(Моя статья двадцатилетней давности, до сих пор не утратившая актуальности, - была опубликована в "Компьютерре")
Первые паровые машины были устроены довольно причудливым образом: возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре передавалось на насос, накачивавший воду в высоко расположенный резервуар, из которого она лилась вниз на мельничное колесо, вращавшее через систему передач ось, приводящую в движение фабричные машины. Самый передовой из сегодняшних промышленных источников энергии - ядерный реактор - служит всего лишь печкой для парового котла, струя из которого вращает турбину.
Такой симбиоз новейших технологий с решениями более чем вековой давности может навести на мысль о косности мышления разработчиков. Однако любой, кто попробует "отринуть предрассудки" и "сделать лучше", обнаружит, что сделать это крайне сложно, а зачастую и невозможно по причинам как технологического, так и экономического характера. Если слегка колупнуть сверкающую обертку самых модных сегодня технологий передачи данных, - за глянцем рекламных проспектов обнаружатся все те же паровые котлы и мельничные колеса.
Причем самое забавное - и самое обидное, - что в подавляющем большинстве случаев проблемы технологического свойства меркнут перед парой столбиков цифр в бухгалтерском отчете. Летать быстрее звука научились уже давно, - но и "Ту-144", и "Конкорд" были сняты с линий из-за нерентабельности (да, у них были и проблемы с безопасностью, но решение подобных проблем - всего лишь вопрос финансирования, а выделение соответствующей суммы сделало бы эксплуатацию этих лайнеров принципиально убыточной). Человек впервые ступил на поверхность Луны три с половиной десятка лет тому назад, и немало землян не отказалось бы прогуляться по поверхности ближайшего к нам небесного тела, но себестоимость космических полетов столь высока, что даже сравнительно дешевый орбитальный туризм до сих пор не вышел за рамки полукустарных экспериментов, а на туры "Земля - Луна" - и вовсе не найдется платежеспособного спроса на всей планете. Всяческие электромобили и автомобили на водородном топливе разрабатывались еще в 50-х годах прошлого века, однако мы и по сей день заправляемся бензином и отравляем воздух токсичными выхлопами, потому что альтернативное транспортное средство со сравнимыми характеристиками обойдется во много раз дороже, а за те же деньги, что стоит обычный автомобиль, можно приобрести в лучшем случае выставочную диковину, неприменимую в реальной жизни. Наука и технология сегодня умеют много гитик, но в повседневной реальности мы слишком часто сталкиваемся с тем, что соотношение себестоимости и платежеспособного спроса ставит непреодолимый барьер на пути очередного нововведения.
Когда персональные компьютеры шагнули в народ, породив массовый спрос на услуги передачи данных и соответствующие технологии, - людьми, которые определили грядущий облик рынка доступа в Интернет, были не инженеры и конструкторы, а бухгалтеры и специалисты по бизнес-планированию. Да, к тому моменту существовали и были освоены в промышленных масштабах многочисленные технические решения, специально "заточенные" под передачу данных между компьютерами, но попытки их внедрения на потребительском рынке не могли рассматриваться даже гипотетически. Всем хороша оптоволоконная магистраль - и долговечностью, и помехозащищенностью, и практически неограниченной скоростью передачи, - но если Джон Смит или Василий Пупкин готов потратить на подключение максимум $100, а в месяц платить порядка $30, то прокладывать к нему домой дорогущий кабель никто не станет, - затея просто-напросто не окупится. "Толстый" коаксиальный Ethernet, для которого и кабель, и трансиверы стоили сравнительно недорого, выглядел вроде бы более приемлемо, но его фундаментальным недостатком было ограничение дальности в 500 м (у "тонкого" коаксиала - всего 185 м, а у витой пары - и того меньше). Использовать эту технологию в промышленных масштабах было нереально, - десяток-другой пользователей, оказывавшихся, если повезет, в пределах досягаемости от провайдерского узла, погоды сделать не могли, - а как же быть с остальными? Ставить репитеры, допустимое число которых в цепочке тоже ограничено? Или плести сеть из расставленных через каждый километр небольших узлов, обслуживающих по десятку-другому клиентов и соединенных все той же дорогущей оптикой? Понятно, что с экономической точки зрения все подобные затеи являлись полнейшей утопией. И мысль разработчиков, направляемых твердой рукой финансистов, на много лет вперед устремилась в одну сторону, - попытаться сделать подобие конфетки из всем известной субстанции таким образом, чтобы за сколько-нибудь приемлемые деньги получить сколько-нибудь приемлемые характеристики.
Понятно, что наиболее низкая себестоимость получится, если самый капиталоемкий элемент создаваемой системы получить "безвозмездно, то есть даром". Не в смысле что-то украсть, а - применить уже готовое, существующее, - за пользование которым, возможно, и придется платить, но, по крайней мере, не потребуется вкладываться в создание, производство и монтаж. В ситуации, когда пользователей было еще немного, а расстояния между ними были велики, - самым проблемным звеном были линии связи, призванные соединить клиента с провайдером, разделенных иногда многими и многими километрами. Оконечное оборудование - даже самое дорогое в разработке и сложное в производстве - представляло собой меньшую проблему: поставленная на поток и тиражируемая во множестве экземпляров плата с микросхемами стремительно дешевеет с каждой тысячей отштампованных изделий, а вот даже простейший медный провод содержит в себе металла на сумму, пропорциональную километражу, - причем ожидать, будто через пару лет этот металл подешевеет впятеро, нет ровным счетом никаких оснований.
После того как первый приступ Интернет-голода худо-бедно был приглушен медленным и зачастую низкокачественным коммутируемым доступом, ряд известных российских компаний принялся бездумно копировать "передовой зарубежный опыт", - видимо, впечатлившись изяществом технического решения той самой паровой машины с насосом и мельничным колесом. Только если в Штатах для передачи данных по сети кабельного телевидения требовалось поставить на концах кабеля соответствующее оборудование, - у нас было нужно еще проложить кабельную сеть. Если в Европе для предоставления ISDN или услуг коммутируемого доступа с v.90 достаточно было поставить у абонента модем, - то у нас зачастую требовалось сначала заменить координатно-шаговую АТС на электронную, а то и переложить несколько километров телефонного кабеля.
В первую очередь, разумеется, внимание было обращено на телефонные провода, которые давным-давно проложены и входят буквально в каждый дом, предоставляя практически халявную кабельную инфраструктуру. Неоспоримым достоинством телефонной сети была ее дальнобойность, - при желании с ее помощью можно было устанавливать связь за десятки и сотни километров. Ее не менее неоспоримым недостатком являлась узкая полоса частот, доступная для установления связи, - что неудивительно, поскольку создавалась она для голосовых разговоров. Тем не менее, доступность телефонных линий была слишком лакомым кусочком, чтобы отказаться от такой возможности, - и огромные инвестиции хлынули в усовершенствование хилой технологии. Как только ни издевались хитроумные инженеры над несчастной телефонией - увеличивали число несущих частот, модулировали фазу и амплитуду сигнала, выжимая до капли все, что позволяли фундаментальные физические ограничения, - пока не достигли вершины своего искусства - тех самых модемных 56 кбит/с, которые вряд ли кто-то вообще сумеет превзойти. Конечно, по сравнению с изначальными 300 бит/с прогресс шагнул далеко вперед; миллионы пользователей во всем мире получили возможность работать в Сети с приемлемым уровнем комфорта, - однако понятно, что все это было паллиативом, отнюдь не решающим всех существующих задач. Скачивание дистрибутивов затягивалось порой на долгие часы, попытка передачи видеоизображения давала на мониторах карикатурно размытую крошечную картинку, а загрузка образа компакт-диска или видеофильма и вовсе могла занять пару суток, - не говоря уж о том, что занятость телефонной линии создавала неудобства. В общем, Интернет - чудо миллениума - большинству пользователей был доступен при помощи неудобного и медлительного детища Александра Белла, можно сказать - ровесника паровых котлов и мельничных колес.
Другим вариантом уже существующего абонентского кабеля - менее распространенным, нежели телефонный, но весьма популярным, - в США являлся кабель телевизионный. К моменту начала взрывного роста популярности Интернета в стране действовали десятки вещательных сетей, охватывавших миллионы домохозяйств. Поскольку для передачи телесигнала требуется гораздо более широкий диапазон частот, чем для передачи голоса, цифровой канал, организованный с использованием телевизионного кабеля, имел бы куда большую пропускную способность по сравнению с коммутируемой линией. Разумеется, соответствующие технологии были созданы. "Железо", правда, получилось дорогим, да и скорость оставляла желать лучшего (при декларированном потоке к абоненту до 42 Мбит/с почему-то мало кто из операторов обеспечивает хотя бы 2 Мбит/с), и даже в Штатах, не говоря уже об остальном мире, телевизионными кабельными сетями охвачен отнюдь не каждый дом, - но своего потребителя они, безусловно, нашли.
Еще одним каналом связи, идущим от вещателя к потребителю, был луч спутникового транспондера, передающего на землю цифровой телевизионный сигнал. Достоинство подобного решения - огромная зона охвата: один спутник покрывает сигналом добрую половину континента, дотягиваясь до самых что ни на есть медвежьих углов. Однако технология DVB (Digital Video Broadcasting - цифровое видеовещание), как легко понять из ее названия, предназначалась для односторонней трансляции телесигнала; передача же данных по протоколу TCP/IP требует двустороннего обмена информацией. Поскольку доступный для применения готовый дорогостоящий ресурс - спутники связи - уже существовал, - разумеется, приспособили для доступа и его. По своему уродству, количеству затычек для разнообразных дыр и "доработок напильником" этот ублюдок мира высоких технологий, кажется, вообще не имел себе равных. Пользователю требовалась спутниковая антенна с DVB-декодером для приема сигнала и какая-то линия связи с оконечным оборудованием для создания обратного канала (как правило - обычный телефонный модем), - так что с точки зрения "железа" все это хозяйство влетало в копеечку. За работу в Интернете платить приходилось сразу двум провайдерам - местному, через которого отправлялся исходящий трафик, и спутниковому. Поскольку скоростной канал действовал только в одном направлении - от спутника к абоненту, - выигрыш в пропускной способности получался только в одну сторону. К узлу спутникового оператора пользователь подключался через proxy-сервер, что автоматически лишало его ряда сетевых сервисов, а большая задержка сигнала, путешествующего до геостационарной орбиты и обратно, ставила крест на какой бы то ни было интерактивности вроде многопользовательских игр. Вся эта дорогая, сложная, нелепая и хитроумная конструкция, взглянув на которую создатель той самой паровой машины с мельничным колесом, пожалуй, недоуменно покрутил бы пальцем у виска, годилась, по сути, только для одного - качать на высокой скорости файлы, веб-странички или потоки медиа-контента. И в большинстве случаев асимметричный DVB-доступ приобретается не сам по себе, а, что называется, до кучи: если у пользователя есть компьютер с модемом и тарелка с приемником, почему бы за довольно скромные деньги не разжиться еще и скоростным каналом? Все та же старая песня - попытаться присобачить нечто, за что все равно уже деньги заплачены, еще и для передачи данных, - поет в этом случае не только провайдер, но и его клиент.
Впрочем, спутниковые тарелки есть пока далеко не у всех, да и кабельное телевещание распространено не во всех странах. А вот телефонные линии есть везде, и попытки приспособить их для доступа в Сеть продолжались и после того, как из модемов коммутируемого доступа выжали все, что только возможно. Направление мысли разработчиков было простым: то самое ограничение полосы частот, что кладет предел скоростям коммутируемого доступа, характерно для телефонной сети в целом, когда сигнал идет от абонента к АТС, затем по магистральным каналам направляется на другую телефонную станцию, а оттуда - на модемный пул провайдера. Сам же по себе абонентский провод в принципе может пропускать и намного более широкую полосу частот - в зависимости от длины шлейфа, качества меди и ряда других параметров. И если не гонять трафик по телефонной сети, а поставить оконечное оборудование прямо на АТС, то скорости можно и увеличить. Первым решением такого рода была технология ISDN (Integrated Services Digital Network - цифровая сеть с интегрированными сервисами), позволявшая передавать данные со скоростью до 128 кбит/с, что для того времени было, пожалуй, немало. Соответствующие модемы, правда, стоили не меньше вертолета, из-за чего в России, например, так и не получили широкого распространения, - но, скажем, в Западной Европе, где телефония была переведена на "цифру" довольно давно, а устанавливаемые АТС эту технологию поддерживали, - она получила довольно широкое распространение несмотря на смешные - особенно в сопоставлении с ценой - характеристики.
Следующим шагом в том же направлении - поставить "оконечку" на АТС и идти к абоненту по уже существующей телефонной меди, - стало многочисленное семейство технологий DSL (Digital Subscribers Line - цифровая абонентская линия). Колдуя с частотами несущих, типами модуляции, протоколами коррекции ошибок и прочими технологическими тонкостями, удалось добиться того, чтобы передавать в сторону абонента до 8 Мбит/с, принимая от него до 1,5 Мбит/с (ADSL), - если очень повезет, и провод попадется качественный, и расстояние до абонента по шлейфу окажется в пределах пары километров (скорость передачи сильно зависит от расстояния и километрах примерно на шести падает до 128/128), и помехи да наводки не будут чрезмерными. Из всех "паровозных" технологий xDSL позволяет, при удачном расположении светил, получить наибольшие скорости (впрочем, в разы меньшие по сравнению со старым добрым Ethernet’ом), так что сейчас в ряде стран вроде Южной Кореи наблюдается бум именно таких подключений. Но хотя массовая штамповка и позволила заметно снизить себестоимость "железа" (а первоначально пара ADSL-модемов стоила под $2000), организация одного линка, скажем, на оборудовании ZyXEL обойдется приблизительно в $220 по оптовым ценам, - причем речь идет только о цене непосредственно "оконечки", без учета стоимости работ и всех прочих затрат (от редакции: с момента написания статьи ситуации на рынке уже успела измениться). Вдобавок у этих технологий есть серьезный недостаток: из-за взаимных наводок в одном телефонном кабеле не могут "ужиться" больше двух-трех, максимум четырех DSL-каналов. Поэтому если речь идет о подключении сельского домика или единственного абонента в городском здании, - такое решение, по-видимому, обойдется все же дешевле, чем прокладка к пользователю отдельного кабеля. Однако если в стопарном кабеле, входящем в многоквартирный жилой дом, уже есть пара-тройка DSL-каналов, то подключение еще одного запросто может привести к пропаданию связи у всех. Для действительно массового подключения "человеческих муравейников" эта технология, увы, не подходит (от редакции: спорное мнение автора статьи).
Оглядываясь на историю создания всего этого паноптикума уродцев, приходится с горечью признать, что на протяжении последних пятнадцати-двадцати лет львиная доля таланта и энергии разработчиков была направлена на то, чтобы ухитриться передать данные по линиям связи, изначально для передачи данных не предназначенным. Фигурально выражаясь, - при помощи напильника и кувалды приспособить трехколесный велосипед для перевозки бетонных плит. Возить бетонные плиты на грузовике оказалось проще, быстрее и дешевле, - при условии, конечно, что грузовик мы уже купили, а велосипеда у нас все равно не было.
Однако в странах с развитой коммуникационной инфраструктурой - с повсеместно доступной качественной цифровой телефонией, сетями кабельного телевидения, миллионами обладателей спутниковых тарелок и т. п. - экономия именно на прокладке физических линий оказалась достаточно большой, чтобы рынок повернулся в эту сторону.
Сегодня, когда в московских спальных районах к MAN подключается уже до 15% от общего числа квартир, у нас появился шанс сделать технологический рывок и убежать, наконец, от всех этих насосов и мельничных колес, от несчастного этого паровоза, скроенного по последнему слову технической мысли прошлого века. С новым вас веком, господа!
России же с инфраструктурой не повезло, - ее практически не было. Даже более или менее демократичный коммутируемый доступ по телефонной линии нередко являлся проблемой в стране, где и в столице-то до сих пор десятки тысяч квартир не телефонизированы, вместо UTP-кабеля для разводки используется знаменитая "лапша" со множеством скруток, докричаться до собеседника сквозь хрипы аналоговых телефонных станций зачастую не удается, а недостаточная коммутационная емкость каналов между АТС то и дело приводит к коротким гудкам уже после набора первых трех цифр номера. Кабельного телевидения как такового у нас и не было; спутниковые тарелки долгие годы оставались недоступной большинству экзотикой; единственный национальный спутниковый DVB-провайдер почил в бозе после широко известной истории, а в проложенных по колодцам лет пятьдесят назад, давно изъеденных крысами и позеленевших проводах радостно играло радио.
Меж тем все то время, пока мастера напильника и кувалды ковырялись со своими паровыми котлами и трехколесными велосипедами, разработчики стандартов и технологий, изначально "заточенных" под передачу данных между компьютерами, тоже не сидели сложа руки. Ethernet перешел с коаксиала на неэкранированную витую пару, а потом и на оптику; его скорость выросла с 10 Мбит/с до 100 Мбит/с, а после и до 1 Гбит/с, - причем процесс продолжается. Штампуемые десятками миллионов устройства сильно подешевели, - и сегодня 100-мегабитный свитч стоит в разы дешевле, чем несколько лет назад стоил 10-мегабитный хаб, а сетевую карту можно купить всего за $5. Дешевело и оптоволокно, тысячи километров которого ежегодно выбрасывались на рынок десятками заводов. Ethernet ускорился, подешевел, стал гораздо дальнобойнее и далеко перешагнул рамки офисной локальной сети, для которой в свое время создавался. Ушлые маркетологи придумали даже аббревиатуру MAN - Metro Area Network, - обозначающую Ethernet-сеть масштабов городского района или целого мегаполиса.
Напряженность ситуации росла и росла, пока не рвануло, - примерно тогда, когда доля Интернет-пользователей, проживающих в типичном спальном районе, вплотную приблизилась к 10% от общего числа квартир. Тут-то и оказалось, что если в кабельном вводе в здание нет свободных пар, то проще и дешевле не тащить второй стопарник, а проложить оптику. Что даже с учетом стоимости UTP-кабеля и работ по его прокладке, Ethernet-оборудование все равно столь дешево, что полная себестоимость подключения одного абонента оказывается ниже $100, а скорость, качество и надежность получаются выше по сравнению с использованием устаревших технологий. Что даже если соединять между собой здания стомегабитным оптоволокном, использовать не хабы, а свитчи и размещать оборудование в специальных антивандальных ящиках, - точка подключения в многоквартирном доме обойдется не дороже $800.
И если до того момента так называемые домашние сети представляли собой своеобразные клубы по интересам, объединявшие немногочисленных компьютерных фанатов, а технологически строились по принципу "воткнем Васе в комп вторую сетевуху и пробросим коаксиал через форточку к Пете", - то теперь пришла эпоха больших инвестиций, грамотного бизнес-планирования, профессиональной работы и тотального покрытия территории целых районов. Экономическая эффективность грамотно - с технической и коммерческой точек зрения - построенных сетей широкополосного Ethernet-доступа столь высока, что операторы этих сетей имеют возможность стремительно развиваться без дополнительных внешних инвестиций, исключительно за счет реинвестирования собственной прибыли. Предоставляя при этом услуги на условиях, которые еще вчера показались бы фантастикой и с которыми не может конкурировать ни один провайдер, использующий "паровозные" технологии. Ни один московский оператор ADSL-, DOCSIS- или беспроводного доступа не может себе позволить брать всего $50 в месяц без ограничения трафика по каналу 250 кбит/с (при полной загрузке это позволяет скачать за месяц около 80 Гбайт, - стоимость трафика прикидывайте сами), - меж тем как Еthernet-провайдеры активно работают с такими тарифными планами.
Разумеется, и у Ethernet-сетей есть свои ограничения применимости: их бизнес-модель эффективна в районах, застроенных многоквартирными домами. Именно там во сей красе предстает успевшая стать классической схема: магистральный канал приходит на местный узел, где расположен билинг и телематика; оттуда по 100-мегабитной оптике разводится по окрестным 150–200 домам, оборудованным точками доступа, - от которых по квартирам идет абонентская разводка, выполненная на UTP 5-й категории. Длина кабеля витой пары не может превышать сотни метров, поэтому для преодоления большего расстояния опять-таки требуется оптоволокно. Так что если район застроен хрущобами, в каждой из которых проживает по два-три компьютеровладельца, или если желающий подключиться пользователь живет в домике, одиноко стоящем на отшибе цивилизации, - прокладывать туда оптику ради единственного абонента будет слишком дорого. Именно поэтому окончательной смерти "паровозных" технологий вроде ADSL ожидать в ближайшее время не приходится, - им достанется своя экологическая ниша по обслуживанию "неудобий".
Некоторые оппоненты, впрочем, возлагают серьезные надежды на всяческие технологии беспроводного доступа, будь то Wi-Fi, CDMA-2000 или что-то еще. Дескать, пусть даже оборудование (пока еще?) дороговато, зато никаких затрат на кабель, никакой возни с его прокладкой, а взамен - высокие скорости передачи данных и полная свобода, не связанная никакими проводами. Картинка вроде бы радужная, но, увы, - несбыточная.
Ведь по мере движения Интернета в массы, все больше и больше "тяжелеют" задачи. Вместо обмена текстовыми сообщениями в терминальном режиме, как было еще несколько лет назад, - сегодняшние пользователи обмениваются гигабайтами музыки в P2P-сетях, слушают через Сеть заокеанские радиостанции, скачивают видео в формате DivX и ставят у себя дома веб-камеры. А завтра вместо DivX они будут качать DVD, болтать с приятелями по видеотелефону и заказывать в удаленном прокате видео по требованию. Все эти приложения чувствительны к полосе пропускания канала, и чем дальше, тем большая пропускная способность будет требоваться одному абоненту. А природу обмануть невозможно: для повышения пропускной способности радиоканала нужно увеличить отведенную под него полосу радиочастот. Радиочастоты же - ресурс невозобновимый и ограниченный, а значит - дефицитный и дорогой. Даже сейчас, когда о сколько-нибудь массовом распространении беспроводного широкополосного доступа говорить просто смешно, периодически случаются конфликты между сотовыми операторами, с одной стороны, и государственными органами и силовыми структурами - с другой (с участием Минсвязи, Антимонопольного комитета и судебных инстанций). Конфликты из-за распределения тех самых частот, которые уже стали дефицитными. По мере того как число пользователей будет расти, а потребная каждому из них полоса станет увеличиваться, - и государство с операторов, и операторы с абонентов станут брать за пользование частотой все дороже и дороже. Причем если выделенный провайдеру диапазон частот исчерпан, то больше его взять неоткуда, это не нефть, которую можно добыть из скважины, и не деньги, которые можно напечатать. Вместе с тем оптоволокно позволяет передавать практически неограниченные потоки информации. Уперлись в возможности технологии, не хватило полосы? - задействуем еще одну, резервную оптическую пару в том же кабеле. Закончились свободные пары? - параллельно уже загруженному кабелю проложим второй, - благо удовольствие нынче сравнительно недорогое.
Таким образом, то, что раньше называлось домашними сетями, а теперь гордо именуется Metro Area Networks, - это магистральное направление развития услуг широкополосного доступа в городах. В которых, отметим, проживает преобладающая часть населения России. Отсутствие в нашей стране современной - по меркам 80-х годов прошлого века - коммуникационной инфраструктуры неожиданно сослужило нам всем хорошую службу, дав шанс перешагнуть через устаревшие технологии, заполонившие западный и, местами, юго-восточный рынок. Вряд ли правомерно говорить о каком-то "особом пути развития России": в странах, оказавшихся в сходном положении, например в Бразилии, - сейчас идут точно такие же процессы.
