Принцип работы WAP

WAP — это средство доставки Интернет-контента на мобильные телефоны, смартфоны и коммуникаторы, разработанное с учетом ограниченности ресурсов данных мобильных устройств, и встроенный микробраузер — клиентское ПО, созданное для мобильных устройств, имеющих доступ к Интернет-сервисам.

По меткому замечанию представителя Phone.com (бывшей UnwiredPlanet) на заседании WAP-форума, «основная идея WAP — использовать минимальные ресурсы мобильного устройства и компенсировать ограниченность данных возможностей расширением спектра сетевых устройств».WAP создан для работы в любом стандарте сотовой связи и поддерживается большинством мировых лидеров сотовой связи, совместим с различными устройствами (с любой клавиатурой, кнопками, стилусом и т.д.). Важность протокола заключается в том, что он открыл эволюционный путь разработчикам приложений и сетевым операторам для предложения их услуг в сетях различного типа, с разными носителями.

WAP изначально разрабатывался с учетом малой скорости передачи данных и ограниченных возможностей мобильных устройств по объему памяти, размерам экранов и средствам навигации. Если обычные Web-страницы подразумевают разрешение как минимум 640Ѕ480 пикселов, то телефонный экран обычно предоставляет всего лишь 150Ѕ150 пикселов и монохромный режим. При работе на ПК мы привыкли осуществлять навигацию в Web, подводя курсор к ссылкам и кликая их, однако в телефоне и PDA аналогичного устройства просто нет.

В связи с этим, как мы отмечали, для мобильных устройств и были разработаны собственные протоколы передачи данных (WirelessAccessProtocol, WAP) и соответствующие языки разметки, в частности WML (WirelessMarkupLanguage).

Для передачи данных на мобильное устройство в соответствующем формате разрабатываются либо специальные сайты, либо происходит идентификация типа устройства в момент его обращения к серверу и преобразование исходного документа в формат, необходимый данному мобильному устройству.

Рассмотрим подробнее, что происходит, когда вы обращаетесь на Web-сайт, используя WAP-телефон (рис. 65).

Рис. 65. Схема доступа на Web по WAP-протоколу

Сначала реализуется обращение к службе (рис. 5, пункт 1) — пользователь должен связаться с ближайшей сотовой станцией. Далее устанавливается связь с сервис-провайдером (пункт 2) и осуществляется выбор Web-сайта (пункт 3). Затем пользователь посылает запрос, который направляется на шлюзовой сервер (пункт 4). Шлюзовой сервер, в свою очередь, запрашивает информацию в виде HTTP-запроса с Web-сервера (пункт 5). Получив ответ от Web-сервера, шлюзовой сервер переводит HTTP-данные в WML-данные (пункт 6). WML-данные отсылаются на мобильное устройство (пункт 7).

После того как информация получена WAP-клиентом, она отправляется на мини-браузер, который предлагает базовые средства навигации, и на дисплее мобильного устройства отображается версия Web-странички с упрощенной графикой (пункт 8).

Беспроводной Интернет пока еще весьма слабая альтернатива обычному Интернету. Сегодня это средство для ограниченного круга людей, которым важно подключаться к Сети в условиях мобильного доступа. Однако ситуация быстро меняется: Ericsson, Motorola, Nokia и другие компании уже выпустили десятки миллионов WAP-совместимых сотовых телефонов; растет популярность и других беспроводных карманных устройств.

Быстро появляются новые услуги и информационное наполнение для подобных устройств. Такие порталы, как Amazon.com, Yahoo! и ZDNet, активно предоставляют услуги и информацию беспроводным способом. Ряд компаний предлагает разработчикам пакеты инструментальных средств для проектирования беспроводных программ и служб. Таким образом, в самом ближайшем будущем ситуация изменится и выход в Web можно будет осуществлять в любом месте и в любое время, используя самые разные мобильные устройства, которые будут предоставлять выход в Интернет на высокой скорости.

Стек протоколов WAP

Архитектурная модель WAP является производной от модели WWW с учетом текущих ограничений беспроводных сетей и мобильных терминалов. WAP — это стек протоколов, которые охватывают весь процесс доставки информации — от определения языка для создания и оформления содержимого, спецификации мер безопасности до нижних уровней стека, отвечающих непосредственно за транспортировку данных. WAP разрабатывался как максимально независимая от протоколов нижележащего сетевого уровня технология и служит глобальной платформой разработки приложений для предоставления услуг независимо от того, кто является производителем терминала и какая используется сеть беспроводной связи.

Рассмотрим структуру стека.

WAE (WirelessApplicationEnvironment) — определяет инструменты, которыми пользуются разработчики контента: это программная среда для WAP-приложений. К ним относятся WML и WMLScript (скриптовый язык, имеющий много общего с JavaScript) — инструменты, которые позволяют создавать приложения для WAP.

WSP (WirelessSessionProtocol) — протокол сессионного уровня. Его основная задача — поддерживать сеанс связи. WSP предусматривает использование push-технологий (доставку «незапрошенного» контента). В этом случае соединение инициируется не клиентом, а сервером, что применяется для распространения новостей, рекламы и т.д.

WTP (WirelessTransactionProtocol) — уровень транзакций, который обрабатывает отдельные пакеты соединения. WSP и WTP соответствуют протоколу http в стеке TCP/IP.

WTLS (WirelessTransportLayerSecurity) — предоставляет многие функции, аналогичные тем, что реализованы в уровне TransportLayerSecurity (TLS), который является частью TCP/IP. Он проверяет целостность данных, обеспечивает шифрование и аутентификацию клиента и сервера.

WDP (WirelessDatagramProtocol) — предоставляет общий интерфейс между верхними уровнями и физическим уровнем, производя адаптацию под конкретные свойства протокола физического уровня.

Networkcarriermethod — физический уровень, который характеризует способ передачи данных в эфире. Протоколами этого уровня являются, в частности, уже упоминавшиеся нами протоколы SMS и GPRS.

Выводы

· Беспроводная связь делится на мобильную и фиксированную. Для организации мобильной связи беспроводная среда является единственной альтернативой. Фиксированная беспроводная связь обеспечивает доступ к узлам сети, расположенным в пределах небольшой территории, например здания.

· Каждый узел беспроводной линии связи оснащается антенной, которая одновременно является передатчиком и приемником электромагнитных волн.

· Электромагнитные волны могут распространяться во всех направлениях или же в пределах определенного сектора. Тип распространения зависит от типа антенны.

· Беспроводные системы передачи данных делятся на четыре группы в зависимости от используемого диапазона электромагнитного спектра: широковещательные (радио-) системы, микроволновые системы, системы инфракрасных волн, системы видимого света.

· Из-за отражения, дифракции и рассеивания электромагнитных волн возникает многолучевое распространение одного и того же сигнала. Это приводит к межсимвольной интерференции и многолучевому замиранию.

· Передача данных в диапазонах 900 МГц, 2,4 ГГц и 5 ГГц, которые получили название ISM, не требует лицензирования, если мощность передатчика не превышает 1 Ватт.

· Беспроводные двухточечные линии связи используются для создания радиорелейных линий, соединения зданий, а также двух компьютеров.

· Беспроводные линии связи с одним источником и несколькими приемниками строятся на основе базовой станции. Такие линии используются в мобильных сотовых сетях, а также в системах фиксированного доступа.

· Топология с несколькими источниками и недколькими приемниками характерна для беспроводных локальных сетей.

· В системах спутниковой связи используются три группы спутников: геостационарный, среднеорбитальный и низкоорбитальный.

· Для кодирования дискретной информации беспроводные системы используют манипуляцию (FSK и PSK), модуляцию с несколькими несущими частотами (OFDM) и методы расширения спектра (FHSS и DSSS).

· В методах расширения спектра для представления информации используется широкий диапазон частот, это уменьшает влияние на сигналы узкополосных шумов.

· На основе методов FHSS и DSSS можно мультиплексировать несколько каналов в одном диапазоне частот. Такая техника мультиплексирования называется множественным доступом с кодовым разделением (CDMA).

Вопросы и задания

1. Назовите основные области применения беспроводных линий связи.

2. В чем достоинства и недостатки беспроводной передачи информации по сравнению с проводной?

3. В каких пределах изменяется скорость передачи данных по различным каналам и в каких единицах она измеряется?

4. Каковы характеристики «тонкого» и «толстого» кабеля Ethernet?

5. Что такое системы GSM?

6. Что такое GPRS и WAP?

7. Охарактеризуйте спецификацию Bluetooth.

8. Что такое стандарты связи IEEE 802.11, IEEE 802.11а и IEEE 802.11b?

9. Охарактеризуйте сети Wi-Fi.

10. Охарактеризуйте диаграмму излучения направленной антенны.

11. Каковы характеристики спутниковых каналов?

12. Перечислите диапазоны систем спутниковой связи.

13. Охарактеризуйте различные разновидности орбит спутниковых систем.

14. Дайте характеристику провайдеров услуг спутниковой связи.

15. Каким образом можно организовать ненаправленное распространение радиоволн и микроволн?

16. За счет чего радиоволны с частотами от 2 до 30 МГц могут распространяться на сотни километров?

17. Какой спектр волн используется для спутниковой связи?

18. Какие атмосферные явления мешают распространению микроволн?

19. Что из нижеперечисленного используется для ненаправленного распространения инфракрасных волн:

20. лазерные диоды;

21. система линз;

22. отражение от потолка;

23. тепловые антенны.

24. Какие препятствия вызывают дифракцию, а какие рассеивание электромагнитных волн?

25. В каких случаях применяются эллиптические орбиты телекоммуникационных спутников?

26. Какими недостатками обладает геостационарный спутник?

27. В чем, по вашему мнению, заключается причина неудачи проекта Iridium?

28. При соблюдении какого условия технология FHSS является высокоскоростной?

29. Какое свойство последовательности Баркера определяет возможность ее использования в технологии DSSS?

30. Назовите основное свойство расширяющих последовательностей, используемых в технологии CDMA.

31. Можно ли в качестве расширяющих последовательностей узлов сети, поддерживающих множественный доступ с кодовым разделением на основе технологии DSSS, использовать значения 1 0 0 ... 0, 0 1 0 0 ... 0, 0 0 1 0 ... 0, 0 0 0 1 0 ...0 и т. д.?

32. Предложите 11-битную расширяющую последовательность, отличную от последовательности Баркера, которая, как и последовательность Баркера, позволяет надежно определять начало передачи очередного бита исходной информации.