Mobile Systeme und drahtlose Netzwerke Vorlesung II

Gliederung

Ubiquitäres Computing Idee: Umgebung ist ausgestattet mit unsichtbarer und helfender Computerinfrastruktur und –peripherie Sowohl mobile als auch stationäre Systeme Komponenten, die man bei sich trägt Komponenten der Infrastrukturen, mit denen man kommuniziert (interagiert) Verschiedene Anwendungen Verschiedene Übertragungsmedien, drahtlose oder drahtgebundenen Vielfältige Infrastruktur: Alles was einen umgibt Unsichtbare Infrastruktur Hilft uns in jenem Kontext, in dem ich Hilfe benötige Wir brauchen uns nicht darum zu kümmern Daten beziehen sich auf einen Kontext persönlichen Informationen/ Anwendungen gehen mit dir durchs Netzwerk

Ubiquitäres Computing, Fortsetzung Oft auch als pervasive/unsichtbares computing bezeichnet Vergrößerte Realität (augmented reality) Fähigkeit, die Umgebung abzufragen Fähigkeit, um eine nicht aufdringliche Führung (non-intrusive guidance) zu bitten Kann auch verschiedene anziehbare (wearable) Geräte enthalten Welche Auswirkungen hat das u.C. auf die Gesellschaft und die Privatsphäre? Können wir wirklich Sicherheitsmechanismen entwickeln, die jenen entsprechen, die wir gewohnt sind, aber nicht schärfer sind. Diese Definition variiert zwischen den Kulturen/Regierungen. Sicherheitsbedürfnisse kulturspezifisch.

Ubiquitäres Computing, Fortsetzg. Keine klare Definition des ubiquitären Computings heute Wozu ist es wirklich gut? Wie praktisch ist es wirklich? Ist es eine Teilmenge des mobilen Computings?

Mobiles Internet Ein mobiles Internet sollte ein ähnliches Preis/Leistungsverhältnis bekommen, wie beim drahtgebundenen Internetzgang. Hoher Datendurchsatz und Flatrate z.B. SMS-Kosten Preis pro SMS 0,17 Cent (2003) D2Vodafone 0,17 Cent für 160 Zeichen 1 Mbyte = 1.048 576 Bytes 1048576 6554 volle SMS : Preis pro Megabyte  1114 € pro MByte SMS Bei SMS mit 100 Zeichen: 10485 SMS  1782 € pro Mbyte SMS

Forschungsfelder – Mobiles Internet Authentifizierung. Geht PKI? Verschlüsselung und Privatheit. Nicht so einfach. Gruppenmanagement Elektronische Bezahlung. Geschäftsmodelle. Sind entscheidend. Möglichst bezahlbar. User Interface für mobile Geräte. Mobilität von IP-Adressen. Mobile Subnetze. Neue erweiterte Anwendungen und Anwendungsgebiete, Mehrwertdienste (value added services ). Ortsabhängige Anwendungen. Integration mit Breitbandtechnologien insbesondere DVB-T.

Forschungsfelder – Mobiles Internet Neue Architekturen kleiner Geräte und Computer (Smart Devices) mit beschränkten Ressourcen Service Discovery. Wo ist der Drucker? Wer hat den Fahrplan? Kontext Mobilität. Beibehalten aller Zustände. Offene Files, Sicherheitsverbindungen, etc... Ad-hoc networking, Peer-to-Peer und Multicast Optimierung. Handover Management. Realisierung schneller vertikaler und horizontaler Handovers Quality of Service in mobilen und IP-Netzen. Reservierungen vornehmen. Mobile IP Telephonie. Header compression. Kleine Antennen. Mobile Netzwerke sollten diese mit sich tragen können. IPv6. Wirklich notwendig? Konvergenz mit UMTS. 4G?

Chrakteristika drahtloser LANs Vorteile räumlich flexibel innerhalb eines Empfangsbereichs Ad-hoc-Netzwerke ohne vorherige Planung machbar keine Verkabelungsprobleme (z.B. historische Gebäude, Feuerschutz, Ästhetik) unanfälliger gegenüber Katastrophen wie Erdbeben, Feuer - und auch unachtsamen Benutzern, die Stecker ziehen! Nachteile im allgemeinen noch sehr niedrige Übertragungsraten (1-2Mbit/s) viele proprietäre Lösungen, Standards beginnen sich erst langsam durchzusetzen (aber z.B. IEEE802.11 ist weniger leistungsfähig) müssen viele nationale Restriktionen beachten, wenn sie mit Funk arbeiten, globale Regelungen werden erst langsam geschaffen (z.B. IMT-2000)

Entwurfsziele für drahtlose LANs weltweite Funktion möglichst geringe Leistungsaufnahme wegen Batteriebetrieb Betrieb ohne Sondergenehmigungen bzw. Lizenzen möglich robuste Übertragungstechnik Vereinfachung der (spontanen) Zusammenarbeit bei Treffen einfache Handhabung und Verwaltung Schutz bereits getätigter Investitionen im Festnetzbereich Sicherheit hinsichtlich Abhören vertraulicher Daten und auch hinsichtlich der Emissionen Transparenz hinsichtlich der Anwendungen und Protokolle höherer Schichten

Vergleich Infrarot-/Funktechniken Einsatz von IR-Dioden, diffuses Licht, Reflektion von Wänden Vorteile sehr billig und einfach keine Lizenzen nötig einfache Abschirmung Nachteile Interferenzen durch Sonnenlicht, Wärmequellen etc. wird leicht abgeschattet niedrige Bandbreite Einsatz als IrDA (Infrared Data Association) -Schnittstelle in fast jedem Mobilrechner verfügbar Funktechnik heute meist Nutzung des 2,4GHz lizenzfreien Bandes Vorteile Erfahrungen aus dem WAN und Telefonbereich können übertragen werden Abdeckung einer größeren Fläche mit Durchdringung von Wänden Nachteile enger Frequenzbereich frei schwierigere Abschirmung, Interferenzen mit Elektrogeräten Einsatz vielfältige, separate Produkte

Vergleich Infrastruktur- und Ad hoc-Netzwerk Infrastruktur-Netzwerk AP: Access Point AP AP Existierendes Festnetz AP Ad hoc-Netzwerke

802.11 - Architektur - Infrastrukturnetz Station (STA) Rechner mit Zugriffsfunktion auf das drahtlose Medium und Funk-kontakt zum Access Point Basic Service Set (BSS) Gruppe von Stationen, die dieselbe Funkfrequenz nutzen Access Point Station, die sowohl in das Funk- LAN als auch das verbindende Festnetz (Distribution System) integriert ist Portal Übergang in ein anderes Festnetz Distribution System Verbindung verschiedener Zellen um ein Netz (EES: Extended Service Set) zu bilden 802.11 LAN 802.x LAN STA1 BSS1 Portal Access Point Distribution System Access Point ESS BSS2 STA2 STA3 802.11 LAN 9

802.11 - Architektur - Ad-hoc Netzwerk 802.11 LAN Direkte Kommunikation mit begrenzter Reichweite Station (STA): Rechner mit Zugriffsfunktion auf das drahtlose Medium Basic Service Set (BSS): Gruppe von Stationen, die dieselbe Funkfrequenz nutzen STA1 BSS1 STA3 STA2 BSS2 STA5 STA4 802.11 LAN 7.8.2

Bluetooth für Einsteiger

Short-range radio link Ziele der Bluetooth Entwicklung Allgemeiner Standard Robuste Ver- bindungen für Sprache und Daten Mehrere Ver- bindungen, ad-hoc Netzwerke Short-range radio link Drahtlose verbindungen zwischen Terminals und mobilen Telefonen

Wozu ist Bluetooth zu gebrauchen? Personal Ad-hoc Networks Cable Replacement Landline Data/Voice Access Points

Bluetooth- Architektur RF Baseband Audio Link Manager LMP L2CAP TCP/IP HID RFCOMM Applications Data Control Application Framework and Support Link Manager and L2CAP Radio and Baseband Host Controller Interface

Bluetooth- Architektur Software RF Baseband Audio Link Manager LMP L2CAP TCP/IP HID RFCOMM Applications Data Control Modules

Future Mobility Trends An operator’s Mobile Internet Thousands of routers and millions of users Different access technologies (ADSL, GSM/GPRS, WCDMA, W-LAN….) for different or same services. Multi-service networks with one common network technology Seamless mobility for users Multimedia over the air VPNs for enterprises Scalable and Secure Networks