Беспроводные технологии развиваются стремительно - и многое еще впереди

Когда Попов изобрел радиосвязь в 19 веке, будущее его открытия было неопределенным. В то время можно было передать радиосигнал в лучшем случае на несколько километров и в одной и той же местности мог работать только единственный передатчик и приемник радиосигнала.



Однако за прошедшие более чем 100 лет «спектральная эффективность» - количество информации, которое может быть передано в единице частотного спектра – по оценкам ArrayCom увеличилась примерно в триллион раз. Открытие транзистора в 1947 году и микропроцессоров в 1958 изменило изначальные принципы создания радиоустройств. Микропроцессоры позволили избавиться от громоздких и ненадежных медных катушек и ваккумных ламп, поместив практически все компоненты радиоустройства на один кристалл кремния. Также микропроцессорная реализация значительно уменьшила стоимость устройств, улучшила их производительность и позволила легко интегрировать радио с другими электронными устройствами.

Темп возникновения инноваций, позволяющих дальнейшее развитие беспроводных технологий, впечатляет. Процессорная мощность, согласно закону Мура, удваивается примерно каждые два года. Поскольку миллиарды транзисторов, размещающихся на одной подложке из кремния, становятся все меньше и меньше, на чипе остается место для размещения дополнительных устройств. Такие чипы не только обладают более высокой производительностью, но и выполняют намного большее количество функций, и стоимость добавления и интеграции новых функций, стремительно уменьшается. Множество функций контролируются программным обеспечением, и могут быть быстро изменены и адаптированы под любые специфические запросы.

Более того, технологии производства микропроцессоров не только улучшили производительность радиоприемников и передатчиков, но также затронули и другие составляющие беспроводных систем, от интеллектуальных антенн до управления энергопотреблением для увеличения времени работы батареи. В результате стоимость использования беспроводных каналов связи резко упала. Индустрия мобильной связи многое выиграла на волне происходящих изменений, но в то же время во многом являлась и их катализатором. По оценкам Informa, объем продаж отрасли мобильной связи в целом, включая производителей телефонов и инфраструктурного оборудования, разработчиков программного обеспечения, поставщиков услуг связи, составляет примерно 1 триллион долларов в год. Объем трафика, передаваемого по беспроводным коммуникациям, быстро растет. По прогнозам экспертов, до 2011 года мобильными телефонами будут пользоваться 4 миллиарда человек.

Люди удовлетворены, что дальше?

Однако, рынок мобильной связи для людей уже близок к насыщению. А вот соединения между устройствами (М2М – machine to machine) пока остаются неразвитым рынком с большим потенциалом. В этом году прогнозируется объем продаж беспроводных модулей на уровне 33 миллионов штук. Однако, по оценкам Harbor Research, до 2011 года в мире будет продано примерно 400 миллионов таких устройств. Объем рынка устройств и услуг для их соединения вырастет с 48 миллиардов долларов сегодня до 200 миллиардов долларов в 2011 году. Это меньше чем объем рынка мобильной связи, однако необходимо учитывать два важных фактора развития рынка беспроводной связи M2M: - рынок мобильной связи между людьми близок к насыщению и ARPU, а соответственно доходы и прибыль операторов продолжают падение; - число механизмов в мире значительно больше числа людей и продолжает расти быстрее, чем количество людей. Некая поворотная веха в области телекоммуникаций была достигнута в 1998 году, когда трафик передачи данных через Интернет превысил количество голосового трафика. Впереди нас ждет еще одна важная веха – когда устройства и механизмы, подключенные к сети, опередят людей в числе, объеме или количестве осуществленных ими соединений. И это может произойти даже раньше, чем Вы ожидаете.

Страттон Скальвос, руководитель VeriSign, оценивает, что сегодня примерно 12% передаваемого трафика, который создают вычислительные устройства без участия людей. Джон Роуз, CTO компании Nortel, ожидает, что количество трафика M2M превысит количество трафика, создаваемого людьми, примерно между 2009 и 2011 годом, поскольку уже сегодня видеокамеры, автомобили, парковочные системы и прочие устройства постоянно отправляют данные через сеть.

Успех мобильных телефонов и их широкое распространение во всем мире дали возможность применять дешевые и производительные беспроводные коммуникации для связи всевозможных устройств. Например, компания Texas Instruments в 2003 году начала работу над радиочипом, который обеспечит работу музыкального плеера, FM-радиоприемника, фотокамеры и цветного дисплея с экономичным использованием энергии аккумулятора. Прототип был создан в 2004 году, а массовое производство началось в 2006 году. В 4-м квартале 2006 года было продано 10 миллионов таких чипов. Стоимость такого чипа упала с 50 до 5 долларов за штуку. А будущее принесет не только уменьшение стоимости чипов, а также расширение числа поддерживаемых им функций.

Компании-разработчики строят свой бизнес на подобном подходе и умело используют эффект масштаба и в разработке других беспроводных технологий. В результате многие радиочипы, например, обеспечивающие технологии GPS или Bluetooth теперь стоят менее доллара и имеют размер спичечной головки. Чипы, поддерживающие новые технологии, будут развиваться в том же направлении. Например, чипы Zigbee сейчас стоят около 4 долларов и имеют размер ногтя. Ожидается, что цена и размер этих чипов уменьшатся примерно в 4 раза в следующие 5 лет. Одно из наиболее простых устройств – радиометка RFID – уже сейчас может производиться по цене 4 цента за штуку. В прошедшем году было продано около 1 миллиарда RFID-меток, в этом году число проданных меток может увеличиться до 1,7 миллиарда, давая еще большие возможности для эксплуатации эффектов масштаба.

Все это означает, что множество ранее самодостаточных и изолированных устройств и предметов получают возможность обмениваться информацией с людьми и между собой. Например, многие большие логистические компании теперь следят за своими парками транспортных средств при помощи комбинации GPS-приемника и сотового телефона. Небольшие беспроводные датчики, встроенные в оборудование на массовых производствах, могут вовремя предупредить о возникшей неисправности и предотвратить простой производственного оборудования. Датчики на передвигающихся устройствах и механизмах могут получать электропитание, преобразуя высокую температуру и вибрации машин, на которых они установлены.

И предмет с предметом говорит

Плеер Apple iPod и кроссовки Nike могут соединяться друг с другом, позволяя выбирать те музыкальные композиции, которые наиболее соответствуют скорости передвижения спортсмена. Большие компании розничной торговли используют радиометки RFID для управления своими товарно-материальными запасами. Более продвинутые версии RFID, известные также как NFC, начинают встраиваться в бесконтактные банковские карты, паспорта и бесконтактные билеты для проезда в общественном транспорте. И это только начало. И, несмотря на то, что большинство инициатив в области беспроводных технологий выросло из перспективных разработок военных ведомств, наиболее интересные приложения и возможности их применения проявляют себя в обыкновенной человеческой гражданской жизни. Все это очень похоже на изобретение Интернета в DARPA и необъятную широту его применений для вполне мирных целей.

Даже регуляторы определенных отраслей, осознавая преимущества, которые им могут дать беспроводные технологии, дают зеленый свет проектам, которые служат катализаторами этого рынка. Например, и в Америке, и в Европе рассматриваются и близки к принятию предложения о принудительном оснащении всех автомобилей беспроводными системами, которые автоматически вызывают аварийные службы в случае аварии. Некоторые страны требуют от компаний, предоставляющих коммунальные услуги регулярного снятия показаний счетчиков потребления воды и электроэнергии в целях более рационального расходования этих ценных ресурсов. Это дает новый толчок развитию беспроводных технологий, поскольку их эффективность в решении задачи подключения миллионов датчиков не вызывает сомнения.

Одно из наиболее важных последствий развития беспроводных технологий, по мнению профессора Хиро Кокуро из Японии - это улучшение возможностей учета и контроля. Сегодня многие издержки экономисты относят к косвенным, придумывая различные изощренные способы их более или менее справедливого распределения (например, широко известный метод ABC (activity-based-costing). Само возникновение термина «косвенные издержки» и существование различных способов их учета и распределения между продуктами и ресурсами компании говорит о том, что современными средствами невозможно точно определить источник их возникновения, либо определение этого источника неоправданно дорого. Беспроводные коммуникации могут изменить такой порядок вещей, сделав возможным более точный учет и распределение издержек.

В качестве заключения

И все-таки, будет ли когда-нибудь холодильник связываться с чайником? Наверное, нет. Но это уже детали. Беспроводные технологии в чем-то сродни электрической сети, которая первоначально создавалась для целей освещения помещений электрическими лампами. Однако неожиданно killer application электрической сети оказалась электрическая розетка, которая позволила подключать множество новых непредсказуемых в то время устройств, потребляющих электроэнергию. Через некоторое время беспроводные технологии также смогут изменить жизнь отдельного человека и общества в целом совершенно неожиданным образом.

По материалам журнала The Economist http://www.economist.com/