Глава 9. От шума к сигналу.

Как мы построили совершенную сеть.

С верхушки сотовой вышки, в десятках метров под которой расстилается широкое поле, клянусь, виден даже изгиб Земли: горизонт убегает далеко вперёд и пропадает на той стороне планеты. Ну, по крайней мере, так показано на одном видео с YоuТubе – сам-то я никогда не поднимался на верх сотовой вышки и в ближайшее время не собираюсь.

В 2008 году глава американского управления по охране труда, Эдвин Фулк, назвал работу монтажников, обслуживающих сотовые вышки (не добычу угля, не ремонт шоссе или борьбу с пожарами) «самой опасной работой в Америке».

И легко понять почему. Процесс подъёма на вышку высотой в полторы сотни метров по узенькой металлической лестнице с тринадцатью килограммами оборудования, свисающими внизу под тобой, и со страховкой в виде тонкого троса, который удерживает тебя от внезапного свободного полёта к матушке-земле, – что ж, спору нет, процесс действительно пугающий. (Именно поэтому такие щекочущие нервы видео собирают миллионы просмотров: монтажник, взбирающийся на вышку с экшн-камерой GoPro, является одной из самых животрепещущих рубрик на YоuТubе.) Тем не менее для кого-то это обычная работа: они забираются наверх для починки или обновления оборудования, которое позволяет нашим телефонам оставаться на связи.

В конце концов, чего бы стоили наши телефоны, не будь сигнала связи?

Как правило, мы ощущаем присутствие сетей, обеспечивающих нам почти постоянное наличие связи, лишь когда они начинают сбоить или, еще хуже, вовсе пропадают. Зона покрытия сотовой связи стала настолько повсеместной, что мы ожидаем её наличия везде: точно так же мы относимся к заасфальтированным дорогами и дорожным знакам, которые повсюду. Эти ожидания всё больше распространяются и на беспроводную передачу данных и, конечно, Wi-Fi: мы привыкли и ждём, что в домах, аэропортах, сетевых кофейнях и других общественных местах у нас будет доступ к беспроводному интернету. Но при этом мы редко задумываемся о том, каких человеческих усилий стоило – и до сих пор стоит – сделать так, чтобы мы постоянно были на связи.

На момент наступления 2016 года в мире с населением 7,43 миллиарда человек было зарегистрировано 7,4 миллиона сотовых абонентов (наряду с 1,2 миллиарда абонентов беспроводной передачи данных LTE). И факт, что они могут звонить друг другу с относительной лёгкостью, является колоссальным политическим, промышленным и технологическим достижением. Начнём с того, что для этого нужно просто огромное количество сотовых вышек: в одних только США их установлено 150 000 штук. (Это согласно оценке промышленной группы; точные данные по вышкам получить сложно, так как сложно отследить их все.) Что касается всего мира – речь идёт о миллионах вышек.

Корни таких широкомасштабных сетей уходят в вековую давность, во времена, когда технология только возникла, спонсировалась государством и контролировалась монополистами. «Большую часть двадцатого века, – говорит Джон Эйгар, историк, исследующий эволюцию беспроводных технологий, – мировые телекоммуникации управлялись едиными крупными государственными или региональными поставщиками»; телекоммуникациями такого рода заведовала Bell Telephone Company, начало которой в 1890-х положил наш старый друг Александр Белл и его «самый ценный патент», который помог ей превратиться в мощнейшую корпорацию за всю историю США до момента её роспуска в 1984 году. По словам Эйгара, появлением iPhone мы обязаны «переходу из того мира в наш мир: мир множества различных видов закрытых частных корпораций». Именно iPhone «сломал хребет телефонным операторам», как сказал однажды Жан-Луи Гассе, бывший исполнительный директор Apple.

* * *

Итальянский пионер радиотехники Гульельмо Маркони собрал первые рабочие телеграфные радиопередатчики, выполненные для состоятельного заказчика – Королевского военно-морского флота Великобритании. Только такая обеспеченная империя могла позволить себе в те времена подобную технологию. Так что Великобритания не испугалась баснословных затрат и выделила средства на разработку беспроводных средств коммуникации, по большей части ради того, чтобы дать своим военным кораблям возможность поддерживать связь во время плотного тумана, который часто окутывал регион. Способов разработать такие масштабные, сложные в производстве, дорогие и непростые в организации сети не так уж и много: вам нужен государственный субъект и веская причина для разработки сети – например, в США такой причиной стала необходимость радиосвязи для полицейских.

Вскоре после того, как Лаборатории Белла объявили об изобретении транзистора и технологии сотового телефона (её создатели считали, что структура сети похожа на соты, отсюда и термин «сотовый») федеральное правительство стало одним из первых, кто принял их с распростёртыми объятиями. Вот поэтому одни из первых радиотелефонов появились в американских полицейских машинах: офицеры использовали их во время патрулирования для связи с полицейскими станциями. Возможно, вам и в нынешнее время приходится сталкиваться с этой древней системой, которой до сих пор находится место, даже в эпоху цифровых коммуникаций – какой транспорт вам первым приходит на ум, когда речь заходит о диспетчерской радиосвязи?

Беспроводные технологии оставались прерогативой государства на протяжении большей части пятидесятых годов, с одним лишь исключением: бизнесмены-толстосумы. Навороченная мобильная техника нынешних дней кажется чрезмерно дорогой, но она даже рядом не стояла с первыми частными средствами радиосвязи, которые стоили практически столько же, сколько хороший дом. Богатые, конечно же, не использовали радио для борьбы с преступностью. С его помощью они связывались со своими шофёрами, а также использовали его для деловых целей.

К 1973 году сотовые сети стали крупными, а технология усовершенствовалась настолько, что Мартин Купер из Моtоrоlа смог анонсировать первый прототип мобильного телефона, призвав людей перейти на пластиковые сотовые телефоны размером с тостер. Но единственными мобильными телефонами, выпускавшимися в промышленных масштабах, оставались только встроенные в автомобили коммуникаторы, и так продолжалось до середины 80-х годов, до выхода в свет Motorola DynaTAC – серии телефонов, с которыми потом будет экспериментировать Фрэнк Канова, чтобы создать первый смартфон. Они оставались непомерно дорогими и встречались очень редко, отвечая запросам узкого рыночного сегмента: богатых бизнесменов-футуристов, таких как герой Мартина Шина в фильме «Уолл-стрит».

Серьёзного потребительского рынка для мобильных телефонов не существовало до 1990-х годов.

Первыми мобильными сетями, созданными для сотовых телефонов, управляли централизованные телесети, которые также отвечали за обширные городские телефонные сети, разросшиеся с тех пор, как появился телефон Белла. Сотовые рынки оставались привязанными к региональным или государственным центральным станциям, за исключением более демократичной и ориентированной на потребителя системы Nordic Mobile Telephony.

* * *

Острая необходимость заставляла скандинавские страны как можно скорее разрабатывать беспроводные сети: протягивать телефонные кабели через скалы и заснеженные равнины было трудно. В остальной части Европы всё шло по-старому, без изменений: национальная сотовая сеть поставлялась государственными операторами телефонной сети. Но в странах Северной Европы стремились к иному: шведы, финны, норвежцы и датчане желали, чтобы их автомобильные телефоны могли работать и за границей – и вот зерно роуминга уже брошено в землю. Система Nordic Mobile Telephony (NMT), основанная в 1981 году, ознаменовала новый взгляд на телефон – как на нечто, что может, и должно, пересекать границы. Она заставила людей по-новому посмотреть на мобильные средства связи: не просто как на полезный товар для местных рынков, но как на более широкий, более универсальный инструмент. На самом деле, NMT задалась целью построить такую систему, в которой «всякий, кто захочет, может созвониться с кем захочет». Система использовала автоматизированный реестр, отмечающий местоположение людей, когда они выходят на связь за пределами страны. Ей предстояло стать первой автоматической мобильной сетью и эталоном для всех последующих усовершенствованных беспроводных сетей.

«Система обладала особыми отличительными чертами, которые оказали значительное влияние: скандинавские взгляды на дизайн, а также атмосфера открытости в плане технологий, – говорит Эйгар. – Одним из ключевых моментов стала готовность отбросить государственные интересы во имя чего-то, что ориентировано на пользователя. К примеру, во имя роуминга между странами». Неудивительно, что более открытая система без границ стала популярной. Настолько популярной, что создала образец для мобильного стандарта, которому предстояло завоевать мир.

В 1982 году европейские инженеры и управленцы телесвязи объединились под знаменем группы особой мобильной связи, GSM, чтобы взглянуть на будущее сотовой системы континента и обсудить, возможен ли единый сотовый стандарт с технической и политической точек зрения. Как мы видим, Еврокомиссия хотела сделать для Европы всё то же самое, что NMT сделали для стран Северной Европы. Мало кто назовёт вялотекущие и полные демагогии дискуссии бюрократов самой интригующей и возбуждающей темой, однако невозможно не восхищаться грандиозным триумфом политического сотрудничества, который являла собой GSM. Несмотря на то, что потребовался добрый десяток лет для организации тестовой программы GSM, выполнения всех технических требований и согласования государственной деятельности, всё это получилось благодаря титаническим усилиям технической кооперации и дипломатическим переговорам. Чтобы значительно упростить долгую историю, скажем так: были те, кто выступал за сильную, более сплочённую Европу, и те, кто отстаивал мнение, что государства должны быть более независимыми; GSM представлялась связующим узлом для Европы, поэтому-то за неё и боролась Еврокомиссия. «Лучшую иллюстрацию GSM как политизированного проекта даёт её способность двигаться от страны к стране, то есть роуминг, – говорит Эйгар. – Ровно так же, как и в NМТ, способность использовать одни и те же конечные устройства, но в других сетях, – то есть роуминг – несмотря на дороговизну, была поставлена на первое место, ведь она демонстрировала политическое единство». Если жители различных европейских стран смогли бы перезваниваться, находясь в пути, или же легко звонить домой, будучи за границей, все эти отдельные и такие разные страны смогли бы почувствовать себя близкими соседями.

Когда же в 1992 году наконец запустили GSM, она охватывала восемь европейских стран. За три года она покрыла всю Европу. Переименованная во «всемирную мобильную систему», она скоро оправдала своё название. К концу 1996 года GSM использовалась в ста трёх странах, включая США, хотя была не единственным доступным стандартом. Сегодня она везде: согласно подсчётам, 90 % всех сотовых звонков в 213 странах совершаются с помощью GSM-сетей. (Рынок США один из немногих неоднородных рынков; операторы связи Verizon и Sрrint используют конкурирующий стандарт, называемый CDMA, в то время как T-Mobile и АТ&Т используют GSM. Простой способ узнать, подключён ли ваш телефон к GSМ, – посмотреть, есть ли в нём легко извлекаемый модуль идентификации абонента, то есть SIM-карта.).

Без Европы, жаждущей единого сотового стандарта – и её упорных стараний, – мы, вероятно, никогда бы не увидели такой стремительной и широкомасштабной интеграции сотовых телефонов в нашу жизнь. Критики выступают против некоторых особенностей GSM как чрезмерно сложных. Называют её «огромным программным монстром» и «самой запутанной системой со времён Вавилонской башни», но, может быть, именно такая конструкция – стандартизированный допуск к сети для почти всего мира, позволяющий «каждому желающему звонить кому угодно», – и стала ключевой идеей, приведшей систему к успеху.

* * *

В то время как беспроводные телефонные сети эволюционировали из проектов, поощряемых государством, основной на сегодня способ связи, который мы используем в наших телефонах, зародился как обходной путь, придуманный научными работниками. Wi-Fi появился ещё задолго до сотовой сети, какой мы знаем её сейчас, и был разработан параллельно с сетью ARPANET. Зарождение беспроводного интернета началось в 1968 году в Гавайском университете, когда профессор Норман Абрамсон столкнулся с проблемой оптимизации. В университете имелся только один компьютер, в главном кампусе в Гонолулу, однако студенты и коллеги профессора находились не только в главном здании, но и в других филиалах и на исследовательских станциях, разбросанных на небольших островах. В то время интернет прокладывали с помощью Ethernet-кабелей, а тянуть Ethernet-кабель сотни километров под водой, чтобы дотянуться до удалённых станций, было абсолютно невозможно.

Как суровая скандинавская местность заставила жителей придумать беспроводную сеть, таким же образом воды Тихого океана заставили Абрамсона проявить изобретательность. Его команда решила прибегнуть к радиосвязи, чтобы отправлять данные с островных терминалов на компьютер в Гонолулу и обратно. Их проекту было суждено вырасти в сеть ALOHAnet, прародителя Wi-Fi. (И это прекрасный акроним, который изначально обозначал «дополнительные связи подключенного к сети Гавайского округа»[34].) Если ARPANET – сеть, которая позже превратилась в интернет, то справедливо сказать, что ALOHAnet превратилась в Wi-Fi.

В то время единственным способом удалённо дотянуться до огромной информационно-обрабатывающей системы (компьютера) были провода: либо через соединение по выделенной линии, либо – по телефонной. «Главная задача системы ALOHAnet – предоставить альтернативу для дизайнера системы и разрешить те ситуации, когда радиосвязь предпочтительней традиционной проводной связи», – писал Абрамсон в 1970 году в своей статье, описывающей первые результаты. Она представляла собой простую, предлагающую решение проблемы работу, в которой – как и в сенсорном патенте Джонсона – не придаётся должного значения значимости, недооценивается потенциал описанного в нём изобретения.

Большинство радиооператоров работали следующим образом: делили доступный канал (дефицитный ресурс в местечке вроде Гавайев, где совсем небольшое покрытие сети), разбивая его либо по временным интервалам, либо по частотным диапазонам, а затем выдавали каждой нуждающейся станции либо то, либо другое. Как только каждая из сторон коммуникации получала частотный диапазон или временной интервал – тогда и только тогда, – они могли начать передачу.

Однако для медленного университетского компьютера на Гавайях это означало передачу данных с черепашьей скоростью. Поэтому ALOHAnet стала грандиозным изобретением: она была спроектирована всего лишь с двумя высокоскоростными УВЧ-каналами, одним каналом исходящей связи и одним каналом входящей связи. Вся пропускная способность канала должна была быть открыта всем, то есть если два человека пытаются использовать его одновременно, то передача может не состояться. В таком случае им придется пробовать заново. Эта система впоследствии стала известна как протоколы прямого произвольного доступа. Узлы ARPANET могли связываться напрямую только с узлом на другом конце провода (или спутниковой связи). «В отличие от АRРАNЕТ, где каждый узел мог напрямую обмениваться информацией только с узлом на другом конце провода или спутниковой связи, в АLОНАnеt все клиентские узлы обменивались информацией с хранилищем на одной и той же частоте».

В 1985 году Федеральная комиссия связи открыла промышленный, научный и медицинский (ISM) диапазон для нелицензионного использования, позволяя заинтересованным сторонам осуществлять обмен информацией. В девяностые годы вокруг стандарта собралась группа технологических компаний, и рекламщики выдали совершенно бессмысленное название «беспроводная точность», или «wireless fidelity», чтобы по первым слогам было созвучно с Нi-Fi (high fidelity – «высокая точность»), – так и появился Wi-Fi.

Когда GSM покорила Европу и весь мир и когда цена на мобильные телефоны упала, всё больше пользователей получали доступ к новой технологии; и, по словам Эйгара, «основное применение этой технологии открыли сами пользователи. Так что это совсем не обязательно должен быть только лишь результат продуманного подхода разработчиков».

Итак, пользователи очень быстро обнаружили полезную функцию, добавленную как запасное средство связи, которой со временем предстояло эволюционировать в один из основных способов сегодняшнего использования телефона. И за это нам следует поблагодарить норвежских подростков, которые сделали SMS популярным средством общения.

Учёный Фридхельм Хиллебранд, председатель комитета GSM, отвечавшего за службы неголосовых услуг, проводил неофициальные эксперименты у себя дома в Бонне. Он подсчитывал символы в сообщениях, которые печатал, и пришёл к выводу, что 160 символов – оптимальная длина сообщения. «Этого более чем достаточно», – решил он. В 1986 году он настоял на том, что в обязательных установках телефонов, подключённых к сетям, должно присутствовать нечто, называемое службой коротких сообщений[35], или SMS. Затем он добавил функцию SMS во вторичную линию передачи данных, изначально предназначавшуюся для рассылки сообщений о статусе связи.

Разработчики полагали, что текстовые сообщения пригодятся инженерам, которые, например, находятся в полевых условиях и осматривают повреждённый провод: они с лёгкостью могли бы отправить сообщение с рапортом на базу. По словам Эйгара, это было сродни функции техподдержки. Однако такая задумка позволила SMS обосноваться в большинстве телефонов. Сервис представлял собой крохотную частичку среди обширных возможностей GSM, и инженеры редко прибегали к его услугам. А вот подростки тут же облюбовали быстрый и незаметный способ обмена сообщениями. Как говорит Эйгар, норвежские подростки в разы чаще переписывались с помощью SMS, чем любой специалист по сетям. На протяжении девяностых текстовые сообщения были широко распространённым способом коммуникации в молодёжной среде.

Этот принцип повторяется снова и снова на протяжении всей истории технологий: дизайнеры, маркетологи или корпорации создают продукт или сервис, а пользователи решают, как они им воспользуются. То же самое случилось в Японии на стыке столетий: сетевой оператор NTT DoCoMo придумал абонентские услуги для мобильного интернета, ориентированные на бизнесменов, i-Mode. Оператор тщательно отобрал сайты, которые могли отображаться на экране, и включил такие услуги, как бронирование авиабилетов и электронную почту. Но бизнес-сообщество не заинтересовалось сервисом, однако его на ура встретили те, кому было за двадцать, именно они помогли смартфонам обрести бешеный успех в Японии, за десяток лет до такого же бума в США.

Феномен, когда направление технологии задаёт пользователь, не единожды случался и с iРhоnе: помните, Стив Джобс говорил, что первейшая функция iPhone – совершать звонки. (Надо отдать ему должное, телефонные новшества, вроде голосовой почты, стали грандиозным прорывом.) Сторонние приложения не поддерживались. Однако в итоге пользователи добились своего, и ключевой особенностью стали приложения, а звонки отошли на второй план.

Когда каждый начал звонить каждому, когда подростки стали обмениваться текстовыми сообщениями и когда все мы сплотились и получили App Store, тогда мы обрели беспроводные сети, протянувшиеся по всему свету. И кому-то приходилось возводить, обслуживать и ремонтировать бесчисленные сотовые вышки, чтобы люди оставались на связи.

* * *

Летом 2014 года Джоэль Мец, монтажник сотовых вышек и двадцативосьмилетний отец четверых детей, работал на вышке в Кентукки, на высоте семьдесят с лишним метров над землёй. Он заменял старую мачту на новую, когда его коллеги услышали громкий хлопок; трос внезапно ослаб и полетел вниз, обезглавив Меца и отрубив ему правую руку. Его тело провисело в десятках метров от земли ещё около шести часов.

Такая жуткая трагедия, как ни печально, не простая случайность. Именно поэтому нельзя не прервать мерное повествование о тесном сотрудничестве, прогрессе и новаторстве напоминанием о том, что у всего есть своя цена, что инфраструктура, которая делает беспроводную технологию возможной, в прямом смысле строится живыми рабочими и их рискованным, небезопасным трудом, и что людям приходится умирать, чтобы развивать и обслуживать сеть. Слишком уж многим людям. Имя Меца – лишь одно из длинного списка сорвавшихся с вышки рабочих за последние десять лет.

Ведущий промышленный портал, посвящённый дизайну, конструкциям и ремонту вышек, Wireless Estimator насчитал с 2003 года 130 подобных смертей в результате несчастных случаев на вышках. В 2012 году документальный сериал PBS (американская служба общественного вещания) Frontline и государственная организация ProPublica объединились для расследования этой тревожной тенденции. Отчёты управления по охране труда показали, что уровень смертности среди монтажников, обслуживающих сотовые вышки, в десять раз выше, чем в строительной индустрии. Расследование показало, что монтажники часто имели плохую подготовку и получали непригодное страховочное оборудование для подъёма на многометровую конструкцию, уходящую к небу. Если вам когда-нибудь захочется взглянуть на те умопомрачительные высоты, куда забираются монтажники, – YouTube к вашим услугам; посмотрите чужими глазами с высоты сотовой вышки и погрузитесь в головокружительную атмосферу с помощью LTE-сети, которую помогают поддерживать те самые монтажники.

Расследование также обнаружило, что один оператор мобильной связи сталкивался со смертельными случаями чаще, чем все его конкуренты вместе взятые. Угадайте кто и угадайте когда: «С 2003 года на рабочем месте погибло пятнадцать монтажников из АТ&Т. За тот же период погибли пять монтажников T-Mobile, два монтажника из Vеrizоn и один из Sрrint, – сообщалось в отчёте. – Пик смертности пришёлся на период с 2006 по 2008 год, когда AT&T объединила свою сеть с сетью Cingular и отчаянно пыталась справиться с трафиком, порождённым iPhone». За время этой лихорадочной борьбы погибли одиннадцать монтажников.

Возможно, вы помните поток жалоб на сеть AT&T, который потёк после дебюта iPhone; очень скоро сеть оказалась перегруженной, и, согласно источникам, Стив Джобс пришёл в ярость. Поэтому AT&T бросилась строить новые вышки, чтобы улучшить покрытие, что, согласно отчёту ProPublica, привело к опасным рабочим условиям и небывало высокому показателю смертности.

В последующие годы смертность упала, и в 2012 году погиб только один человек. Как ни печально, но после этого случился новый скачок: четырнадцать смертей за 2013 год. В следующий год Министерство труда США предупредило о «тревожном увеличении гибели рабочих». Крупные операторы обычно перекладывали постройку и обслуживание вышек на сторонних субподрядчиков с далеко не передовой техникой безопасности. «Мы не можем платить за улучшение беспроводной связи жизнями монтажников», – заявил в своём выступлении Дэвид Майклз из Управления по охране труда.

Обслуживание сотовых вышек считается высокоопасной и высокооплачиваемой работой. Бывшие монтажники описывают её: «в духе Дикого Запада», а анализы тех немногих, кто погиб из-за несчастного случая, показали положительные результаты на алкоголь и наркотики. Тем не менее субподрядчиков редко призывают к серьёзной ответственности за смерти рабочих, уровень смертности существенно не сокращается, и можно предположить, что до тех пор, пока законодатели не примут суровые меры или не замедлится рост сетей, жизни монтажников так и будут обрываться.

Нам нужно включить эти риски, эти потери, в наше представление о том, как работают технологии. Без Маркони мы вряд ли изобрели бы беспроводную радиосвязь, без Лабораторий Белла – сотовые телефоны, без сторонников Евросоюза не случилось бы единой стандартизированной сети, а без отдавших свою жизнь рабочих, вроде Джоэля Меца, мы остались бы без сигнала. У наших iPhone попросту не было бы сети без всего вышеперечисленного.

Объединённые усилия дали ход широкомасштабному распространению смартфонов: в 2005 году в США насчитывалось 3,5 миллиона абонентов со смартфонами, а в 2016 – 198 миллионов. Такова сила притяжения iPhone в действии, она уходит в прошлое, к истокам сетей, и прорастает в будущее лихорадочной постройкой сотовых вышек.