Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

В отличие от радиоволн с более низкими частотами, микроволны плохо проходят сквозь здания. Кроме того, даже при точной фокусировке луча на приемной антенне при прохождении сквозь пространство луч довольно значительно расширяется в диаметре. Часть волн может отражаться атмосферными слоями, благодаря чему на своем пути к приемной антенне отраженные волны пройдут большее расстояние, чем прямые. Это означает, что первые будут отличаться от последних по фазе, что может привести к подавлению сигнала. Такой эффект называется многолучевым затуханием и довольно часто представляет собой серьезную проблему. Наличие этого эффекта зависит от погоды и частоты. Некоторые операторы связи держат около 10 % своих каналов свободными и временно переключаются на них в случае возникновения многолучевого затухания на какой-либо частоте.

Потребности во все большем диапазоне частот заставляют постоянно совершенствовать технологию, благодаря чему для связи используются все более высокие частоты. Диапазоны частот до 10 ГГц теперь применяются довольно широко, однако при частотах выше 4 ГГц появляется новая проблема: поглощение водой. Длина волн при такой частоте составляет всего несколько сантиметров, и такие волны сильно поглощаются дождем. Такой эффект может быть весьма полезен для тех, кто хочет соорудить огромную наружную микроволновую печь, чтобы жарить пролетающих мимо птичек, однако он представляет собой серьезную проблему в области радиосвязи. Пока что единственным решением является отключение линий связи, пересекаемых полосой дождя, и переключение на обходные пути.

Микроволновая радиосвязь стала настолько широко использоваться в междугородной телефонии, сотовых телефонах, телевещании и других областях, что начала сильно ощущаться нехватка ширины спектра. Данная связь имеет ряд преимуществ перед оптоволокном. Главное из них состоит в том, что не нужно прокладывать кабель, соответственно, не нужно платить за аренду земли на пути сигнала. Достаточно купить маленькие участки земли через каждые 50 км и установить на них ретрансляционные вышки, обойдя, таким образом, телефонные кабельные системы. Именно поэтому корпорации MCI удалось быстро внедриться в рынок междугородной связи. Компания Sprint, ставшая еще одним конкурентом AT&T после ослабления государственного регулирования, пошла другим путем: она была образована Южной Тихоокеанской железной дорогой (South Pacific Railroad), которая уже владела правами на большой участок пути и просто закапывала кабель рядом с железнодорожным полотном.

Кроме того, микроволновая связь является относительно недорогой. Установка двух примитивных вышек (это могут быть просто большие столбы на четырех растяжках) с антеннами на каждой из них, скорее всего, обойдется дешевле, чем прокладка 50 км кабеля в перенаселенной городской местности или в горах. Это может быть также дешевле, чем аренда оптоволоконной линии у телефонной компании, особенно если телефонная компания еще не полностью расплатилась за медный кабель, который она уже сменила на оптоволоконный.

Политика распределения частот

Для предотвращения анархии при использовании частот существуют определенные национальные и международные соглашения, касающиеся политики их распределения. Понятно, что всем хочется сделать связь максимально быстрой, поэтому все хотели бы получить в свое распоряжение максимально широкий спектр. Национальные правительства распределяют частоты между AM- и FM-радиостанциями, телевидением, операторами сотовой связи, а также телефонными компаниями, полицией, морскими и аэронавигационными службами, военными, администрацией и еще многими другими потенциальными клиентами. Международное агентство ITU-R (WRC) пытается скоординировать действия различных структур, чтобы можно было производить устройства, способные работать в любой точке планеты. Тем не менее рекомендации ITU-R не являются обязательными для исполнения. Так, например, Федеральная комиссия по связи, FCC (Federal Communication Commision), занимающаяся раздачей частотных диапазонов в США, иногда пренебрегает этими рекомендациями — чаще всего из-за соответствующей убедительной просьбы какой-нибудь влиятельной политической группировки, которой требуется конкретная часть спектра.

Даже если определенный диапазон выделен под конкретные цели (например, под сотовую связь), то встает новый вопрос: как распределять те или иные частоты внутри диапазона между операторами связи? В прошлом были популярны три алгоритма. Первый из них, часто называемый конкурсом красоты, подразумевал подробные объяснения претендентов, доказывающие, что именно предлагаемый ими сервис лучше всего отвечает интересам общественности. После этого «жюри» решает, чья история выглядит самой красивой. Такая направленность на угождение администрации, зачастую подкрепленная, что называется, рублем, ведет лишь к развитию взяточничества, коррупции, непотизма и т. д. Более того, даже если какой-нибудь честный чиновник видит, что иностранная фирма может сделать для отечественного потребителя больше, чем иные национальные компании, то ему придется долго это доказывать, преодолевая сопротивление своих коллег.

Такие наблюдения в конце концов привели к созданию альтернативного алгоритма — обычной лотереисреди компаний, желающих получить свою долю спектрального пирога. Проблема здесь лишь в том, что в лотерее могут участвовать и фирмы, совершенно не заинтересованные ни в каких частотах. Например, если определенный частотный диапазон достается какому-нибудь крупному ресторану, он может очень выгодно продать его, ничем не рискуя.

Этот алгоритм очень бурно критиковался за то, что выиграть могут совершенно случайные лица. Результатом стало внедрение третьего алгоритма — аукциона. На аукционных торгах частоту выигрывал тот покупатель, который мог выложить наибольшую сумму. Когда в 2000 году. Британское правительство проводило аукцион между операторами мобильной связи третьего поколения, ожидаемая сумма доходов составляла 4 млрд долларов. Она достигла 40 млрд, поскольку операторы просто впали в бешенство в борьбе за будущее своего бизнеса, предпочитая умереть, но не уйти с рынка мобильной связи. Эти события очень заинтересовали правительства других стран, которые тоже были не прочь получить такой доход, не прикладывая никак усилий. На аукционную систему перешли многие, и она работала, оставляя на своем пути обессиленные такой конкурентной борьбой компании, в один миг оказавшиеся на грани банкротства. В лучшем случае, компаниям, выигравшим частоту, требуется несколько лет, чтобы выплатить все свои долги.