Κυψελωτά Συστήματα - Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

useoreganoSecurity

Jun 16, 2012 (5 years and 4 months ago)

1,244 views

-

i







Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον
ασύρματων επικοινωνιών


Η Διπλωματική Εργασία

παρουσιάστηκε ενώπιον

του Διδακτικού Προσωπικού του

Πανεπιστημίου Αιγαίου


Σε Μερική Εκπλήρωση

των Απαιτήσεων για το Δίπλωμα του

Μηχανικού Πληροφοριακών και Επικοι
νωνιακών Συστημάτων


T
ων φοιτητών
:


Ιωάννη Αργυρόπουλου

Κωνσταντίνου Βενιζέλου



Επιβλέπων καθηγητής :


Θεόδωρος Τζουραμάνης




ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ 2006
-

ii



Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΩΝ ΕΠΙΚΥΡΩΝΕΙ

ΤΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΤΩΝ:


Ιωάννη Αργυρόπουλου

Κωνσταντίν
ου Βενιζέλου



Θεόδωρος Τζουραμάνης
, Επιβλέπων

Ημερομηνία

Τμήμα Μηχανικών Πληροφοριακών και

Επικοινωνιακών Συστημάτων



[ΟΝΟΜΑ ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΑ], Μέλος

Τμήμα Μηχανικών Πληροφοριακών και

Επικοινωνιακών Συστημάτων



[ΟΝΟΜΑ ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΑ], Μέλος

Τμήμα Μηχανικών Πλη
ροφοριακών και

Επικοινωνιακών Συστημάτων




ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ

ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ

ΕΞΑΜΗΝΟ
2006
Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

iii



ΠΕΡΙΛΗΨΗ


Ο τομέας των κινητών και ασύρματων δικτύων και υπηρεσιών, όπως όλα δείχνουν έχει μπει
δυναμικά στην κοινωνία της πληροφορίας, προσφέροντας και μονοπωλώντας έν
α μεγάλο
πλήθος υπηρεσιών, διεκδικώντας μερίδιο της παγκόσμιας οικονομίας, κινώντας το
ενδιαφέρον της επιστήμης της πληροφορικής.


Η εργασία αυτή ασχολείται με τις υπηρεσίες παγκοσμίου ιστού σε ασύρματο και κινητό
περιβάλλον. Αναλύουμε παλαιότερες και σύγχ
ρονες τεχνολογίες προβολής υπερκειμένου,
αρχιτεκτονικές και περιβάλλον δικτύων, ασφάλεια, ηλεκτρονικό εμπόριο, τεχνολογίες
εύρεσης τοποθεσίας καθώς και στατιστικά δεδομένα.


Εμβαθύνοντας

στις υπηρεσίες παγκοσμίου ιστού

και διαπιστώνοντας
ότι

η ετερογένεια

στην
προβολή υπερκειμένου, δημιουργεί κρίσιμο πρόβλημα στην εξέλιξη του χώρου, οδηγηθήκαμε
στην δημιουργία του
WiPo

Engine
.
Το
WiPo

Engine

είναι ένα ολοκληρωμένο εργαλείο
λογισμικού για
mobile

portals
,
που προβάλει δυναμικά περιεχόμενο ιστοσελίδας στον τε
λικό
χρήστη, προσαρμόζοντας το στις δυνατότητες της κινητής συσκευής και του φυλλομετρητή

του. Για την ανάπτυξη του, καθορίζουμε μια σημασιολογία που επιτρέπει την σχεδίαση
σελίδων σε μια γενική μορφή με τεχνολογία
XML
,

δημιουργούμε

μηχανισμούς ανάκτησης
των δυνατοτήτων της συσκευής του
Client

χρησιμοποιώντας την συλλογή ανοιχτού κώδικα
WURFL
,
μηχανισμούς δυναμικής μετατροπής της γενικής σελίδας στην βέλτιστη για τον
τελικό χρήστη μορφή, με τεχνολογία
PHP
, καθώς και εργαλεία για την διατήρηση, έλεγχο και
π
αραμετροποίηση της λειτουργίας του.

Επίσης αναπτύσσουμε το
WIPO

Portal
, έναν ιστο
χώρο που εκμεταλλεύεται και αναδεικνύει
τις δυνατότητες του
WiPo

Engine
.





















©
2006

των

Ιωάννη Αργυρόπουλο
υ
, Κωνσταντίνο
υ

Βενιζέλο
υ

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορια
κών και Επικοινωνιακών Συστημάτων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΑΙΓΑΙΟΥ

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

iv



ABSTRACT


It is a fact that wireless and mobile communications have entered information society,
offering and monopolizing many services, claiming the interest of global economy and
recearch in inform
ation science.

This thesis covers the wireless and mobile web services. We analyze some older or modern
markup languages

and application protocols
, network architectures, mobile commerce, mobile
security; location based systems, and provide statistical dat
a.

Deepening in web services and hyper
-
text content, and showing that the content heterogeneity
between different mobile devices and markup languages is becoming a major problem for m
-
commerce growth, we decided to develop WiPo Engine.

WiPo Engine is a co
mplete tool for the mobile portal designer, that dynamically converts the
hypertext content in a way that is is compatible with each clients browser, considering the
device and it's browser capabilities and preferences. To achieve that, we define a semant
ic in
XML used to design content in a generic form, and extend the open source WURFL library
to retrieve the client's capabilities and develop some PHP tools that dynamically and
transparently for the end user, convert the content from it's generic form t
o the final optimized
form for the mobile device. We also provide an enviroment for the portal maintenance, testing
and configuration.

Finally, we design the WiPo Portal : a portal that uses WiPo Engine, demonstrating it's
performance and potentials.

























©
2006

John Argyropoulos, Konstantinos Venizelos

Department of Information and Communication Systems Engineering

UNIVERSITY OF THE AEGEAN

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

v



ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ


ΠΕΡΙΛΗΨΗ

................................
................................
................................
.................

III

ABSTRACT

................................
................................
................................
.................

IV

ΠΙΝΑΚΑΣ
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ

................................
................................
....................

V

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ

................................
................................
..................

VIII

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ

................................
................................
..........................

X

1. ΤΟ

ΚΙΝΗΤΟ ΚΑΙ ΑΣΥΡΜΑΤΟ
ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

................................
....................

1

Εισαγωγή

................................
................................
................................
................................
....

1

Τμήματα ασύρματου περιβάλλοντος

................................
................................
..........................

1

Ασύρματα δίκτυα

................................
................................
................................
.......................

3

2. ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΑΣΥΡΜΑΤ
ΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ

................................
...............................

10

Κατηγορίες Υπηρεσιών

................................
................................
................................
............

10

Πρότυπα και απαιτήσεις υπηρεσιών

................................
................................
........................

12

Τομείς απαιτήσεων

................................
................................
................................
...................

13

Εφαρμογές

................................
................................
................................
................................

14

3. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ
WAP
................................
................................
............................

21

Γενικά

................................
................................
................................
................................
.......

21

Η επικοινωνία πελάτη


εξυπηρετητή

................................
................................
......................

22

Υπηρεσίες του
WAP

................................
................................
................................
................

25

Υποδομή του WAP

................................
................................
................................
..................

27

Πλεονεκτήματα


Μειονεκτήματα

................................
................................
...........................

29

4. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ I
-
MODE

................................
................................
......................

29

Στατιστικά

................................
................................
................................
................................

31

Είδη Υπηρεσιών

................................
................................
................................
.......................

32

Δημιουργία υπηρεσιών

................................
................................
................................
.............

36

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

vi



Κέρδη

................................
................................
................................
................................
.......

38

Σύγκριση με WAP

................................
................................
................................
....................

39

5. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΕΜΠΟΡ
ΙΟ ΜΕΣΩ ΚΙΝΗΤΩΝ ΣΥΣΚ
ΕΥΩΝ (M
-
COMMERCE)

................................
................................
................................
................................
......

41

Εισαγωγή

................................
................................
................................
................................
..

41

m
-
commerce

................................
................................
................................
.............................

41

Μοbile portals & M
-
Commerce

................................
................................
...............................

46

Mobile Marketing

................................
................................
................................
.....................

48

Συμπεράσματα

................................
................................
................................
.........................

50

6. ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΚΙΝΗΤΩΝ
ΣΥΣΚΕΥΩΝ (M
-
SECURITY)

................................
.......

52

Εισαγωγή

................................
................................
................................
................................
..

52

Κάρτα SIM

................................
................................
................................
...............................

54

Ασφάλεια Πρωτοκόλλων

................................
................................
................................
.........

55

Η ασφάλεια στο M
-
Commerce

................................
................................
................................

61

Συμπεράσματα

................................
................................
................................
.........................

62

7.
ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΕΥΡΕΣΗΣ

ΘΕΣΗΣ

(LOCATION BASED SERV
ICES)

..............

63

Εισαγωγή

................................
................................
................................
................................
..

63

Τεχνικές εύρεσης θέσης

................................
................................
................................
...........

64

Συμπεράσματα

................................
................................
................................
.........................

73

8. MARK UP ΓΛΩΣΣΕΣ
ΓΙΑ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓ
ΩΝ
................................
......

75

Εισαγωγή

................................
................................
................................
................................
..

75

XHTML MP

................................
................................
................................
.............................

77

cHTML

................................
................................
................................
................................
.....

83

WML

................................
................................
................................
................................
........

87

9. Η ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ
WIPO

................................
................................
.................

92

Εισαγωγή

................................
................................
................................
................................
..

92

Ετερογένεια και π
ροβολή περιεχομένου

................................
................................
..................

93

WURFL

................................
................................
................................
................................
....

94

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

vii



WALL

................................
................................
................................
................................
......

96

WiPo

:
the

Wireless

Port
al

................................
................................
................................
.....

100

Υλοποίηση
WiPo

................................
................................
................................
...................

108

10. ΤΙ ΕΠΙΦΥΛΑΣΕΙ ΤΟ

ΜΕΛΛΟΝ

................................
................................
.......

125

Εισαγω
γή

................................
................................
................................
................................

125

Τεχνολογία

................................
................................
................................
.............................

125

Υπηρεσίες
................................
................................
................................
...............................

128

11. ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΑ

................................
................................
................................
......

130

ΕΛΛΑΔΑ

................................
................................
................................
...............................

130

ΚΟΣΜΟΣ

................................
................................
................................
...............................

133

1
2
.
ΑΝΑΦΟΡΕΣ

................................
................................
................................
........

135

13. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

................................
....

ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED.

Συνολικός πηγαίος κώδικας

................................
......................
Error! Bookmark not de
fined.

WIPO ENGINE SOURCE

................................
........................
Error! Bookmark not defined.

WIPO PORTAL SOURCE

................................
.......................
Error! Bookmark not defined.



Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

viii



ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ


Εικόνα 1: Η αλυσίδα του ασύρματου περιβάλλοντος

................................
...................

1

Εικόνα 2: Διαχωρισμός “ασύρματου” και “ κινητού ”

................................
.................

3

Εικόνα 3: Η τοπολογία του
Bluetooth

................................
................................
...........

4

Εικόνα
4 : Η τοπολογία των
WLAN

................................
................................
..............

5

Εικόνα 5: Τοπολογία
WWAN

................................
................................
......................

6

Εικόνα 6: Παράδειγμα διαχωρισμού σε κυψέλες

................................
..........................

7

Εικόνα 7: Η εξέλιξη των κινητών δικτύων

................................
................................
....

9

Εικόνα 8 : Αρχιτεκτονική τηλε
-
υπηρεσιών

................................
................................
.

10

Εικόνα

9: Σχέση μεταξύ πολυπλοκότητας και δυνατοτήτων

................................
......

16

Εικόνα 10: Βασική τοπολογία
Wireless

Internet

................................
.........................

16

Εικόνα 11: Βασική τοπολογία
Smart

Clients
................................
...............................

17

Εικόνα 12: Βασική τοπολογία
Messaging

υπηρεσιών

................................
.................

18

Εικόνα 13: Η θέση του
system

aggregator

στην αλυσίδα παροχής

υπηρεσιών

...........

19


Εικόνα 14: Αρχιτεκτονική
WAP

1.0

................................
................................
..........

23

Εικόνα 15: Αρχιτεκτονική
WAP

2.0

................................
................................
...........

24

Εικόνα 16: Αρχιτεκτονική
WAP

PUSH

................................
................................
......

25

Εικόνα 17: Σχέση μεταξύ υπηρεσιών
WAP

και επιπέδων
WAP

................................

27

Εικόνα 18:

Λογότυπο
I
-
mode

................................
................................
......................

29

Εικόνα 19: Ποσοστά χρήσης του
WAP

και του
i
-
mode

στον κόσμο

..........................

30

Εικόνα 20: Συσκευές
i
-
mode

................................
................................
.......................

30

Εικόνα 21: Ποσοστά ηλικιών που χρησιμοποιούν
i
-
mode

................................
..........

32

Εικόνα

22:
i
-
mode menu

................................
................................
..............................

32

Εικόνα 23: Παιχνίδια διαθέσιμα σε
i
-
mode

................................
................................
.

34

Εικόνα 24: Αυτόματος πωλητής αναψυκτικών συμβατός με
i
-
mode

FeLiCa

.............

35

Εικόνα

25:
Ο

“semi
-
walled garden”
του

i
-
mode

................................
.........................

36

Εικόνα 26: Τοπολογία
i
-
mode

................................
................................
.....................

36

Εικόνα 27: Αυτόματη μετατροπή
HTML

σε
cHTML

................................
.................

37

Εικόνα

28: Screenshot
της

εφαρμογής

Pixo Microbrowser
................................
.........

38

Εικόνα 29: Η αλυσίδα του m
-
commerce

................................
................................
.....

46

Εικόνα 30: mPay

................................
................................
................................
..........

47

Εικόνα 31: Η κάρτα
SIM

................................
................................
............................

54

Εικόνα 32: Τοπολογία του
GSM

................................
................................
.................

55

Εικόνα

33
:
Τοπολογία

UMTS
................................
................................
......................

57

Εικόνα

34:
Διαδικασία

αυθεντικοποίησης

στα

UMTS

................................
................

58

Εικόνα 35: Αυθεν
τικοποίηση στο
WLAN

................................
................................
...

60

Εικόνα 36: Σχηματικό παράδειγμα χρήσης των private και public κλειδιών.

.............

61

Εικόνα 37: Τοπολογία δικτύου
U
MTS

με έμφαση στις συσκευές που συμμετέχουν
στην εύρεση τοποθεσίας

................................
................................
......................

64

Εικόνα 38: Παραδείγματα Εύρεσης Θέσης με την
Cell

Identity

μέθοδο

....................

65

Εικόνα 39: Εύρεση θέσης στο
OTDOA

................................
................................
......

66

Εικόνα 40: Εύρεση θέσης στο
OTDOA

................................
................................
......

67

Εικόνα 41: Εύρεση θέσης στο
GPS

................................
................................
.............

69

Εικόνα 42: Εύρεση θέσης στο
AOA

................................
................................
............

71

Εικόνα 43: Εύρεση θέσης στο ΑΟΑ με υπολογισμό γωνίας

................................
.......

72

Εικόνα 44: Εύρεση θέσης στο
E
-
OTD

................................
................................
........

73

Εικόνα 45: Παράδειγμα εμφάνισης σε
XHTML

mp

................................
..................

79

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

ix



Εικόνα 46: Παράδειγμα ε
μφάνισης σε
Sony

Ericsson

T
610 και σε
Nokia

mobile

Browser

4.0

................................
................................
................................
..........

80

Εικόνα 47: Παράδειγμα
scrolling

σε
XHTML

mp

................................
.....................

81

Εικόνα

48
:
Πα
ράδειγμα

εμφάνισης

form, hidden field, checkbox
σε

XHTML mp

...

82

Εικόνα 49: Παράδειγμα εμφάνισης
cHTML

σελίδας στον
Openwave

Simulator

v
7.0

................................
................................
................................
..............................

86

Εικόνα 50: Παραδείγματα
WURFL

capabilities

................................
........................

95

Εικόνα 51: Παραδείγματα δυναμικής εμφάνισης
WALL

σελίδας σε διαφορετές
συσκευές

................................
................................
................................
..............

97

Εικόνα 52: ΔΡΔ μηδενικού επιπέδου

................................
................................
........

102

Εικόνα 53: ΔΡΔ πρώτου επιπέδου για την επεξεργασία “Πρόβαλε σελίδα”

............

103

Εικόνα

54:
Προβολή

του

WiPo

Portal

στον

Openwave

Phone

Simulator

7.

............

109

Εικόνα

55:
wipo

engine

1.0,
main

page

................................
................................
....

113

Εικόνα 56:
Η κεντρική σελίδα του
wipo

engine

................................
.......................

119

Εικόνα 57: Η σελίδα “
Settings
” του
wipo

engine

................................
.....................

119

Εικόνα 58: Τμήμα ανακτημένων δυνατοτή
τητων απο την επιλογή “
test

mobile


...

120

Εικόνα 59: Τυπικά χαρακτηριστικά μιας κινητής συσκευής

................................
.....

122

Εικόνα 60: Εκκινώντας την επι
λογή “
Test

Mobile


................................
..................

123

Εικόνα 61
:
Επιλογή τμήματος καταγραφής

................................
...............................

123

Εικόνα 62: Τυχαία προβολή ενός τμήματος της καταγραφής του Wur
fl,
αρχικοποιείται η κλάση wurfl και αναζητούνται οι δυνατότητες και τα
χαρακτηριστικά μιας συσκευής

................................
................................
.........

124

Εικόνα 63: Τυχαία προβολή του Parser and testing log, η βιβλιοθήκη tag φορτώνεται
αυτόμ
ατα με tags της XHTML, τίθενται περιορισμοί για το ύψος και πλάτος
κάθε εικόνας και εκτελείται ο parser. Οι περιορισμοί ικανοποιούνται μιας και το
περιεχόμενό μας περιέχει εικόνα μεγέθους 101x57.

................................
.........

124

Εικόνα 64: εύρος ζώνης για το IMT
-
2000 σύμφωνα με το WRC2000

....................

126

Εικόνα 65: μοντέλο loose interworking

................................
................................
....

127

Εικόνα 66:

μοντέλο tight interworking

................................
................................
.....

127

Εικόνα 67: μοντέλο
variable

duplex

spacing

................................
............................

128


Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

x



ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ


Π
ίνακας 1: Κυριότερα χαρακτηριστικά των ασύρματων δικτύων

................................

3

Πίνακας 2: Πίνακας κυριότερων χαρακτηριστικών των γνωστότερων τεχνολογιών
WLAN

................................
................................
................................
....................

6

Πίνακας 3: Απαιτήσεις
m
-
services

................................
................................
..............

13

Πίνακας 4: Ρυθμός απορρόφησης
mobile

services

στην Ιαπωνία

...............................

31

Πίνακας 5: Εκτιμήσ
εις μικρο
-

και μακρο
-

πληρωμών από το 2000 ως το 2005

.........

45

Πίνακας 6: Πίνακας επιτρεπόμενων
cHTML

tags

................................
......................

85


Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

xi



Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών


1



1. Το κινητό και ασύρματο περιβάλλον

Εισαγωγή

Η ανά
πτυξη κινητών και ασύρματων εφαρμογών έχει ανθήσει τα τελευταία μόλις χρόνια.
Από

απλές

εφαρμογές δικτύου για απλούς καταναλωτές, έχει φτάσει σε υπηρεσίες
,

ζωτικής
σημασίας για την εργασία κάποιων ανθρώπων.
Η απαίτηση για
νέες υπηρεσίες και
τεχνολογί
ες
, αυ
ξάνεται με καταπληκτικούς ρυθμούς. Εταιρίες
αναπτύσσουν

εφαρμογές που
προσφέρουν αξιοσημείωτες διευκολύνσεις σε επίπεδο εργασίας, ψυχαγωγίας, ενημέρωσης
και επικοινωνίας, και
ο
ι καταναλωτές τις αποδέχονται σ
χεδόν άμεσα. Συναρπαστικές
συσκευές κινητών παρου
σιάζονται κάθε τ
όσο, ενώ τα ασύρματα δίκτυα, πλέον π
ροσφέρουν
πρόσβαση σε επικοινωνία σε οποιοδήποτε πρακτικά σημείο βρεθούμε. Με λίγα λόγια, οι
τεχνολογίες των κινητών και ασύρματων δικτύων, έχουν μπει δυναμικά στη ζωή μας.

Η εξέλιξη της αγοράς

Όπως κάθ
ε τεχνολογία, έτσι και η αγορά των κινητών πέρασε και περνάει την δική της
περίοδο
ω
ρίμανσης
. Προσπαθώντας να διαχωρίσουμε τις φάσεις που πέρασε, οι πιο
σημαντικές είναι :

Υπεραισιόδοξη εποχή. Στις αρχές της δεκαετίας του 90, οι βιομηχανικοί αναλυτές

πίστε
υαν

(ή έτσι τουλάχιστον
υποστήριζαν

με σκοπό
να ανταποκριθεί η αγορά
...)
ότι

σε λίγα χρόνια,
εκατοντάδες εκατομμύρια χρήστες θα χρησιμοποιούσαν ασύρματα τηλέφωνα και με αυτά θα
κάλυπταν
όλες τις
δουλειές

τους όπως internet banking, παραγγελίες αγαθών και κ
άθε μορφή
επικοινωνίας.
Από

την άλλη, τα ασύρματα δίκτυα θα ήταν πάντα διαθέσιμα
για
εξυπηρέτηση

με ταχύτητες που τα έφταναν τα ενσύρματα δίκτυα. Είχαν δίκιο αλλά βιάζονταν.

Ωρίμανση μέσω της αγοράς.
Από

το 2001, η πραγματικότητα φάνηκε
ότι

απείχε
από

τις
προσδοκίες των αναλυτών. Τεχνολογίες όπως το WAP που υπόσχονταν απρόσκοπτη
πρόσβαση σε δεδομένα
δ
εν απέδιδαν όσο
αναμενόταν
. Τα ασύρματα δίκτυα εμφάνισαν
περιορισμούς σε ακτίνα κάλυψης, χωρητικότητα και απόκριση. Οι συσκευές κινητών
τηλεφώνων
στράφηκαν στ
ις λιγότερο
απαιτητικές

αγορές χρηστών.
Η αγορά στην οποία
ήθελαν να στραφούν οι δημιουργοί των ασύρματων δικτύων, είχε
απαιτήσεις που δεν
καλύπτονταν.
Η αναβάθμιση στην υποδομή των δικτύων έγινε
απαραίτητη

Μαζική αποδοχή
.
Μετά

από

δυο χρόνια αναβαθμίσεων
σε επίπεδο τεχνολογίας και
προτύπων
, η χωρητικότητα των καναλιών έγινε ικανοποιητική και νέ
ε
ς εφαρμογές μπόρεσαν
να
δημιουργηθούν
. Η χρήση των κινητών απέδιδε πλέον σημαντικά πλεονεκτήματα
σε
εταιρίες. Η αποδοχή του κοινού έδωσε ελπίδες στην ανάπτυξη των κ
ινητών επικοινωνιών.




Τμήματα ασύρματου περιβάλλοντος

Η διάθεση μιας ασύρματης εφαρμογής, περιλαμβάνει προϊόντα και υπηρεσίες από
διάφορους

φορείς

[
30
]
. Ο
συνδυασμός

τους συνθέτει μια αλυσίδα όπως φαίνεται
στ
ο

παρακάτω σχήμα.


Εικόνα
1
: Η αλυσίδα του ασύρματου περιβάλλοντος





Χειριστές Ασύρματου Δικτύου και
Παροχής

Υπηρεσιών (
Wireless Operators and
Service Providers
)
.
Πρόκειται για εταιρίες που προσφέρουν την απαραίτητη υποδομή
Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

2



για σ
ύρματα δίκτυα τοπικά ή ευρείας ακτίνας. Οι περισσότερες
από

αυτές
παρέχουν
και υπηρεσίες τηλεφωνικ
ή
ς συνομιλίας για συσκευές κινητών κ
αι μερικές φορές
ασύρματες

πύλες

ή απαραίτητο λογισμικό.

Σε αυτές τις περιπτώσεις λέγονται και
Μ
obile

Virtual Network Oper
ators

ή
(
MVNOs). Είναι σημαντική απόφαση η επιλογή
τους ανάλογα με την γεωγραφική περιοχή που βρισκόμαστε.




Ανεξάρτητοι

Παροχείς

Υλικού

(
Independent Hardware Vendors
)
.
Εκτός από τις
ασύρματες συσκευές, επιπλέον υλικό μπορεί να χρειαστεί όπως ασύρματα modem
,
κάρτες δικτύου ή access points τα οποία δεν βρίσκονται πάντα στον βασικό
εξοπλισμό της συσκευής. Αυτά τα περιφερειακά συνήθως έχουν την μορφή Compact
Flash ή PCMDIA κάρτας.




Ανεξάρτητοι Παροχείς Λογισμικού Υποδομής(
Software Infrastructure Providers
)
.
Δημ
ιουργοί

λογισμικού

όπως

web browsers, mobile office software,
διαχείριση

συσκευής
, mobile data storage & synchronization, application servers.
Σε πολλές
περιπτώσεις, τέτοια προϊόντα έχουν μεγαλύτερο κύρος και
επιδόσεις σε σχέση με το
λογισμικό που προσφέρε
ι ο κατασκευαστής μιας συσκευής.





Ανεξάρτητοι Παροχείς Λογισμικού (
Independent Software Vendors

ή
ISV)
.
Δ
ημιουργοί εξειδικευμένου λογισμικού όπως λογιστικές εφαρμογές
.





Εταιρίες Ολοκληρωμένων Συστημάτων (Sy
stem Integrators
ή
SIs)
.
Εταιρίες που
ασχολούντ
αι με την σωστή λειτουργία και συνεργασία μεταξύ των παραπάνω
συστημάτων




Κατασκευαστές συσκευών (
Device Manufacturers
)
.
Ε
ίναι αυτονόητη η σημασία των
κατασκευαστών

των συσκευών. Εκτός
από

διάφορες

κατηγορίες συσκευών (PDA,
Laptops, Cell Phones, Smart Phon
es), προσφέρουν και στην ίδια κατηγορία, μοντέλα
με διαφορετικά χαρακτηριστικά, επιδόσεις και
φυσικά

κόστος. Η επιλογή της
συσκευής είναι πάντα μεγάλης σημασίας με κριτήρια όπως αρχιτεκτονική που έχουν,
απαιτήσεις χρήστη και εφαρμογές που θα ζητηθεί να τρέ
χει.



Κινητά και ασύρματα σαν έννοιες

Ο διαχωρισμός μεταξύ «κινητών» και «ασύρματων», δεν είναι εύκολο να γίνει, αφού
διάφορα πρόσωπα αλλά και οργανισμοί, δίνουν διαφορετικές ερμηνείες, ενώ πολλές φορές οι
δυο όροι χρησιμοποιούνται εναλλακτικά.
Στην πραγ
ματικότητα όμως είναι δυο διαφορετικές
έννοιες

που απλά συνυπάρχουν πολύ συχνά στη ζωή μας
.

Ο όρος «κινητό» (Mobile) όπως είναι φυσικό, αναφέρεται στην δυνατότητα της κίνησης. Μια
κινητή συσκευή, θεωρείται οτιδήποτε μπορεί να χρησιμοποιηθεί εν κινήσει,
από

κινητό
τηλέφωνο μέχρι και
φορητός Υπολογιστής (l
aptop
)
.
Οτιδήποτε δεν έχει σταθερή θέση,
θεωρείται «κινητό».

Ο όρος «ασύρματο» (Wireless) αναφέρεται στην μετάδοση πληροφορίας μέσω
ραδιοκυμάτων. Την δυνατότητα επικοινωνίας δυο οντοτήτων χωρίς φυσική σύνδε
ση μεταξύ
τους. Το ασύρματο δίκτυο στην πραγματικότητα εξυπηρετεί κινητές επικοινωνίες
. Μια
εφαρμογή όμως μπορεί να είναι κινητή χωρίς να είναι ασύρματη.



Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

3




Εικόνα
2
: Διαχωρισμός “ασύρματου” και “ κινητού ”


Ασύρματα δίκτυα

Υπάρχ
ουν τέσσερις κατηγορίες ασύρματων δικτύων. Τα
κ
υριότερα σημεία που διαφέρουν
είναι η περιοχή κάλυψης,
λειτουργικότητα, κόστος και χωρητικότητα.


Πίνακας
1
:
Κυριότερα χαρακτηριστικά των ασύρματων δικτύων


Τα δίκτυα μικρής εμβέλει
ας συνήθως λειτουργούν σε μη κατοχυρωμένες ζώνες

φάσματος
,
γεγονός που μειώνει στο ελ
ά
χιστο το
επιχειρησιακό

τους κόστος.

Τα μεγαλύτερα δίκτυα όπως
WW
AN ή δορυφορικά, εκτός του ότι πρέπει να κατοχυρώνουν την ζώνη ραδιοσυχνοτήτων
π
ου θα χρησιμοποιούν, έχουν και σημαντικά
έξοδα

για τον εξοπλισμό τους, άρα έχουν και
μεγαλύτερο συνολικό κόστος

[
12
]
. Οπότε χρεώνουν την παροχή υπηρεσιών τους είτε με τον
χρόνο που χρησιμοποιούνται, είτε με τον
όγκο των δεδομένων που μεταφέρεται.



Wireless Personal Area Networks (WPANs)

Πρακτικά το νόημα των WPAN
[
6
]
είναι η αντικατάσταση των κλασικών καλωδίων.
Όσο
χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερες ηλεκτρονικές συσ
κευές σε σπίτια και γραφεία, και
για αυτές επιπλέον κυκλοφορούν νέα περιφερειακά, δημιουργείται ξεκάθαρα η ανάγκη για
διασύνδεση μεταξύ τους. Παραδείγματα
από

τέτοιες συσκευές είναι
οι υπολογιστές γραφείου
ή χειρός, εκτυπωτές,
μικρόφωνα
, ηχεία, pagers, κιν
ητά τηλέφωνα, αισθητήρες, μέχρι και
συσκευές ανάγνωσης bar code. Η χρήση καλωδίων για διασύνδεση όλων αυτών των
συσκευών είναι δύσκολη, και ακόμα χειρότερα, περιοριστική, ειδικά όταν η θέση
επιβάλλεται

να μην είναι σταθερή. Χαρακτηριστικά τέτοιων δικτύων ε
ίναι :



Επικοινωνία μικρής εμβέλειας



Χαμηλή κατανάλωση
ισχύος



Χαμηλό κόστος



Δημιουργία μικρών προσωπικών
δικτύων

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

4





Τα τρία κυριότερα πρότυπα που χρησιμοποιούνται είναι τα :

IrDA (Infrared Data
Association
)

Η κεντρική ιδέα των υπέρυθρων
ακτίνων

[
32
]

είναι η ασύρματη σύνδεση δυο συσκευών απλά
με το να δείχνει η μία στην άλλη. Κάποια από τα κύρια χαρακτηριστικά αυτού του προτύπου
είναι:

Απόσταση των δύο συσκευών μ
έχρι ένα

μέτρο , αν και λίγο μεγαλύτερες αποστάσεις συχνά
επιτυγχάνοντ
αι
, μέχρι και δυο μέτρα
.

Επιλογή για επικοινωνία στα 20 εκατοστά με δέκα περίπου φορές λιγότερη κατανάλωση
ισχύος.

Αμφίδρομη επικοινωνία.

Ταχύτητα διάδοσης δεδομένων από
9600 bps
μέχρι
4 Mbps
.

Αν και τα παραπάνω χαρακτηριστικά είναι
ικανοποιητικά
από

άποψη

απόδοσης, ο
περιορισμός της οπτικής επαφής μεταξύ των δύο συσκε
υών αποδείχθηκε σημαντικός.
Ωστόσο
, όσον αφορά τις κινητές συσκευές όπου η σύνδεση γίνεται εύκολα, το πρότυπο των
υπέρυθρων

είναι πρακτικό και αναλόγως αποδεκτό.

Bluetooth

Αντίθετα με το
IrDA

, το Bluetooth

[
33
]
,

επιτρέπει ασύρματη επικοινωνία χωρίς την
απαίτηση οπτικής επαφής, επιτρέποντας την ύπαρξη φυσικών εμποδίων ενδιάμεσα. Κάποια
από

τα χαρακτηριστικά της :

Κάλυψη σ
ύνδεσης μέχρι 10 μέτρα. Με χρήση ενισχυτών,
μέχρι και 100.

Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων στα περίπου 720 kbs και αναμένεται αύξηση στα 10 Mbps
σε
μελλοντικές

εκδόσεις.

Αυτόματη ανίχνευση άλλων συσκευών με Bluetooth
που εισέρχοντα
ι στην ακτίνα κάλυψης
και δημιουργία ad hoc δικτύων

Κρυπτογράφηση επικοι
νωνίας με κλειδί
από

8
έως

128 bit.


Εικόνα
3
:
Η τοπολογία του
Bluetooth



Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

5



802.15

Ανεπτυγμένο
από

την IEEE
, συγγενεύει σε στόχους χαρακτηριστικά και επιδόσεις με το
Bluetooth


στο οποίο
άλλωστε βασίστη
κε σε αρχικά στάδια της δημιο
υργίας του.
Δεν
παρουσιάζει καμιά αξιοσημείωτη διαφορά εκτός
από

το κάπως μεγαλύτερο throughput


Πίνακας

1.5
: Κυριότερα χαρακτηριστικά
WPAN

τεχνολογιών


Wireless

Local

Area

Networks

(
WLANs
)

Τα ασύρματα τοπικά δίκτυα

[
11
]
,

[
15
]
, [
13
], [
14
]

είναι
από

τα πιο γρήγορα
αναπτυσσόμενα

τμήματα των τηλεπικοινωνιών και αυτό
ίσως

οφείλεται στην ενοποίηση
και καλή συνεργασία
μεταξύ
των διαθέσιμων προτύπ
ων
,

πρωτοκόλλων

και συσκευών
. Η επιλογ
ή τους, εκτός του
ότι

προσφέρει

χαμηλό κόστος εγκατάστασης τοπικού δικτύου και αντικατάσταση καλωδίων,
μπορεί να είναι μονόδρομος στην προσφορά πρόσβασης στο Internet για κάποιες ομάδες
χρηστών
. Για να καλυφθούν οι α
νάγκες της αγοράς, έχει κυκλοφορή
σει μια μεγάλη ποικιλία
προϊόντω
ν WLAN με κύριες διαφορές :



Ακτίνα κάλυψης 50
έως

150 μέτρα.



Ταχύτητα δεδομένων 1
έως

54 Mbps.



Προστασία
από

παρεμβολές άλλων (
π.χ.

οικιακών) συσκευών



Κατανάλωση ισχύος



Κόστος εγκατάστασης κα
ι χρήσης

Ένα τοπικό ασύρματο δίκτυο, μπορεί να ρυθμιστεί ως peer
-
to
-
peer, ή με access point ή και με
συνδυασμό

αυτών. Στο peer
-
to
-
peer, οι ασύρματες συσκευές συνδέονται μεταξύ τους ανα δύο

χωρίς την ανάγκη ρ
υθμίσε
ων.


Εικόνα
4

:

Η

τοπολογία των
WLAN

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

6




Με την χρήση access point, οργανώνουμε καλύτερα την δομή του δικτύου και παρέχουμε
σύνδεση στο internet. Η περιοχή κάλυψης ενός access point λέγεται
micro cell
. Για την
κάλυψη μιας περιοχής με πολλά access points, πρέπει τα
micro cells

να αλληλοκαλύπτονται
έτσι ώστε, όταν κάποιος χρήστης μετακινείται
από

ένα

micro cell

σε ένα άλλο, να μην
διακοπεί η σύνδεση του και μάλιστα αυτή η διαδικασία
περιαγωγής
(Roaming) να είναι
διάφανη σε αυτόν. Οι μηχανισμοί που εξυπηρετούν αυτή την λειτουργία

λέγονται

handoff
mechanisms.

Τα κυριότερα πρότυπα WLAN είναι :


Πίνακας
2
: Πίνακας κυριότερων χαρακτηριστικών των γνωστότερων τεχνολογιών
WLAN


Wireless Wide Area Networks (WWANs)

Τα WWAN

[
38
],[
67
]
χρησιμεύουν από το 1980 για μετάδοση φωνής και από το 1990 και για
μετάδοση δεδομένων και

αποτελούν ακόμα και σήμερα την βάση της κινητής τηλεφωνίας.
Κάποιες από τις σημαντικότερες τεχνικές πο
υ χρησιμοποιούνται είναι :

Αναλογικό και ψηφιακό σήμα

Οι πρώτη γενιά κινητών τηλεφώνων χρησιμοποιούσε αναλογικό σήμα για μεταφορά φωνής.
Με την πρόοδο της τηλεφωνίας και την ανάγκη για μεταφορά και δεδομένων, δημιουργήθηκε
η ανάγκη για ψηφιακή μετ
άδοση η ο
ποία προσέφερε :



Καλύτερη απόδοση αφού μεταδίδεται περισσότερη πληροφορία με λιγότερη
ισχύ
.



Ασφάλει
α αφού το ψηφιακό σήμα
κρυπτογραφείται
.



Καλύτερη ποιότητα λόγω της μεγαλύτερης προστασίας
από

παρεμβολές.



Μεταγωγή κυκλώματος και μεταγωγή πακέτων
.





Εικό
να
5
:

Τοπολογία
WWAN


Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

7



Η μεταγωγή κυκλώματος (circuit switching) περιλαμβάνει την κράτηση μιας φυσικής
γραμμής επικοινωνίας από την αρχή μέχρι το τέλος της σύνδεσης. Είναι προτιμότερη όταν
θα υπάρχει συνεχόμενη ροή πληροφορίας όπω
ς μια τηλεφωνική συνομιλία. Όταν όμως αυτή
η επικοινωνία είναι διακοπτόμενη (
π.χ.

web browsing)
,
υπάρχει άσκοπη δέσμευση το
υ
διαύλου και
κατά

συνέπεια φόρτωση του δικτύου και επιπλέον χρέωση στον χρήστη. Για
αυτές τις περιπτώσεις υπάρχει η μεταγωγή πακέτων

(packet switching) στην οποία η
πληροφορία προς μετάδοση χωρίζεται σε πακέτα
. Επιπλέον, γίνεται δυναμικά επιλογή των
φυσικών γραμμών που θα χρησιμοποιηθούν για την μεταφορά των πακέτων ανάλογα με τις
συνθήκες που επικρατούν στο δίκτυο. Έτσι, μπορεί διάφορ
α πακέτα που ανήκουν στην ίδια
νοητή γραμμή επικοινωνίας, να οδηγούνται
από διαφορετικά μονοπάτια. Όταν φτάσουν στον
προορισμό τους
ενώνονται ξανά

για να δημιουργηθεί το αρχικό μήνυμα.

Τεχνικές πολυπλεξίας

Η πολυπλεξία είναι η τεχνική στην οποία
το

σήμα
ε
νός καναλιού
μοιράζεται σε πολλούς
χρήστες

με σκοπό την διευθέτηση τους σε λίγα κανάλια

[
12
],[
30
]
. Οι 4 βασικότερες τεχνικές
πολύπλεξης σήματος είναι :



Frequency
-
div
ision multiplexing (FDM).



Time
-
division multiplexing (TDM
).



Code
-
division multiplexing (CDM).



O
rthogonal

frequency division

(OFDM)

Κυψελωτά

Δίκτυα


Τα κυψελωτά ραδιοσυστήματα

βασίζουν την επικοινωνία κινητών συσκευών
από

την πρώτη
ήδη γενιά τους. Η ανακ
άλυψη τους βελτίωσε τις ασύρματες επικοινωνίες, αφού προσέφερε
χρήση περισσότερων καναλιών, επικάλυψη ραδιοσυχνοτήτων, ενώ πομποί και δέκτες
χρειαζόταν

πλέον λιγότερη ισχύ για την λειτουργία τους, κάτι που σήμαινε μικρότερο κόστος,
βάρος και μέγεθ
ός,
καθώς

και λιγότερες παρεμβολές.

Η κύρια ιδέα είναι ότι η γεωγραφική περιοχή που καλύπτει το σύστημα επικοινωνίας,
χωρίζεται σε κυψέλες (στην πραγματικότητα είναι κύκλοι αλλά βοηθάει να τους
υπολογίζουμε ως εξάγωνα). Κάθε κυψέλη χρησιμοποιεί ένα σύνολο συχνοτήτ
ων που
μπορεί
να χρησιμοποιούν και άλλες κοντινές κυψέλες αλλά όχι οι γειτονικές της.



Εικόνα
6
: Παράδειγμα διαχωρισμού σε κυψέλες


Με αυτό τον τρόπο, μπορεί η ίδια περιοχή συχνοτήτων να χρησιμοποιηθεί ταυτόχρονα σε
πολλές κυψέλε
ς. Με την χρήση περισσότερων και μικρότερων κυψελών καθώς και
περισσότερων λιγότερο ισχυρών σταθμών βάσης, επιτυγχάνεται μεγαλύτερη
επαναχρησιμοποίηση (και αξιοποίηση) συχνοτήτων και κατά συνέπεια μεγαλύτερη
πυκνότητα χρηστών ανα
φασματική

και εδαφική περι
οχή
. Το μέγεθος των κυψελών, το
φάσμα συχνοτήτων και ο
δια
χωρ
ισμός του σε διαύλους
, καθορισμός ταχύτητας μετάδοσης
και εύρους ζώνης
, καθώς και μηχανισμοί κωδικοποίησης και μετάδοσης,

είναι ζητήματα

που

επηρεάζουν την απόδοση του δικτύου ανα γεωγραφική περι
οχή. Παράγοντες όπ
ως πλήθος
Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

8



χρηστών, εδαφικές ιδιαιτε
ρότητες,

υπάρχουσα τεχνολογία και επικοινωνιακή υποδομή,
σε
συνδυασμό

με

οικονομικά δεδομένα

και ανταγωνισμό
μεταξύ εταιριών, οδήγησαν στην
δημιουργία ενός μεγάλου πλήθους προτύπων.


Δίκτυα 1ης
Γενιάς



Ήδη
από

τα πρώτα αναλογικά κυψελωτά συστήματα, δημιουργήθηκαν συστήματα

[
30
],[
12
],[
23
]

όπως :




AM
P
S (Advanced Mobile Phone
Service
) σε Η
ΠΑ, Κεντρική και
Νότια

Αμερική και Καναδά



TACS (Total Access Communication System) σε Αγγλία, Ιταλία, Ισπανία,
Αυστρία και Ολλανδία
.



C
-
450 σε Γερμανία και Πορτογαλία
.



Radiocom 2000 σε Γαλλία
.



RTMS για την Ιταλία
.



ΝΤΤ στην Ιαπωνία
.



NMT (Nordic Mobile Teleph
one) σε υπόλοιπες Ευρωπαϊκές χώρες
.


Δίκτυα 2ης Γενιάς


Με την δημιουργία ψηφιακών κυψελωτών συστημάτων,
όπως ήταν αναμενόμενο, και πάλι
δεν υπήρχε κάποια παγκόσμια προτυποποίηση
,

οπότε

δημιουργήθηκαν τα :



D
-
AMPS (Digital
-
AMPS)

γνωστό και ως TDMA

σ
την Αμε
ρική



GSM (Global System for Mobile Communications)
αρχικά
σ
την Ευρώπη

και
αργότερα παγκοσμίως, ακόμα και στην Αμερική



CDMA (Code Division Multiple Access)



PDC (Personal Digital Cellular)
σ
την

Ιαπωνία


Δίκτυα 2,5 Γενιάς


Η χρήση packet switching αποτέλεσε τ
ο πιο σημαντικό χαρακτηριστικό για την αναβάθμιση
της 2ης γενιάς, επιτυγχάνοντας θεωρητικά 10 φορές μεγαλύτερη ταχύτητα δεδομένων,
εξυπηρέτηση περισσότερων χρηστών

και
πρόσβαση

σε νέες απαιτητικ
ότερες
από

τεχνική
ς
άποψης υπηρεσίες. Οι κύριες τεχνολογίες πο
υ έφερε ήταν :



High Speed Circuit Switched Data (HSCSD)



General Packet Radio Services (GPRS)



Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE)


Δίκτυα 3ης Γενιάς
(3G)

Η Τρίτη γενιά δικτύων
[
23
]

δημιουργήθηκε με σ
κοπό την εξασφάλιση μεγαλύτερων
ταχυτήτων σε μεταφορά δεδομένων και ανώτερη ποιότητα φωνής.
Για την δημιουργία
προτύπων, αναπτύχθηκε η ομάδα Third
-
Generation Partnership Project (3GPP).

Τελικά
εξασφαλίστηκαν

ταχύτητες
μεταφοράς

τουλάχιστον 50 φορές μεγαλύ
τερες από τα δίκτυα 2ης
γενιάς, και εξασφάλιση σταθερότερων υπηρεσιών.

Κάνει χρήση της τεχνολογίας WCDMA
και του CDMA2000 2xEV.

Με τις νέες προοπτικές που ανοίχθηκαν
, δημιουργήθηκαν
Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

9



συσκευές

που είχαν υποστήριξη πολυμεσικών εφαρμογών, μεγαλύτερες οθόνες υψ
ηλότερης
ευκρίνειας, μέχρι και λειτουργικό σύστημα για να διαχειρίζεται
τις νέες εφαρμογές όπως :



Εφαρμογές video



Downloading μουσικής όπως MP3 ή λογισμικού



Voice
-
over
-
IP (VoIP)
.



Υ
πηρεσίες

Εντοπισμού θέσης.



Μ
ηνύματα

πολυμέσων



Ολοκληρωμένες

υπηρεσίες

emai
l


Η εξέλιξη των τεχνολογιών
στα κυψελωτά δίκτυα
έως και σήμερα:


Εικόνα
7
: Η εξέλιξη των κινητών δικτύων


Δορυφορικά συστήματα

Η δημιουργία δορυφορικών συστημάτων

[
30
],[
12
]

ξεκίνησε
από

την ανάγκη εξασφάλισης
επικοινωνίας σε οποιοδήποτε σημείο του πλανήτη, την εποχή που τα δίκτυα 2ης γενιάς ακόμα
σχεδιάζονταν.

Αν και το κατάφεραν, τα κυψελωτά συστήματα εξελίχθηκαν γρήγορα και
πρόσφεραν πολύ
φθηνότερες υπηρεσίες. Όσες
από

τις εταιρίες ασχολήθηκαν με αυτά τα
συστήματα και δεν
χρεοκόπησαν
, προσφέρουν υπηρεσίες σε ειδικές περιπτώσεις χρηστών
όπως
στρατιωτικές

δυνάμεις,
ανθρωπιστικές αποστολές, και γενικότερα στις περιπτώσεις
οπού

το
κυψελωτό

σύστ
ημα δεν καλύπτεί

την ζητούμενη περιοχή
, οι οποίες όμως πρακτικά
είναι λίγες.

Κάποιες
από

αυτές τις εταιρίες είναι :



Iridium



WirelessMatrix



GlobalStar



Teledesic




ICO



Orbcomm



Inmarsat



Hughes Network Systems



Thuraya Satellite



Asia Cellular Satellite

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

10





2. Υπη
ρεσίες ασύρματων δικτύων


Κατηγορίες
Υ
πηρεσ
ιών


Το σύγχρονο δίκτυο τρίτης γενιάς (3G, UMTS) της κινητής τηλεφωνίας προσφέρει ένα
μεγάλο εύρος υπηρεσιών. Τα περισσότερα στοιχεία, έννοιες και ορισμοί είναι αντίγραφο
αυτών του GSM. Αντίθετα όμως από το GSM, ό
που οι παράμετροι των υπηρεσιών ήταν
καθορισμένοι, στο δίκτυο UMTS οι παράμετροι είναι διαπραγματεύσιμοι όπου αυτό
χρειάζεται.


Οι υπηρεσίες μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις κύριες κατηγορίες

[
23
]
:



Τηλε
-
υπηρεσί
ες (teleservices)



Υπηρεσίες φορέα (bearer services)



Επιπρόσθετες υπηρεσίες (supplementary services)



Δυνατότητες υπηρεσιών (service capabilities, υποστήριξη για εκτιμώμενες
υπηρεσίες)


Τηλε
-
Υπηρεσίες


Η τηλε
-
υπηρεσία είναι ένας τύπος τηλεπικοινωνιακής υπηρ
εσίας ο οποίος προσφέρει end
-
to
-
end δυνατότητα επικοινωνίας ανάμεσα στους κινητούς χρήστες σύμφωνα πάντα με
τεχνολογικά πρότυπα. Ο χρήστης δεν έχει άμεση ευθύνη για τις εφαρμογές που τρέχουν σε
μια τηλε
-
υπηρεσία. Για παράδειγμα η αποστολή e
-
mail από ένα la
ptop συνδεδεμένο με μια
συσκευή κινητής τηλεφωνίας είναι υπηρεσία φορέα(bearer service), αντίθετα με την ομιλία η
οποία είναι απλή τηλε
-
υπηρεσία. Οι τηλε
-
υπηρεσίες κάνουν χρήση όλου του πρωτοκόλλου
OSI και περιλαμβάνουν τις λειτουργίες των τερματικών συσκε
υών.



Εικόνα
8

: Αρχιτεκτονική τηλε
-
υπηρεσιών



PLMN = public land mobile network


Οι τηλε
-
υπηρεσίες περιλαμβάνουν:

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

11





Τηλεφωνία



Κλήσεις έκτακτης ανάγκης



Μηνύματα



Εκπομπές κυψέλης



Εναλλακτική ομιλία



Φωνητική κλήση



Εκπομπή φωνής



Πρόσ
βαση στο Internet

Υπηρεσίες φορέα

Οι υπηρεσίες φορέα είναι τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες οι οποίες επιτρέπουν τη δυνατότητα
της μετάδοσης σημάτων στα διάφορα σημεία πρόσβασης (access points).

Αυτές οι υπηρεσίες χρησιμοποιούν διαμεταγωγή είτε μέσω κυκλωμάτων
είτε μέσω πακέτων.
Επίσης περιλαμβάνουν μόνο τα τρία χαμηλότερα στρώματα του μοντέλου OSI.

Μια υπηρεσία φορέα ορίζεται χρησιμοποιώντας ένα σύνολο χαρακτηριστικών που τη
διαφοροποιεί από τις άλλες. Αυτά τα χαρακτηριστικά με τη σειρά τους ορίζουν το είδος το
υ
μεταδιδόμενου φορτίου, τα χαρακτηριστικά του και τους υποστηριζόμενο
υ
ς ρυθμούς
μεταφοράς bit rates. Αυτό είναι που κάνει το δίκτυο UMTS να διαφοροποιείται από τα
υπόλοιπα δίκτυα: Επιτρέπει τη διαπραγμάτευση των παραμέτρων ανάμεσα στην εφαρμογή
και το δίκ
τυο. Για αυτό το λόγο υπάρχει μια συγκεκριμένη διαδικασία με την οποία η
εφαρμογή ζητά την υπηρεσία και το δίκτυο ανάλογα είτε δίνει την υπηρεσία είτε προτείνει
ένα χαμηλότερο επίπεδο υπηρεσίας. Η εφαρμογή με τη σειρά της δέχεται ή απορρίπτει την
πρόταση τ
ου δικτύου. Επίσης σε μια ενεργή σύνδεση είναι δυνατό να αλλάζουν οι ιδιότητες
και χαρακτηριστικά της υπηρεσίας. Αυτή η ικανότητα δίνει ευελιξία στο δίκτυο UMTS και
επιτρέπει στο δίκτυο να χρησιμοποιεί αποδοτικά τους διαθέσιμους πόρους.

Οι δυνατότητες μετά
δοσης στο δίκτυο χαρακτηρίζονται από τις ακόλουθες μεταβλητές:



Μεταφορά με/χωρίς σύνδεση



Είδος φορτίου



Σταθερός ρυθμός μετάδοσης (Constant bit rate, CBR)



Δυναμικά μεταβαλλόμενος ρυθμός μετάδοσης (Variable bit rate, VBR)



Δυναμικά μεταβαλλόμενος ρυθμός μετάδ
οσης σε πραγματικό χρόνο με ελάχιστο
οριζόμενο ρυθμό μετάδοσης.



Χαρακτηριστικά

φορτίου



Point
-
to
-
point



Point
-
to
-
multipoint


Η ποιότητα της μεταδιδόμενης πληροφορίας χαρακτηρίζεται από τις εξής παραμέτρους:



Μέγιστη καθυστέρηση



Μεταβολή καθυστέρησης (jitter)



Αναλογία

λανθασμένων

bit (BER:incorrect /correct bits)



Ρυθμός καθυστέρησης


Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη διόρθωση σφαλμάτων είναι οι Forward Error
Correction (FER) και Automatic Repeat Request (ARP).


Το UMTS μπορεί να προσφέρει ταχύτητες στη με
ταφορά δεδομένων 384kbps έως και 2Mbps
εάν η συσκευή βρίσκεται κοντά στο σταθμό βάσης. Σημαντικό επίσης είναι ότι κάθε αλλαγή
σε μια παράμετρο μπορεί να επηρεάσει την τιμή μιας άλλης, για παράδειγμα η μέγιστη
καθυστέρηση μπορεί να μειωθεί εάν οι τιμές του
BER δεν είναι σημαντικές για τη εφαρμογή.

Επιπρόσθετες υπηρεσίες

Οι επιπρόσθετες υπηρεσίες στηρίζονται στην ύπαρξη των τηλε
-
υπηρεσιών και των
υπηρεσιών φορέα και δίνονται στον χρήστη ως συνδρομητικό πακέτο πρόσθετων υπηρεσιών.
Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

12



Τυπικές τέτοιες υπηρεσίες είν
αι η αναγνώριση κλήσης, η αναμονή, οι φραγές κλήσεων, user
-
to
-
user signaling, κ.ά.

Υπηρεσίες αυτής της κατηγορίας δίνονται από την επίσημη προδιαγραφή του οργανισμού
3GPP
[
3
]
.



Δυνατότητες υπηρεσιών

Τα προηγούμ
ενα είδη υπηρεσιών εφαρμόζονται ευρέως από τις εταιρείες κινητής
τηλεφωνίας. Οι συνθήκες ανταγωνισμού στην αγορά όμως οδήγησαν στην ανάγκη για
περισσότερες και ανταγωνιστικότερες υπηρεσίες, οι οποίες θα μπορούσαν να δώσουν το
πλεονέκτημα. Ο πόλεμος των υπη
ρεσιών λοιπόν έδωσε τη δυνατότητα για νέες
τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες οι οποίες οδήγησαν σε νέες τεχνολογίες και έθεσαν νέα
πρότυπα (πχ i
-
mode).

Οι δυνατότητες υπηρεσιών είναι προσβάσιμες από τις εφαρμογές μέσω ενός σταθερού
interface της εφαρμογής.
Η παροχή τους είναι δυνατή μέσω ποικίλων μηχανισμών και
εργαλείων όπως το SIM application toolkit (SAT)
[
5
]
, το Mobile station Execution
Environment (MexE)

[
4
]
, το
Customized Application for Mobile N
etwork Enhanced Logic
(CAMEL)

[
2
]
, και το IntelligentutilitieNetwork (IN).


Οι υπηρεσίες αυτές χωρίζονται σε δύο είδη:

Framework και Nonframework
.
Οι πρώτες
παρέχουν υπηρεσίες όπως αυθεντικοποίηση, εξουσιοδότηση, καταχώρηση και

ειδοποιήσεις.
Οι μεν δεύτερες χρησιμοποιούνται από τις εφαρμογές ως υπηρεσίες προστιθέμενης αξίας και
περιλαμβάνουν: Διαχείριση συνόδου, ασφάλεια, μετάφραση διεύθυνσης,
εύρεση θέσης
,

κατάσταση χρήστη, δυνατότητες τερματικού, αποστολή μ
η
ν
υ
μάτων, μεταφορά δ
εδομένων,
διαχείριση προφίλ χρήστη, χρεώσεις.


Quality Of Service

Για την εξασφάλιση της ποιότητας στις υπηρεσίες, που παρέχονται από το δίκτυο, υπάρχει
μια συνεχής διαπραγμάτευση του φορτίου που μεταφέρεται από το δίκτυο στη συσκευή του
χρήστη (UTRAN air
interface). Έτσι οι υπηρεσίες μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις
κλάσεις: Υπηρεσίες κλήσεων πραγματικού χρόνου,
διαδραστικές (
interactive
)

υπηρεσίες
(web browsing, e
-
mail), streaming υπηρεσίες (real time video, data transfer), background
υπηρεσίες (fax, sms)



Πρότυπα και απαιτήσεις υπηρεσιών


Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στα δίκτυα κινητών επικοινωνιών συμβαδίζουν
πάντοτε με τις υπηρεσίες που προσφέρονται από τα δίκτυα αυτά , με άλλα λόγια οι ολοένα
νέες εμφανιζόμενες υπηρεσίες θέτουν τις απαιτήσεις σ
τον τεχνολογικό τομέα και
ως
συνέπεια
αυτού,

τις

απαιτήσεις σε υλικό, λογισμικό, πρωτόκολλα και αρχιτεκτονικές.

Ο GSM Association με το κείμενο M
-
Services Phase II Evolution Requirements

[
52
]
, όπως
αυτό διαμορφώ
θηκε από το M
-
Services Interest Group (MSIG), θέτει στις εταιρείες κινητής
τηλεφωνίας τις απαιτήσεις για τις υπηρεσίες (M
-
Services) που μπορούν να προσφέρουν.
Συγχρόνως το κείμενο αυτό σκιαγραφεί την απαραίτητη υποδομή στον τεχνολογικό τομέα για
την υποστή
ριξη των τεχνολογιών αυτών.

Τα τεχνολογικά πρότυπα και οδηγίες δίνονται από οργανισμούς αφιερω
μένους σε
συγκεκριμένους τομείς (
OM
Α
,

3GPP,

JCP,W3C,

IETF
).


Οι δυνατότητες που απαιτούνται από τις συσκευές κινητής τηλεφωνίας, ώστε να είναι
συμβατές με τις υπη
ρεσίες, δίνονται στον παρακάτω πίνακα:

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

13




































Πίνακας
3
: Απαιτήσεις
m
-
services



Σημείωση: Οι Κύριες Απαιτήσεις / Core Requirements θεωρούνται απαραίτητες, οι
αυξημένες απαιτήσεις στο περιβάλλο
ν εφαρμογών είναι σωστό να θεωρούνται απαραίτητες,
εκτός από

αυτές

που είναι πλαισιωμένες

με διακεκομμένη γραμμή
, όπου

μπορούν να
υποστηρίζονται ανεξάρτητα.


Τομείς απαιτήσεων


Συνοπτικά έχουμε τους εξής τομείς πάνω στους οποίους δίνονται οδηγίες και απαι
τήσεις και
αφορούν τις εταιρείες κινητής τηλεφωνίας (operators), τους οργανισμούς προτύπων
(standardization bodies), τους κατασκευαστές και όσους αναπτύσσουν ανάλογες εφαρμογές .
Οι απαιτήσεις αυτές αφορούν κυρίως την ανάπτυξη εφαρμογών και λογισμικού:





User Interface & Implementation



Hardware



Operator menu



Generic presentation

Απαιτήσεις στο περιβάλλον εφαρμογών /
Application Environment

Enhanced Requirements


Mandatory requirements

:

Security for Application Environment

User
Interface
Enhanced
Requir
-
ements

Messaging
Enhanced
Require
-
ments

Download

Enhanced
Require
-
ments

Security

Enhanced
Require
-
ments

JAVA
Basics

JAVA
Premium

Κύριες

Απαιτήσεις

/ Core Requirements

Mandatory

r
equirements for M
-
Services handset compliance:

Include:

Generic requirements (STK, USSD, GPRS etc.)

User Interface requirements

Browsing requirements

Messaging requirements

Download requirements

Security requirements

PIM, connectivity and synchro requireme
nts

Codecs requirements

(USSD:

Agent User Interface
, STK:

Codecs
Enhanced
Require
-
ments

Browsing
Enhanced
Require
-
ments

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

14





Service Use



Multi
-
Apps & Ui



Application Environment



Browsing



Messaging



Java/MIDP



PIM (Personal Information Management)



Telephony



SIM Application Toolkit



Rich Media



Application Arc
hitecture



Session Level Services



Protocols & Optimization for GPRS & UMTS



Security


Στη δημιουργία της διαδικτυακής πύλης για κινητά ακολουθούμε απαραίτητα τις απαιτήσεις
που ορίζονται παραπάνω για κάθε τομέα. Για παράδειγμα αν προσφέρουμε video στους
χρήστες, αυτό πρέπει να είναι κωδικοποιημένο σε H.263 (for real
-
time video) ή MPEG 4.

Ε
φ
αρμογές


Γιατί 3G;

Σε μια συνεχώς εξελισσόμενη αγορά των τηλεπικοινωνιών το δίκτυο GSM ήταν επαρκές για
την υποστήριξη του πιο δημοφιλ
ού
ς προϊόντος, της μετάδοσης φωνής. Το δίκτυο GSM
χρησιμοποιώντας 200khz bandwith προσφέρει 8 κανάλια επικοινωνίας. Το δ
ίκτυο 3G με
χρήση της τεχνολογίας WCDMA με φέρον σήμα στα 5 Mhz αντιστοιχεί σε 200 κανάλια
επικοινωνίας. Η ανάπτυξη του 3G δεν έγινε λόγω ζήτησης περισσότερων χρηστών για το
δίκτυο, αλλά για τις εναλλακτικές δυνατότητες επικοινωνίας, μαζί με νέες υπηρεσίες

όπως m
-
commerce, m
-
banking. Συγχρόνως η ανάπτυξη των συστημάτων WLAN μπορούσε να
αλλάξει τα δεδομένα στο χώρο της κινητής τηλεφωνίας προσφέροντας σαφώς ανώτερες
δυνατότητες από το δίκτυο GSM. Οπότε η είσοδος και η έναρξη υπηρεσιών του 3G ήταν
άμεσα απαραί
τητη για τις εταιρείες κινητής τηλεφωνίας.

Οι εφαρμογές και οι υπηρεσίες αποτελούν το σημαντικότερο τμήμα του ανταγωνισμού στην
κινητή τηλεφωνία. Οι εταιρείες βρίσκονται αυτή τη στιγμή σε σημείο στο οποίο δεν μπορούν
να παρέχουν οι ίδιες νέες υπηρεσίες, αλ
λά να στηρίζονται σε αυτές τρίτων και συνεπώς για
αυτούς τους εξωτερικούς παροχείς περιεχομένου ανοίγουν νέες ευκαιρίες. Φυσικά ο ρόλος
του μεσάζοντα των εταιρειών κινητής τηλεφωνίας παίζει σημαντικό ρόλο. Εκείνες είναι
υπεύθυνες για τη χρέωση του χρήστη κ
αι ο αποδοτικότερος τρόπος μέχρι σήμερα ήταν με την
τεχνική του micropayment, δηλαδή της μικρής χρέωσης της υπηρεσίας που χρησιμοποιείται
συγχρόνως από πολλούς χρήστες και δίνει σημαντικά κέρδη (πχ SMS). Το δύσκολο βέβαια
είναι να βρεθούν αυτές οι επιτυχεί
ς εφαρμογές, killer applications και γεγονός είναι ότι οι
περισσότερες ιδέες έρχονται από την πλευρά του διαδικτύου. Έχει εκτιμηθεί ότι οι δαπάνες
για τις υπηρεσίες μέχρι σήμερα είναι δέκα φορές μεγαλύτερες από τις δαπάνες για την
υποδομή του δικτύου

[
21
]
, το δίκτυο 3G είναι ο επόμενος στόχος της επιχειρηματικής
δράσης στο χώρο των τηλεπικοινωνιών.

Τεχνολογίες Υπηρεσιών
-
Εφαρμογών

Οι τεχνολογίες υπηρεσιών και εφαρμογών ακολουθούν τα πρότυπα αλλά δεν ορίζονται από
οργανισμούς ό
πως ο 3GPP. Δηλαδή αν το έγγραφο “M
-
Services Phase II Evolution
Requirements” ήταν ένα πρότυπο για το περιεχόμενο των υπηρεσιών και των συσκευών, οι
τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται αναπτύσσονται από οργανισμούς σχηματισμένους από
εταιρείες της τηλεπικοιν
ωνιακής βιομηχανία
ς
. Έχουμε λοπόν τις εξής τεχνολογίες:

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

15




i
)
WAP
,
Wireless

Application

Protocol

Χρησ
ι
μοποιεί στην παρούσα φάση (WAP2.0) τη γλώσσα xhtml και αναπτύσσεται από τον
οργανισμό WAP Forum (
www.wapforoum.org
)

Ανάλυση του wap στο κεφάλαιο 3.


ii) Jav
a
.
H java είναι ήδη γνωστή από το χώρο του διαδικτύου και είναι ανεξάρτητη
πλατφόρμας. Εκδίδεται σε εκδόσεις ανάλογα με το σύστημα και απαιτεί την ύπαρξη της Java
Virtual Machine. Υποστηρίζεται

από

τη

Sun (
java.sun.com
)


iii)BREW, Binary Runtime Environment for Wireless

Αναπτύσσεται από την Qualcomm και χρησιμοποιεί γλώσσα C/C++. Η ιδέα πίσω από το
BREW ακολουθεί τη Java, μόνο που αφορά μόνο τον κινητό κόσμο και δεν χρειάζεται
κάπ
οια virtual machine. Κάνει χρήση
μικρής ποσότητας

μνήμης
,

είναι δωρεάν και αυτό το
κάνει ανταγωνιστικό στην αγορά των συσκευών με περιορισμένες
δυνατότητες.(
brew.qualcomm.com
)



iv)Bluetooth

Όπως αναλύθηκε στο προη
γούμενο κεφάλαιο


v)

I
-
M
ODE

Το i
-
mode ξεκίνησε από την NTT DoCoMo και εφαρμόστηκε αρχικά σε δίκτυο 2G PDC
στην Ιαπωνία. Ανάλυση του i
-
mode στο κεφάλαιο 3


vi)
Electronic Payment

Οι πληρωμές μέσω κινητού τηλεφώνου δεν είναι μια καινούργια ιδέα, ούτε συναγ
ωνίζεται
άμεσα τις υπόλοιπες τεχνολογίες οι οποίες ήδη μπορούν να υποστηρίξουν τέτοιες
συναλλαγές. Αποτελούν ένα τομέα που ήδη αναπτύσσεται και ίσως σύντομα εφαρμοστεί και
διαδοθεί. Η κύρια ιδέα είναι, από πλευράς υλικού, μια δεύτερη SIM card στη συσκευή
η
οποία θα έχει το ρόλο της πιστωτικής κάρτας και μέσω αυτής θα γίνονται οποιεσδήποτε
πληρωμές. Επίσης αυτό απαιτεί την κατάλληλη υποδομή από τις εταιρείες και τη συνεργασία
τους με τραπεζικούς οργανισμούς. Παράδειγμα ανάπτυξης τέτοιων τεχνολογιών είναι το

Radicchio

[
61
]
, από τις
Sonera SmartTrust, Gemplus και EDS, το MeT (Mobile Electronic
Transactions)

[
53
]

από τις Motorolla, Ericsson, Siemens, Nokia,. το Mobey Forum

[
55
]

και
Mobile Payment Forum

[
58
]
.


vii)
Ipv6

To

νέο πρωτόκολλο στοχεύει σε ένα δίκτυο όπου όλες οι συσκευές, κινητά, υπολογιστές
ακόμα και τα ψυγεία (!) θα αναγνωρ
ίζονται και θα επικοινωνούν δικτυακά (All
-
ip network).
Χρησιμοποιεί διευθύνσεις 132 bits, εξασφαλίζει τη σωστή διαχείριση των κινητών συσκευών
και χαρακτηριστικό είναι
ότι

όλα τα δεδομένα, συμπεριλαμβανομένης και της φωνής θα
μεταφέρονται με IP πακέτα. Η α
ναμενόμενη εξέλιξη στο Ipv6 θα είναι η εξής:

1. GPRS με σύνδεση στο Internet

2. 3G RAN + με σύνδεση στο Internet

3. All
-
IP network

με άμεση σύνδεση του τερματικού στο Internet


Οι τεχνολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν, εκτός των εταιρειών κινητής τηλε
φωνίας, από
τρίτους για ανάπτυξη υπηρεσιών
,

είτε για ενδοετ
αι
ρικούς σκοπούς
,

είτε για το ευρύ κοινό.


Αρχιτεκτονική εφαρμογών


Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

16



Είδη αρχιτεκτονικής εφαρμογών

Η εφαρμογή που εξυπηρετεί κάποια υπηρεσία εξαρτάται από την αρχιτεκτονική της
σχεδίαση, η οποία ορ
ίζει και τις παραμέτρους της. Υπάρχουν τρία είδη αρχιτεκτονικών

[
62
]
:



Wireless Internet



Smart Client



Messaging

Τα κριτήρια επιλογής της κατάλληλης αρχιτεκτονικής διαφέρουν στην ανάπτυξη κάθε
υπηρεσίας/εφαρμογής
. Αυτά μπορεί να είναι οι ανάγκες των τελικών χρηστών, οι συσκευές, η
σύνδεση στο δίκτυο, η ένταξη στην
επιχείρηση
, οι ανάγκες ασφαλείας κ.ά. Οι απλές
εφαρμογές κάνουν χρήση της δυνατότητας αποστολής μ
η
ν
υ
μάτων, για περισσότερες
δυνατότητες (π
.
χ
.

location b
ased services) είναι αναγκαία η χρήση λογισμικού που “τρέχει”
στο κινητό του χρήστη (client software). Συγχρόνως η πρόσβαση στο διαδίκτυο προσφέρει
αρκετές δυνατότητες που ικανοποιούν τις απαιτήσεις μας (wireless internet).




Wireless Internet














Εικόνα
9
: Σχέση μεταξύ πολυπλοκότητας και δυνατοτήτων

Εικόνα
10
: Βασική τοπολογία
Wireless

Internet




Η αρχιτεκτονική αυτή είναι
παρόμοια

με αυτή που εφαρμόζεται στην κοινή πρόσβαση στο
διαδίκτυο. Τα ε
πιμέρους στοιχεία του συστήματος είναι τα ίδια, το μόνο που αλλάζει είναι ο
τρόπος με τον οποίο μεταφέρεται η πληροφορία στον χρήστη. Ο παροχέας περιεχομένου
βρίσκεται στο διαδίκτυο και ο χρήστης ανακτά τις πληροφορίες μέσω του
φυλλομετρητή

του
κινητού το
υ (microbrowser). O
φυλλομετρητής

χρησιμοποιεί ένα URL για να επικοινωνήσει
με τον διακομιστή, όταν το δίκτυο του κινητού δεν χρησιμοποιεί το ip πρωτόκολλο υπάρχει
Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

17



μια πύλη (gateway) που αναλαμβάνει να μεταφράσει την αίτηση και να τη στείλει με HTTP
στον δ
ιακομιστή.

Πλεονεκτήματα της αρχιτεκτονικής αυτής είναι η μονομερής ανάπτυξη λογισμικού στον
διακομιστή, εφ' όσον υπάρχει ο κατάλληλος microbrowser στο κινητό του χρήστη. Επίσης
γίνεται επέκταση του διαδικτυακού μοντέλου χωρίς πολύ μεγάλο κόστος. Επιπλέον

οι
χρήστες έχουν στη διάθεσή τους ένα γνώριμο interface, εύκολη και γρήγορη πρόσβαση.

Αντίθετα όμως η χρήση αυτού του μοντέλου παρουσιάζει προβλήματα διαθεσιμότητας όταν
δεν λειτουργεί ο web server του διακομιστή, οι δυνατότητες πολλών microbrowsers είναι

περιορισμένες και η ασφάλεια περιορίζεται από το internet. Επίσης ο έλεγχος του λογισμικού
δεν είναι απόλυτος, εφόσον χρησιμοποιούνται emulators οι οποίοι δεν δίνουν την τελική
ακριβή εικόνα που μπορεί να έχει ο χρήστης.

Παραδείγματα αυτής της αρχιτεκτονι
κής είναι:



Securities Trading: Παρακολούθηση μετοχών, τραπεζικών λογαριασμών



Information Services: Πρόσβαση σε νέα, καιρός, δρομολόγια,κ.ά.



Entertainment Information:
Παιχνίδια
,
μουσική




M
-
Commerce:
Αγορές

στο

διαδίκτυο
, ringtones


Smart Client















Εικόνα
11
: Βασική τοπολογία
Smart

Clients



Στην περίπτωση αυτή δημιουργείται εξειδικευμένο λογισμικό αντί της χρήσης κάποιου
microbrowser. Τυπικά το λογισμικό αυτό έχει ένα μηχανισμό για αποθήκευση δεδομένων στη
συσκευή του χ
ρήστη και συνδέεται με κάποιο πρωτόκολλο με τον εξυπηρετητή. Η χρήση του
λογισμικού δεν απαιτεί από την συσκευή να είναι συνεχώς συνδεδεμένη στο δίκτυο. Αυτό
που γίνεται είναι ένας συγχρονισμός των δεδομένων όταν υπάρξει σύνδεση, η οποία μπορεί
να είναι εί
τε ασύρματη είτε και καλωδιακή με χρήση TCP/IP, USB, κ.ά.

Η κοινή πρακτική για ανάπτυξη τέτοιων εφαρμογών είναι να γίνεται χρήση εργαλείων για τις
κινητές συσκευές. Η java micro edition είναι μια κοινά αποδεκτή πλατφόρμα και παρουσιάζει
μεγάλη δημοτικότητα
.

Θετικά στοιχεία της αρχιτεκτονικής είναι η δυνατότητα να χρησιμοποιείται η εφαρμογή και
εκτός σύνδεσης, το πλούσιο interface το οποίο καθορίζεται από τον κατασκευαστή, η
απόδοση, η ασφάλεια και η μεταφορά του φόρτου επεξεργασίας από τον διακομιστή στο
τ
ερματικό.
Παρ
'

ό
λα αυτά η αφομοίωση της αρχιτεκτονικής στα πλαίσια ενός επιχειρησιακού
μοντέλου είναι χρονοβόρα και απαιτεί αυξημένο κόστος. Επίσης δεν υπάρχει ευελιξία σε
αλλαγές και νέα δεδομένα μιας και αυτό συνήθως απαιτεί αναβάθμιση του λογισμικού κάθ
ε
χρήστη.


Παραδείγματα αυτής της αρχιτεκτονικής είναι:

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

18





Sales Force Automation: Άμεση πρόσβαση σε δεδομένα που αφορούν τους
πελάτες και βοηθούν τους πωλητές.



Field Force Automation: Άμεση πρόσβαση σε πληροφορίες και χρήση
εφαρμογών για όσους εργαζόμενους

δεν έχουν σταθερό χώρο εργασίας.



Εφαρμογές Υγείας: Πληροφορίες για τους ασθενείς είναι άμεσα διαθέσιμες
στους γιατρούς, τηλεϊατρική.



Data Mining: Συλλογή πληροφοριών χρήσιμες για τις επιχειρήσεις.



Mobile Productivity Appications: Εφαρμογές που αποσκοπούν

στη βελτίωση
της παραγωγικότητας των εργαζομένων και μπορούν να συνδεθούν με
επαγγελματικές εφαρμογές όπως τα SAP, PeopleSoft και Siebel.







Messaging



Εικόνα
12
: Βασική τοπολογία
Messaging

υπηρεσιών




Οι εφαρμογές μηνυμάτων

μπορούν να είναι αρκετά διαφορετικές μεταξύ τους. Τρεις
κατηγορίες είναι οι σημαντικότερες:


α) Μηνύματα από χρήστη σε χρήστη.

Αυτά

περιλαμβάνουν

τα

e
-
mail, sms(short message service), im(instant messaging),
Enhanced Message Service (EMS), Multimedia Mess
age Service (MMS).


β) Ειδοποιήσεις και ανακοινώσεις.

Μηνύματα τα οποία κρίνονται επείγοντα και συνήθως υπάρχει ανταπόκριση του χρήστη σε
αυτά ανήκουν σε αυτή τη κατηγορία. Οι δύο κύριες τεχνολογίες που υποστηρίζουν αυτά τα
μηνύματα είναι τα Handheld Devi
ce Markup Language (HDML) alerts και το WAP Push.


γ) Μηνύματα μεταξύ εφαρμογών.

Τα μηνύματα αυτά στέλνονται χωρίς την παρέμβαση του χρήστη και αποσκοπούν στον
συγχρον
ισμό των δεδομένων της συσκευής
.


Τα στοιχεία της αρχιτεκτονικής αυτής είναι ο Messaging
Client ΜC, η εφαρμογή που
διαχειρίζεται τα μηνύματα και χρησιμοποιεί την τεχνική store
-
and
-
forward messaging,
προγραμματίζεται στη γλώσσα του λειτουργικού ή σε Java. O Messaging server είναι το
Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

19



μέρος του συστήματος που επικοινωνεί με τους MCs και υπόλοιπου
ς διακομιστές. Η
ονομασία του είναι γνωστή στην αγορά ως Message Oriented Middleware (MOM). Τέτοια
συστήματα δημιουργούνται με το Java Message Service (JMS). Η Enterprise data source
είναι τέλος το τμήμα το οποίο χρησιμοποιεί ποικίλα συστήματα, όπως βάσεις

δεδομένων και
επαγγελματικές εφαρμογές για να διαχειριστεί την αποστολή μηνυμάτων.


Η αρχιτεκτονική του messaging χρησιμοποιείται πολλές φορές σε συνδυασμό με αυτή του
wireless internet και του smart client. Για τη μεν πρώτη, το μήνυμα μπορεί να περιέχει
ένα url
ο οποίο μπορεί να ακολουθήσει ο χρήστης, ενώ για τη δεύτερη αρχιτεκτονική ένα απλό sms
θα μπορούσε να ξεκινήσει μια διαδικασία συγχρονισμού δεδομένων μιας εφαρμογής. Επίσης
η επικοινωνία εφαρμογών μπορεί να χρησιμοποιεί το μοντέλο αυτό.
Τέλος,

οι χ
ρήστες έχουν
τη δυνατότητα να καθορίζουν το πότε θα λαμβάνουν μηνύματα και το περιεχόμενό τους, ενώ
προστατεύονται
από

μηνύματα spam.

Όμως το σημαντικότερο πρόβλημα των μηνυμάτων είναι η επικύρωση της προέλευσής τους.
Γι 'αυτό το λόγο δεν μπορούν να έχουν

χρήση σε επαγγελματικό επίπεδο ή ως επίσημα
κείμενα. Επίσης η αξιοπιστία στη μετάδοσή τους είναι αμφίβολη
, γεγονός πο
υ τα καθιστά
χρήσιμα μόνο για απλούς επικοινωνιακούς σκοπούς.

Το messaging χρησιμοποιείται ευρέως στην επικοινωνία, στη διασκέδαση, στη δι
ασπορά
πληροφοριών, ενσωματώνεται σε επιχειρηματικά μοντέλα, στην ανταλλαγή πληροφοριών και
σε ανακοινώσεις.



System Aggregator


Ένα σημαντικό τμήμα της αλυσίδας παροχής υπηρεσιών είναι ο system aggregator.
Ο ρόλος
του είναι να ελαφρύνει το πρόβλημα για τ
ους εξωτερικούς παροχείς περιεχομένου να
συνεργάζονται με πολλές εταιρείες κινητής τηλεφωνίας.
Έτσι λοιπόν φροντίζει για τη φυσική
σύνδεση των δικτύων καθώς και άλλων συστημάτων όπως email ή Web servers.

Παραδείγματα είναι τα MobileSys, MobileWay, and RPA
Wireless.



Εικόνα
13
: Η θέση του
system

aggregator

στην αλυσίδα παροχής υπηρεσιών

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

20




Ενεργές
εφαρμογές


Φωνή


Η υπηρεσία φωνής παραμένει η πιο σημαντική εφαρμογή στις θνητές τηλεπικοινωνίες.
Παρ
ό
λα αυτά το μέλλον δείχνει ότι θα εμ
πλουτιστεί και με άλλα χαρακτηριστικά
πολυμεσικών εφαρμογών, όπως εικόνα και
διαδραστικές

λειτουργίες ως σταθερές και κύριες
υπηρεσίες. Παράλληλα υπηρεσίες όπως voice
-
mail γνωρίζουν σταδιακά απορρόφηση στην
αγορά.

Ο οργανισμός ETSI έχει θέσει κάποια προχ
ωρημένα χαρακτηριστικά του δικτύου GSM με
την ονομασία ASCI

[
7
]
. Ένα δίκτυο το οποίο υποστηρίζει αυτά τα χαρακτηριστικά συγκλίνει
σε ένα πανευρωπαϊκό δίκτυο Trans
-
European Trunked Radio (TETRA). Αυτό είναι ένα
ε
υρωπαϊκό πρότυπο για τα δημόσια δίκτυα επικοινωνιών και υποστηρίζει την
εμπιστευτικότητα στο δίκτυο.

Τα σημαντικότερα στοιχεία του ASCI είναι:



Voice broadcast service (VBS)

Η

δυνατότητα

για

broadcast



Voice group call service (VGCS):

Η δυνατότητα για τηλεφω
νική
συνδιάσκεψη



Enhanced multilevel priority and preemption (EMLPP):
Επείγ
ουσες

κλήσεις
έχουν την ανάλογη προτεραιότητα


Μηνύματα


Η επιτυχία του SMS δείχνει ότι η αγορά ζητά υπηρεσίες σαν αυτή. Το Multimedia Messaging
Service (MMS) είναι μια τεχνολογί
α που αναπτύχθηκε
από

το 3GPP (Third Generation
Partnership Project) και επιτρέπει στους χρήστες να ανταλλάσσουν μηνύματα με περιεχόμενο
πολυμέσων. Αποτελεί επέκταση του Short Message Service (SMS) πρωτοκόλλου. Με την
είσοδο των δικτύων τρίτης γενιάς 3G, ε
πιτρέπει τη μετάδοση streaming video. Το e
-
mail
δείχνει να απασχολεί τις μελλοντικές προβλέψεις, αλλά είναι μια υπηρεσία που πέρασε από
τον κόσμο των υπολογιστών και δύσκολα διαχειρίζεται από τις συσκευές της κινητής
τηλεφωνίας. Εφαρμογές όμως, όπως το Τ9

[
62
]
από την Tegic, δείχνουν ότι ο η κατάσταση
μπορεί να αλλάξει προς όφελος των κινητών χρηστών.

Το πρότυπο του GSM ορίζει επίσης μια δυνατότητα του SMS να εκπέμπεται από τους
σταθμούς βάσης σε όλα τα κινητά

της κυψέλης (SMS
-
CB service). Στο δίκτυο 3G η ίδια
δυνατότητα με την ονομασία cell broadcast service (CBS) υποστηρίζει μηνύματα μέχρι και
1.395 χαρακτήρες. Το μελλοντικό πρότυπο του SMS
-
CB ακούει στο όνομα Μultimedia
Broadcast/Multicast Service (MBMS).



Λοιπές
εφαρμογές


Επιπρόσθετα υπάρχουν υπηρεσίες όπως πρόσβαση στο διαδίκτυο, εφαρμογές γεωγραφικής
θέσης, παιχνίδια, διαφημίσεις, στοιχήματα/τυχερά παιχνίδια, ραντεβού και
διασκέδαση
ενηλίκων.

Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

21




3.
Εισαγωγή

στο

WAP


Γενικά


Το

Wireless

Application

Protoco
l

είναι

ένα

πρότυπο

το

οποίο

αναπτύχθηκε

από

το

WAP

Forum
,
έναν

όμιλο

ιδρυμένο

από

τις

Nokia
,
Ericsson
,
Phone
.
com

και

Motorolla
.
Στη λίστα
των εταιρειών που υποστηρίζουν το WAP υπάρχουν και τα μεγαθήρια της βιομηχανίας
υπολογιστών όπως η Microsoft, η Orac
le, η ΙΒΜ και η Intel μαζί με κάποιες εκατοντάδες
εταιρείες. Σύμφωνα με το WAP Forum

[
66
]
οι στόχοι του WAP είναι να:




Είναι ανεξάρτητο από οποιοδήποτε πρότυπο των ασύρματων επικοινωνιών.



Είναι ελεύθερο για να χ
ρησιμοποιηθεί από οποιονδήποτε.



Προσφέρεται ως πρότυπο στους υπόλοιπους οργανισμούς προτύπων.



Είναι ευέλικτο μεταξύ διάφορων μέσων μεταφοράς.



Είναι ευέλικτο ανάμεσα σε διαφορετικές συσκευές.



Είναι δυνατή η επεκτασιμότητά του σε νέα δίκτυα και μέσα.


Έτσι τ
ο WAP είναι διαθέσιμο για τις επόμενες τεχνολογίες:



GSM
-
900, GSM
-
1800, GSM
-
1900



CDMA IS
-
95



TDMA IS
-
136



3G
-

IMT
-
2000, UMTS, W
-
CDMA, Wideband IS
-
95


Το WAP ορίζει τα επικοινωνιακά πρωτόκολλα, καθώς επίσης και το περιβάλλον εφαρμογών.
Στην ουσία είναι μια πρ
ότυπη τεχνολογία που μπορεί να υλοποιηθεί σε κάθε πλατφόρμα και
κατανεμημένο σύστημα. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο σχεδιάστηκε στα πρότυπα του
διαδικτύου. Το WAP έχει ομοιότητες με το συνδυασμό HTTP
-
HTML μόνο που προσθέτει
ένα σημαντικό χαρακτηρισ
τικό: Είναι βελτιστοποιημένο για συστήματα μικρής
χωρητικότητας, μικρής μνήμης και περιορισμένων δυνατοτήτων απεικόνισης. Αυτά τα
συστήματα περιλαμβάνουν κινητά τηλέφωνα, PDAs, pagers και συνολικά κάθε είδους
τηλεπικοινωνιακής συσκευής.


WAP και το Διαδίκτ
υο


Οι δυνατότητες του WAP από μια άποψη, προσεγγίζουν το ίδιο μοντέλο που υπάρχει στο
Διαδίκτυο όσον αφορά τη παροχή περιεχομένου (πληροφοριών και δεδομένων). Και τα δυο
χρησιμοποιούν φθηνό, προτυποποιημένο λογισμικό από την πλευρά του πελάτη (client s/w)

και τα δυο βασίζονται σε εξυπηρετητές για να διαχειριστούν την αυθεντικοποίηση των
χρηστών, τη λειτουργία επερωτήσεων σε βάσεις δεδομένων και την επεξεργασία δεδομένων.
Επίσης χρησιμοποιούν γλώσσες συμβόλων παρμένες από την SGML. Το γεγονός αυτό δίνει
τη
δυνατότητα σε εταιρείες του διαδικτύου να μεταφέρουν τις υπηρεσίες τους στον κινητό
κόσμο χρησιμοποιώντας την υπάρχουσα υποδομή τους.


Το WAP πρόκειται να αναδείξει το διαδίκτυο και να επεκτείνει την παρουσία του. Η
τεχνολογική σύγκλιση που πραγματοποιείτ
αι μεταξύ του δικτύου και των τηλεπικοινωνιακών
δικτύων φέρνει το διαδίκτυο σε κάθε κινητή συσκευή, είτε αυτή χρησιμοποιείται για
επιχειρηματική ή προσωπική χρήση. Εταιρείες που κάνουν χρήση ιδιόκτητων δικτύων για την
υποστήριξη των επικοινωνιακών τους ανα
γκών μπορούν εναλλακτικά να

χρησιμοποιήσουν
την υποδομή της κινητής τηλεφωνίας σε συνδυασμό με το διαδίκτυο. Το WAP μπορεί να
Υπηρεσίες παγκόσμιου ιστού σε περιβάλλον ασύρματων επικοινωνιών

-

22



χρησιμοποιηθεί σε κάθε ιδιωτικό δίκτυο, ανεξάρτητα σύνδεσης με το διαδίκτυο, αλλά αυτό