Airport, он же Wi-Fi, или как Джобс хулахупом махал
В наши дни сложно представить жизнь без Wi-Fi. Мы настолько привыкли к идее беспроводного интернета, что забываем, каким чудом он казался всего четверть века назад. Чтобы понять, как мы к этому пришли, нужно вернуться в начало 1990-х, к стандарту 802.11, и к компании, которая решилась первой показать миру, что для выхода в интернет больше не нужны провода.
На сцену выходит IEEE
Любая технология должна быть стандартизирована, иначе она рискует остаться нишевой или корпоративной экзотикой. В США за это отвечает IEEE — Институт инженеров по электротехнике и электронике. Организация появилась в 1963 году после объединения двух профессиональных сообществ и с тех пор занимается разработкой стандартов — от кабелей до протоколов связи.
Внутри IEEE существует 802-комитет, который курирует сетевые технологии. Именно ему принадлежит роль в стандартизации технологии Ethernet (кодовое название 802.3, принят в 1983 году). В 1990 году в недрах комитета появилась рабочая группа 802.11, которой поручили изучить беспроводные сети. Задача звучала просто: сделать «Ethernet без проводов».
Рождение стандарта
Важный элемент пазла — радиочастоты. Большинство диапазонов принадлежат военным или операторам связи, и их использование стоит денег. Но в конце 1980-х американская Федеральная комиссия по связи (FCC) открыла для гражданского применения так называемые ISM-полосы (Industrial, Scientific, Medical). Среди них был диапазон 2,4 ГГц.
Изначально он предназначался для микроволновок, беспроводных телефонов и медицинских приборов, но оказался отличным кандидатом для дешёвой связи. Инженеры из IEEE решили, что именно 2,4 ГГц станет полем для экспериментов: диапазон доступен глобально и достаточно «чист» для передачи данных.
Исследователи и разработчики нового стандарта столкнулись с внутренними спорами на тему используемой технологии передачи данных. Внутри группы сформировалось два лагеря. Одни продвигали решение на базе FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum), тогда как другие — на базе DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Давайте разберем эти технологии чуть поподробнее:
FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum)
Сигнал быстро «скачет» по разным частотам в пределах диапазона, по заранее известному обоим устройствам алгоритму.
Плюсы:
- Хорошо защищён от локальных помех. То есть, если на одной частоте шум, всегда можно «перескочить» на другую.
- Простая реализация передатчиков (удешевляет производство оборудования).
- Устойчив к «узкополосным» помехам (например, работающим рядом устройствам).
Минусы:
- Более низкая скорость передачи (сложнее упаковать много данных в скачущий канал).
- Требует строгой синхронизации устройств (иначе — потеря пакетов).
- Хуже масштабируется с ростом скоростей и числа пользователей.
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)
Сигнал кодируется «длинной псевдослучайной последовательностью», растягивающей его по широкому диапазону.
Плюсы:
- Выше скорость передачи (можно эффективнее использовать канал).
- Легче обеспечивать совместимость между устройствами разных производителей.
- Лучше подходит для перспективного масштабирования и увеличения скорости.
Минусы:
- Чувствительнее к широкополосным помехам.
- Сложнее (и дороже на старте) реализация оборудования.
- На ранних этапах требовал больше энергии.
В результате стало понятно, что выигрышной технологией станет DSSS. Критическим оставался фактор скорости: скачок с 2 до 11 мегабит в секунду в стандарте 802.11b стал возможен только благодаря DSSS, ну а когда с поддержкой подтянулись крупные игроки рынка (Apple, Lucent) — всем стало окончательно понятно, куда двигается рынок. FHSS же, по итогу, остался нишевым решением для военки и промышленных юзкейсов.
Уже в 1997 году IEEE официально утвердил первую версию 802.11. Она обеспечивала скорость до 2 Мбит/с — тогда это было сравнимо с проводным Ethernet начального уровня. Это был не готовый для потребителя стандарт, а скорее прототип. А первым настоящим качественным скачком стал уже 802.11b в 1999. Обновленная версия технологии стала поддерживать скорости до 11 Мбит/с, что сделало ее значительно более интересной для производителей оборудования и полезной для пользователей.
Первые конкуренты
К середине 90х, разработку перспективных беспроводных технологий вела группа конкурирующих компаний и организаций. И у 802.11 возникло несколько альтернатив:
- HomeRF (Home Radio Frequency) — консорциум компаний, включая Compaq, Intel и Siemens, хотел сделать универсальный стандарт для дома: беспроводной интернет и голосовая связь в одном устройстве. Проблема была в том, что HomeRF ставил акцент на телефонию, а не на интернет, и развивался медленнее.
- HiperLAN — европейский проект, курируемый ETSI. В теории он был мощнее и быстрее 802.11 (до 20 Мбит/с против 2 Мбит/с у 802.11), но оказался слишком сложным и дорогим для массового рынка.
- Были и менее заметные игроки: фирменные решения от Proxim, Symbol и NCR. Все они использовали 2,4 ГГц, но не имели единого стандарта.
Причем тут Apple?
Вернувшись в Apple в конце 90х, Стив Джобс начал активно упрощать продуктовую линейку. Напомню вам о его продуктовой стратегии четырех квадратов. Так вот, при разработке своего первого нового консьюмерского портативного компьютера (iBook) Стив искал какую-то интересную "фишку", выделяющую устройство на рынке. И тут 802.11b подошел идеально.
Apple назвала технологию AirPort. За бренд отвечала сама компания, а чипы поставляли Lucent Technologies (ныне — Alcatel-Lucent). Для пользователей всё выглядело натуральной магией: в ноутбуке была встроенная карта AirPort, а дома можно было поставить базовую станцию AirPort Base Station — «летающую тарелку» за $2991 (кстати, именно она изображена на обложке к этой статье).
Демонстрацию беспроводного интернета в новеньком iBook Джобс оставил на свой фирменный сегмент "one more thing..." на MacWorld Expo, в июле 1999 года. Я рекомендую вам посмотреть ролик этого анонса, в котором он загружает сайты взяв ноутбук в руки. Звуки пораженной толпы прекрасно передают момент и важность анонса. Ах да, еще в ролике видно, откуда взялось название для этой статьи :)
Wi-Fi Alliance
В 1999 году несколько компаний-разработчиков сетевого оборудования — включая 3Com, Nokia, Symbol, Intersil и Lucent (чье железо использовала Apple) — основали Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Их цель была проста: сертифицировать устройства и сделать так, чтобы ноутбук одной фирмы мог работать с точкой доступа другой.
Тогда же появилось и само слово «Wi-Fi». Это был маркетинговый термин, придуманный агентством Interbrand. По аналогии с Hi-Fi он должен был звучать дружелюбно и запоминаемо. Ну а вслед за успешным ребрендингом технологии и организация получила свое современное название — Wi-Fi Alliance2.
Кстати, многие думают, что Wi-Fi значит Wireless Fidelity, но это придумали уже позже — как своего рода «расшифровку», хотя изначально бренд "вай-фай" не был задуман как аббревиатура.
Последствия для рынка
HomeRF ещё несколько лет пытался удержаться на рынке, но проиграл: устройства были дороже и хуже совместимы. HiperLAN так и остался европейским проектом для корпоративных клиентов. К 2002-му продажи устройств с поддержкой Wi-Fi превысили 10 миллионов в год, и спор о стандартах был закрыт.
Как это повторялось и прежде, и позже — Apple не изобрела AirPort/Wi-Fi сама, но именно она показала, как правильно упаковать технологию и «вынести её на сцену». После iBook и AirPort все крупные производители ноутбуков начали интегрировать Wi-Fi в свои модели. А сеть без проводов стала нормой в кафе, гостиницах и университетах по всему миру.
Для других своих компьютеров, поддержку AirPort компания организовала в виде карты расширения стандарта PCMCIA за $99. Тут вообще, пожалуй, стоит поговорить про ценообразование всех этих чипов и технологий. Во время разработки iBook команда Apple пыталась найти поставщиков необходимых для AirPort компонентов. Корпоративные решения (которые на тот момент уже точечно существовали) предлагались компании за $1500 за штуку. Понятно, что было абсолютно невозможно ставить такие компоненты в ноутбук, полная цена которого должна была составлять $1599. В результате длительных поисков, партнером была выбрана корпорация Lucent, которая смогла разработать и поставить Apple беспроводные модемы за $50. В целом, в сравнении с корпоративными ценниками, прайс на беспроводные аксессуары Apple на тот момент стали настоящей революцией.↩
Кстати, Apple указана одним из главных спонсоров организации.↩