ЧАСТЬ I.
ГЛАВА 1.
ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ В МИР БЕСПРОВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
С тех пор как Гульельмо Маркони (Guglielmo Markoni) в 1894 году передал первый беспроводной радиосигнал по склону итальянского холма, беспроводные технологии существенно изменили способы общения людей и получения информации. Со времени появления в 1920-х годах первых радиоприемников с амплитудной модуляцией (АМ) до XXI века, к которому распространились самые разные беспроводные устройства, технология очень изменилась, возникли новые отрасли промышленности, а также множество новых продуктов и услуг.
Беспроводные технологии в наши дни становятся, кроме всего прочего, серьезным катализатором экономического роста. К сожалению, порой новшества в этой сфере связаны с неясностями и вызывают многочисленные вопросы. Современная деловая и техническая пресса повторяет сотни и сотни новых терминов и аббревиатур: CDMA (Code Division Multiple Access — технология с кодовым разделением каналов), GSM (Global System for Mobile Communications — глобальная система для мобильных коммуникаций), TDMA (Time Division Multiple Access — множественный доступ с разделением по времени), 802.11, WAP (Wireless Application Protocol — протокол беспроводных приложений), 3G (третье поколение), GPRS (General Packet Radio Service — услуга пакетной передачи данных), Bluetooth, i-mode и т.п. Широчайший выбор новых технологий вполне может смутить и индивидуальных, и корпоративных пользователей. Возникают совершенно естественные вопросы: будут ли все эти технологии мирно сосуществовать? Не исключают ли они друг друга? Доступны ли они повсеместно?
Обилие новых беспроводных технологий и услуг говорит о том, что революция в этой области только начинается. В обозримом будущем нам предстоит наблюдать очень быстрый рост рынка беспроводных устройств и услуг. К 2004 году у миллиарда людей во всем мире будут сотовые телефоны: количество пользователей с 2000 года увеличивается более чем на 100% ежегодно (рис. 1.1).
Перспективы развития других рынков беспроводных технологий, таких как беспроводные локальные сети (LAN — Local Area Networks) и Bluetooth, впечатляют не меньше. В соответствии с исследованием, выполненным компанией IDC (International Data Corporation), рынок беспроводного оборудования для LAN вырос в 2000 году на 80% и будет расти еще более стремительно, поскольку беспроводные сети планируется устанавливать в аэропортах, отелях, университетах и корпоративных зданиях (рис. 1.2).
Прогноз развития Bluetooth, беспроводной технологии ближнего действия (в радиусе 10 м), предназначенной для взаимосвязи таких устройств, как принтеры, PDA (Personal Digital Assistant — карманный компьютер), компьютерные клавиатуры и сотовые телефоны, также весьма оптимистичен (см. рис. 1.3). К 2005 году в мире будет около миллиарда устройств со встроенными возможностями Bluetooth-связи, согласно исследованиям компании Cahner's In-Stat Group. Все это означает, что, несмотря на колоссальный прогресс беспроводной технологии за 20 прошедших лет, основное ее развитие ожидает нас в будущем.
История развития беспроводных технологий
Чтобы лучше представлять себе перспективы развития беспроводного рынка, надо проследить историю его возникновения и развития.
История беспроводных технологий берет свое начало в конце XIX века, когда получил свое развитие телеграф Маркони. Запатентованная в 1896 году в Англии, эта технология обеспечивала передачу радиоволн без проводов на большие расстояния. Однако телеграф Маркони мог передавать только точки и тире азбуки Морзе, а не живой голос. На первом этапе его применение было ограничено связью «корабль-корабль» или «корабль-берег».
После того как изобретение телеграфа продемонстрировало потенциал беспроводной связи, компании и индивидуальные пользователи стали активно искать аналогичные способы передачи голоса. Повторяя успех Маркони, американский изобретатель Реджинальд Фессенден (Reginald Fessenden) осуществил первую полноценную радиотрансляцию в 1906 году — с этого момента мы уже можем говорить о технической революции.
В 1920 году такие компании, как General Electric (GE), AT&T и вновь созданная Radio Corporation of America (RCA) включились в создание беспроводной индустрии — АМ-радио. Результаты были совершенно потрясающими; что-то похожее наблюдалось лишь семьюдесятью годами позже в связи с ростом Internet.
«Казалось, что назавтра буквально все стали заниматься радиопередачей — газеты, банки, государственные учреждения, общественные организации, университеты и колледжи, аптеки и больницы», — вспоминает Том Льюис в своей книге «Воздушная империя» (Tom Lewis. Empire of the Air. — New York Harper Collins, 1991, рр. 162-163).
С ростом радио континента росла и потребность в радиопередачах у слушателей. К 1929 году в США было более 6 млн. радиоприемников, которые стали новым средством получения информации. Через 20 лет приемниками обзавелось уже
25% населения. В те времена такие темпы роста являли пример самого быстрого внедрения массовой технологии (рис. 1.4).
Беспроводные технологии распространялись, даже несмотря на глобальную депрессию 1930-х годов и появление таких новшеств, как радио с частотной модуляцией (FM) и телевидение. Вторая мировая война только ускорила развитие беспроводной связи, поскольку военные вкладывали в это значительные ресурсы.
После Второй мировой войны развитие беспроводных технологий массового применения затормозилось. Ветер перемен подул только после запуска советского спутника в 1957 году. Сразу после этого США и СССР начали соперничество за освоение космоса, вкладывая огромные финансовые и человеческие ресурсы в новые космические технологии. Однако связь с космическими кораблями требовала современных беспроводных коммуникационных систем, и на их создание были брошены немалые силы. Это оказало существенное влияние на будущее беспроводных систем.
1970-е годы: первые беспроводные сети
Первые беспроводные телефонные системы появились в США в 1970-е годы. Основанные на технологии, разработанной в лабораториях Белла компании АТ&Т, эти системы были аналоговыми, работали в ограниченном диапазоне частот и могли одновременно обрабатывать только небольшое число вызовов. Их использовали в основном для обеспечения безопасности и усиления силовых структур. Основной недостаток таких систем состоял в том, что они не могли поддерживать связь непрерывно при перемещении абонента от одной базовой станции к другой (см. Sami Tabane. Handbook of Mobile Rаdiо Networks. — Boston: Artech, 2000, р. 206).
Потребность в мобильной передаче голоса непрерывно росла в течение 1970-х годов; нужны были новые методы, которые обеспечили бы одновременную работу большого числа пользователей в одной «соте» и мобильность между «сотами».
Располагая «соты» в пределах одного километра друг от друга, операторы создали системы, которые впервые смогли передавать звонок из одной «соты» в другую при том, что абонент движется, не прерывая разговора. Первую систему типа AMPS (Advanced Mobile Phone Service — услуга развитой мобильной телефонии) создала компания АТ&Т в Чикаго в 1979 году. Аналогичные системы были развернуты в Европе и Японии в начале 1980-х годов. Сегодня мы говорим о таких сетях как о первом поколении сетей мобильной связи.
Сети первого поколения не раскрывали весь потенциал беспроводных технологий. Довольно быстро потребность в мобильной связи стала превышать имеющуюся полосу пропускания, что пришло к потере соединения. В 1981 году сотовая сеть Нью-Йорка могла одновременно обслуживать только 24 абонента, поэтому общая база абонентов была ограничена 700 пользователями. Подобное ограничение приводило к тому, что мобильная связь была доступна только небольшой группе «избранных». Кроме того, первые мобильные телефоны были крупногабаритными и весьма тяжелыми. Тем не менее интерес к мобильной телефонии постоянно рос, и сетевые операторы стремились модернизировать свои сети, чтобы удовлетворить повышенный спрос (см. James В. Murray. Wireless Nation. — Cambridge, Massachusetts: Perseus Publishing, 2001, р. 19).
Самой большой помехой на пути дальнейшего развития сети была легитимность частоты. Изначально правительства разных стран планировали использовать радио для военных целей и обеспечения безопасности. Как беспроводной спектр регулировался государством, для общества оставалось тайной. Сталкиваясь со стремительным развитием беспроводных технологий во всем мире, правительственные круги были вынуждены разрабатывать правила выделения беспроводного спектра для его использования широкими слоями населения.
В 1980-е годы США и остальные страны мира приняли разные стратегии распространения новых беспроводных сетей. В Европе и Азии было решено развивать единый стандарт беспроводной передачи голоса (Global System for Mobile communications — GSM), а в США действовали конкурирующие стандарты. Эта ситуация будет подробно обсуждаться в следующем разделе. В то время на существование двух принципиально разных путей развития не обращали внимания ни политики, ни технологи. Только в XXI веке разница стратегий проявилась в полной мере, поскольку из за повсеместного распространения мобильной связи возникла потребность в глобальной беспроводной сети. К сожалению, оказалось, что быстро решить возникшие проблемы не удастся.
1980-е годы: рынок услуг беспроводной связи начинает развиваться
Ввиду несомненного успеха систем AMPS правительство США столкнулось с необходимостью выделить дополнительный ресурс радиочастотного спектра для беспроводных коммуникаций. Перед американской Федеральной комиссией по телекоммуникациям (Federal Communications Commission, FCC) была поставлена задача выработать процедуру лицензирования радиоспектра для удовлетворения запросов рынка. Весной 1981 года FCC огласила свое намерение выделить полосу частот в 40 МГц в главных промышленных и городских регионах США. Это был очень существенный шаг в плане развития коммуникационной емкости. Такая полоса спектра давала возможность организации 666 каналов сотовых коммуникаций в каждом регионе. По сравнению с имеющимися до тех пор 44 каналами это был настоящий «квантовый скачок» в сторону увеличения емкости (см. James 3. Murray. Wireless Nation. — Cambridge, Massachusetts: Perseus Publishing, 2001, р. 25). Изначально FCC стремилась обеспечить мобильной сотовой связью крупные города США, но в конечном счете такая сеть должна была охватывать все 300 промышленных регионов страны.
Чтобы создать конкуренцию на рынке, FCC выдала по две лицензии на каждый участок: одну — местной телефонной компании, другую — беспроводной компании. Что не менее важно, FCC изначально не обращала никакого внимания на техническую сторону: победитель на аукционе лицензий мог развертывать сеть на основе любой технологии. Подобное решение очень характерно для политики невмешательства в экономику администрации Рональда Рейгана (Ronald Reagan). Кроме того, здесь сказался и недавний правительственный антимонопольный раздел компании АТ&Т.
По мнению FCC, наличие двух операторов в каждом регионе гарантировало конкуренцию на телекоммуникационном рынке и препятствовало появлению национального монополиста сотовой связи. После раздела АТ&Т в 1982 году стало ясно, что беспроводной рынок будут создавать несколько новых игроков, но уж никак не АТ& Т. Эта фирма даже не участвовала в первом аукционе лицензий на частоты, оставив рынок открытым для новых предпринимателей. Когда в 1993 году АТ&Т все же вышла на рынок сотовой связи благодаря приобретению компании McCaw Cellular, это стоило ей более 12 млрд. долларов.
С 1983 года FCC начала выдавать лицензии на разворачивание сетей в основных регионах США. В октябре того же года Ameritech — одна из семи компаний, образовавшихся после раздела АТ&Т, запустила первую коммерческую систему сотовой связи в Чикаго и очень быстро привлекла 3000 абонентов (см. James В. Murray. Wireless Nation. — Cambridge, Massachusetts: Perseus Publishing, 2001, р. 70). Первые сети были аналоговыми; благодаря вышеупомянутой политике невмешательства со стороны FCC развитию совместимых сетей практически не уделялось внимания.
В Европе рынок мобильной телефонии развивался совершенно иначе. В самом начале 1980-х годов европейские правительства вырабатывали специальную политику для европейского беспроводного рынка. В то время европейский телекоммуникационный рынок отличался от американского по целому ряду ключевых параметров, что в конечном счете привело к формированию стратегий развития, абсолютно не схожих с принятыми в США:
• государственные телефонные монополии предоставляли местную и дальнюю телефонную связь в большинстве западноевропейских стран. Конкуренция была минимальной. Хотя некоторые попытки приватизации и предпринимались (особенно в Великобритании), чаще всего на страну приходился только один телефонный оператор. Ситуация в корне отличалась от США, где после разделения телефонной монополии АТ&Т на части рынок беспроводной связи формировали совершенно новые компании. На европейском рынке в отсутствие конкуренции только традиционные телефонные операторы имели средства и возможности создания новых беспроводных систем.
• география. Территория Западной Европы меньше, чем США, но при этом плотность населения гораздо выше. Отсюда следует, что развертывание европейской сети обходится существенно дешевле, чем в США.
• мобильность населения. Создание Европейского общего рынка привело к созданию общеевропейской коммерции и торговли. Жители Европы путешествовали в другие страны гораздо чаще, чем американцы. Мобильность населения заставила всерьез задуматься о совместимости беспроводных сетей в разных странах.
В 1982 году Европейская ассоциация администраций почтовых служб и телекоммуникаций (the Conference of European Posts and Telecommunications Administrations, CEPT), куда входили главы телекоммуникационных компаний из 26 стран, постановила организовать Европейский беспроводной телекоммуникационный рынок. Было принято два важных решения: первое — о выработке единого европейского стандарта беспроводной связи (для его формирования была организована специальная группа), второе — о выделении полосы частот в диапазоне 900 МГц для использования новыми беспроводными сетями в каждой стране.
За кратчайший срок CEPT добилась того, чего не удавалось сделать FCC: создать технологический стандарт и выделить достаточный участок спектра радиочастот. Несмотря на то что до начала успешной коммерческой работы первой европейской сети стандарта GSM оставалось еще десять лет, инициатива CEPT способствовала созданию большого и востребованного рынка.
Пока члены CEPT вели работу над стандартом GSM, отдельные страны, в частности Великобритания, Франция, Германия, приступили к развертыванию собственных аналоговых систем. Однако эти системы, подобно AMPS, были достаточно дорогими, имели незначительный радиус действия и относительно слабый сигнал. Тем не менее они привлекали большое внимание пользователей и демонстрировали возможности беспроводных технологий.
В начале 1980-х годов CEPT разрабатывала стандарт GSM. В это время операторы мобильной связи из тринадцати европейских стран подписали «Меморандум о взаимопонимании» (Memorandum оf Understanding Mo U), где была отмечена специфика стандарта GSM. Важнейшая особенность заключалась в том, что GSM— цифровой стандарт, а не аналоговый. Выбор цифрового стандарта в то время был совершенно провидческим решением. Цифровая связь обеспечивает лучшее распределение спектра, лучшее качество сигнала, более простой интерфейс с наземными ISDN-службами и, что важнее всего, лучшую безопасность.
1990-е годы: позиция беспроводных сетей на рынке укрепляется
В течение 1990-х годов беспроводные технологии наконец-то завоевали достойное место на рынке. В начале 60-х годов один из основателей компании Intel Гордон Мур (Gordon Moore) предсказал, что число транзисторов, располагаемых на одном чипе, будет возрастать вдвое примерно каждые 18 месяцев. Со временем оказалось, что это предсказание выполняется на удивление точно. В 1990-е годы действие «закона Мура» привело к появлению быстрых и недорогих чипов для персональных компьютеров и сотовых телефонов; дешевели и другие компоненты телефонов. Кроме того, сети продолжали расширяться, улучшалось качество передачи и приема сигнала. Аппараты, которые прежде стоили более 3000 долларов и свидетельствовали о принадлежности их владельца к элите, теперь стали достоянием масс.
В 1991 году стала предлагать свои услуги первая коммерческая GSM-сеть в Скандинавии. Первый оператор за пределами Европы, а именно в Австралии, появился через год. GSM и другие сетевые стандарты (TDMA, CDMA, а также PDC- Personal Digital Communication, «персональная цифровая коммуникациях») известны сегодня как сети второго поколения (2G).
В 1992 году было заключено первое международное роуминговое соглашение между двумя европейскими операторами — Vodafone и Telecom Finland, позволившее их абонентам пользоваться услугами обеих сетей. Изначально приняв единый технологический стандарт, европейцы получили возможность путешествовать по Европе и везде пользоваться одним мобильным телефоном, чего в США не удавалось реализовать еще шесть лет. Как следствие, в середине 90-х годов наблюдался устойчивый рост числа пользователей сетей GSM (рис. 1.5).
Даже в Европе, где правительства поддерживали традиционные телефонные монополии, конкуренция существовала и весьма способствовала широкому распространению беспроводных услуг. Рассмотрим ситуацию в Польше в конце 90-х годов. Когда социалистический лагерь распался в конце 80-х, большинство стран Варшавского договора пошло по капиталистическому пути развития и стало привлекать западных инвесторов, стремящихся сделать бизнес на новых развивающихся рынках. Несмотря на стремительное движение стран бывшего соцлагеря к свободной рыночной конкуренции, переход на новые технологии и услуги осуществлялся гораздо медленнее. По состоянию на 1997 год жителям Польши приходилось ждать четыре года, чтобы установить новый проводной телефон, и на сто человек населения было всего 13 таких телефонов, в то время как на Западе — 50 (см. издание Европейского банка реконструкции и развития (European Bank for Reconstruction and Development), путеводитель «Poland Country Guide», 1997). Разумеется, беспроводная связь при этом оказывалась как нельзя кстати не надо было долго ждать появления домашнего телефона. В результате сегодня многие поляки пользуются беспроводной связью и просто не думают о проводной линии у себя дома.
Хотя польское правительство выдало всего две GSM-лицензии в Польше (Era GSM и Plus GSM), эти операторы очень агрессивно конкурируют друг с другом. Табл. 1.1 наглядно демонстрирует результаты этой конкуренции уже в первые месяцы эксплуатации сетей GSM в Польше. Вначале сотовые телефоны стоили не дешевле 300 долларов, и за подключение приходилось платить столько же. Но уже через шесть месяцев цена подключения снизилась до 1 доллара, телефоны тоже заметно подешевели, и в результате число подписчиков стало насчитывать десятки тысяч.
Таблица 1. 1. Развитие польского GSA4-рынка и предоставление льгот с октября 1996 до марта 1997 года 1по данным, предоставленным руководством компании Era GSM в марте 1997 года)
В США, наоборот, общенациональный роуминг было трудно организовать. Благодаря политике FCC сформировался сотовый рынок с разными технологиями и наличием конкурентов в каждом регионе. Если взаимодействие GSM-сетей обеспечивается просто, то связь между американскими сотовыми сетями, построенными на основе различного оборудования и переключателей, — процесс длительный и сложный. Более того, местные операторы не видят для себя выгоды в организации роуминга и, напротив, больше заинтересованы в защите своего локального рынка, чем в предложении общенациональных услуг. Такая ситуация сохранялась вплоть до конца 1990-х годов, когда АТ&Т Wireless и Sprint PCS предложили своим пользователям тарифные планы с общенациональным роумингом — примерно через шесть лет после того, как GSM-роуминг появился в Европе.
Середина 1990-х годов: появление новых беспроводных сетей
Вдобавок к расширяющимся сетям, которые передают голос, в 90-е годы появились многочисленные беспроводные сети, ориентированные только на передачу текстовых данных, в частности пейджинговые системы. Они существовали с 60-х годов, но их использование ограничивалось некоторыми вертикальными рынками, например в областях охраны правопорядка и медицины. Подобные системы были односторонними и могли посылать только сигнал типа звонка. Начиная с начала 90-х годов операторы стали активно совершенствовать такие сети, расширять их функциональность, обеспечивая возможность двусторонней связи и передачу буквенных и цифровых сообщений. Как и в случае с мобильной голосовой связью, на рынке пейджинга быстро образовались два конкурирующих стандарта: один— европейский (Ermes), а второй — для остального мира (FLEX). Главное различие между ними заключалось в том, что Ermes был сформирован по типу GSM в результате сотрудничества многих операторов по всей Европе, а FLEX задумывался и разрабатывался американским гигантом — Motorola.
Пейджинг стремительно охватывал все отрасли (особенно в небогатых регионах), поскольку его использование обходилось существенно дешевле мобильной голосовой связи. В скором времени пейджинговая связь широко распространилась на таких вертикальных рынках, как транспорт и строительство.
В 1990-е годы появились и другие сети, ориентированные только на передачу данных. В 1992 году США начали создавать новую беспроводную пакетную сеть для передачи данных под названием CDPD (Cellular Digital Packet Data — сотовые цифровые пакетные данные). CDPD обеспечивала достаточно высокую скорость передачи (до 19,2 Кб/с) и использовала протокол ТСР/IP (Transmition Control Protocol/Internet Protocol), обеспечивающий прямую совместимость с Internet. CDPD была разработана с тем расчетом, чтобы можно было работать на оборудовании AMPS-сети, поэтому инфраструктура для CDPD обходилась недорого. До конца ХХ века CDPD-сети покрывали 50 крупнейших промышленных районов в США и насчитывали более 10 млн. абонентов — в основном на таких рынках, как транспорт, управление складскими запасами и обмен сообщениями.
Кроме создания беспроводных сетей передачи данных на дальние расстояния, предпринимались попытки сформировать стандарты беспроводной связи на средних (менее 100 м) и коротких расстояниях. Еще до конца 1990-х годов эти замыслы воплотились в стандартах беспроводных LAN и Bluetooth.
Разработка стандартов беспроводных LAN (local area networks, локальных сетей) началась в 1990 году, когда всемирно известная организация IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers — Институт инженеров по электричеству и электронике) организовала комитет 802.11 для создания беспроводного стандарта LAN. Оно не было завершено до 1997 года, но изготовители компьютеров и их комплектующих, в частности Intel, 3Com, Cisco и Lucent, вскоре начали изготавливать и распространять компоненты для беспроводных LAN, которые можно было бы использовать в университетских кампусах, корпоративных и домашних сетях. К сожалению, требования к безопасности в IEEE 802.11 были явно занижены; отсюда существенные слабости этого стандарта, будущее которого оказалось весьма неопределенным (подробную информацию об этом вы найдете в главе 7).
Для создания беспроводных сетей ближнего действия (на расстоянии менее 10 м) в мае 1998 года компаниями Ericsson, IBM, Intel, Nokia и Toshiba была организована специальная группа разработки (СГР) стандарта Bluetooth. Свое название Bluetooth эта технология получила по имени Харальда Голубого Зуба, предводителя викингов, жившего в Х веке. В Bluetooth разработан механизм обеспечения связи между беспроводными устройствами по всему миру. К 2001 году СГР насчитывала более 1800 членов, и на рынке стали появляться первые продукты, поддерживающие стандарт Bluetooth. Однако до сих пор к этой новейшей беспроводной технологии остается немало вопросов, в частности касающихся экономической модели использования (чипы Bluetooth достаточно дороги), совместимости разных продуктов и безопасности.
Беспроводные технологии во всем их многообразии приблизились к достижению «критической массы» в 2000 году, обеспечивая пользователей широким спектром услуг и технических средств связи.
Конец 1990-х годов: появление беспроводной Internet-связи
В самом разгаре революции беспроводной связи вышла на сцену еще одна технология, «подрывающая традиции», — World Wide Web, Всемирная паутина. На первом этапе своего коммерческого развития Паутина управлялась компанией Netscape Communication Corp. среди пользователей разгорелись такие страсти, каких еще не видела история. Обитатели Internet были в восторге от того, что можно получать доступ к необъятным хранилищам информации и устанавливать связь с другими людьми по всей планете — впрочем, только при наличии очень мощного компьютера.
Далеко не сразу появилась идея работы в Сети при помощи беспроводных устройств. Одним из новаторов в этой области была компания Unwired Planet, основанная в 1995 году и получившая в декабре того же года патент США на реализацию интерактивного доступа в Internet с применением беспроводного устройства.
Задумка была крайне проста: подобно тому как компания Netscape открыла Сеть миллионам людей при помощи своего браузера, Unwired Planet собиралась использовать собственный браузер. В течение двух лет удалось убедить фирмы Ericsson, Nokia, Motorola создать WAP-форум и перевести в коммерческое русло концепцию беспроводного доступа к Сети с мобильного устройства. К концу 1997 года более 90 компаний присоединились к WAP-форуму. Это был не просто комитет по разработке технологии, а промышленно-торговая ассоциация, в цель которой входили продвижение и развитие беспроводной Internet-связи. Первая спецификация стандарта WAP 1.0 была выпущена в конце 1997 года и окончательно утверждена в середине 1998 года.
Как и сети беспроводной передачи голоса десять лет назад, беспроводные Internet-технологии очень медленно привлекали пользователей. На самом раннем этапе развития WAP эту услугу Pocket Net стала предлагать компания АТ&Т Wireless, но абоненты пользовались ею крайне неохотно. Работала дилемма «что раньше: курица или яйцо? Использование услуг WAP требовало новых терминалов и инфраструктуры, но производители терминалов и сетевые операторы не стремились вкладывать средства в их изготовление, пока спрос на новые услуги не станет достаточно высоким. А повышение спроса было очень сложно прогнозировать, так как потребители не могли определить своего отношения к новым услугам, не имея в распоряжении терминалов.
В 1999 году операторы стали постепенно налаживать WAP-сервис. Вначале это были основные информационные услуги — передача новостей, сообщений о погоде и об авиарейсах. Пользователям лишь следовало приобрести новые терминалы и раз в месяц вносить небольшую абонентскую плату.
Несмотря на большую шумиху по поводу WAP в обществе и СМИ, беспроводная Internet-связь завоевывала популярность гораздо медленнее, чем ожидалось. Были некоторые исключения (Япония и скандинавский регион), но на североамериканском рынке новые WAP-услуги не вызвали значительного притока пользователей. В 2000 году ведущие операторы беспроводной связи в США потратили более 10 млрд. долларов на маркетинг и рекламу беспроводных услуг, а также на привлечение пользователей. Эти вложения способствовали развитию новых мобильных голосовых услуг и росту спроса на них, но все же интерес к беспроводным Internet-технологиям оставался на очень низком уровне.
В конце 2000 года в США насчитывался только 1 млн. пользователей беспроводного Internet-сервиса, что составляло менее процента от общего числа пользователей беспроводной связи в стране. Не менее скромными выглядели прогнозы для других беспроводных технологий — Bluetooth и LAN. Bluetooth-устройств было мало, и стоили они дорого, а в беспроводных сетях 802.11 несколько раз нарушалась безопасность связи. Этот факт особенно беспокоил корпоративных пользователей, которые, боясь наложения сигналов других беспроводных сетей, воздерживались от существенных инвестиций в беспроводные LAN.
Почему же с таким трудом шел процесс осваивания WAP, Bluetooth и беспроводных LAN?
Экономика. Как это всегда бывает с любой новой технологией, стоимость вышеназванных средств связи была непривлекательной для массового пользователя. Многие модели мобильных телефонов, предоставлявшие беспроводной доступ ..
в Internet, были достаточно дорогими, причем операторы требовали дополнительной месячной оплаты. В январе 2001 года опрос 1600 пользователей беспроводной связи, проведенный сотрудниками Института АТ Kearney/Judge, показал, что всего у 16% респондентов есть телефоны с возможностью беспроводного доступа в Internet. Чип сеты Bluetooth также стоили весьма дорого; как следствие, заметно повышалась стоимость устройств с возможностями Bluetooth-связи. Конечно, беспроводные услуги в целом постепенно дешевели, но тем не менее большинство перечисленных возможностей оставалось уделом узкого круга пользователей.
Опыт пользователей. Первый опыт освоения беспроводной Internet-связи многим принес разочарование. Привыкшие к большим цветным терминалам и высокоскоростному соединению при работе с ПК пользователи вынуждены были довольствоваться черно-белыми дисплеями телефонов и очень медленным соединением. Поставщики континента также слишком медленно модернизировали традиционную «проводную» информацию для ее использования в беспроводных сетях. Потребители подписывались на новые услуги, но достаточно быстро приходили к выводу, что дополнительной оплаты они не заслуживают.
Безопасность. Хотя требования безопасности к таким услугам, как сообщения о погоде и передача спортивных новостей, минимальны, более сложные процедуры — торговля акциями, беспроводной доступ к корпоративным сетям и транзакции — требовали гораздо более высокого уровня безопасности, чем тот, что могла обеспечить беспроводная инфраструктура. У пользователей не было большого выбора, и все попытки мобильной коммерции проваливались. В уже упомянутом обзоре АТ Kearney, проведенном в январе 2001 года, отмечается, что только 12% пользователей беспроводных услуг выказали желание совершать транзакции (соответствующий показатель в июне 2000 года — 32%). Более того, в 2000 и 2001 годах в беспроводных LAN были обнаружены существенные бреши, что еще более снизило доверие населения к этой технологии.
Стоит заметить, что рынок беспроводной Internet-связи продолжает развиваться, и, как любому новому рынку, ему требуется немалое время для создания действительно востребованных продуктов и услуг. В середине 90-х годов компанию America Online широко критиковали за плохой сервис, постоянно занятые линии и неудачный набор предложений клиентам. Однако AOL училась на своих ошибках, устраняла их и к концу десятилетия стала крупнейшим в мире Internet-провайдером. Вряд ли есть основания полагать, что рынок беспроводных Internet-технологий не пойдет аналогичным путем. Если промышленность будет создавать продукты и услуги, учитывая запросы абонентов, нет никаких сомнений в том, что беспроводная Internet-связь начнет стремительно развиваться по всему миру. И все же перед ней стоят серьезные задачи. Одна из них — устранение существенных различий параметров клиентских устройств. Как показывает табл. 1.2, разница между стандартным персональным компьютером и сотовым телефоном с возможностью беспроводного доступа в Internet очень существенна. Естественно, прежде всего сказывается разная функциональность: мобильные устройства не предназначены для того, чтобы заменять ПК. Их основные параметры — качество передачи голоса, размеры, вес, срок службы батареи. Существенные отличия компьютера и сотового телефона означают, что у новых пользователей беспроводных устройств пока еще нет повода отказываться от проводного Internet-доступа.
Интерфейс для таких пользователей особенно важен. Учитывая медленную скорость доступа в беспроводных сетях, Internet-ресурсы надо существенно модифицировать: свести к минимуму графическое наполнение и максимально упростить структуру отображаемой страницы. Поставщикам контента пришлось осознать, что у беспроводных устройств очень ограниченная способность сохранять файлы или обрабатывать их (если таковая вообще имеется), поэтому вся обработка должна происходить на серверах сети.
Хорошо, что эти ограничения четко осознаны; плохо лишь то, что всемирный экономический спад 2000 — 200 годов заставил компании — как поставщиков, так и потребителей беспроводных услуг — заморозить или существенно сократить планируемые инвестиции в беспроводной сектор и развертывание услуг в нем.
Множество нерешенных проблем осложнялось невозможностью привлечь достаточный капитал для их устранения. С финансовыми проблемами столкнулись все — от таких крупнейших производителей оборудования, как Nokia и Ericsson, до сетевых операторов Vodafone и British Telecom, поэтому раскрутка и развитие беспроводной Internet-связи были заторможены или даже совсем прекращены. По данным американской компании Challenger, Gray, & Christmas за первые шесть месяцев 2001 года в телекоммуникационной промышленности США было сокращено 175350 рабочих мест, между тем как в 2000 году имело место 6848 увольнений. Все это еще более размывало перспективы беспроводных Internet-технологий.
Однако, несмотря на всю неопределенность, оптимизм не оставлял сторонников этого способа коммуникации. Такие услуги, как SMS (короткие сообщения) и беспроводной банкинг, уже вскоре после своего появления продемонстрировали обнадеживающие результаты. Операторы связи были очень оптимистично настроены в отношении развития многих услуг; например, в планах стояли коммерция, связанная с определением местоположения пользователя, микро платежи и перекачка потокового видео на мобильные устройства. Можно сказать, что экономический кризис 2001 года ослабил, но отнюдь не уничтожил энтузиазм людей, ратовавших за беспроводные технологии. Прогнозы развития рынка указывали на то, что значительного роста мобильной коммерции можно ожидать лишь через несколько лет после модернизации сетей операторами, улучшения качества сервиса и нарастания потребительского интереса.
По прогнозу компании Jupiter Research, до 2003 — 2004 годов мобильная коммерция не будет приносить большого дохода (табл. 1.3). Исследование основывалось на анализе торговых транзакций, сервисов распространения финансовой или иной информации по подписке и доходов от рекламы.
Оптимистический прогноз заключается в том, что поставщики беспроводных услуг, стремящиеся решать эти проблемы сегодня, могут ожидать сохранения клиентской базы, увеличения доходов и появления платформы для запуска новых проектов в будущем.
История вопроса безопасности беспроводных сетей
Ирония судьбы заключается в том, что параллельно с развитием беспроводных технологий развивались и средства перехвата беспроводных сигналов. После начала Второй мировой войны противоборствующие стороны полагались на беспроводные средства связи между своими географически разбросанными войсками. Хотя уже тогда сигналы связи тщательно зашифровывались, их все равно перехватывали и расшифровывали, поскольку в некоторых случаях это могло дать значительное преимущество. Приведем один пример.
В начале 1942 года военные действия США против Японии в тихоокеанском регионе отнюдь не вселяли оптимизма. Еще не оправившись от потери Перл-Харбора, американский военно-морской флот не мог сравниться с японским. По этой причине американцам требовались качественные разведывательные данные о передвижении японских кораблей. Под руководством Лоренса Ф. Саффорда (Laurence F. Safford) специальная группа ОР-20-G приступила к попыткам взлома кода И-25, используемого японским флотом.
Перехват радиопередачи не составлял особого труда, что доказывает небезопасность беспроводной связи. А вот расшифровать код JN-25 было крайне сложно.
Он содержал более 45000 пятизначных чисел, каждое из которых означало слово или фразу. Непосредственно перед передачей происходило шифрование: к каждому пятизначному числу добавлялось еще одно число по определенной таблице. Для расшифровки группе Саффорда надо было вычесть добавленную величину, а потом определить значения чисел, анализируя частоту их использования.
Благодаря усилиям OP-20-G американским морякам удалось расшифровать достаточное количество передач для того, чтобы определить, как перемещаются японские корабли, и догадаться об их намерении атаковать остров Мидвей в Тихом океане. Американские корабли направились к Мидвею, подготовились к атаке противника и одержали решающую победу в борьбе против японцев (выдержка из httn://www.nsa.gov/docs/history/AFWater.html).
Через 40 лет после битвы у Мидвея перехват радиосигналов представлял не менее легкую задачу. Первая реклама беспроводных услуг в США гласила, что беспроводная связь так же безопасна, как и использование обычных офисных телефонов (см. James В. Murray. Wireless Nation. — Cambridge, Massachusetts: Perseus Publishing, 2001, р. 82). К сожалению, это было далеко от истины. Купив в магазине радио сканер Radio Shack, любой желающий мог прослушивать разговоры в сотовых сетях.
Подслушивание и создание помех
Относительная простота перехвата передачи с помощью радио сканеров привела к тому, что правительства некоторых штатов начали обсуждать запрет этих устройств, а операторы мобильной связи — тестировать шифрование голоса и данных (см. James В. Murray. Wireless Nation. — Cambridge, Massachusetts: Perseus Publishing, 2001, р. 125). Опасность была двоякая: во-первых, любопытные граждане имели возможность подслушивать любые переговоры, а во-вторых, что гораздо важнее, правительственные агентства — ЦРУ и ФБР — тоже могли контролировать все что угодно во имя закона и национальной безопасности. Страх перед «Большим братом» заставлял пользователей задумываться о защите частной собственности.
Ирония заключается в том, что правила, защищающие граждан от подслушивания, вступили в силу задолго до того, как оно стало настоящей проблемой. Закон о связи 1934 года запретил раскрытие содержания радио переговоров и контроль трафика в личных целях. С наступлением эпохи сотовой связи Конгресс США добавил еще один Закон о безопасности электронных коммуникаций, запрещающий прослушивание переговоров с помощью устройств сотовой связи и изготовление сканирующего оборудования для перехвата разговоров по беспроводным каналам.
Подслушивание не единственная опасность: кроме прочего, беспроводным сигналам можно создавать помехи. Впервые разработанные в военных целях, технологии создания помех могли полностью вывести сотовую сеть из строя в определенном географическом районе за счет отправки огромного множества радиосигналов. Хотя производство таких устройств в США было запрещено, они изготовлялись за океаном и ввозились в США нелегально. Создавать помехи можно было не только определенному телефону, но и целой базовой станции — таким образом выключалась обширная область сети.
По оценке компании ZD Net, при использовании беспроводных сетей возникали следующие проблемы:
• перехват переговоров полицейских служащих в специализированных мобильных радиосетях, в частных радио или CDPD-сетях;
• перехват номеров кредитных карточек при передаче этих данных по беспроводным сетям;
• кража времени переговоров, ведущихся с мобильного телефона;
• перехват электронных сообщений при их передаче с помощью беспроводного Internet-соединения;
• физическое вмешательство в работу базовой станции или другого коммуникационного центра.
Хотя пользователи и боялись подслушивания, спрос на беспроводные услуги в 80-е годы быстро рос. За пределами США тоже остро стояла проблема прослушивания, но надежда на шифрование цифрового GSM-сигнала помогала преодолевать эти опасения. В GSM-сообществе под нарушением безопасности переговоров чаще всего понимают несанкционированное использование чужого телефонного номера (fraud), поскольку криминальные элементы разработали способы «клонирования» телефонов, что дает им возможность звонить бесплатно, точнее, за счет операторов.
Несмотря на переход от аналоговых к цифровым сетям, в США очень боялись подслушивания и в 1990-е годы. Эта тема приобрела общенациональную значимость в 1997 году, когда разговор по сотовому телефону между спикером Белого дома Ньютом Гингричем (Newt Gingrich) и его помощником был перехвачен, записан и обнародован. Хотя те, кто это сделал, были пойманы и обвинены в записи частных переговоров, уязвимость сотовых сетей лишний раз подтвердилась.
Беспроводные Internet-технологии: безопасность становится главной темой
С появлением беспроводной Internet-связи тема безопасности вышла на первый план. В процессе лавинообразного роста обычного «проводного» Internet-трафика проблема конфиденциальности частных переговоров тоже обращала на себя внимание. Такие вендоры, как Netscape и Microsoft, поддерживали шифрование по методу Secure Sockets Lауеr/Transport Layer Security (SSL/TLS) в протоколе HTTP (Hypertext Transfer Protocol) в Internet-браузерах и серверах. Те, кто использовал Internet в коммерческих целях, к примеру книготорговая фирма Amazon, быстро осознали важность проблемы защиты частной информации при создании коммерческих Web-сайтов. Если говорить о проводных Internet-технологиях, SSL стал стандартным механизмом обеспечении безопасности при передаче важной информации с ПК на Internet-сервер. Стандарт SSL внес заметный вклад в ускорение развития электронной коммерции, предоставив универсальный метод ведения бизнеса и совершения транзакций. Поэтому, когда пользователям стали предлагать беспроводные Internet-технологии, требование безопасности на аналогичном уровне было совершенно естественным.
K сожалению, на первых этапах развития беспроводной Internet-связи не существовало стандарта, подобного SSL. WAP-форум представил альтернативу под названием WLTS (Wireless Transport Layer Security), но она подвергалась активной критике, поскольку не обеспечивала шифрование от начала до конца передачи данных. При работе с WAP требовались два протокола: WLTS — от беспроводного терминала до WAP-шлюза и SSL — от WAP-шлюза до сервера в Сети. При переходе с протокола WLTS на БЯ данные расшифровываются и зашифровываются вновь, оставаясь некоторое время в незакодированном виде. Этот так называемый WAP-зазор внушал пользователям некоторые опасения насчет безопасности связи, подрывая доверие к новой технологии. Об этом говорит следующий пример.
Необходимость в разработке WLTS возникла потому, что узость полосы пропускания и другие ограничения мобильных терминалов не позволяли использовать протокол SSL. Не дожидаясь развития сетей и терминалов, WAP-форум предложил WLTS, чтобы у беспроводных Internet-технологий появились какие-то перспективы. Стандарт WLTS не предполагали оформить раз и навсегда — планировались его развитие и постепенное приближение к SSL-архитектуре. К сожалению, наличие WAP-зазора заставило многих предпринимателей на первом этапе сфокусироваться на WAP-услугах, которые не требовали обеспечения безопасности, таких как предоставление новостей или информации о погоде. Планы развития настоящей мобильной коммерции, требующей безопасности прохождения данных от одного пользователя к другому, были отложены в долгий ящик.
Беспроводная цепь добавленной стоимости
Первые опыты использования протокола WAP проходили в условиях недостаточной безопасности, но средств быстрого исправления ситуации не было найдено. WAP-форум постепенно улучшал стандарт безопасности, но долгая процедура одобрения стандарта и необходимость последующей разработки продуктов на его основе означали, что до появления новых улучшенных решений пройдет не менее двух лет. При этом, чтобы понять суть безопасного использования беспроводной связи, надо было исследовать структуру беспроводного рынка. Поскольку на нем действовали различные мощные силы, оценки проблемы безопасности и подходы к ней существенно различались, а это означало, что решения данной проблемы должны основываться на компромиссах между всеми игроками.
Цепь добавленной стоимости на рынке услуг беспроводной связи (например, поставщики, которые составляют этот рынок) может быть поделена на пять различных секторов. Ряд производителей работает во многих секторах; некоторые фирмы концентрируются полностью на беспроводном рынке, тогда как другие отдают предпочтение традиционным проводным продуктам. Табл. 1 А демонстрирует различия между игроками в областях проводной и беспроводной связи.
Производители оборудования
Этот сектор отвечает за конструирование, производство, продажу и маркетинг множества беспроводных устройств для потребителей по всему миру. Средства передачи голоса (сотовые телефоны) составляют львиную долю всего ассортимента; кроме них предлагаются устройства для беспроводной передачи данных от компаний Compaq, Palm, Handspring, Research in Motion.
Данный сектор стремительно увеличивался в середине 1990-х годов параллельно с быстрым ростом рынка беспроводных услуг. Огромный приток новых пользователей давал производителям возможность развиваться, выпуская все новые и новые устройства по внушительным ценам.
Поскольку именно в этом секторе производятся пользовательские устройства, он в большой степени зависит от макроэкономической ситуации в мире, а также от перемены вкусов и предпочтений пользователей. Глобальный экономический спад 2000 и 2001 года, сопровождавшийся общей потерей интереса пользователей к новым услугам типа WAP, заставил многих производителей мобильных телефонов поменять свои планы выпуска новых терминалов и даже уволить немало сотрудников.
Основным игроком в данном секторе осталась финская компания Nokia. Как показано на рис. 1.6, она была лидером рынка и в 2000 году. Хотя позиции Nokia не слишком сильны в некоторых регионах (особенно в Японии), фирме удалось создать глобальный бренд для беспроводных устройств, а теперь она использует свое лидерство в целях освоения других областей рынка беспроводной связи, таких как разработка программного обеспечения и предоставление соответствующих услуг.
Важная особенность работы производителей терминалов, аналогично рынку ПК, состоит в том, что их продукция продается дважды: сначала — операторам беспроводных сетей, а затем через их посредничество — потребителям. После того как операторы покупают терминалы, производителям надо заинтересовать потребителей — обычно при помощи рекламы тех или иных моделей. Маркетинговая
стратегия «тяни-толкай» («толкай» телефоны операторам и создавай пользовательский спрос, чтобы эти телефоны «утянули» к себе покупатели) оказалась достаточно успешной, но она требует тщательной координации и планирования, чтобы обеспечить необходимый ассортимент товаров в магазинах.
Взгляд на безопасность
Производители терминалов очень хорошо осведомлены о проблемах безопасности. В 1999 и 2000 годах многие производители предлагали дорогие телефоны с WAP-сервисом и разнообразными возможностями обеспечения безопасности. Однако некоторые функции обычно предоставлялись другими компаниями, которые добавляли их к телефону. Производители терминалов, естественно, влияли на популярность тех или иных решений в области безопасности, поскольку, рекламируя свои модели, акцентировали внимание на безопасности и тем самым повышали спрос.
Сетевые операторы
Сетевые операторы отвечают за создание, поддержку и развитие беспроводных сетей. Многие компании, такие как Verizon и British Telecom, начинали свою деятельность как операторы проводной связи и использовали завоеванные позиции для того, чтобы укрепиться на рынке беспроводного сервиса. Они представляют наиболее могущественный сектор в цепи добавленной ценности на беспроводные услуги. Здесь вращаются большие средства, и обширная клиентура обеспечивает приток денег, которые могут быть использованы для финансирования различных мероприятий.
На ранних стадиях развития беспроводных голосовых сетей сетевые операторы практически не отличались друг от друга. Во многих странах в качестве операторов беспроводной связи выступали дочерние компании местных телефонных монополистов, не оставляя потребителям альтернативного выбора. В табл. 1.5 перечислены некоторые основные операторы мобильной связи, расположенные в порядке уменьшения числа пользователей.
Постепенно многие рынки стали открывать беспроводной сектор для фирм новичков, создавая конкуренцию. Для традиционных операторов это обернулось определенными проблемами, особенно в том, что касалось перехода пользователей от одного оператора к другому. Приобретение нового пользователя обходится примерно в 300 — 600 долларов, поэтому отток клиентов был важнейшей проблемой. Операторы считали качество обслуживания и расширение сети важнейшими факторами сокращения потерь и вкладывали большие средства в эти области деятельности.
По мере того как рос интерес к беспроводной передаче данных, операторы стали рассматривать предоставление подобных услуг как возможность выделиться и снизить отток пользователей. В США компания Sprint PCS активно продвигала свои услуги беспроводной Internet-связи в 2000 и 2001 годах, ориентируясь на людей, которые совершали частые деловые поездки и нуждались в постоянном беспроводном доступе к информации в реальном времени. На первом этапе многие операторы выбирали так называемую стратегию «огороженного сада». Суть ее в том, что пользователям предоставляется доступ к ограниченному числу поставщиков информации (Yahoo, eTrade, Weather.com, American Airlines и т.д.). Последние платят операторам определенную сумму за то, чтобы быть перечисленными в соответствующем меню. Такая система приносила операторам определенную прибыль, но не всегда нравилась пользователям, которые привыкли посещать любые Internet-сайты по своему желанию.
К сожалению, попытки продвижения услуг беспроводной передачи данных проходили на фоне глобального экономического кризиса, поэтому интерес к ним был невысок.
Взгляд на безопасность
Хотя операторам удавалось достаточно успешно решать проблемы безопасности беспроводной голосовой связи, беспроводная передача данных все еще оставляла желать лучшего. Так, WAP-архитектура приводила к тому, что WAP-зазор часто располагался на WAP-шлюзе оператора. Для многих компаний и услуг, чувствительных к проблемам безопасности (таких, как банкинг), эта ситуация совершенно неприемлема. Поскольку архитектура WAP не предоставляла. альтернативных решений, этот факт оказался серьезным препятствием на пути более широкого распространения мобильной коммерции. Некоторые операторы пытались устранить WAP-зазор, предлагая пользователям свои услуги в качестве гаранта платежей (добавляя их потом к ежемесячному счету абонента), но подобные предложения не всегда встречались с радостью. Роль оператора в схеме обеспечения безопасности продолжала оставаться главной проблемой. Захотят ли пользователи доверять оператору или кому-то еще, например финансовым организациям, с которыми у них уже сложились доверительные отношения?
Поставщики оборудования
Этот сектор почти не связан с потребителями, но крайне важен для операторов и производителей терминалов. Поставщики оборудования снабжают производителей терминалов чипами и процессорами, а также выпускают сетевые переключатели для соединения беспроводных сетей. Фирмы, производящие терминалы, частично входят в этот сегмент: например, к продукции компаний Ericsson, Siemens и Alcatel относятся как сетевое оборудование, так и терминалы. Данный сектор приобретает все большее значение, поскольку очевиден переход к более скоростным сетям. Сетевые операторы, видя в них существенную выгоду, призывают изготовителей оборудования быстрее налаживать выпуск оборудования для таких сетей.
Взгляд на безопасность
Этот сектор не влияет непосредственно на безопасность. Однако решение проблемы безопасности связано с построением высокоскоростных беспроводных сетей: такие функции, как шифрование данных, аутентификация пользователя и использование цифровой подписи, работают гораздо лучше на более высоких скоростях связи. Поэтому оборудование новых сетей может усилить защиту пользователей.
Поставщики информации
Этот сектор отвечает за производство и распределение информации, которая
может направляться на беспроводные устройства пользователей. Большинство ведущих поставщиков информации по проводным сетям, в частности AOL, Yahoo, MSN, Amazon и еВау, объявили о выпуске беспроводных версий своих сайтов в 2000 году. Из-за уникальных особенностей беспроводной индустрии распространение информации — совсем не простая задача. В проводном мире сайты работают через портал, на который может зайти любой пользователь из любой точки планеты. При использовании беспроводных технологий главным образом операторы сетей определяют, какой контент пользователи могут получать, а какой не могут. Если у поставщика Х нет специального соглашения с сетевым оператором Y о распространении информации, то клиентам оператора Y она будет недоступна.
Несмотря на эти проблемы, поставщики контента довольно активно продвигали свой беспроводной сервис. Особенно они были заинтересованы в предоставлении данных, зависящих от местоположения пользователя. Новые сети и телефоны могут предоставить поставщикам информации сведения о положении клиента - это порождает целый ряд новых услуг. Пользователь находится около вашего ресторана? Пошлите ему SMS-сообщение с предложением 10-процентной скидки на оплату обеда, если он (или она) прямо сейчас посетит ваше заведение! Однако и здесь есть проблемы. Информация о местоположении клиента находится у сетевого оператора, поэтому поставщик контента неизбежно должен сотрудничать с ним, чтобы получить доступ к этим данным и использовать их по своему усмотрению. Услуги, связанные с определением местонахождения пользователя, заставляют по-иному поставить вопрос о безопасности: а хотят ли пользователи, чтобы кто-то посторонний в любое время знал, где они находятся?
Взгляд на безопасность
Безопасность очень важна для поставщиков контента, особенно для тех, кто участвует в коммерческой деятельности, а не просто распространяет информацию. Те, кто работает в данном секторе, сталкиваются все с той же проблемой WAP-зазора, что и сетевые операторы. Понятно, что поставщики контентa неохотно предлагают услуги, которые не могут гарантировать абсолютную безопасность в связи с угрозой утечки информации: это обернется потерей доверия пользователей и подрывом престижа компании. Постоянное стремление к усилению защиты в этом сегменте оказывает положительное воздействие на развитие безопасности беспроводной связи и мобильной коммерции.
Поставщики приложений
Этот сектор делится на две большие категории: традиционные независимые производители ПО, которые адаптируют существующие приложения для беспроводных сетей, и производители специального ПО для беспроводных систем. В 2000 году все основные поставщики программного обеспечения, включая компании Oracle, IBM, Microsoft и SAP, огласили планы о модернизации своих приложений для использования в беспроводной среде. В том же году появились продукты фирм, ориентирующихся только на область беспроводных технологий: Phone.com (сегодня носит название Openwave), CellPoint и Jinny Software. И те и другие могут мирно сосуществовать в беспроводном мире, например когда беспроводное устройство должно связываться с уже существующим приложением или базой данных.
Взгляд на безопасность
Поставщики приложений хорошо знакомы с проблемами безопасности. Компании, которые имеют опыт работы с проводной Internet-связью, уже занимались защитой данных и знают, как ее обеспечить при работе в беспроводном секторе. Компании, занимающиеся исключительно беспроводными приложениями, не только осведомлены о важной роли безопасности, но уже начали использовать соответствующие решения в своих продуктах.
Состояние беспроводной отрасли в 2001 году
Итак, после ознакомления со структурой беспроводной индустрии будет нелишне дать ее обзор в 2001 году. В табл. 1.6 представлено все разнообразие беспроводных технологий в мире.
Будет логично провести обзор по четырем географическим областям, поскольку рынок беспроводной связи развивается по-разному в разных местах планеты. Выделим четыре региона: Северная Америка, Европа, Япония, Азия.
Беспроводные технологии в Северной Америке: 2001 год
После начальной стадии роста в 1990-е годы беспроводная индустрия Северной Америки вступила в более зрелую фазу развития. Там, где прежде сотни фирм сражались за получение лицензии на беспроводное вещание, сегодня работает много серьезных игроков. Где еще совсем недавно десятки компаний фокусировались только на региональных рынках, теперь есть шесть основных национальных бизнес гигантов (АТ&Т Wireless, Cingular, Nextel, Sprint PCS, Verizon и Voicestream), которые контролируют 90% американских абонентов беспроводных систем. Там, где недавно были только аналоговые сети, сегодня работают четыре различных несовместимых друг с другом цифровых сетевых стандарта (CDMA, GSM, TDMA и IDEN) — табл. 1.7. Еще недавно модели телефонов и тарифы исчислялись единицами, а сегодня абонентам предоставлен широчайший выбор мобильных телефонов, беспроводных PDA, двусторонних пейджеров и тарифов на любой вкус.
Хотя рынок сотовой связи в США лидирует по числу пользователей, показатель распространения соответствующих устройств (мобильные телефоны есть у 40% населения) здесь заметно отстает от других районов мира, где он уже превышает 60%. И все же здесь сосредоточена существенная часть мобильной индустрии.
Североамериканский рынок делится на два сегмента — потребительский и корпоративный. Операторы беспроводной связи в США предоставляют самые разные услуги. Например, компания Nextel работает исключительно на корпоративном рынке, предлагая специальные телефоны, с помощью которых абоненты могут общаться друг с другом так же, как при помощи переносных радиостанций «walkie-talkie», не совершая телефонного звонка. Другие операторы, в частности Sprint PCS и AT&T Wireless, работают главным образом с клиентами, совершающими частые служебные поездки, продвигая свои национальные сети и тарифы на основе абонентской платы. Набор услуг у всех очень похож. Пользователи получают в свое распоряжение телефоны за символическую плату (иногда даже бесплатно) и покупают определенное количество минут разговора в месяц. Стоимость привлечения новых клиентов очень высока, так что операторам необходимо сохранить пользователя хотя бы в течение нескольких месяцев. С этой целью предлагаются новые услуги — например, беспроводная передача данных, — призванные удовлетворить запросы клиентов.
В 2000 году на североамериканском рынке появилось несколько новых оригинальных беспроводных устройств — иногда их называют гэджетами (в переводе с английского gadget означает «устройство», «приспособлением). Корпорация Palm Computing, изготовитель популярных карманных компьютеров Palm, вывела на рынок беспроводную модель Palm VII, которая может воспроизводить информацию и обеспечивает просмотр некоторых Internet-ресурсов. Новинка была принята благосклонно, но покупателей оказалось не слишком много по трем причинам. Во-первых, и сам компьютер Palm VII, и связанные с его использованием услуги стоят совсем недешево. Во-вторых, для Palm VII характерен эффект «огороженного сада»: владелец этой модели может получать информацию только от поставщиков, которые заключили специальное соглашение с компанией Palm. В-третьих, «слабое звено» представляет все та же архитектура WAP, вызывающая постоянные проблемы безопасности.
Следующий гэджет — выпущенный компанией RIM (Research in Motion) интерактивный пейджер Blackberry, который американская газета USA Today шутливо называет «пьяной ягодой» (Crack Berry) за его почти наркотическое воздействие на абонентов. Пейджер непосредственно связывается с корпоративной системой электронной почты типа Microsoft Exchange или Lotus, благодаря чему владельцы Blackberry могут получать электронные письма, отправленные на е-mail адрес и переданные на беспроводное устройство. Blackberry быстро стал одной из обязательных принадлежностей менеджеров, часто отправляющихся в поездки по работе.
Возможно, именно изобилие устройств мобильной связи вызывает интерес американских потребителей к многофункциональным беспроводным устройствам. В отличие от других регионов, где GSM-телефоны удовлетворяют нужды большинства пользователей, американцам в дополнение к мобильным телефонам требуются карманные компьютеры и пейджеры. Приведем результаты опроса 1023 американцев, проведенного в феврале 2001 года компанией Yankelovich Partners:
• на вопрос, какое из беспроводных устройств они предпочли бы, если бы цена не имела значения, 53% респондентов ответили, что выберут многофункциональные модели;
• из тех, кто отдал дань многофункциональным устройствам, 37% упомянули двустороннее устройство для работы с электронной почтой типа RIM Blackberry,
I 32% — PDA (карманный компьютер), а 31% — все сразу: и первое, и второе, и мобильный телефон!
Хотя насчитывается огромное множество единичных пользователей, наиболее прибыльным является корпоративный сегмент. В 2000 году крупные компании были очень заинтересованы в беспроводной передаче данных, рассматривая ее как важное стратегическое средство, которое может влиять на следующие сферы деятельности:
• рост производительности. Если сотрудники получают постоянный доступ к корпоративной информации в режиме реального времени, они гораздо быстрее узнают важные новости;
• улучшение обслуживания клиентов. Беспроводная передача данных позволяет мгновенно принимать жалобы и пожелания пользователей и столь же быстро реагировать на них, тем самым улучшая качество работы с клиентами;
• конкурентные преимущества. Чем больше компаний применяет беспроводную связь с клиентами, партнерами, поставщиками и сотрудниками, тем более очевидной становится необходимость налаживать аналогичную систему работы, чтобы не отставать от конкурентов.
Корпорации очень быстро внедряют беспроводные технологии. Как показано на рис. 1.7, многие фирмы стремительно переходят от «плотных» проектов к использованию беспроводной связи во всех подразделениях. Проблема недостаточной безопасности часто становится барьером на пути к развертыванию беспроводных приложений, но во многих случаях руководство компаний принимает волевое решение, отодвигая обеспечение безопасности на второй план, чтобы максимально быстро извлечь выгоду из повышения производительности труда, улучшения обслуживания клиентов и т.п.
На первом этапе пользователей больше всего привлекали финансовые услуги и общие информационные сервисы: предоставление данных о погоде, о пробках на дорогах, новостей. Передача текстовых сообщений медленно завоевывала популярность — отчасти виной тому была несовместимость различных сетей (так, подписчики Voicestream не могли послать SMS-сообщение абонентам Verizon и наоборот). Во многих случаях услуги беспроводной Internet-связи предоставлялись в комплекте с обычными «голосовыми» функциями, так что подписчики
не осознавали реальной ценности беспроводной работы в Internet и не пробовали пользоваться этой возможностью. К тому же стратегия «огороженного сада», практикуемая операторами, означала, что пользователям часто не были доступны сайты в Internet, которые они привыкли смотреть с ПК.
В целом, со стороны потребителей проявлялся большой интерес к беспроводной Internet-связи, но это отнюдь не означало большого притока платежеспособных клиентов. Представители фирмы Sprint PCS — одной из тех, которые наиболее активно продвигали услуги беспроводной передачи данных в США,— утверждали, что в 2000 году у них было более полумиллиона пользователей беспроводной Internet-связи, но до сих пор непонятно, сколько из них приносили оператору действительно заметную прибыль и сколько пробовали новую технологию один единственный раз. Тем не менее анализ, проведенный компанией Jupiter Research, выявляет значительный рост числа пользователей беспроводных Internet-технологий. К 2005 году 33% всех абонентов беспроводных сетей будут пользоваться услугами по передаче данных (рис. 1.8).
В 2000 году на североамериканском рынке появились и другие беспроводные технологии. Было сделано несколько заявлений о развертывании крупных беспроводных локальных сетей. Так, известная сеть кофеен Starbuck объявила о своем намерении оборудовать кофейни киосками для доступа к беспроводным сетям, чтобы дать возможность посетителям путешествовать по Internet и читать электронные письма, прихлебывая капуччино. Кроме того, авиакомпании American Airlines и Delta Air Lines огласили свои планы обеспечить доступ к беспроводным LAN в залах ожидания для бизнес пассажиров во всех основных американских аэропортах.
Даже гигант индустрии, компания General Motors, создала совместное предприятие Mobile Aria между поставщиком комплектующих для автомобильной промышленности Delphi Automotive и производителем карманных компьютеров Palm Computing, чтобы сконструировать беспроводное устройство для доступа к Internet, которое в перспективе могло бы встраиваться в автомобили.
Хотя эти объявления произвели большой шум, за ними стояло не слишком многое. Во-первых, в технологии беспроводных LAN были обнаружены серьезные уязвимые места системы безопасности, которые поставили под вопрос использование этой технологии и задержали выпуск соответствующих продуктов. К другим технологиям, таким как Bluetoeth, отношение оставалось довольно скептическим: к ним возникало много вопросов.
Для того чтобы новые услуги беспроводной связи имели успех в США, должны быть соблюдены два условия
• решена проблема безопасности. Ясно, что уязвимость беспроводных LAN заслуживает самого пристального внимания, и если эту проблему нельзя устранить сразу, компаниям необходимо выработать какое то приемлемое решение для минимизации риска при развертывании этой технологии;
• создание привлекательной приложений. Скептицизм американских потребителей в отношении новых беспроводных технологий Bluetooth и беспроводных LAN в общем-то оправдан, поэтому выпускаемые приложения должны демонстрировать явную выгоду для их пользователей. Даже если согласиться с утверждением, что Bluetooth создает мир без проводов, не понятно, какая в том выгода для простого пользователя. Активно распространяться будут только те приложения, которые приносят пользу.
Индустрия беспроводной передачи голоса в США сталкивается с тремя основными проблемами:
• Mobile Party Pays (платные входящие звонки);
• выделение спектра;
• разнообразие технологий.
Платные входящие звонки
В США пользователи сотовых сетей платят как за исходящие, так и за входящие звонки (по методу Mobile Party Pays — «платит владелец мобильного телефонам). Во всех остальных регионах планеты пользователи платят только за исходящие звонки (эта система называется Calling-Party Pays — «платит звонящий»). Плата за входящие звонки широко критикуется: считают, что она мешает широкому распространению беспроводных технологий. Американские операторы сотовой связи очень заинтересованы в переходе к оплате только исходящих звонков, надеясь таким образом расширить базу пользователей. В 1998 — 1999 годах американская Федеральная комиссия по телекоммуникациям (FCC) приступила к выработке правил для перехода к системе Calling Party Pays. Сегодня некоторые операторы предлагают этот режим оплаты, но попытки реализовать его в национальном масштабе провалились.
Выделение спектра
Поскольку США планируют создавать в будущем сети третьего поколения (3G) для беспроводной передачи голоса и данных, очевидно, что операторам потребуются дополнительные радиочастоты, чтобы обеспечить более интенсивный трафик.
Это следствие более ранней политики, ограничившей диапазон частот, отведенный для сотовой связи. Как отмечал в своей книге Джеймс Мюррей, в США комиссия FCC выделила полосу всего лишь в 189 МГц для беспроводных коммуникаций по сравнению с 300 МГц в Японии и 364 МГц в Великобритании (см. James Murray. Wireless Nation. — Cambridge, Massachusetts: Perseus Publishing 2001, р. 317).
К сожалению, лучше всего подходящие для 3G частоты уже заняты двумя достаточно важными пользователями: министерством обороны США и телевидением. В результате перед FCC возникает серьезная проблема. Поскольку радиочастотный спектр — ограниченный ресурс, комиссия должна определить относительную выгоду каждого пользователя и, если это возможно, перераспределить спектр таким образом, чтобы с экономической точки зрения все оказались в выигрыше. При этом надо четко осознавать, что любое перераспределение спектра будет сопровождаться интенсивным политическим лоббированием и займет значительное время. Коротко говоря, будущее сетей третьего поколения в США под большим вопросом.
Единственной альтернативой выделению дополнительных частот было бы создание сотовых телефонов, устройств, переключателей и другого сетевого оборудования, которые бы более эффективно использовали существующий радиодиапазон. Это возможно, особенно с учетом постоянного развития кремниевых чипов, но процесс внедрения новой аппаратуры также займет немалое время.
Разнообразие технологий
Обширный, но запутанный ассортимент беспроводных технологий в США усложняет ситуацию, замедляя продвижение новых идей. До тех пор пока правительство США не соберется принять национальный стандарт, аналогичный GSM, рынку беспроводной связи в США будет наноситься ущерб по следующим причинам:
• отсутствует глобальный роуминг. Поскольку на территории Соединенных штатов работает всего один GSM-оператор (Voicestream), американцы могут пользоваться международным роумингом, только если у них есть GSM-телефон. Людям, совершающим бизнес-поездки за рубеж, это мало помогает;
• кастомизация поставщиков. Чтобы адекватно обслуживать американский рынок мобильной связи, производители терминалов и оборудования должны создавать свои продукты в соответствии с разнообразными сетевыми стандартами. Кастомизация означает, что поставщикам телефонов для CDMA-сетей, в отличие от производителей GSM-телефонов, массовый выпуск продукции не принесет особой выгоды вследствие того, что CDMA-рынок намного меньше, чем GSM-сектор. Многие инновации прежде всего внедряются в GSM-версии устройств мобильной связи, так как это дает право воспользоваться преимуществами самого обширного рынка. Некоторые ведущие производители телефонов (Siemens и Philips) даже не выпускают модели для американских потребителей. На самом деле лидирующие производители в США — корейские компании Samsung и LG Group, поскольку Корея еще один крупный рынок CDMA;
• сети несовместимы друг с другом. Отсутствие единого сетевого стандарта затрудняет обмен данными между абонентами разных сетей. Вспомним приведенный выше пример с обменом SMS-сообщениями между абонентами сетей CDMA и GSM: операторы могут передавать SMS-сообщения только внутри своей абонентской базы;
• сетевая инфраструктура порождает особые проблемы. Рассмотрим проблему постройки сотовых антенн и базовых станций. В США сейчас более 100 тыс. сотовых башен. В отличие от Европы, где нужны только GSM-антенны, в основных промышленных районах США требуются антенны четырех разных типов — по одному для каждой сетевой технологии. В Европе получить право на постройку башни достаточно просто. В США приходится обращаться за разрешением как к местным властям, так и к руководству штата, поэтому процесс обычно затягивается. Из-за того что сети для 3G-услуг потребуют как минимум в 3 — 4 раза больше антенн, чем установлено сейчас, сетевым операторам предстоит преодолеть очень долгий путь к развертыванию 3G-сетей.
Подведем итоги. Хотя в США и проделан очень большой путь к созданию беспроводной индустрии, она сталкивается с существенными препятствиями, которые должны быть преодолены, если в планах стоят дальнейшие рост и развитие рынка. Некоторые трудности могут быть устранены в результате принятия соответствующих законов или политических решений; остальные проблемы, скорее всего, разрешит сам рынок.
Беспроводные технологии в Европе: 2001 год
Решения, принятые в Европе на ранних этапах развития беспроводных технологий (разработка единого стандарта и выделение необходимого диапазона радиочастот), привели к созданию очень крепкого и быстро растущего рынка беспроводной связи. На протяжении 2000 и 2001 годов в Европе сохранялся большой интерес к беспроводным технологиям. Пока в Северной Америке шла борьба с большим количеством стандартов и неравномерным развертыванием сетей, во всех европейских странах использовался один и тот же развитый стандарт (GSM) и имело место широкое развертывание, предоставлявшее возможность все европейского роуминга. В результате беспроводные технологии очень быстро совершенствовались, и с той же быстротой увеличивалось число европейских пользователей. Благодаря тому, что численность населения Европы больше, чем США, европейский рынок беспроводной связи существенно объемнее (табл. 1.9).
В 2001 году у европейских операторов было несколько преимуществ перед операторами в других регионах:
• стабильная универсальная сетевая инфраструктура. GSM-структура в Западной Европе насчитывает более 110 сетей в различных странах. Единый сетевой стандарт позволяет избежать головной боли с установкой трех-четырех различных антенн на каждой башне, как это происходит у американцев. В результате упрощается расширение сети;
• относительно высокая цена проводного Internet-доступа. Национальные телефонные монополии продолжают поддерживать цену доступа в Internet по коммутируемому каналу связи (dial-up) на гораздо более высоком уровне, чем в США. В сочетании с дороговизной ПК это приводит к более медленному распространению Internet-сервиса, чем в Северной Америке. В итоге европейский рынок оказывается более привлекательным для развития беспроводной Internet-связи: для многих пользователей беспроводные устройства могут стать единственным средством доступа к Сети;
• заметная прибыль от услуг, не связанный передачей голоса. Европейские операторы очень успешно продвигали SMS-сервис в 2000 году, получая от него значительные прибыли — общий уровень использования услуг по передаче голоса при этом снижался. В некоторых регионах доходы от SMS-трафика достигают 20% всех доходов оператора. Ко всему прочему GSM-стандарт обеспечивает возможность все европейской пересылки SMS-сообщений;
• защищенность операторов, давно открывших свой бизнес. Европейские операторы по прежнему могут похвастать относительной защищенностью своих локальных рынков. Хотя многие государственные телефонные монополии в 80-е годы были частично приватизированы, они остались основными игроками телекоммуникационного рынка и в 2001 году. Vodafone стала одной из немногих компаний, попытавшихся выйти за пределы государственных границ (в 1999 году она приобрела немецкую фирму Mannesmann), но это было исключение из правила. Локальные рынки практически полностью оставались во владении местных телефонных монополий.
Маркетинг сотовых услуг в Европе и Северной Америке практически аналогичен за одним существенным исключением. В то время как американские операторы зачастую оплачивают стоимость телефонов, европейские компании делают это в гораздо меньших масштабах — пользователи должны приобретать телефоны самостоятельно. Тарифные план и набор услуг почти не отличаются, если не считать того, что возможность отправки SMS-сообщений обычно предлагается как дополнительная услуга.
В конце 1990-х годов скандинавские страны начали явно лидировать по части инноваций и активности в сфере беспроводной связи. Благодаря присутствию на местном рынке двух беспроводных гигантов (шведской фирмы Ericsson и финской Nokia) интерес к беспроводным технологиям, инвестиции и активность в этой области очень высоки. Многие транснациональные компании (Motorola, Microsoft и EDS) создали исследовательские центры беспроводных технологий в Хельсинки и Стокгольме не только для того, чтобы использовать высокий уровень беспроводной экспертизы в Финляндии и Швеции, но и для того, чтобы превратить этот регион в «тестовую лабораторию» для своих новых продуктов и услуг.
В 1999 году скандинавские мобильные операторы (Sonera, Telia, Telenor и Tele- Denmark) начали крайне активно продвигать WAP-услуги. Расписание рейсов самолетов, сообщения о погоде и курсах акций, спортивные новости — вот перечень информационных услуг, предлагаемых на первом этапе раскрутки WAP-сервиса. База пользователей росла медленно, но шум поднялся невероятный. Печатные издания пестрели рассказами о, пользователях мобильных телефонов, расплачивающихся с их помощью за места на парковках, банки лимонада, билеты в кинотеатр. Однако на самом деле материалом для газетных историй служили только «плотные» проекты, демонстрирующие принципиальную возможность заказать ту или иную услугу.
Несмотря на общий оптимизм, перед Европой в 2001 году стояло несколько серьезных проблем:
• финансовый долг за 3G-лицензии. У европейских операторов не было проблем с диапазоном радиочастот, но развитие сетей третьего поколения в Европе тормозилось прежде всего из-за колоссальной цены, выплаченной компаниями правительствам за право строить 3G-сети. В Великобритании и Германии операторы выложили 75 млрд. долларов за одно лишь разрешение на использование частотного диапазона. Покупка лицензий ударила по карману операторов как раз в то время, когда стали снижаться доходы от беспроводных сетей. Кроме этого, не менее значительные средства нужны были для строительства сетей третьего поколения. Пользовательская база у них не могла появиться в одночасье, поэтому и доходов приходилось ждать. Таким образом, операторам предстояло жить, работая только на выплату гигантского долга, строя новые сети и не имея значительных доходов;
• насыщение потребительского рынка. Огромный успех GSM-сетей привел к тому, что во многих западноевропейских странах на соответствующие услуги подписалось около 60 — 70% жителей. Это практически предельная величина (оставшиеся 30% населения слишком молоды или слишком стары, что бы нуждаться в сотовой связи). Для обеспечения дальнейшего роста доходов операторам надо было заставить имеющихся пользователей эксплуатировать сети более интенсивно. Добиться этого трудно, и возникает естественный вопрос: сколько еще доходов может принести передача голосовых данных;
• контроль рынка. Хотя все отмечают мудрую стратегию развития европейского беспроводного рынка, в некоторых регионах по-прежнему доминируют из начальные телефонные монополии. Следствие — ограниченность конкуренции и более высокие цены на услуги. В некоторых регионах правительства проводили аукционы на 3G-сети в так называемом режиме «соперничества преимуществ», когда диапазон частот выделялся не той компании, которая сделала максимальную ставку, а той, которая соблюдала ряд параметров качества, определяемых правительством. Этот процесс в конечном счете всегда приводил к выбору монополиста, уже утвердившего свои позиции. Все это оборачивалось для потребителей не лучшим образом: на 3G-услуги устанавливались немалые цены, поскольку операторы вынуждены были компенсировать свои огромные затраты.
Но даже при всех перечисленных проблемах европейский беспроводной рынок очень крепок и объемен. Для некоторых ведущих компаний беспроводной индустрии это воистину «дом родной». Продуманная политика 1980-х годов позволила создать обширную базу, на которой операторы могли развивать новые беспроводные услуги и технологии.