Помоги проекту - поделись книгой:
Анатолий Вассерман: Из Солнца в бензобак
Автор: Анатолий Вассерман
"Компьюлента" сообщает: "Учёные из Массачусетского технологического института создали дешёвый и долговременный аналог растительного листа. С помощью света устройство эффективно разлагает воду на кислород и водород, которые потом используются для получения электроэнергии". Ключевые здесь слова - "дешёвый" и "долговременный".
На квадратный метр поверхности, находящейся на орбите движения Земли вокруг Солнца и перпендикулярной солнечным лучам, падает в виде этих лучей 1400 ватт. До поверхности самой Земли доходит 1100.
Вещества, активно поглощающие инфракрасное излучение (в земной атмосфере это вода, метан и углекислота), перехватывают его из светового потока и далее переизлучают равномерно во все стороны. То есть половина теплопритока от Солнца уходит из атмосферы обратно в космос, не добираясь до нас. Так называемые парниковые газы не нагревают, а охлаждают планету.
Конечно, основная часть солнечной энергии доходит до нас не в инфракрасной, а в видимой части спектра. От нагретой же земной поверхности излучается именно инфракрасный диапазон. Соответственно те же парниковые газы возвращают половину этого потока обратно к Земле. Но основная часть тепла от грунта и воды уводится конвекцией - подъёмом воздуха, расширяемого нагреванием, - и испарением влаги. Излучение же становится основным путём теплоотвода на высоте более 10 километров, и тепло, излучаемое оттуда вниз, по дороге наполовину переизлучается обратно вверх. Так что суммарное действие парниковых газов - именно охлаждающее. И чем их больше, тем ниже итоговая температура земной поверхности.
Эту теорию ещё в 1909-м году подтвердил прямым экспериментом великий американский физик Роберт Вуд. В его биографии опыт описан так: "Он занялся также опровержением распространённой теории о причинах высоких температур, получаемых в парниках и оранжереях; теория эта попала почти во все учебники и книги, в которых затрагивается этот вопрос. Хорошо известно, что стекло совершенно непрозрачно для большей части солнечного спектра за красной границей, то есть в области длинных волн. "Теория" считала, что видимый свет и коротковолновая часть теплового излучения проходят сквозь стекло и нагревают землю. Предполагалось, что нагретый грунт при этом сам излучает волны такой большой длины, что они не могут выйти обратно сквозь стекло и таким образом оказываются "пойманными".
Теория Вуда была очень проста: стеклянная крышка пропускает лучи, нагревающие землю, которая в свою очередь согревает воздух. Этот тёплый воздух заперт в парнике и не может подняться к облакам, как это происходит на открытой земле. Если вы откроете дверь оранжереи, что станет со старой теорией? Он доказал свою правоту следующим простым опытом: сделав две коробки из чёрного картона, он покрыл одну из них стеклянной пластинкой, а другую - прозрачной пластинкой из каменной соли. В каждую коробку был помещён шарик термометра, и обе они выставлены на солнце. Температура поднялась до 130° по Фаренгейту, почти в точности на одну и ту же величину в обеих коробках. Каменная соль прозрачна для очень длинных волн, и, по старой теории, такая крышка не должна была дать эффекта оранжереи, то есть здесь не могли "улавливаться" солнечные лучи, и температура должна была быть меньше".
Сам Вуд в публикации указал: первоначально температура в коробке, покрытой стеклом, была - в полном противоречии с парниковой теорией - ниже, чем в коробке, покрытой солью, ибо стекло не пропускает инфракрасные лучи внутрь, так что суммарный энергоприток уменьшается; только после того, как Вуд поместил высоко над обеими коробками лист стекла и таким образом отсёк инфракрасное излучение и от коробки, покрытой солью, температура вполне уравнялась.
Зная эти азы теплофизики, особенно интересно читать политические фантазии, вроде Кётского протокола, или учёные байки, вроде "Получены новые свидетельства в пользу раннего антропогенного влияния на климат". Впрочем, коммерческие причины парниковой истерии - тема, заслуживающая множества отдельных исследований. Здесь же достаточно запомнить итоговую мощность солнечного излучения, доступного земной энергетике: 1100 ватт на квадратный метр.
Впрочем, о половине этой мощности можно сразу забыть. Земля вращается, и каждый конкретный квадратный метр освещён всего в половину суммарного рабочего времени. Если же учесть ещё, что поддерживать этот квадратный метр постоянно перпендикулярным свету довольно трудно, то реальная доступная мощность падает ещё раза в два. Даже если забыть о тучах и туманах.
Наконец, КПД преобразования света в иные формы энергии тоже далёк от идеальной единицы. Даже 1/4 считается в солнечной энергетике очень завидным и труднодостижимым результатом.
Чтобы собрать сколько-нибудь заметную солнечную мощность, требуются немалые технические - а значит, и коммерческие - усилия. Скажем, солнечные батареи сегодня не дешевле десяти долларов за каждый ватт установленной мощности (то есть, с учётом вращения Земли, четверть ватта реальной). Министерство энергетики Соединённых Штатов Америки намерено за ближайшие шесть лет сократить эту цену вдесятеро. Но даже в этом случае солнечная батарея за весь срок службы выработает немногим больше энергии, чем уйдёт на её производство. Прочие виды новомодной альтернативной (то есть в конечном счёте опирающейся на нынешний поток солнечной энергии, а не на запасённые в недрах результаты её воздействия на нашу планету на протяжении сотен миллионов лет) энергетики столь же катастрофически нерентабельны.
"Искусственный лист" пока очень недолговечен: по сообщению разработчиков, он в лабораторных условиях проработал сорок пять часов без снижения эффективности. Но судя по тональности доклада, это всего лишь следствие спешки при его подготовке к конференции. Если и впрямь удастся наконец создать устройство, способное за время эксплуатации выработать достаточно энергии, чтобы многократно перекрыть затраты на его изготовление, - мировую энергетику ждут радикальные преобразования.
"Лист" разлагает воду на водород и кислород. Экспериментаторы использовали эти газы в топливном элементе. Но электроэнергии в мире и так немало. Особенно если учесть перспективы развития ядерной энергетики. Даже катастрофы вроде Трёхмильного острова, Чернобыля и Фукусимы не отменили очевидного факта: вся ядерная энергетика мира со всеми своими авариями и отходохранилищами выбросила в окружающую среду меньше радиоактивности, чем угольные электростанции (не говоря уж о коксовых батареях и обычных печах) за один год (в виде мельчайших пылинок обычного камня, неизбежно примешанных к углю).
Доступные запасы урана содержат примерно столько же энергии, сколько запасы угля, если даже не прибегать к размножающему циклу. Если же будут сняты нынешние политические ограничения на использование избыточных нейтронов цепной реакции для преобразования неделящихся изотопов тория и урана в делящиеся изотопы урана и плутоний, то суммарный энергозапас ядерных технологий на пару порядков превзойдёт запас солнечной энергии, накопленный за миллионы веков в ископаемой органике на Земле.
Но электропровод можно подвести далеко не повсюду. Даже электрификация железных дорог начата вовсе не везде в мире. А уж проекты электромобилей всё ещё натыкаются на такие технологические и инфраструктурные сложности, что доселе остаются предметом сенсаций да демагогии.
В рамках уже созданных инфраструктуры автозаправок и технологий автостроения оптимальным пока остаётся использование двигателей внутреннего сгорания и жидкого топлива. Только после того, как заметная доля заправок сможет подавать в автомобили не только бензин, но и сжиженный или сжатый водород, можно будет приступать к следующему этапу - замене автомобильных ДВС топливными элементами с соответствующим упрощением систем передачи усилия на колёса и управления этим усилием.
Но есть и возможность ещё надолго остаться в рамках привычных технологий. Всё та же "Компьюлента" ещё месяц назад сообщала: генетическими манипуляциями создан микроорганизм, вырабатывающий полноценное жидкое топливо. Американская биотехнологическая компания с выразительным названием Joule Unlimited сформировала цианобактерии (сине-зелёные водоросли), выделяющие этиловый спирт не разложением более сложной органики (как дрожжи), а синтезом из воды и углекислого газа под действием солнечного света. В перспективе - синтез дизельного топлива.
Если действительно удастся создать в пустынях искусственные озёра (или хотя бы стойки с водонаполненными кассетами), откуда будет вытекать удобное сырьё для получения автомобильного топлива, значительная часть мировой экономики заметно перестроится. А за нею изменится и политика, всё ещё остающаяся, как отмечал ещё Ленин, концентрированным выражением экономики.
Правда, нынешним арабским нефтешейхам хватает солнца, чтобы развернуть у себя новое производство. Но и они не смогут сохранить прежний уровень жизни и политического влияния: слишком уж много на Земле мест, где возможно такое производство. В частности, те арабские страны, где залежей ископаемого топлива нет, сравняются по своим возможностям с нынешними эмиратами и джамахириями, окажутся их успешными конкурентами, а конкуренция, как известно, снижает возможности каждого из своих участников.
А вот российские нефтегазовые месторождения в одночасье окажутся совершенно нерентабельны, и заменить их системами накопления солнечной энергии - хоть через цианобактерии, хоть через искусственные листья - не удастся: у нас на душу населения приходится в несколько раз меньше солнечного света, чем у тех же арабов, не говоря уж об экваториальной части Африки - теоретически оптимальном месте развития солнечной энергетики.
Придётся нам по одёжке протягивать ножки. А ещё лучше - шить новую одёжку, из наших собственных интеллектуальных усилий, а не из случайных даров щедрой природы. Потому что любые недра исчерпаемы, кроме недр мозга. Почаще бы в "Компьюленте" встречались сообщения о наших собственных, а не зарубежных, научных открытиях и о наших собственных, а не зарубежных, успехах внедрения этих открытий в массовую практику!
Кафедра Ваннаха: Одиннадцатые
Автор: Ваннах Михаил
Хотя по древности Королевское общество и уступает другим академиям - скажем, учреждённой в 1603 году в Риме Академии Рысьеглазых, но зато работает, в отличие от "итальянки", без перерывов с 1660 года. А уж по авторитету оно, безусловно, лидирует на планете. Поэтому к выпущенным им в свет материалам отнестись стоит со всем вниманием. В конце марта 2011 года увидел свет доклад "Знание, cтруктуры и нации: глобальное сотрудничество в XXI столетии". В этом документе приведена масса интереснейших фактов о мировой науке и организации научной деятельности в различных государствах планеты.
Прежде всего, назовём глобальные цифры. Человечество и в 2002 году, и в 2007 году тратило на науку 1,7 процента своих доходов. В абсолютном исчислении сумма эта возросла с 790,3 до 1145,7 миллиардов долларов США. Развивающиеся экономики Китая, Индии и Бразилии за этот период более чем удвоили свои траты на исследования и разработки и теперь оплачивают 24 процента счетов за планетарный научный пирог (в 2002 г. на их долю приходилось только 17 процентов). Число научных работников за этот период возросло с 5,7 млн человек до 7,1 млн. Количество публикаций - с 1,09 млн до 1,58 млн.
Больше всех на исследования и разработки тратили США - в 2010 году были названы затраты в 400 миллиардов долларов. Им принадлежит авторство 20 процентов научных работ. 59 процентов исследований оплачивают пять стран - Америка, Англия, Япония, Германия, Франция, но их доля в мировых научных публикациях сокращается. С 1996 по 2008 год доля американских исследований сократилась на пятую часть. Ещё больше падения процента публикаций у Японии - 22 процента и, - увы - у России - целых 24 процента!
Да, назовём цифры, которые должны были бы стать первейшим предметом обсуждения и во всех ветвях власти, и во всех структурах общества. По числу публикаций Россия уже не входит в десятку ведущих научных держав. С почётного десятого места её вытеснила Индия, поднявшаяся с 13-го в 1996 на 10-е в 2008 году. На Индию в период с 2004 по 2008 годы пришлось 3 процента научных публикаций. На нас, грешных, хоть и вовсю в этот период "поднимавшихся с колен", - только 2 процента. В 1999-2003 годах Россия, хоть и жила бедней, но обеспечивала наряду с Испанией и Канадой по 3 процента объёма мировой научной продукции.
Президиум РАН. В СССР шутили, что, дескать, в Монголии есть Министерство морского флота
Далее за период с 2004 по 2008 годы по возрастающей доле мировых научных публикаций идут Испания (3%), Канада (4%), Франция (4%), Германия (6%), Британия (6%), КНР (10%) и США (21%). Вместе с нами, Третьим Римом, из десятки, как видно из диаграммы, вылетел и Рим Первый, Италия... И это, кстати, не самый плохой исход. Ведь Второго Рима, Византии, давненько не наблюдается даже на политической карте. Что, теперь обязательно сравнивать себя с США с их 320 тысячами, КНР со 163 тысячами и Соединённым Королевством с 98 тысячами научных публикаций? По сравнению с Тувалу, с её единственной научной работой, всё не так уж и плохо!
Рекордсменом по объёму ВНП, направляемого на науку, является Швеция - 3,7 процента; у Канады - 2; у Индии - 0,8. По темпам роста лидирует Китай. Поднебесная с 1999 года ежегодно увеличивала финансирование исследований и разработок на 20 процентов, и в результате в 2007 году эта сумма составила 100 миллиардов долларов, или 1,44 процента от ВНП. А в 2020-м предполагается увеличить расходы на эти цели до 2,5 процента ВНП, который к тому времени изрядно возрастёт. В 2006 году естественнонаучные и инженерные факультеты в этой стране закончили полтора миллиона выпускников. У Индии ещё круче. Суммарное производство учёных и инженеров - 2,5 миллиона душ в год. Страны с самым большим числом жителей на планете могут позволить себе такие абсолютные численности специалистов, хотя о дефиците рабочих в КНР уже поговаривают.
Несмотря на древность Академии Рысьеглазых, Италия из "десятки" тоже вылетела
Бразилия, без лишнего шума превзошедшая нашу страну по объёмам ВНП, таких численностей себе позволить не может, однако намерена увеличить финансирование науки с 1,4 в 2007 году до 2,5 процента ВНП в 2011 году. Южная Корея, о степени развития хайтека которой напоминать излишне уже не только аудитории "Компьютерры", но и просто потребителям, планирует с 2007 по 2012 год увеличить финансирование науки с 3,2 до 5 процентов ВНП (это они, наверняка, с огорчения, что Олимпиады не досталось).
Кстати, взрывными темпами растёт объём научных исследований в древней Персии. Иран увеличил объём публикаций с 736 работ в 1996 году до 13 238 в 2008. Расходы на науку и образование в этой стране предполагается наращивать ударными темпами. Если в 2007 году на эти цели выделялось по 0,59 и 5,49 процента ВНП соответственно, то в 2030 запланировано 4 и 7 процентов. (Вот всё забываю, с какой же страной Персия граничит через Хвалынское море и с кем будет делить запасы нафты.)
И Турция. По темпам роста числа научных публикаций страна эта уступает лишь Китаю, наращивая их, наряду с Южной Кореей, более чем на 12 процентов в год. Рост расходов на науку - с 0,03 процента ВНП в 1996 до 1,25 процента в 2009. Ныне османы тратят на исследования больше, чем датчане, финны или норвежцы, так почитаемые поклонниками открытых обществ.
Кстати, Россия в 1996-2007 годах слегка увеличила долю ВВП, выделяемого на науку, и даже большими темпами, чем США, Италия и Германия, не говоря уж об Англии и Франции, где этот процент сократился. Но "завал" финансирования в начале девяностых был столь велик, что прирост числа научных публикаций у нашей страны был минимальным из всех стран Большой восьмёрки.
Да, безусловно, говорить о закате Запада в сфере науки оснований нет. Из цитированных с 2004 по 2008 г. научных работ 30 процентов принадлежит американцам, 8 - англичанам и 7 - немцам. На китайцев приходится только 4 процента. Но это говорит, скорее, об экспоненциальном развитии науки за пределами Первого мира, нежели о качестве работ учёных Поднебесной. Что касается нашей страны, то её в списке десяти наиболее цитируемых не было и тогда, когда она обгоняла Индию.
Из всего вышеизложенного следуют в высшей степени невесёлые выводы. Все разговоры о переходе нашей экономики на инновационный путь являются пустым сотрясанием воздуха. Дело в том, что в сфере знаний, вероятно, тоже есть аналоги второго начала Термодинамики, своя стрела энтропии. Фундаментальная наука может быть конвертирована в прикладную. Та - конечно, при наличии прочих условий - в продукцию хай-тек. Но просто деньги в хай-тек перегнать нельзя.
За ядерно-космическими успехами нашей страны стоял фундамент в виде академии и университета, учреждённых Петром да Екатериной; Леденцовского общества, дававшего работу исследователям, вышибленным из университетов царскими бюрократами; земских школ; переводов Гельмгольца и Фламмариона.
Вот, кстати, поучительный пример: недавно вышла в свет книга писателя Александра Громова и астрофизика Александра Малиновского "Вселенная. Полная биография". Работа эта в увлекательной форме знакомит подростков (да и более взрослую аудиторию) с современной картиной Мироздания. Но обратим внимание на её тираж (будем надеяться, что только начальный) - 3000 экземпляров. А в 1899 году переводчик Фламмариона Предтеченский в предисловии к "Звёздному небу" отмечал, что предыдущая книга французского популяризатора астрономии, "Живописная астрономия" (1897), разошлась тиражом в три тысячи экземпляров. То есть в результате реформ общество, полвека назад первым вышедшее в космос, оказалось заброшенным в конец позапрошлого века... И из этой ямы нам предстоит выбираться!
Ещё жутковатый факт: гуляющая по СМИ история молоденькой учительницы, умершей от туберкулёза. Не в туманном Санкт-Петербурге, а на благодатной Кубани. Правда, журналисты, привычно подменяя тезисы, говорят о том, чего нет: что, мол, детишки могли заразиться... И упускают то, что есть, - что зарплата у молоденькой школьной работницы в провинции скорее подобает микроорганизму. Что юные барышни устроены так, что эпиляцию предпочтут чулкам без дырки на пятке (которые ловко ухитряются снимать вместе с сапогами в прихожей), а яркую тряпочку - нормальному обеду. А туберкулёз - прежде всего, болезнь социальная... Обратите внимание: у Ирана расходы на образование предшествуют расходам на науку. Про состояние же образования нашего мы рассказывали. Так что явно есть над чем задуматься стране, золотой запас которой перевалил за половину терабакса.
Василий Щепетнёв: Бег белки в колесе времени
Автор: Василий Щепетнев
Не так давно считали или, во всяком случае, декларировали главным смыслом общественной деятельности "всё более полное удовлетворение растущих материальных и культурных потребностей людей".
Вот так, не меньше, не больше. Статья пятнадцатая Конституции Союза Советских Социалистических Республик от тысяча девятьсот семьдесят седьмого года. Даже странно, поскольку всякому с раннего детства ясно, что ничего хорошего из этого получиться не может: именно в раннем детстве обыкновенно знакомят с дивной сказкою Пушкина о рыбаке и рыбке. Вышло точно по Александру Сергеевичу: "Глядь: опять перед ним землянка; на пороге сидит его старуха, а пред нею разбитое корыто". Плакать, перетакивать и назначать новых генсеков, не меняя основную линию "полного удовлетворения", вряд ли полезно.
Даже один человек запросит на "всё более полное удовлетворение растущих потребностей" больше ресурсов, чем их существует в обозримой части Вселенной, а уж объявлять это общегосударственной приоритетной "высшей" задачей - явно обрекать затею на полный и бесславный провал. Нет уж, лучше сказать прямо: ты, брат, по одёжке протягивай ножки. Можешь в рамках общественного договора на золоте обедать - обедай, но прежде задекларируй доходы-расходы, понимаешь, и уплати налоги. А государство постарается создать условия, чтобы у всех, включая сирых и убогих, был каждодневный кусок хлеба, а по субботам ещё и банный день. Точка.
Впрочем, составление проектов более-менее идеальных конституций есть дело, к которому я, если позволит провидение, ещё подойду основательно. Покамест лишь хочу сказать, что в государстве, базирующемся на натуральном хозяйстве, и потребности развивались преимущественно натуральные: поесть, выпить, повоевать, а в мирное время поохотиться, опять выпить и насчет клубнички пройтись. Так жили многие помещики средней руки, жили счастливо и считали такую жизнь единственно достойной дворянина.
В индустриальном обществе потребности приняли и форму индустриальную: есть-пить и опять же пользоваться клубничкой продолжали, но теперь этим не ограничивались. Завести свечной заводик под Самарою или с помощью могучего гиперболоида прибрать к рукам горнорудную отрасль - ради этого положительно стоило рискнуть головой. Вот и Пушкин, сын своей эпохи, которому сидеть бы в Болдино да творить шедевры, пишет жене шестого мая тысяча восемьсот тридцать шестого года: "Вижу, что непременно нужно иметь мне 80000 доходу. И буду их иметь".
Постиндустриальная эпоха опять меняет картину: нет у человека ни свечного заводика, ни гиперболоида. Он, подобно гоголевскому городничему, лишь усердно служит на общественном поприще, заботясь о том, чтобы проезжающим и всем благородным людям никаких притеснений не было - а глядишь, в миллионщики и вышел, если большой скромности. У кого со скромностью недоразумения, те выходят в миллиардеры, но тут уж кому какое счастье.
Вслед за людьми передовыми, аристократией, элитой тянутся и остальные. Обыватель восемнадцатого века рад сытому обеду да тёплой сухой постели; в двадцатом веке хочется иметь побольше всяких товаров - патефонов, например, приёмников "Фестиваль", холодильников "ЗИЛ" и автомобилей "Жигули". В постиндустриальную эпоху, опять по Гоголю, "всё лезет в люди", и без учёной степени фабрикантов и бакалейщиков, наверное, уже и не бывает.
Но удовлетворение материальных потребностей - растущих материальных потребностей! - есть некоторым образом единственная движущая сила нашей эпохи. Вообразим только, что потребности вдруг удовлетворены - хотя бы потому, что перестали расти. Штаны есть, кусок хлеба есть, даже часы на руке каждого гражданина нашего отечества (для простоты сведём Земной Шар к России) отсчитывают время, оставшееся до конца цивилизации - а его не так уж и много в запасе, времени. Кому завтра будут продавать китайские зонтики, кофемолки и те же часы (опять же для простоты сделаем и Китай частью России или, если угодно, Россию частью Китая)? Закроются заводы, магазины, блошиные рынки.
Отправить безработных на фермы? Пять процентов населения способны обработать всё имеющееся в наличии плодородное пространство, включая шельф и ближний космос - и это вместе с созданием необходимой для того техники, удобрений, ГСМ и прочим (не доказано, потому что очевидно). Что делать остальным? Распределять еду? Общество, не отягчённое избыточными потребностями, сделает это просто и толково - нет нужды воровать, приписывать заслуги себе и своей партии, вести тройную бухгалтерию, учёт и контроль. Быстренько-быстренько встал в очередь, быстренько-быстренько получил миску оптимизированного яства, а там ешь, как хочешь, хоть до заката, свою дозу белков, жиров, углеводов, витаминов и модификаторов поведения.
И вот тогда...
А что, собственно, будет тогда? Ударимся ли мы в духовный рост, сочиняя саги, рапсодии и тому подобные хм... продукты не продукты, ценности не ценности, а как бы сказать поточнее... нетоварное творчество, вот! (Дотошно не проверял, но на всякий случай делаю заявку на открытие определения "нетоварное творчество"). Или, напротив, станем быстренько дичать, перестав умываться, вакцинироваться и смотреть телепередачи? Соберемся ли в колонны и, как лемминги, устремимся куда-нибудь на остров Врангеля или в космос?
Боязно всё. Во всяком случае, ответственные люди допустить подобного не могут. Вот и создают, с одной стороны, рост потребностей, с другой, - препятствия для их полного удовлетворения. Тут очень важно соблюсти пропорцию: не доложишь того или другого, как получаешь бунт, бессмысленный и беспощадный по определению, поскольку бунт против роста потребностей не только лишён смысла, он просто смешон, хотя подчас и кровав донельзя.
Модель существующего общества есть белка в особливом колесе, вернее, ряд белок в ряде колёс. Бегут они быстро или медленно - перемещения никакого нет, поскольку некуда перемещаться. Вселенная белок замкнута. К колесам не подведены ни приводные ремни, ни какие-либо иные приспособления, позволяющие извлекать из усилий белок выгоду для не-белок - да и существуют ли они, эти не-белки? Цель беличьего бега - сам бег, и только. Даже оправдания, что бежим ради орехов, нет, поскольку число орехов определяется не бегом, но лишь плодородным пространством.
Вот тут-то и начинаешь искать высшее непознаваемое существо, чтобы оно самим своим существованием объяснило смысл бега белки в колесе времени.
Тоже потребность - искать...
Отстающий стремительный
Автор: Олег Нечай
Новый стандарт высокоскоростной беспроводной связи 4G, получивший индекс IEEE 802.16m, должен прийти на смену нынешнему поколению WiMAX IEEE 802.16e. Однако есть обоснованные сомнения в том, что "ваймакс-два" сможет реально соперничать на этом высококонкурентном рынке с вовсю внедряемым LTE.
Господа из IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers - Институт инженеров по электротехнике и электронике) слишком увлеклись шлифовкой нового стандарта - пока ещё сложно судить, насколько идеальной вышла огранка, но она заняла целых четыре года. За время, прошедшее с момента появления первой версии WiMAX, был успешно разработан, апробирован и повсеместно внедряется альтернативный стандарт LTE. Причём за спиной LTE стоит мощное лобби в лице операторов сотовой связи - оборудование для таких сетей частично совместимо с действующими сетями GSM и CDMA, поэтому им экономически выгодно поддерживать именно этот стандарт.
Теоретическая пропускная способность входящего канала LTE достигает 326,4 Мбит/с, исходящего - 172,8 Мбит/с, при этом скорость может варьироваться в весьма широких пределах, в зависимости от доступной полосы - от 1,25 до 20 МГц. Реальная скорость передачи данных к абонентским устройствам в уже существующих сетях составляет порядка 40-75 Мбит/с. При этом японский оператор NTT DoCoMo начал испытания обновлённой и пока окончательно не утверждённой версии LTE Advanced с пиковой входящей скоростью до гигабита в секунду.
Что же предлагает нам IEEE 802.16m? Теоретический максимум в тот же гигабит в секунду при стационарном использовании и до 100 Мбит/с - при мобильном. Кстати, новый стандарт объединил мобильный и стационарный (WMAN) "ваймаксы", ранее описываемые отдельными документами IEEE 802.16e и IEEE 802.16d. Стандарт предусматривает и обратную совместимость с оборудованием для WiMAX-1. Действительная скорость передачи данных на абонентское устройство, вероятно, составит порядка 300 Мбит/с. По крайней мере, в ходе прошлогодней выставки CEATEC Japan компания Samsung показала экспериментальную систему на базе WiMAX-2, транслирующую видеопотоки со скоростью до 330 Мбит/с. Впрочем, при использовании технологии MIMO (то есть многоантенной передачи данных) можно добиться и близкой к теоретической пропускной способности.
Как LTE Advanced, так и IEEE 802.16m были признаны Международным союзом электросвязи (ITU) полностью отвечающими требованиям, предъявляемым к стандартам 4G, но LTE Advanced пока не имеет статуса окончательного, в то время как IEEE 802.16m уже утверждён. Между тем львиная доля имеющегося на рынке оборудования для сетей 4G поддерживает технологию LTE, а сертифицированного оборудования для WiMAX-2 пока вообще не существует в природе.
Хотя по характеристикам оба обновлённых формата держат паритет, в активе у LTE реальное признание и готовые к коммерческой эксплуатации сети, а у WiMAX - лишь ничтожные доли процента рынка мобильного интернет-доступа. Очевидно, что при прочих равных безусловное преимущество у LTE.
В России LTE тоже поддерживают крупнейшие сотовые операторы "большой тройки" - "Вымпелком", "Мегафон" и МТС, располагающие развёрнутой сетью базовых станций по всей стране. При этом, как ни парадоксально, в их интересах максимально затормозить развитие 4G, поскольку до сих пор не окупились инвестиции в строительство сетей 3G, да и реальное покрытие 3G далеко от повсеместного. Между тем практически всё современное оборудование для 3G можно использовать для работы в LTE, просто обновив программное обеспечение, так что в нужный момент - и при условии выделения необходимого частотного ресурса - сети 3G "волшебным образом" могут превратиться в 4G. Есть ли здесь место для WiMAX? Конечно, нет. В лучшем случае WiMAX смогут развивать мелкие операторы максимум на региональном уровне.
При этом на российском рынке широкополосного беспроводного доступа может появиться и ещё один мощный игрок, которого до сих пор не принимают всерьёз, а зря. Речь идёт о созданной летом 2010 года компании "Основа Телеком", четверть которой принадлежит Министерству обороны РФ, а остальное - "Айкоминвесту". Эта фирма была учреждена специально для строительства широкополосной федеральной сети 4G двойного назначения - военного и гражданского.
Ещё в декабре прошлого года "Основе" были выделены частоты в диапазоне 2,3-2,4 ГГц для создания опытной беспроводной сети, включая защищённую подсеть оборонного назначения, что вызвало бурное возмущение "большой тройки", претендовавшей на те же частоты.
Самое замечательное в том, что "Основа" до сих пор не смогла определиться, какой стандарт взять за основу - LTE или WiMAX. Перед этим оператором не стоит проблема экономического выбора, поскольку у него вообще нет собственных действующих сетей, так что он может существенно скорректировать ситуацию на рынке.
По условиям выделения частот о своём выборе Министерство обороны как соучредитель должно было сообщить в Государственную комиссию по радиочастотам (ГКРЧ) до 31 марта, но военные пока не торопятся. Ситуация усугубляется тем, что на время тестирования конкурсы на эти частоты заморожены во многих регионах страны, к тому же если будет обнаружено, что "секретная связь" сказывается на работе коммерческих сетей в том же диапазоне, то результаты уже состоявшихся конкурсов могут быть аннулированы. Короче говоря, административный ресурс может оказаться решающим в судьбе WiMAX на российском рынке. В противном случае у этого стандарта практически нет шансов.
P.S. Уже после написания этой статьи появилась информация о том, что "Основа Телеком" всё-таки выбрала стандарт для своей федеральной сети. Сюрприза не получилось - этим стандартом стал LTE. 4 апреля работу опытной сети продемонстрировали президенту Медведеву."
Кивино гнездо: Все яйца в одной корзине
Автор: Киви Берд
В последних числах марта на одной из текущих конференций по защите информации ("Девятнадцатый Международный семинар по протоколам безопасности" в Кембридже) был представлен интересный доклад, имеющий непосредственное отношение к так называемой УЭК. Если кто вдруг ещё не в курсе, то такой аббревиатурой наши власти обозначили очень скоро грядущую для всех граждан России "универсальную электронную карту".
Автором доклада является видный английский профессор-криптограф Росс Андерсон, возглавляющий Компьютерную лабораторию Кембриджского университета и регулярно приглашаемый для консультации правительств и корпораций в качестве независимого эксперта. Представленная на форуме работа Андерсона стала одним из итогов его недавнего сотрудничества с компанией Google и посвящена, конечно же, не конкретно российской системе, а всеобщей тенденции, четко отмечаемой ныне во множестве самых разных государств.
Тенденция эта такова, что современный уровень инфотехнологий уже вполне позволяет в одном миниатюрном компьютерном устройстве собрать практически все идентифицирующие документы и платёжные инструменты, используемые человеком в его повседневной жизни. Иначе говоря, и удостоверение-пропуск, и водительские права, и карту соцстрахования с медкнижкой, и кошелёк с цифровыми наличными и плюс к ним всевозможными платёжными карточками (включая кредитные, дебетовые, скидочные и любые прочие) - всё это в совокупности можно в принципе заменить одним-единственным устройством на микрочипе. И запаять это устройство в нечто такое, что человеку удобно постоянно носить с собой, - в брелок, пластиковую карту или мобильный телефон.
По вполне объяснимым причинам многие государства, внедряющие сейчас такого рода системы, иногда именуемые системами "объединённой аутентификации", в качестве основы обычно выбирают пластиковую идентификационную карту. Однако уже вполне отчётливо проявляются и другие варианты, более привлекательные для влиятельных корпораций. Так, конкретной моделью исследования в докладе Росса Андерсона выбрана схема, энергично продвигаемая компанией Apple, где очень хотели бы видеть в качестве универсального чудо-прибора для "объединённой аутентификации" свой смартфон iPhone.
Но какой бы ни была конечная реализация идеи, несложно понять, что с точки зрения защиты информации перед любой схемой объединённой аутентификации стоят одни и те же очень серьёзные проблемы, потенциально способные сделать систему не только малоэффективной, но и очень опасной для её пользователей. Поэтому доклад Андерсона, озаглавленный "Можно ли поправить экономику безопасности в системе объединённой аутентификации", хотя и задает вопросы применительно к телефонам ("как вести себя в мире, где мобильный телефон содержит ваши кредитные карточки, ваши водительские права и даже ключи от вашей машины?"), в действительности касается всей этой системы в целом. Самый главный вопрос исследователя звучит так: "Что случится, когда это электронное чудо-устройство окажется украдено или заражено вирусом"?
Чтобы иметь общее представление о масштабе и сложности данной проблемы, достаточно вспомнить, что в условиях интернета и компьютерных сетей вообще идея об использовании единого сервиса для идентификации пользователей на все случаи жизни - это одновременно очень старая мечта и ужасно коварная ловушка.
В работе Андерсона рассказывается по крайней мере о четырёх предыдущих попытках массово реализовать подобную схему и о причинах, помешавших сделать это хорошо и красиво. Остаточные формы всех этих неудавшихся попыток сейчас напоминают игру типа "передай кулёк соседу". Так, постоянно посещаемая вами веб-газета аутентифицирует вас через ваш сайт в сетях социального общения; тот, в свою очередь, хочет, чтобы вы восстанавливали забытый пароль доступа через электронную почту; ваш провайдер электронной почты хочет, чтобы вы использовали для подтверждения личности свой мобильный телефон; а ваша телефонная компания в качестве подстраховки опирается на ваш аккаунт электронной почты...
При этом ни одна из всех этих инстанций в лице своих колл-центров решительно не хочет быть крайней в тех сложных, но ежедневно происходящих ситуациях, когда попавшие в беду пользователи теряют свой смартфон или ноутбук, напрочь не помня паролей доступа. При этом органы сертификации, на которые опирается вся система онлайнового доверия, всегда открыты для принудительно-добровольного сотрудничества с компетентными органами правительств. А правительства, которые в принципе хотели бы, чтобы граждане использовали электронные карты в качестве единого средства аутентификации, даже если берутся за это дело, зачастую начинают безнадёжно буксовать в том, чтобы заставить систему (а) эффективно работать и (б) при этом ещё и гибко реагировать на мошенничества или ошибки пользователей.
В исследовании Андерсона представлено несколько сценариев, воплощаемых госвластями разных стран для наиболее эффективной реализации гранд-идеи об электронном идентификаторе гражданина (или кратко - e-ID). Один из наиболее гибких и при этом чётко очерченных планов на данный счет изложен в американской федеральной программе NSTIC (National Strategy for Trustworthy Identities in Cyberspace, то есть "Национальная стратегия для доверяемых личностей в киберпространстве"). Суть программы предельно проста: единственный электронный логин-идентификатор человека должен работать повсюду, где он только может потребоваться.
Иначе говоря, гражданин должен иметь возможность использовать своего "провайдера идентичности", выбираемого по собственным вкусам и предпочтениям, для входа куда угодно. Так что в итоге, как это мыслится, водительские права можно было бы использовать для входа в учётную запись электронной почты; или - другой пример - использовать свой логин в Facebook для уплаты, скажем, налогов или автодорожных штрафов.
Более жёстко ограниченные версии той же, по сути, схемы уже несколько лет внедряются правительствами таких стран, как Эстония и Германия. С тем существенным отличием, что в качестве универсального пропуска во все места служит электронная идентификационная карта, выдаваемая государством каждому гражданину. В мае 2010 от этого сценария по ряду причин отказалась Великобритания, а с 2012 во многом похожую систему начинают внедрять в России. Аналогичные процессы идут во многих других странах мира, однако мало где такие системы пока что удалось развернуть в сколь-нибудь серьёзном масштабе.
Пытаясь объяснить неоспоримый факт того, что все предыдущие попытки внедрения объединённой аутентификации в подавляющем большинстве случаев заканчивалась крахом, Росс Андерсон видит причину неудач в неправильно выбиравшихся стимулах к разворачиванию системы. Для провайдеров, выдающих людям "электронную личность", не подразумевалось никакой ответственности перед конечными пользователями, но при этом они были повязаны добровольно-принудительным и бесконтрольным для граждан сотрудничеством с государственными органами. Те стороны, которые в своей работе задумывались как опора и поддержка разворачиваемой инфраструктуры, в реальности получали от этого мало преимуществ, одновременно сталкиваясь с возросшей сложностью системы. Ну а конечные пользователи вполне обоснованно избегали пользоваться системой, опасаясь появления "единой точки отказа".
Анализируя перспективы разворачиваемых проектов (все документы идентификации плюс цифровой кошелёк), британский эксперт считает, что пристегивание сюда мобильных кошельков - это одновременно немалая проблема и большая новая возможность.
Поделиться книгой: