Беспроводные сети — пять трендов ближайшего будущего

Немного легкой футурологии в статье о перспективных инновациях в области технологий беспроводной связи.

Введение

Пытаться предсказать вектор будущего технологического развития – занятие неблагодарное. По прошествии времени большинство таких попыток выглядит наивно, если не глупо. Достаточно вспомнить слова президента, Digital Equipment Corporation, Кена Олсена произнесенные им в 1977 году: «Вряд ли кому-то придет в голову установить компьютер дома», приписываемое Биллу Гейтсу высказывание: «640КБ должно быть достаточно для каждого», или более свежее предсказание британца Алана Шугара, основателя Amstrad, произнесенное незадолго после очередной презентации Apple: «На следующее Рождество с iPod уже будет покончено...».

Тем не менее, мы рискнем и назовем несколько существующих уже сегодня технологий, которые могут стать основой цифрового будущего через какой-то десяток лет.

Связь пятого поколения

Самый очевидный и прямой путь в развитии беспроводных сетей – это рост скоростей подключения. Работа над 5G – новым стандартом связи началась практически сразу после выхода 4G на мировой рынок. Вопрос о частотном диапазоне и характеристиках такой сети окончательно не решен, а подробности корпорации держат в тайне, но чья бы разработка не легла в его основу, новый стандарт обещает увеличение емкости сети, и скорости подключения, превосходящие выделенную кабельную линию. В полных помех условиях загруженных городских сетей речь идет приблизительно о паре-тройке гигабит в секунду для каждого из сотен тысяч абонентов.

Какой толчок это даст стримминговым технологиям, облачным вычислениям и персональным файловым хранилищам, трудно вообразить.

Преимущества очевидны не только будущим пользователям. Той компании, которой первой удастся развернуть работающую 5G сеть, достанутся все сливки с этого пирога. В погоне за лидерством сотни инвесторов вкладывают в 5G колоссальные финансовые ресурсы, так что долго ждать не придется. В России тестовый запуск сети нового поколения приурочен к началу Чемпионата мира по футболу в 2018 году. Такую амбициозную задачу одновременно взяли на себя с одной стороны компании Huawei и МегаФон, а с другой МТС и Ericsson.

Project Loon и интернет с беспилотников

Конечно, можно справедливо возразить, что качество покрытия сетей предыдущего поколения до сих пор оставляет желать лучшего. Более того, согласно последнему отчету проекта Марка Цукерберга Internet.org порядка 60% населения земли в принципе не имеет возможности увидеть эту статью. Во многих уголках мира доступ в интернет остается несбыточной мечтой. Так что второй масштабной задачей, которая будет решена в ближайшее время, является увеличение площадей покрытия, настолько, чтобы сеть действительно стала мировой. В дополнение к привычным для нас вышкам связи и спутниковым ретрансляторам приходят решения, которые могли бы показаться фантастичными, если бы не одно «но», — разрабатываются и претворяются в жизнь они настоящими гигантами индустрии.

Более трех лет Google работает над Project Loon — масштабным планом по запуску сотен 4G LTE и Wi-Fi ретрансляторов в стратосферу над удаленными уголками планеты. Передатчики размещаются на высотных аэростатах и месяцами дрейфуют под действием воздушных течений, обеспечивая огромную площадь покрытия. Если ранее речь шла о 80 километрах от ближайшей наземной станции, то теперь специалистам google удалось увеличить радиус действия группировки шаров до 800 км.

Испытания проводились над Новой Зеландией, Калифорнией, Австралией, Бразилией, Южной Африкой, и хотя без происшествий не обошлось, они были признаны успешными. Более того, коммерческий запуск Project Loon состоится со дня на день. В 2015 году правительство Шри-Ланки подписало все необходимые бумаги, и над территорией страны вскоре развернется единая беспроводная сеть.

В свою очередь Facebook* вынашивает план по превращению в интернет провайдера будущего, путем запуска гигантских беспилотников. Размах крыльев каждой такой машины достигает 43 метров, а вес благодаря пластику и углеводородному волокну снижен до минимума. Автономность дронов планируется обеспечить при помощи солнечных батарей.

Присматриваются к возможности построить в прямом смысле этого слова заоблачную сетевую инфраструктуру и компьютерные пираты. Команда небезызвестного сайта The Pirate Bay в 2012 уже заявляла о том, что рассматривает возможность размещения своих серверов на беспилотных летательных аппаратах, курсирующих над нейтральными водами. Закрыть размещенный на такой площадке сайт при всем желании было бы очень непростой задачей.

Li-Fi

Facebook* исследует возможность передачи данных со своих беспилотников при помощи инфракрасных трансмиттеров, использующих атмосферную оптическую линию связи (Free Space Optics), но учитывая такие ее недостатки, как необходимость чрезвычайно точного нацеливания и зависимость от атмосферных условий, более перспективной представляется другая технология.

Li-Fi, что означает light — fidelity («свет» и «точность») — это способ передачи данных при помощи света. Информация кодируется при помощи высокочастотного мерцания, неразличимого человеческим глазом и передается светодиодными лампами, снабженными специальным контроллером. Они светят ничуть ни хуже обыкновенных, но при этом еще и обеспечивают доступ в интернет на скоростях, если не близких к скорости света, то все равно очень высоких. В идеальных условиях удавалось добиться 10 Гигабит в секунду, и это не предел.

Вне стен лабораторий Li-Fi лампы уже начали появляться в эстонских офисах, а в Мексике, с начала этого года Sisoft продает все необходимое для домашнего использования этой технологии. Более того, упоминание Li-Fi обнаружилось в исходном коде обновления iOS. А с тем, что Apple давно задает моду на инновации в сегменте мобильной электроники, мало кто станет спорить.

Hyperboria

Но и этими направлениями перспективы не исчерпываются. Пока компании приглядываются к новым технологиям и протоколам передачи данных, энтузиасты от кибер-анархизма проектируют отказоустойчивые распределенные сети будущего.По их мнению, традиционная архитектура клиент-сервер уходит в прошлое, а интернету не будут нужны ни провода, ни контролирующие инстанции. На данный момент самым перспективным воплощением этой мечты является Hyperboria — шифрованная, децентрализованная сеть, базирующаяся на протоколе Cjdns.

Основное и принципиальное ее отличие от интернета — mesh архитектура. Здесь от серверов отказались в пользу соединений между клиентами, причем связь устанавливается между роутерами напрямую, через перекрывающиеся зоны покрытия Fi-fi. Островки виртуальной свободы, разбросанные по сотням городов по всему миру, пока связываются между собой по традиционным каналам, создавая оверлейную сеть на подобие Tor или I2P. Уже сейчас ее карта впечатляет сложностью и числом связей, но с увеличением плотности покрытия и новыми технологиями связи Hyperboria станет полностью независимой от традиционных провайдеров альтернативой интернету. Если на настройку клиента Hyperboria нет ни сил, ни времени (все-таки этот процесс достаточно сложен), а попробовать в действии mesh связь хочется, попробуйте скачать на на Трешбоксе децентрализованный мессенджер FireChat.

Интернет вещей и сенсорные сети

Прочитав все это легко представить опутанный беспроводными сетями мир будущего, в котором, наконец, реальностью станут сенсорные сети и интернет вещей. Нас ждет огромное количество автоматических устройств, призванных упростить повседневную жизнь. От приезжающих по первому зову самоуправляемых автомобилей и умных домов, самостоятельно регулирующих свое энергопотребление, климат, свет, заказывающих продукты и готовящих для вас кофе, и до сотен рассеянных повсюду датчиков, следящих за состоянием мостов, температурой и чистотой воздуха, пожарами и соблюдением правил парковки.

Первые такие приборы уже можно купить, но главное — общая для них всех экосистема, появится совсем скоро. Будет ли это некая редакция Windows, Brillo OS от Google, или что-то еще не анонсированное, уже неважно — будущее наступает, и мы должны быть к нему готовы.

Заключение

5G, Li-fi, Project Loon и беспилотники Facebook*, mesh-сети и интернет вещей — все эти тренды ведут к тому, что граница между миром реальным и виртуальным окончательно теряет четкость.

С развитием технологий связано множество острых проблем, и технических, и социальных, и юридических, так что вряд ли будущее будет похоже на цифровую утопию. Но лучшее, что можно сделать, чтобы справиться с этими вызовами — обеспечить как можно большему числу людей доступ к современным технологиям связи, в надежде, что сообща они не только найдут приемлемые решения, но и сделают реальность качественно лучше.

* Деятельность Meta* (соцсети Facebook* и Instagram*) запрещена в России как экстремистская.