредственно между собой, сообщая о пробках, погоде или авариях на дороге. Передавая информацию по стандартному WiFi передатчику по цепочке, от одного авто к другому, можно информировать в конечном итоге все автомобили в сети.

Бизнесмены на вечеринке в Нью-Йорке (2004) обмениваются электронными визитками, перекидывая их прямо с одного коммуникатора на другой
Транспортная компания Eurolines на своих дальних автобусных рейсах уже внедряет интересный сервис: в автобусе установлен 3G-приемник для связи с внешним миром и Wi-Fi точка доступа для пассажиров. Автобус по пути своего следования находится в зоне действия 3G-сетей, а пассажиры подключаются через WiFi и 3G к Интернету. Россияне, кстати, могут воспользоваться этим сервисом на рейсе Санкт-Петербург— Таллин. И это только начало совместного применения технологий, по мере развития 3G-сетей подобную услугу наверняка возьмут на вооружение и другие перевозчики — автобусные и железнодорожные, как и авиакомпании. Тогда можно будет в дороге смотреть важный футбольный матч на экране ноутбука. А если в транспорте еще не внедрен подобный сервис? Не беда — корпорация Microsoft и Ассоциация GSM выступили с инициативой создания ноутбуков со встроенными адаптерами 3G. К воплощению идеи уже присоединились крупнейшие производители ноутбуков и операторы сотовых сетей. Microsoft сотоварищи идут по проторенному пути: Intel встраивала в чипсеты поддержку Wi-Fi и обеспечила быстрое распространение новому стандарту, так же и новый альянс надеется ускорить внедрение 3G.

Но смотреть видео вне дома можно не только при помощи сетей 3G. Для мобильных устройств есть и специальный телевизионный стандарт — DVB-H. Этот стандарт не привязан к сетям мобильной связи, работает на отдельной частоте и является разновидностью эфирного цифрового телевидения, адаптированного в первую очередь для мобильных устройств. В России, в городах-миллионниках, компания «Система МассМедиа» планирует запустить услугу DVB-H в эксплуатацию уже в 2008 году.

Корпорация Intel, расширяя свой американский опыт по поддержке WiMax, объявила о создании сети федерального масштаба в России. Intel готова инвестировать более 1 миллиарда долларов в течение ближайших трех лет, чтобы в России широкополосным доступом могли пользоваться не только в крупных городах. А ведь сейчас проведение Интернета в самые отдаленные уголки — это не просто доступ к Сети. Это уравнивает в правах: мы живем в эпоху информации, и человек, лишенный полноправного доступа к ней, ограничен в правах по сравнению с людьми, имеющими доступ. Интернет — это новости, развлечения, обучение, общение, работа. А со временем даже и исполнение гражданского долга — Центризбирком РФ планирует в следующем году провести тренировочные выборы через Сеть.

Кроме внедрения технологий в масштабах страны есть масса полезных применений в домах. Идея «цифрового дома» уже не витает в воздухе, она активно воплощается в жизнь. Бытовая техника и электроника в домах уже может «общаться» на едином цифровом языке DLNA. Процесс соединения домашнего кинотеатра, ноутбука, аудиосистемы, систем хранения данных и аксессуаров потерял былую остроту — теперь нужно лишь достать технику с поддержкой нового стандарта из коробки, а уж дальше приборы смогут сами договориться между собой, причем без использования проводов.

Дома или на работе можно установить камеру наблюдения за ребенком или няней, сотрудниками или гостями офиса — и получать картинку в режиме реального времени на экран сотового телефона в любой точке планеты.

Еще одним примером беспроводных технологий служит RFID — Radio Frequency Identification, радиочастотная идентификация. Решение состоит из пассивного чипсета-метки и считывателя. В метку может быть записана какая угодно информация, например данные о товаре. В дальнейшем эти данные автоматически считываются на складе, в магазине или в транспорте. Дальность считывания метки составляет несколько метров. Современные метки имеют небольшой размер, с почтовую марку, и при массовом применении стоят 5 центов — пустяк по сравнению со снижением издержек на учет и логистику. Метки используют в больницах — в браслетах для пациентов записывается чуть ли не вся история болезни. RFID-метки встроены в новые паспорта, например в Англии и США. Применяются метки и на транспорте — так, Московский метрополитен уже начал их использовать в сезонных билетах (вместо магнитных меток). RFID, вероятно, вскоре заменит штрихкоды, так как позволяет хранить больше информации и сам по себе является более универсальным средством.

При помощи меток магазинные тележки могут обмениваться информацией с товарами на полках: небольшой компьютер, которым оснащена тележка, позволяет покупателю существенно улучшить качество шопинга. Теперь легко можно узнать, если ли в магазине необходимый товар и где он лежит, а также сделать заранее заказ в магазине по списку — время на совершение покупок существенно сокращается.

Мог ли себе представить все эти чудеса технологий Герц? Наверное, нет, ведь многое из этого даже профессиональным фантастам еще не так давно не приходило и в голову. И мы не можем точно знать, какие потрясающие сюрпризы в будущем готовят нам «герцевы волны». Но от жизни в мире, где информация передается по воздуху, а не по проводам, нам уже никуда не деться.

Г. Маркони

Итальянец Гульельмо Маркони был скорее инженером, чем ученым. Он запатентовал свой «беспроводной телеграф» в 1897 году и, взяв кредит на 50 000 фунтов, основал в Лондоне «Беспроводную Телеграфную Компанию Маркони». Удачливый инженер подписал ряд контрактов с судовыми компаниями, его телеграф использовался на кораблях английского, французского, немецкого, американского и итальянского флотов. Но главное событие, открывшее новую эру в истории человечества, произошло 12 декабря 1901 года. Гульельмо Маркони принял первый трансатлантический радиосигнал! С радиостанции на полуострове Корнуолл в Англии сигнал передавался на приемник, установленный в канадском Ньюфаундленде. Почему же Маркони смог добиться успеха? Все просто — инженер Маркони был предпринимателем, а не ученым. При получении Нобелевской премии по физике в 1909 году он говорил следующее: «…я должен указать, что никогда не занимался регулярно ни физикой, ни электротехникой… После нескольких опытов с Герцовскими волнами я убедился, что если эти или подобные волны могут надежно передаваться или приниматься на значительных расстояниях, то тем самым будет создана новая система сообщения…»

Рубрика: Досье
Просмотров: 12733