Sluzby mobilních sítí

Poslední léta zaznamenala velmi výrazný rozvoj mobilních telekomunikačních technologií, coz se projevilo v jejich masivnímu rozsíření do mnoha oblastí. Moznosti mobilních telekomunikačních technologií nespočívají pouze v digitálních přenosech hlasu při komunikaci dvou uzivatelů mobilních telefonů. Mob 757k104h ilní telekomunikační technologie jsou schopny přenáset datové proudy představující libovolné informace, tj. kromě zvukových i textové nebo video. Propojení mobilních sítových technologií a technologií Internetu umozňuje uzivatelům mobilních telefonních zařízení rozsířit početnou komunitu uzivatelů Internetu.

Základním standardem, který podporuje přenos informačních zdrojů Internetu do mobilních telefonních zařízení a ostatních bezdrátových terminálů, je WAP (Wireless Application Protocol).

Protokol WAP

WAP je standardem de facto. Specifikace WAP byla navrzena pro podporu Internetových komunikací a rozsiřujících telefonních sluzeb na digitálních mobilních telefonech, pagerech a dalsích typech bezdrátových koncových zařízení. Prostřednictvím protokolu WAP mobilní telefony komunikují s internetovým serverem instalovaným v síti mobilních telefonů. Protokol WAP umozňuje vidět obsah Internetových dokumentů ve specifickém formátu na displejích GSM mobilních telefonů podporujících WAP.

Specifikace WAP byla vyvinuta v rámci organizace WAP Forum, která sdruzuje stovky firem zabývajících se bezdrátovou telefonií, a se jedná o zprostředkovatele telefonních sluzeb, výrobce zařízení pro bezdrátovou telefonii, zřizovatele komunikační infrastruktury, nebo o programátoru zabývající se vývojem potřebného software. Aktivity organizace WAP Forum sledují následující cíle:

• zajistit moznost vyrábět kompatibilní produkty, které by vytvořili prostředí pro poskytování spolehlivých a bezpečných sluzeb koncovým uzivatelům
• zajistit moznost vytvořit takové informační zdroje a aplikace, které budou bezdrátové přenosové prostředky schopny přenáset mezi různými typy zařízení přes různé typy sítě.

Obr. 6.1 - Logo organizace WAP Forum a mobilní zařízení podporující WAP

Mobilní zařízení podporující WAP jsou schopná:

• surfovat po Internetu
• odesílat a přijímat postovní zprávy
• vyuzívat různé sluzby Internetu, např. rezervace jízdenek a letenek, rezervace noclehů v hotelích, objednávat některé zbozí od elektronických prodejců, nahlízet do jízdních řádů a předpovědí počasí, atd.[1]

WAP definuje celou řadu protokolů a datových formátů, které se pouzívají pro komunikaci mezi mobilními bezdrátovými zařízeními a servery, které obsahují informační zdroje. V kontextu specifikace WAP se objevily následující pojmy:

WAP user agent (mikroprohlízeč) je programové vybavení mobilního zařízení, které vytváří uzivatelské rozhraní. Interpretuje kód a zobrazuje WAP dokumenty. Jeho činnost odpovídá technickému vybavení daného zařízení. Tzn., ze u zařízení s větsím displejem se zobrazuje větsí část dokumentu, pro prohlízení dokumentů se pouzívá "scroll" tlačítek pro oba směry , pro nastavení polozky v menu a pro zadání alfanumerických znaků (např. URL nebo pro vyplnění formuláře ve WAP dokumentu) se pouzívají příslusná tlačítka z klávesnice mobilního zařízení. WAP user agent je tedy analogií Web prohlízeče. Protoze ale je z hlediska funkčnosti mnohem jednodussí, bývá nazýván mikroprohlízeč (microbrowser).

Obr. 6.2 - Komunikace v infrastruktuře WAP

WAP content obsahuje WAP dokumenty. Je umístěn na bězném Web serveru v Internetu a je přístupný přes rozhraní HTTP. WAP dokumenty jsou vytvořeny v jazyce WML (Wireless Markup Language), který si lze představit jako jednoduchou obdobu jazyka HTML. WML dokumenty jsou vytvářeny pro zobrazování na malých displejích a pro moznost navigace jednou rukou tlačítky mobilního zařízení. WAP content je přenásen z Web serveru na WAP bránu prostřednictvím protokolu HTTP.

WAP brána (WAP gateway) působí jako rozhraní mezi mobilní sítí telefonního operátora a Internetem. Je to počítač propojený do obou těchto sítí. Kdyz si uzivatel přeje na svém mobilu prohlédnout určitou WAP stránku, mikroprohlízeč se pomocí protokolu WSP (Wireless Session Protocol) spojí s WAP bránou. Ta pozadavek na stránku upraví, a pomocí protokolu HTTP si WAP stránku vyzádá od Web serveru, kde je příslusný WAP obsah umístěn. Poté, co WML stránka dorazí z Internetu zpět bráně, je pomocí protokolu WSP odeslána na mobilní telefon, který ji zobrazí. Princip komunikace mezi mobilním zařízením a serverem, který poskytuje WAP obsah je zobrazen na obr. 6.2. WAP brána pracuje ve dvou funkčních úrovních:

• převádí WAP obsah před odesláním do zařízení WAP klienta z textového formátu WML do "úsporného" binárního WML formátu, který mikroprohlízeč interpretuje.  Naopak, konvertuje binární WML formát, který přijme od mikroprohlízeče do standardního textového WML formátu určeného k transakci HTTP pro přenos do Web serveru.
• působí jako protokolová brána, tj. převádí příkazy z protokolové sady WAP standardu do protokolové sady Internetu (tzn. do protokolové sady TCP/IP).

Porovnání protokolů Internetu a protokolů WAP je znázorněno na obr. 6.3.

Obr. 6.3 - Protokoly Internetu a protokoly WAP

Protokolová sada WAP zahrnuje v jednotlivých vrstvách následující protokoly:

• WDP (Wireless Datagram Protocol), který příslusí do transportní vrstvy WAP. Předává zprávy určené k přenosu do dostupné přenosové sítě, tzv. wireless bearer (typu GSM-SMS (Global System for Mobile Communications - Short Message Service), USSD (Unstructured Supplementary Service Data), GPRS (General Packet Radio Service), CSD (Celular Digital Packet Data), atd.). Z této sítě také zprávy přijímá.

• WTLS (Wireless Transport Layer Security), který příslusí do zabezpečovací vrstvy WAP. Je to protokol volitelný, který prostřednictvím kryptografických technik zajisuje bezpečný transportní servis, který vyuzívají některé aplikace (e-commerce, e-banking apod.). Poskytuje tyto sluzby:

o       zabezpečení integrity dat

o       zabezoečení důvěrnosti dat

o       zabezpečení autenticity relace

o       ochrana proti odmítnutí sluzby (denial-of-service)

• WTP (Wireless Transaction Layer), který příslusí do transakční vrstvy WAP.  WTP zajisuje tři třídy transakční sluzby pro uzivatelské relace:

o       jednosměrný dotaz (nepotvrzovaný)

o       transakci dotaz - odpověď nepotvrzovanou

o       transakci dotaz - odpověď npotvrzovanou

WSP (Wireless Session Protocol), který příslusí do relační vrstvy WAP. WSP zajisuje efektivní výměnu dat mezi uzivatelskou aplikací, tj. "prohlízením", označovanou jako WSP/B (browsing) a WAP bránou, která působí jako proxy mezi WSP/B a HTTP serverem (viz. obr. 6.2).

WAE (Wireless Application Environment), který vytváří nejvyssí vrstvu WAP. WAE je prostředí pro tvorbu aplikací, tudíz zahrnuje technologie potřebné pro tvorbu mobilních aplikacích a stránek. Je to obecně pouzitelné prostředí zalozené na kombinaci Web technologií a technologií mobilní telefonie. Jedná se o:

o       jazyk WML (Wireless Markup Language), který slouzí k zápisu WAPstránek. WML je podobný jazyku HTML, ale je optimalizovaný pro pouzití na mobilních zařízeních, která mají mensí obrazovku, ovládání pomocí tlačítek apod. Do stránek lze zakomponovat malé a jednoduché programy ve skriptovacím jazyce WMLScript.

o       skriptovací jazyk WML Script, který je tzv. "lehký skriptovací jazyk" a je podobný jazyku JAVA Script.

o       standardní knihovny funkcí pro jazyk WML Script.

o       rozhraní WTA, WTAI (Wireless Telephony Applications), které umozňuje prostřednictvím WML stránek a WML skriptů vyuzívat sluzby mobilního telefonu a mobilní sítě (sestavení, přijetí či odmítnutí hovoru, práce s adresářem na SIM kartě apod.) Můze tedy např. vzniknout aplikace, která umozní přímo vytočit telefonní číslo nalezené v nějaké databázi a ulozit jej do telefonního adresáře mobilního telefonu apod.

o       sadu standardních datových formátů, např. pro obrázky (formát wbmp), kalendáře, telefonní adresáře atd.

Do WAE je zahrnut rovněz WML mikroprohlízeč a program WML Script Virtual Machine, pomocí něhoz jsou na dispeji zobrazovány kompilované WML skripty. Obě tyto slozky rozhraní WAE jsou implementovány na WAP zařízeních.

WAP protokoly jsou navrzeny pro různé typy sítí poskytujících přenosové sluzby (GSM -SMS, CSD, GPRS atd.). Sluzby těchto sítí jsou často velmi různé kvality co do průchodnosti, chybovosti a zpozdění. S tím je v návrzích protokolů počítáno, takze protokoly částečně kompenzují nebo tolerují různorodost kvality přenosové sluzby.

Systém GSM

GSM (Global System for Mobile Communications) je digitální systém pro mobilní telefonii. Je značně rozsířen jak v Evropě, tak i v dalsích světových oblastech. GSM digitalizuje uzivatelská data (v případě telefonické komunikace se jedná o hlas) a v komprimovaném formátu je vysílá do přenosového kanálu, který je sdílen třemi datovými proudy, z nichz kazdý má přidělenu přenosovou kapacitu 900 nebo 1 800 MHz.

GSM je v Evropě de facto standardem pro bezdrátovou telefonii. GSM je dostupný asi ve 120 státech světa a vyuzívá jej více nez 120 miliónů uzivatelů, přičemz se jejich počet stále zvysuje. Vzhledem k tpmu, ze větsina síových operátorů uzavřela dohody o vzájemné sluzbě "roaming", mohou jejich klienti při svých mobilitách nepřetrzitě pouzívat sluzeb GSM.

Protoze je GSM digitální systém, má předpoklady pro uplatnění nejen v oblasti telefonie, ale i v oblastech ICT (Information and Computing Technologies). Je tedy mozné propojit GSM mobilní telefon s počítačem a posílat nebo přijímat faxové zprávy, zprávy elektronické posty, surfovat po Internetu, připojit se do podnikové lokální sítě a intranetu.

Mobilní GSM telefony umozňují zasílat a přijímat krátké textové zprávy prostřednictvím sluzby SMS (Short Messaging System). SMS zprávy mohou být po jistou dobu uchovávány u operátora, pokud mobilní telefon příjemce není aktivní nebo v dosahu. Také SMS zprávy je mozno doručovat v rámci "roamingu". SMS mohou být odesílány také z určítých Web sites. Pro standard WAP je GSM - SMS jedním z typů přenosových systémů, z tzv. "bearers".

Jazyk WML

Pro tvorbu dokumentů WAP byl vyvinut jazyk WML (Wireless Markup Language). Je analogií jazyka HTML, kterým jsou napsány dokumenty Web. Oficiální specifikace WML se vyvíjí a udrzuje pod dohledem organizace WAP fórum. Základem pro jazyk WML je jazyk XML (Extensible Markup Language).

Protoze WML dokumenty jsou určeny pro zobrazování na malých displejích mobilních zařízení, je celý dokument strukturován do mensích částí. Kazdý WML dokument, tzv. "deck" je uzavřen mezi značky <wml> a </wml> a musí mít v záhlaví uvedenu XML deklaraci. Jednotlivé části WML dokumentu, zobrazitelné na malém displeji, se nazývají karty ("cards") a jsou zahrnuty v těle dokumentu s ohraničením značkami <card> a </cards>. Takových karet můze obsahovat kazdý WML dokument jednu nebo několik. Kazdá karta má své jméno a pokud obsahuje dokument více karet, lze se na ně v rámci příslusného WML dokumentu odkazovat na základě jejich jména.

WML dokumenty často obsahují URL odkazy na programové moduly napsané v programovacím jazyku WMLScript. Moduly WMLScriptu , jak jiz dříve bylo uvedeno, jsou prováděny přímo v mobilním WAP zařízení.

WMLScript je velice jednoduchý skriptovací jazyk. Az na pár detailů je hodně podobný jazyku JavaScript, který se pouzívá pro tvorbu skriptů na webových stránkách.

Vsechny skripty se musí zapisovat odděleně od WML kódu do samostatných souborů, které mají obvykle příponu .wmls

Podrobněji se tvorbou WML stránek zabývá kapitola 8 této příručky.

Závěr

Specifikace WAP zaujímá v oblasti komunikačních technologií významné postavení, nebo vytváří platformu pro rozvoj nejrůznějsích hardwarových, softwarových a telekomunikačních produktů pro bezdrátové datové přenosy. WAP umozňuje uzivatelům mobilních telefonních sítí vyuzívat některých sluzeb Internetu a tvoří tedy bránu mezi světem sítí mobilních operátorů a sítí Internet. V této oblasti je značný potenciál pokud jde o masivní rozvoj digitálních komunikačních technologií, nebo jiz teď značný počet klientů mobilních sítí neustále vzrůstá a vsichni tito klienti jsou moznými uzivateli a klienty Internetových sluzeb. Předpokládá se, ze technologií WAP bude vyuzíváno hlavně v oblastech elektronického obchodování,