Логика беспроводного покрытия

Цель беспроводного передатчика — обеспечить совместимым устройствам (стационарным или мобильным) удовлетворительный прием сигнала в пределах зоны действия. По существу, это вопрос типа и расположения передающей антенны, силы сигнала, частоты сигнала, конструкции приемника, необходимости эффективно использовать доступные диапазоны, требований к временным или пространственным интервалам между сигналами в одном диапазоне и политики распределения частот18. Оказывается, что у беспроводного покрытия существует своя сложная логика, которая обусловила создание целой системы беспроводных оболочек, каждая из которых обхватывает Землю на все большей высоте. Зоны покрытия беспроводных систем накладываются друг на друга и на территории общепринятых географических и политических образований, усиливая одни социальные и политические группы и подрывая влияние других.

Самые маломощные системы с самым небольшим покрытием работают в радиусе от нескольких сантиметров до нескольких метров. Особого смысла регулировать их доступ к диапазону нет, поскольку вероятность того, что они создадут помехи для других систем, ничтожно мала. Для голосового общения они, очевидно, не подходят (голос сам по себе слышен дальше), тем не менее они обеспечивают удобный, гибкий способ соединения крошечных вычислительных устройств без физического подключения — сотрудники MIT Media Laboratory разрабатывали эту концепцию в проектах «компьютер — краска» и «компьютер — канцелярская кнопка» («paintable» и «pushpin»). С их помощью также можно обеспечивать многоскачковые соединения, работающие на более дальние расстояния, — похожим образом пакеты передаются в интернете от узла к узлу.

Устройства, содержащие специальный микрочип Bluetooth, способны поддерживать взаимную связь на рабочей поверхности или в пределах комнаты — в радиусе примерно десяти метров. Bluetooth, изобретенный в середине 90–х, первоначально предназначался для связи между ноутбуком и мобильным телефоном. Сегодня по Bluetooth подключается и множество других бытовых приборов, таких как плееры, цифровые камеры, принтеры и видеопроекторы. Эту систему также используют для подключения портативных устройств к стационарным точкам доступа к сети. Примечательней всего тот факт, что устройство с Bluetooth может мгновенно устанавливать соединение с любым другим Bluetooth–устройством, оказавшимся в радиусе действия: так можно организовать временную сеть между ноутбуками в конференц–зале или аудитории. По сути, Bluetooth и подобные технологии обеспечивают свободу передвижения и гибкость пространственной конфигурации социально–технических систем в пределах комнаты. Bluetooth не единственная беспроводная технология, подходящая для выполнения этой задачи, и в будущем ее, скорее всего, вытеснят более удачные альтернативы, но именно с ней беспроводное соединение ближнего действия вошло в обиход.

Системы следующего уровня, такие как Wi‑Fi (802.11), имеют базовые станции с радиусом действия порядка 100 метров, но сигнал их, как правило, с трудом проходит сквозь стены и прочие препятствия19. Таким образом, они отлично подходят для установки беспроводной системы в частных домах, офисах, кафе, садах, парках и т. п. С введением в строй таких систем наша антропогенная среда все плотнее заполняется точками беспроводного соединения, дающими миниатюрным и маломощным переносным устройствам доступ к высокоскоростным сетям большой протяженности. Базовые станции и переносные устройства обеспечивают свободу передвижений, в то время как провода позволяют бесконечно наращивать объемы передаваемых данных20.

Поскольку эти базовые станции обеспечивают покрытие в масштабе помещений и целых зданий, они способствуют усилению взаимосвязей внутри сложившихся жилищных сообществ. Открытие сетей для посетителей представляет собой новую форму гостеприимства. С появлением свободного доступа в интернет публичное пространство получает новое измерение, Брайант–парк на Манхэттене одним из первых предоставил посетителям это удобство. Поскольку эта технология сравнительно недорога, проста в установке и использует непицензируемые (во всяком случае, в большинстве стран) частоты, она может легко соединить соседей в пользовательские сети местного уровня21. Более мощные базовые станции могут использоваться для подключения к сети небольших городов и поселков — иногда неожиданно возрождая в наш электронный век общественные функции церковной колокольни или минарета; в 2002 году городок Эллавиль в штате Джорджия (население 1 700 человек) стал пионером подобной стратегии, установив широкополосную станцию на водонапорной башне и антенны на крышах окрестных домов, что обеспечило доступ в сеть в радиусе одного километра. Новозеландский Окленд в порядке эксперимента развернул более масштабную сеть в одном из центральных деловых районов. Однако за это электронное благодушие приходится платить: поскольку сигнал не загнать в определенные границы, всегда существует опасность помех из‑за наложения зон покрытия, несанкционированного использования мощностей базовых станций соседями или прохожими, а также электронной проспушки.

На уровне городских кварталов и районов начинает преобладать сотовая инфраструктура, использующая лицензированные частоты и централизованное управление. Такая инфраструктура (в особенности для новейших цифровых стандартов) стоит больших денег, поэтому обычно развертывается и контролируется телекоммуникационными компаниями, а не группами рядовых пользователей. Каждая базовая станция такой системы расположена примерно в центре соты и включает в себя передатчик, приемник и блок управления. Зона покрытия представляет собой мозаику из таких сот Сота может достигать десяти километров в диаметре, однако в зонах высокой концентрации пользователей она делится на соты меньшей площади (с передатчиками, соответственно, меньшей мощности). Базовые станции самых небольших сот вешают на фонарных столбах и подобных уличных конструкциях, станции сот побольше стоят на крышах невысоких зданий и специальных вышках, а покрытие крупных сот осуществляется с вершин холмов и крыш небоскребов. Поскольку количество подходящих для базовых станций мест ограниченно, а операторов мобильной связи обычно несколько, за точки размещения сотовой инфраструктуры идет все более жесткая конкуренция.

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 пиниям.

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 тепе- и радиобашни23. Как следствие, правительства в цепом 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 коподец в традиционной деревне.