Протокол беспроводной передачи данных для сотового телефона

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

WAP-Wireless Access Protocol, то есть протокол для беспроводного доступа. Обычно к Internet. В отличие от иных способов доступа, когда сотовый телефон лишь является посредником между компьютером того или иного вида, данный протокол разрабатывался, прежде всего, для доступа с самого мобильного телефона посредством встроенного (в ПО телефона или SIM-карту) WAP-браузера.

Особенность данного стандарта в его открытости и в том, что он учитывает (в отличие от традиционных протоколов типа HTTP) особенности устройства сотовых телефонов и PDA, а также беспроводного доступа:

· малый объем памяти устройства;

· малый размер экрана телефона, а также ограниченность его клавиатуры;

· низкую скорость процессора;

· низкую пропускную способность канала связи;

· возможные большие таймауты.

Если принять во внимание реальную скорость передачи данных в сетях GSM (~9 Kbps), то ни одна другая технология сегодня не в состоянии адекватно ее использовать. Благодаря компактным байткодовым форматам и невзыскательному интерфейсу WAP -- единственный разумный выбор в нынешней ситуации. Кроме того, массовость мобильных коммуникаций с ограниченными возможностями среднего сотового терминала и дороговизной PDA-подобных устройств приводят к отсутствию альтернативы WAP. А действительно удобные мощные терминалы появятся еще не скоро, основное препятствие их широкому внедрению -- низкая емкость аккумуляторных батарей. Как правило, эти новомодные устройства с цветными экранами едва ли "выживают" даже сутки на автономном питании.

1. Протокол WAP

Wireless Application Protocol (WAP) - это протокол беспроводного доступа к информационным и сервисным ресурсам глобальной сети Интернет непосредственно с мобильных телефонов. Созданием спецификации WAP занимается организация WAP Forum в которую входят все крупные участники рынка телекоммуникационных услуг.

Основное преимущество WAP заключается в том, что для работы в сети Интернет абоненту не нужны дополнительные устройства - компьютер и модем, достаточно одного мобильного аппарата с поддержкой WAP. Это не первая попытка дать пользователям доступ к всемирной паутине с помощью мобильных телефонов, но, пожалуй, самая успешная. В данном протоколе описано, в каком виде должны быть представлены данные в Internet, чтобы мобильное устройство могло получить к ним доступ. Это условие изначально накладывает ограничение на количество доступных пользователям ресурсов, так как нет возможности просмотреть обычные html страницы. В первую очередь это связано с несовершенством дисплеев переносных устройств, они до сих пор в большинстве случаев не цветные и обладают низким разрешением. Для отображения обычной страницы с текстом пришлось бы прокручивать ее на экране такого дисплей много раз в обоих направлениях, что, конечно же, неудобно. Поэтому был создан специальный язык сходный с html и описывающий, то, как будут отображаться данные на дисплее мобильного устройства. Этот язык называется wml.

Помимо поддержки со стороны ресурсов Internet требуется поддержка и со стороны оператора сотовой связи. Таким образом, данный протокол описывает взаимодействие мобильных устройств, оборудования оператора сотовой связи и страниц с информацией в сети. Для просмотра WAP страниц совершенно не обязательно иметь телефон с поддержкой данного протокола. Для этого достаточно использовать эмулятор, например, Wapalizer. Также Вы можете установить программу эмулятор на свой компьютер, например, WinWap. В большинстве случаев, WAP страницы представляют собой краткие выжимки с важной информацией, что обусловлено дороговизной передачи информации через сотовые системы связи. Поэтому передавать графику и мультимедиа достаточно дорого. Для этого служит стандарт GPRS.

С появлением протокола WAP абоненты сотовых сетей связи получают возможность пользоваться разнообразными услугами на специальных WAP-сайтах. Электронной почтой, WAP магазинами, бронированием билетов и мест в гостиницах, доступом к своему банковскому счету, информационными каналами (новости, прогноз погоды, курс валют, репертуар театров и т.д.). И что особенно важно - абонент сохраняет мобильность в пределах зоны действия своей сети.

WAP-сайты располагаются на web-серверах и представлены в специальном формате WML. Этот язык разметки специально адаптирован под возможности мобильного телефона - двухцветную графику, маленький экран и небольшую память. Одной из первых в российской сети Интернет создала свой собственный WAP-сайт компания MTC. На нем размещена информация о компании, краткое описание всех моделей телефонов, находящихся в продаже офисов компании, описание услуг, адреса сервисных центров и т.д. Можно также отправить e-mail и принять участие в WAP чате.

Для того чтобы воспользоваться протоколом WAP в некоторой сети, абоненту достаточно иметь услугу "Передача данных", которая добавляется на уже существующий номер и является составной частью "Мобильного офиса". Разумеется, Ваш аппарат должен поддерживать этот протокол.

Необходимо также отметить, что существуют специальные WAP-Gateway (шлюзы WAP) переводящие запрос с мобильного устройства в стандартную HTTP форму. Вот список некоторых шлюзов WAP: 192.36.156.23; 212.4.198.194 (рег.); 212.1.130.132 (waphq:waphq); 195.102.185.138; 212.4.198.194 ([email]:demo); 192.168.210.1 (T99:T99); 194.154.120.10 (new@wapworld.net:wapme); 209.208.254.180.

1.1 Для чего он нужен

Прежде всего, WAP - средство получения доступа в ресурсам Интернет посредством мобильного телефона. При этом пользователь не прибегает к помощи, каких бы то ни было дополнительных устройств, таких как компьютер или модем. WAP (Wireless Application Protocol) - это протокол, или технический стандарт, описывающий способ, с помощью которого информация из Интернет передается на небольшой дисплей мобильного телефона. В этом-то и заключается основное отличие WAP от привычных методов доступа во всемирную сеть, которые обеспечивают обмен информацией и просмотр Web-сайтов (протоколы HTTP и TCP/IP). Теоретически, если бы экран мобильного телефона "умел" отображать столько же информации, как и дисплей компьютера, то и не было бы WAP в таком виде, в каком он предоставляется сейчас. Но дисплеи мобильных телефонов, даже имеющих большое разрешение, не могут "вместить" обычные Web-страницы. Именно это послужило причиной создания специальных способов, позволяющих пользователям мобильных телефонов использовать Интернет.

1.2 WAP-браузер

Чтобы пользоваться WAP, необходимо иметь мобильный телефон с WAP-браузером. WAP-браузер, это программа, записанная в память телефона и отвечающая за обмен информацией и отображение ее на дисплее (Internet Explorer - Web-браузер для обычных компьютеров). WAP-браузер имеют не все телефоны. Однако важно не только наличие WAP-браузера, но и его версия (модификация). По большому счету, работа WAP-телефона в Internet принципиально ничем не отличается от работы простого браузера с простым сервером. Дополнительно лишь к стандартной связи по TCP/IP-протоколу существует маршрутизатор WAP-Gateway, задачей которого является перевод запросов WAP-телефона в стандартную HTTP форму.

1.3 Стек протоколов WAP

Стек протоколов WAP (рис. 1) основан на классической многоуровневой модели OSI и включает в себя четыре основные составляющие и одну спецификацию самого высокого уровня -- WAE (Wireless Application Environment). Стандарт WAE описывает языки разметки, используемые для создания информационных страниц. Версия WAP 1.0 определяла в качестве стандарта два -- HDML и WML. HDML не получил широкого распространения и был исключен из последующих реализаций, поэтому далее он не рассматривается. Следует заметить, что, помимо стандартных, некоторые компании встраивают в терминалы поддержку своих собственных языков, так, например, Motorola использует разработанный ею VoxML и поддерживает портал, созданный с его помощью. Кроме собственно языка разметки, для разработки несложных интерактивных "колод" в WAE введен скриптовый язык WML Script -- очень близкий родственник JavaScript, его упрощенная версия.

Рис. 1

Еще один стандарт WTA (Wireless Telephone Application), относящийся к прикладному уровню, описывает способ создания и взаимодействия специальных операторских сервисов, как-то: автоматический биллинг, информационные бюллетени. Таким образом, провайдер мобильных услуг получает возможность предоставлять дополнительные услуги и упростить работу с клиентами.

Следующий уровень -- сессионный, и ему соответствует протокол WSP (Wireless Session Protocol). Его основная задача -- поддерживать неразрывным сеанс связи в течение длительных интервалов ожидания ответа, которые могут возникнуть при выборе SMS в качестве bearer или применении удаленного gateway. Кроме того, WSP предусматривает использование push-технологий, то бишь доставку "незапрошенного" контента. В этом случае соединение инициируется не клиентом, а сервером, что применяется для распространения новостей, рекламы и т.д. Уровень транзакций, который обрабатывает отдельные пакеты соединения, реализуется протоколом WTP (Wireless Transaction Protocol).

Над основным протоколом передачи WDP (Wireless Datagram Protocol) для обеспечения безопасности и шифрования данных в соединении введена надстройка -- WTSL (Wireless Transport Security Layer). Ее спецификация основана на обычном для Internet Secure Socket Layer. Ну а WDP в своей основе имеет классические TCP/IP и UDP/IP. К сожалению, наряду со всеми достоинствами, присущими этим протоколам, к WAP перешли и их недостатки. Так, например, если используется обмен данными по типу UDP (т.е. без установления соединения), то становится невозможным контроль потерянных пакетов на уровне транзакций, и его приходится осуществлять методом повтора сессий, что серьезно увеличивает трафик в и без того узкой полосе пропускания мобильных коммуникаций.

Ну и последний уровень -- физический. Он характеризует способ передачи данных в эфире. Разработчики WAP постарались сделать эту часть спецификации как можно более гибкой, это было необходимо, чтобы сервисом могли воспользоваться все, вне зависимости от того, какой стандарт мобильной связи поддерживает терминал. В версии WAP 1.0 в качестве bearer (носитель -- это название получил конкретный физический коммуникационный протокол) предлагался исключительно SMS. Такое положение дел не устраивало множество операторов (в частности, не предусматривался протокол для аналоговых сетей), поэтому спустя четыре месяца появилась версия 1.1. Сюда были добавлены: СDPD для аналоговых сотовых сетей, USSD, классический CSD, GPRS -- для цифровых. В разрабатываемой спецификации 1.2 также обещана поддержка стандарта UMTS (Universal Mobile Telephone Service), более известного сейчас как 3G.

1.4 Схема работы WAP-сервисов

Схема работы WAP-сервисов, если не вдаваться в технические детали, крайне проста и насчитывает три основных компонента. Первый -- это WAP-микроброузер, второй -- WAP-gateway и последний -- сервер с WML- и WMLS-контентом (рис. 2). В качестве микроброузера может выступать мобильный терминал или эмулятор. Разница лишь в том, что в терминале обязательно будет встроена, по крайней мере, часть стека протоколов WAP, а эмулятор может воспользоваться TCP/IP и заниматься только визуализацией WML.

Рис. 2

Сессия начинается с запроса у gateway по протоколу WSP некоторого URL, после чего он транслируется в классический HTTP Request. Когда загрузка "колоды" или "карты" завершена, WML компилируется gateway-сервером в бинарную форму, что позволяет обеспечить большую скорость обмена информацией. При необходимости (совершение финансовых сделок, передача конфиденциальной информации) подключается WTSL, и содержимое шифруется.

На сегодняшний день насчитывается несколько основных встраиваемых микробраузеров. Наиболее распространенный -- от команды разработчиков Unwired Planet. Он применяется в WAP-телефонах компаний Alcatel, Motorola, Samsung и др. У грандов индустрии -- Nokia и Ericsson -- имеются собственные решения, кроме того, пару недель назад был анонсирован телефон компании Benefon, который впервые использует ПО от Microsoft -- Mobile Explorer. Этим же браузером оснастила свою новую модель, показанную на CeBIT 2000, Sony. От других продуктов его отличает универсальность -- кроме WAP-"колод", он может отображать также и HTML-страницы.

Безусловно, несмотря на полное соответствие стандарту, любой микробраузер имеет свои особенности. Так, например, максимальный размер "колоды", которую в состоянии загрузить терминал, может варьироваться.

1.5 WAP-ресурсы

Какие же возможности открываются перед обладателем телефона с поддержкой WAP? С появлением WAP-протокола абоненты сотовых сетей получили возможность пользоваться рядом сервисных услуг и на специальных WAP-сайтах.

Такими, как электронная почта, электронные магазины, бронирование билетов и мест в гостиницах, доступ к своему банковскому счету, информационные каналы (новости, прогноз погоды, курс валют, и т.д.) и даже электронный гид. Во всемирной сети с каждым днем появляется все больше и больше WAP-ресурсов. Для многих популярных Web-сайтов созданы их WAP-близнецы, которые предоставляют "мобильным" пользователям тот же набор услуг. Для тех, кто хочет оценить тот или иной WAP-сайт не отходя от своего компьютера, существуют WAP-эмуляторы, которые позволяют воспроизвести работу с WAP на дисплее мобильного телефона. Выглядит это так: Отображение WAP-сайтов на дисплее мобильного телефона отличается недостаточной графикой и анимацией (это связано с низким разрешением экрана и невысокой скоростью передачи данных по каналам связи, однако этот недостаток уже преодолен, дело только за внедрением новых разработок). Для отображения информации на экране сотового телефона используется, как правило, четыре строки. Главный принцип представления информации на сотовом телефоне - разбиение данных на небольшие блоки размером в два-три экрана WAP- телефона. Это может быть информация о курсах валют, котировках ценных бумаг, или, например, небольшое письмо.

1.6 Операторы

Существует еще одно обязательное условие для использования WAP - это поддержка местным оператором мобильной связи услуги предоставления мобильного Интернета. Далеко не все операторы связи, действующие в Казахстане, да и за рубежом, обеспечивают WAP. Для подключения к WAP необходимо заказать у оператора сети услугу передачи данных. Оплата услуги при этом будет происходить по тарифам передачи данных этого оператора. Там вы найдете ссылки на Интернет-страницы этих операторов и краткое содержание этих страниц. Итак, чтобы пользоваться услугами мобильного Интернета "в лице" WAP, необходимо подключить аппарат, имеющий WAP-браузер, в сети оператора, поддерживающего WAP. Если это сделано, то достаточно знать нужные WAP-ресурсы, чтобы оперативно получать необходимую информацию.

1.7 Перспективы WAP

С внедрением WAP открылись его достоинства и недостатки. Свое мнение о нем высказывают как специалисты, так и рядовые пользователи, которым важен не столько процесс, сколько конечный результат. Объективная оценка такова: WAP в том виде, в котором он существует сейчас, требует серьезного усовершенствования. Здесь мы приведем несколько замечаний.

Из-за небольшого размера дисплеев, интерфейс WAP оставляет желать лучшего. Если небольшие сообщения можно прочитать довольно быстро, то содержащие до сотни символов приходиться долго "листать". Также актуальна скорость обмена данными с мобильных терминалов, тем более, что за время работы с WAP надо платить. Последний недостаток устраняет новая технология передачи данных GPRS которая не только увеличивает скорость обмена в несколько раз, но и позволяет платить не за время, а за объем принятой информации.

Для специалистов, обслуживающих WAP, стоят проблемы следующего плана: сайты, которые могут посещать пользователи с мобильных телефонов, надо постоянно адаптировать. Иными словами, WAP-сайт, который можно посмотреть на 8-строчном дисплее, для 4-х строчного уже не подходит, и его надо переписывать в специальной версии.

WAP-технология в ее современном виде является пока переходным решением. Разработчики уже модернизируют его, избавляя от первоначальных недостатков. Возможно, изменятся цели, которые достигаются применением WAP. Однако общая идея предоставления информации из Интернет на мобильный телефон будет только развиваться. В пути человеку может понадобиться доступ к привычной электронной почте, своим финансовым данным, информация об интересующих учреждениях в той местности, где находится пользователь. Список услуг можно продолжать долго.

мобильный микробраузер интернет

2. Как сделать WAP-сервер. HTML vs WML

Зачем был придуман WAP, если есть готовый Интернет-протокол HTTP? К сожалению, современному уровню радиоуслуг свойственно множество недостатков - данные передаются медленно и с большими паузами (даже текст HTML-странички будет загружаться долго, не говоря уже о графике или работе в защищенном режиме). Сам телефон (трубка) обладает скромными вычислительными ресурсами и ограниченной способностью к представлению информации в микробраузере (например, монитор может состоять всего из трех текстовых строчек) и к вводу этой информации (набор короткого слова может потребовать нескольких минут).

WAP снимает большинство этих проблем, добавляя, впрочем, свои. Этот протокол использует компактный двоичный формат для передачи данных, интерпретируемый встроенным в трубку чипом, но требует, чтобы запрашиваемый Интернет-ресурс был полностью сформирован на языке WML (Wireless Markup Language), созданном на основе языка XML. Данный язык немного напоминает HTML и ориентирован на оптимальное представление контента на самых разных текстовых и графических микро мониторах, поэтому поддержка картинок в нем минимальная (только монохромные изображения). Существует множество различий в интерпретации двоичного WAP-кода телефонами разных производителей, поэтому даже имея две одинаковые модели телефонов с разными программными прошивками, можно получить разные результаты представления WML-контента на экране. Ни один телефон пока не поддерживает все теги WML, а проверять способ представления на всех моделях телефонов и под все прошивки практически нереально. В этом плане разработка WML-контента сильно отличается от подготовки HTML-контента, более-менее одинаково отображаемого несколькими популярными браузерами.

2.1 WAP-шлюзы

Так как языка WML обычные браузеры не понимают, то для работы WAP-телефона, очевидно, требуется посредник-транслятор. Кодирование информации из WML в WAP-формат и обратное декодирование - из WAP-запроса с телефона в HTTP-запрос (проще говоря, URL) выполняется специальным WAP-шлюзом (WAP Gateway). Чтобы WAP-телефон мог нормально работать, в его настройках, прежде всего, необходимо указать IP-адрес этого шлюза (примеры настроек можно посмотреть на страничке Операторы мобильной связи предлагают собственные WAP-шлюзы, но есть и бесплатные общедоступные). При этом следует учитывать, что разные шлюзы могут обрабатывать WML-контенты по-разному.

3. GPRS

Для высокоскоростной передачи данных посредством существующих GSM-сетей и была разработана GPRS (General Packet Radio Service - услуга пакетной передачи данных по радиоканалу). Необходимо отметить, что кроме повышения скорости, новая система предполагает иную схему оплаты услуги передачи данных - при использовании GPRS расчеты будут производиться пропорционально объему переданной информации, а не времени, проведенному online. К тому же, введение GPRS будет способствовать более бережливому и рациональному распределению радиочастотного ресурса: особо не вдаваясь в технические тонкости можно сказать, что "пакеты" данных предполагается передавать одновременно по многим каналам (именно в одновременном использовании нескольких каналов и заключается выигрыш в скорости) в паузах между передачей речи. И только в паузах - голосовой трафик имеет безусловный приоритет перед данными, так что скорость передачи информации определяется не только возможностями сетевого и абонентского оборудования, но и загрузкой сети. Подчеркну, что в GPRS ни один канал не занимается под передачу данных целиком - и это основное качественное отличие новой технологии от используемых ныне. Вы только представьте - можно постоянно иметь на своем ноутбуке зеленую ромашку ICQ, не нагружая этим сеть, и платить пропорционально объему полученных и отправленных сообщений.

Разумеется, разработчики GPRS приложили все усилия для того, чтобы установка новой системы "поверх" существующих GSM-сетей оказалась как можно менее обременительной (и разорительной, что немаловажно) для операторов. Давайте рассмотрим подробнее, какие новые блоки и связи появляются в общей архитектуре системы сотовой связи стандарта GSM с внедрением GPRS, а потом обсудим пользовательское оборудование, способное работать с высокоскоростной пакетной передачей данных.

3.1 GPRS снаружи - абонентские устройства

Поговорим теперь о клиентском оборудовании GPRS. К сожалению или к счастью, но для работы с системой пакетной передачи данных необходимо иметь специальный телефон, совместимый с GPRS. Говоря более строго, GPRS-терминалы подразделяются на три класса:

· устройства класса А способны одновременно работать как с передачей голоса, так и с передачей данных (они, говоря техническим языком, обладают возможностью функционировать как в режиме коммутации каналов (circuit switched), так и в режиме коммутации пакетов (packet switched). Подчеркну - речь идет об одновременной работе в разных режимах);

· устройства класса В могут осуществлять либо передачу голоса, либо передачу данных, но не одновременно;

· устройства класса С поддерживают только передачу данных и не могут быть использованы для голосовой связи. Как правило, это разного рода компьютерные платы для обеспечения беспроводного доступа к данным.

Следует заметить, что максимальная скорость передачи данных определяется, в первую очередь, количеством каналов, с которыми одновременно может работать абонентский терминал.

4 Глоссарий

WAP server. Этот термин, к сожалению, часто используется неправильно. На самом деле это не что иное, как самый обыкновенный HTTP сервер, например web-сервер Apache. Для того, что бы всех запутать, Nokia выпустила свой собственный продукт, назвав его WAP сервер, который на самом деле является WAP gateway и HTTP server одновременно.

WAP gateway (шлюз) как и любой шлюз, работает в 2 стороны. Если смотреть на шлюз со стороны WAP устройства, то его назначение сводится к следующему: поскольку WAP устройства могут воспринимать WML только в его откомпилированной/двоичной форме, функцией WAP шлюза является преобразование WML в этот двоичный формат. Со стороны WAP сервера, WAP шлюзы формируют дополнительные поля в HTTP заголовках, например номер телефона или даже географическое расположение абонента.

WML card. Отдельная часть WML текста. WML card должна существовать внутри WML deck, содержащего одну или более WML card. WML deck являются документами XML WML deck Набор WML card. Когда браузер запрашивает URL, он загружает в себя весь WML deck, однако, есть способ обратиться к конкретной WML card.

UA (User Agent). Программный продукт, способный понимать и в частном случае отображать документы, составленные по различным правилам разметки, такое как WML, а так же интерпретировать WMLScript и др.

WMLScript. Язык сценариев для WAP устройств. Базируется на JavaScript, но менее функционален.

XML Extensible Markup Language. Стандарт концорциума W3C для языков разметки в интернет. WML один из этих языков. XML это подмножество SGML.

WTLS Wireless Transport Layer Security. Эквивалент SSL (Secure Sockets Layer), активно используемому вместе с HTML. Однако не является его полным аналогом.

Заключение

С появлением протокола WAP абоненты сотовых сетей связи получают возможность пользоваться разнообразными услугами на специальных WAP-сайтах. Электронной почтой, WAP магазинами, бронированием билетов и мест в гостиницах, доступом к своему банковскому счету, информационными каналами (новости, прогноз погоды, курс валют, репертуар театров и т.д.). И что особенно важно - абонент сохраняет мобильность в пределах зоны действия своей сети.

Для того чтобы воспользоваться протоколом WAP в некоторой сети, абоненту достаточно иметь услугу "Передача данных", которая добавляется на уже существующий номер и является составной частью "Мобильного офиса". Разумеется, Ваш аппарат должен поддерживать этот протокол.

Размещено на Allbest.ru