Písemná práce k modulu Informační zdroje a komunikace

The Nottingham Trent University B.I.B.S., a.s. Brno BA (Hons) in Business Management Písemná práce k modulu Informační zdroje a komunikace Bezdrátové přenosové technologie Autor: Hana Doležalová Bohdana Matelová Ročník: IV. ročník, 2006/2007

Prohlašujeme, že jsme práci zpracovaly samostatně a že všechny citované zdroje (včetně internetových) jsou uvedeny v seznamu citované literatury. Jsme si vědomy toho, že případná nepravdivost tohoto prohlášení by mohla mít za následek i předčasné ukončení našeho studia. V Brně dne 4. března 2007 Podpis:. Podpis:. 2

OBSAH: 1. ÚVOD... 4 2. DEFINICE POJMŮ... 5 2.1. MOBILNÍ TECHNOLOGIE... 5 2.2. BEZDRÁTOVÁ TECHNOLOGIE... 5 2.3. SÍŤ... 5 2.3.1. Zprávy, jejich přenos a datové pakety... 6 2.4. LAN... 7 2.5. MAN... 8 2.6. WAN... 8 3. ROZDĚLENÍ BEZDRÁTOVÝCH TECHNOLOGIÍ... 9 3.1. WLAN / WIFI - WIRELESS FIDELITY... 9 3.2. BLUETOOTH... 10 3.3. IRDA (INFRARED)... 10 3.4. NAVIGAČNÍ GPS... 11 3.4.1. Druhy GPS... 12 3.4.2. Možnosti využití... 13 3.4.3. Rozdělení GPS... 13 3.5. GSM... 13 3.5.1. Struktura sítě... 14 3.5.2. CDMA... 14 3.5.3. GPRS... 15 3.5.4. EDGE... 16 3.5.5. Technologie 3G... 17 4. ZÁVĚR... 17 5. PRAKTICKÁ ČÁST PRÁCE... 18 6. POUŽITÉ ZDROJE... 18 7. POUŽITÉ ZKRATKY... 19 3

1. Úvod Tématem této seminární práce jsou bezdrátové přenosové technologie. Položme si otázku, proč se o bezdrátové technologie vůbec zajímat. Odpověď můžeme aplikovat především na příkladu veškerých výhod instalace bezdrátových sítí. Tato je na jednu stranu jednodušší na výstavbu a technickou realizaci, protože není třeba pokládat žádnou kabeláž, na druhou stranu bezdrátové sítě nabízejí podstatně nižší rychlosti než nejmodernější ethernetové kabelové sítě. Jenže pokud nezamýšlíte přenášet ve vaší síti obrovská množství dat najednou, mohou snadno výhody bezdrátové sítě převážit. Pokud bezdrátové technologie zapojíme do podnikání, velmi rychle zjistíme, že při přechodu na bezdrátové technologie už nebudeme celou pracovní dobu vázáni ke svému pracovnímu stolu. Bezdrátové řešení poskytuje volnost, takže můžeme pracovat kde chceme, jak chceme a kdy chceme, a nejsme přitom omezováni kabely. Zapomenout můžeme na okamžiky, kdy nejsme v kontaktu s kanceláří a nemůžeme získat informace, které zoufale potřebujete. Používání bezdrátových technologií je intuitivní a neexistují zde prakticky žádné rozdíly oproti běžným pevným kabelovým sítím. V mnoha ohledech jsou bezdrátové sítě uživatelsky přívětivější než kabelové sítě a navíc nabízejí větší volnost a flexibilitu. Můžete pracovat a být dosažitelní téměř kdekoli v dosahu přípojného bodu. V minulosti bylo jednou z největších překážek při implementaci bezdrátových technologií zabezpečení, ale při dnešních technologických pokrocích a zavedení správných bezpečnostních opatřeních lze tyto obavy zcela potlačit. Řízení přístupu a ověřování přístupových práv je u bezdrátových sítí zabezpečeno stejně jako u pevných sítí. Do bezpečnostních opatření lze započítat také funkce, které nabízejí samotná mobilní zařízení. K ochraně citlivých informací uložených na noteboocích nebo jiných mobilních zařízeních lze použít čísla PIN, ověřovací kódy, časovaná uzamčení a uživatelská hesla. 1 1 Internetová prezentace firmy HP ČR. Vzdělávací středisko. [on-line]. Proč přejít na bezdrátové technologie? Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: <http://h41320.www4.hp.com/cda/mwec/display/main/mwec_content.jsp?zn=hpsmb&cp=26-29-31-30-36%5e3009_4003_23 >. 4

2. Definice pojmů V první řadě je důležité přesnější vymezení pojmů mobilní a bezdrátové technologie, mezi kterými je značný rozdíl. Základní rozdíl je v zaměření: mobilní technologie souvisí s možností pracovat a plnit úkoly mimo kancelář, zatímco bezdrátové technologie umožňují připojení jednotlivých zařízení navzájem nebo k síti bez použití kabelů. 2.1. Mobilní technologie Být mobilní znamená, že můžete pracovat kdekoli v autě, v letadle, na letišti, v restauraci nebo v parku a stále používat potřebné aplikace, předvádět prezentace a vytvářet nebo upravovat dokumenty a data. Své zařízení pro uchovávání dat a vytváření dokumentů máme stále při sobě. 2.2. Bezdrátová technologie Označení bezdrátové zařízení znamená, že zařízení je vybaveno určitými technologiemi (síť WLAN, GPRS, 3G, Bluetooth), které umožňují připojení k jiným bezdrátovým zařízením. Pomocí bezdrátového připojení můžeme přistupovat k e-mailu, používat bezdrátovou tiskárnu k tisku dokumentů ze vzdálené kanceláře nebo sdílet data mezi zařízeními bez starostí o vytvoření kabelového připojení pomocí fyzického rozhraní. 2.3. Síť V 70tých letech dochází k potřebě vzájemného propojení vzdálených počítačů, za účelem jejich vzájemné spolupráce. Nejdřív byly budované terminálové sítě, které umožňovaly práci více uživatelů na jednom počítači (obvykle sálovém). Nevýhodou této koncepce byla úplná závislost terminálů na ústředním počítači. Potřeba řešení lokálních úloh bez použití ústředního počítače vedla ke vzniku tzv. počítačových sítí, které umožňují uživatelům pracovat v sítí i mimo ní. 2 V oboru informačních technologií se pod pojmem síť rozumí skupina bodů navzájem propojených komunikačními kanály. Sítě mohou být navzájem propojeny s jinými sítěmi a mohou také obsahovat podsítě. Síť se tedy skládá s určitého počtu bodů (síťových prvků zvaných uzly) propojených navzájem za účelem vzájemné komunikace. Tyto vzájemně 2 ŠTĚTINA, J. [on-line]. Počítačové sítě LAN. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: <http:// www-dt.fme.vutbr.cz/lan/csit1.htm>. 5

propojené body mohou být koncové uzly (např. počítače typu PC, pracovní stanice nebo servery, síťové tiskárny apod.) nebo mezilehlé uzly (propojovací síťová zařízení). Vzájemně jsou propojeny segmenty přenosového média, které vytvářejí komunikační kanál pro přenos signálu. Pro klasifikaci sítí lze použít různá kritéria. Nejčastěji používaná kritéria jsou: Podle prostoru, který příslušná síť pokrývá. Z tohoto hlediska se rozdělují sítě lokální, označované často zkratkou LAN (Local Area Network), sítě městské označované jako MAN (Metropolitan Area Network) a sítě rozlehlé označované jako WAN (Wide Area Network). Podle způsobu vzájemného propojení za účelem komunikace. Toto vzájemné uspořádání síťových uzlů a jejich příslušných spojů se nazývá síťová topologie. Podle způsobu komunikace, který je u dané sítě uplatněn, tj. typ síťové architektury. Podle typu informace, která je sítí přenášena (sítě hlasové, datové, kombinované) Podle vlastnictví a způsobu správy uživatelských přístupů do sítě (sítě privátní a sítě veřejné. Podle typu fyzických spojů používaných v infrastruktuře sítě, např. sítě s optickými kabely. 3 Při provozu bezdrátových sítí se využívá velkých rozsah kmitočtových frekvencí, např. u oblíbené sítě WiFi pro internet je to frekvence 2,4 GHz a frekvence 5/10 GHz, která se rozšiřuje vzhledem k nižšímu stupni rušení. U GSM je to např. frekvence 900/1800 MHz. 2.3.1. Zprávy, jejich přenos a datové pakety Stěžejním úkolem sítě je zajistit přenos informací mezi komunikujícími uzly. Tyto informace jsou na zdrojovém systému formovány do tzv. zpráv. Zprávy kromě vlastních uživatelských dat obsahují i data režijní, která jsou určena nejen cílovému systému, ale také systémům mezilehlým, přes které je zpráva přenášena. Informace, které obsahují režijní data, jsou nezbytná pro zajištění korektního přenosu uživatelských dat. V průběhu přenosu mohou být tato režijní data na mezilehlých systémech podle potřeby pozměněna. Přenosové technologie mají ovšem omezen objem dat, která mohou být v jedné zprávě přenesena. Pokud by požadovaná zpráva překročila tento limit, původní zpráva je na vysílací straně rozdělena na potřebný počet částí, z nichž každá je opatřena nutnými režijními daty. Takto vznikají základní datové jednotky určené k přenosu, zvané datové pakety. 4 3 KUNDEROVÁ, L. Informační zdroje a komunikace. Learning Package. BIBS 2006/2007. s. 17 4 KUNDEROVÁ, L. Informační zdroje a komunikace. Learning Package. BIBS 2006/2007. s. 18 6

2.4. LAN Sítě LAN mají specifické místo mezi datovými sítěmi, což vyplývá z jejich rozlehlosti.tyto sítě jsou typické tím, že přenosové médium je ve vlastnictví uživatele (uvnitř budov), na přenos se využívají vysoké přenosové rychlosti řádově 10/100/1000 Mbit, mají nízkou chybovost, což vyplývá z použití kvalitních kabelů a skutečnosti, že síť neprochází otevřeným prostorem s výrazným rušením. Síť PC-LAN je vlastně skupina počítačů PC, které jsou navzájem propojené tak, aby byla možná jejich vzájemná komunikace. Svým uživatelů,mohou poskytovat sítě PC-LAN následující služby: sdílení technických zařízení sítě, sdílení společných dat sítě, elektronickou poštu mezi uživateli sítě, monitorování jiných účastníků sítě, hlasovou a obrazovou komunikaci v síti. Každá síť nemusí poskytovat všechny vyjmenované služby. Síť LAN umožňuje používat všem účastníkům sítě společná technické zařízení. Obvykle se jedná o velkokapacitní disky, laserové tiskárny a počítače s koprocesory. Na obr.1 je příklad sítě se třemi počítači. Obr. 1 - Příklad sítě se třemi počítači Sdílení společných dat bývá nejčastěji příčinou budování počítačových sítí LAN. Všichni uživatelé sítě mohou potom v síti využívat a zpracovávat společná data. Tato služba se používá, jakmile má větší počet pracovníků přístup ke stejným datům. Příkladem je síť libovolného podniku, kde s daty která jsou na počítači skladu, kde je databáze evidence skladu potřebují pracovat i počítače pracovníků odbytu, údržby, výroby viz. obr. 2. Obr. 2 - Síť počítačů libovolného podniku 7

Dále se velmi často používá elektronická pošta, přičemž ta umožňuje zasílání a výměnu textových zpráv, souborů a programů mezi uživateli sítě. Bývá realizovaná různým způsobem. Umožňuje také zasílání oběžníků. Monitorování jiných účastníků sítě se používá na monitorování a řízení jiných počítačů v síti. Výhodná je hlavně při kontrole práce v síti. Monitorování v síti umožňuje zobrazovat na obrazovce počítače obsahy obrazovek jiných počítačů. Možnost využití této služby prezentuje obr.3, na kterém mohou studenti během přednášky učitele sledovat prostřednictvím sítě obsah obrazovky výukového počítače. Obr. 3 - Monitorování v síti Řízení jiných počítačů umožňuje uživateli sítě pracovat prostřednictvím svého počítače na vzdálených počítačích sítě. Počítače zapojené do sítě PC-LAN mohou být ve funkci SERVERu, nebo pracovní stanicí (WORKSTATION). 2.5. MAN Metropolitní sítě umožňují rozšíření působnosti lokálních sítí jejich prodloužením, zvýšením počtu připojených stanic a zvýšením rychlosti. Rychlost MAN sítí bývá vysoká a svým charakterem se řadí k sítím LAN. Sítě mohou být jak soukromé, tak veřejné, které provozovatel pronajímá různým uživatelům. Normalizovaná metropolitní síť existuje jedna: protokol Distributed Queue Dual Bus (DQDB) (IEEE 802.6). 2.6. WAN Rozlehlé sítě WAN typicky pokrývají rozsáhlé geografické oblasti. Znamená to, že WAN zajišťují propojení lokálních a městských sítí na celostátní i mezinárodní úrovni. Tato propojení jsou realizována určitým počtem mezilehlých síťových uzlů, směrovačů WAN, ke kterým jsou připojeny hraniční směrovače propojovaných lokálních nebo městských sítí. 8

Zásadním rysem sítí WAN je skutečnost, že přenosové kanály (tzv. okruhy ) jsou zpravidla ve vlastnictví společností, provozujících komunikační služby, a jsou pronajímány dalšími organizacemi nebo jednotlivými uživateli. Požadavky kladené na sítě WAN jsou zejména vysoká rychlost přenosu a vysoká propustnost. 5 Možný je i přenos nedatových přenosů, kde jsou to například: ISDN, Frame Relay, ATM, Gigabit Ethernet, Mobilní datová komunikace. 3. Rozdělení bezdrátových technologií 3.1. WLAN / WiFi - Wireless Fidelity WLAN je zkratka pro Wireless Local Area Network (bezdrátová místní síť). Sítě WLAN poskytují bezdrátové propojení mezi notebooky, stolními počítači, tiskárnami, kapesními počítači PDA a podnikovou sítí prostřednictvím bezdrátových přístupových bodů (WiFi). Tímto způsobem lze jednoduše rozšířit síť (a podnikovou infrastrukturu) bez nákladů na instalaci dodatečné kabeláže. Technologie WiFi byla původně určena právě pro mobilní Internet. Dnes si však v Česku pod pojmem WiFi většina lidí nepředstaví nic jiného, než způsob pevného připojení k Internetu, který velmi dobře konkuruje DSL a kabelovému Internetu. 6 Wi-Fi je v současnosti nejoblíbenějším typem bezdrátového připojení k internetu. Výhodami Wi-Fi sítí jsou jednoduchost technického řešení, praktická dostupnost, a vysoká rychlost. Wi- Fi běžně dosahuje přenosové rychlosti 1-5 Mbps a při ideálních přenosových podmínkách může dosáhnout rychlosti až 11 Mbps, nebo 54/108 Mbps v závislosti na používané normě. Signál se šíří ve frekvenčním pásmu 2,4-6 GHz. Kompatibilitu zařízení potřebných k provozování či využívání Wi-Fi zaručuje certifikační proces; zařízení, která tuto certifikaci získala, bývají označena logem Wi-Fi aliance. Rychlosti největších pevných WiFi poskytovatelů ukazuje následující tabulka: 5 KUNDEROVÁ, L. Informační zdroje a komunikace. Learning Package. BIBS 2006/2007. s. 19-20 6 PĚTIVOKÝ, T. [on-line]. DSL.cz: WiFi hotspoty zákazníky nezískaly. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: <http://www.lupa.cz/clanky/dsl-cz-wifi-hotspoty-zakaznikyneziskaly/ >. 9

Přehled průměrných rychlostí vybraných WiFi sítí (listopad 2006) síť rychlost v kbit/s síť rychlost v kbit/s 802.cz 756 KHnet.info 1965 Airwaynet 915 Klfree 2039 CL-NET 604 MYWEB 2378 Czela.net 1880 OrbisNet 870 CZFree.Net 1362 Ovfree.net 3742 DAT 645 PilsFree 2804 Dragon 1068 Ralsko.net 960 Erkor 1613 RPSNet 384 Evkanet 4982 Simelon.Net 2880 Fifejdy.cz 1671 SlováckoFree 1765 GEMNET 1618 TTNET 869 HKFree.org 2780 UNET 492 Infos 788 Ostatní 1173 3.2. IRDA (Infrared) Tab. 1 - Přehled průměrných rychlostí vybraných WiFi sítí (listopad 2006) Infrared Data Association (Sdružení pro přenos dat v infračerveném spektru), známá pod zkratkou IrDA, je organizace, která definuje standardy komunikačních protokolů pro přenos dat na krátkou vzdálenost prostřednictvím infračerveného záření. Tyto standardy se používají pro tzv. osobní sítě (PAN), pro komunikaci s mobilními telefony, palmtopy apod. Komunikace pomocí IrDA vyžaduje mezi komunikujícími přímou viditelnost, má velmi omezený dosah (cca 1 metr) a poměrně nízkou přenosovou rychlost (2,4 kbit/s až 16 Mbit/s). 7 Tato technologie je již na ústupu, nahradila ji technologie Bluetooth. 7 Encyklopedie internetového portálu SEZNAM. CZ. Definice pojmu IRDA. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: < http://encyklopedie.seznam.cz/heslo/132297-irda >. 10

3.3. Bluetooth Rozhraní Bluetooth doplňuje bezdrátovou síť LAN o možnost rychlého a snadného vzájemného propojení zařízení vybavených tímto rozhraním, a to bez nutnosti připojení k místní síti. Můžete tak například vytisknout dokument ze svého přenosného počítače na jakoukoli tiskárnu vybavenou rozhraním Bluetooth, která je v dosahu (produkty vybavené rozhraním Bluetooth mají menší dosah než bezdrátové sítě přibližně 10 metrů). Vytvořením dočasné sítě, známé také jako osobní síť PAN (Personal Area Network), si můžete vyměňovat soubory na neformálních schůzkách, například mezi zákazníky u jednacího stolu. Rozhraní Bluetooth nabízí možnost flexibilního a spontánního připojení, zvláště pokud nemáte čas se připojit k pevné nebo bezdrátové síti. Toto rozhraní též nahrazuje propojení kabely s nejběžnějšími zařízeními (tiskárna, mobilní telefon atd.) Bluetooth je bezdrátová komunikační technologie sloužící k bezdrátovému propojení mezi dvěma a více elektronickými zařízeními, jakými jsou například mobilní telefon, PDA, osobní počítač nebo náhlavní souprava. Bluetooth se vyskytuje v několika vývojových verzích, z nichž v současnosti nejvíce využívána nese označení 1.2 a je implementována v drtivé většině Bluetooth zařízení (stav k r. 2006). Výkonnost je označována následujícím způsobem: Class 1. - 100 metrů (maximální teoretický dosah) Class 2. - 10 metrů Class 3. - 1 metr Toto označení platí pro všechny vývojové řady (tj. 1.0, 1.2 a 2.0). Bluetooth pracuje v ISM pásmu 2,4 GHz (stejném jako u Wi-Fi). K přenosu využívá metody FHSS, kdy během jedné sekundy je provedeno 1600 skoků (přeladění) mezi 79 frekvencemi s rozestupem 1 MHz. Tento mechanismus má zvýšit odolnost spojení vůči rušení na stejné frekvenci. Je definováno několik výkonových úrovní (2,5 mw, 10 mw, 100 mw) s nimiž je umožněna komunikace do vzdálenosti cca 10 100 m. Pokud jsou mezi komunikujícími zařízeními překážky (typicky například zdi), dosah rychle klesá. 8 3.4. Navigační GPS GPS (úplný název je GPS Navstar) je satelitní navigační systém, původně vybudovaný americkou armádou pro vlastní potřebu, umožňující zjistit velmi přesně (s přesností na 8 Otevřená encyklopedie WIKIPEDIE [on-line]. Definice pojmu Bluetooth. Aktualizováno 2007. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: < http://cs.wikipedia.org/wiki/bluetooth>. 11

několik metrů) pozici uživatele kdekoliv na zemi. Celý systém GPS sestává z 24 družic obíhajících ve výšce přibližně 20 000km nad povrchem země. Družice vysílají rádiový signál, který obsahuje informaci o pozici a času interních, velice přesných hodin družice. K zjištění vlastní pozice je nutné vlastnit GPS přijímač (zařízení jen o málo větší než mobilní telefon), které podle informací přijatých z družic dokáže určit zeměpisné souřadnice, kde se v danou chvíli nachází. Samotný GPS přijímač nic nevysílá, neexistuje tedy způsob, kterým by někdo cizí zjistil kde se majitel přijímače nachází, pouze GPS přijímač zná svoji vlastní polohu, kterou dokáže spolu s dalšími odvoditelnými informacemi (např. rychlost pohybu) uživateli zobrazit. Širší možnosti využití GPS veřejností se otevřely teprve před několika roky. 3.4.1. Druhy GPS GPS přijímače se vyrábějí jako samostatné přístroje a to ruční a nebo určené pro vestavbu do auta, lodě nebo letadla. Ruční přijímače jsou konstruovány pro použití v terénu, jsou tudíž odolnější a měly by snést nějaký ten pád a vlhké prostředí. Přijímače jsou vybaveny grafickým displejem (černobílým a nebo čím dál častěji barevným) a několika ovládacími tlačítky, jimiž se přijímač ovládá pomocí intuitivního grafického prostředí. Ruční přijímače se dělí na mapové a nemapové. Nemapové umí pracovat pouze s tzv. body zájmu (points of interest), což jsou souřadnice nějakého objektu (turistická zajímavost, vesnice, jezero, atd.), ke kterým nás umí GPS "dovést", ale na mapovém displeji vidíme jen body, ne ulice, lesní nebo vodní plochy a podobně. Mapové přístroje umožňují zobrazení mapy s mnohem více podrobnostmi, které závisí na typu mapy - jsou mapy silniční, určené pro motoristy, mapy turistické, které obsahují více podrobností pro cestování terénem (např. cyklostezky, případně pomocí vrstevnic dávají přehled o členitosti terénu) a třeba letecké mapy, obsahující všechny letiště, omezené a zakázané prostory, letové cesty a podobně. Další standardní funkce, které obsahují zpravidla všechny přijímače je určení rychlosti, jakou se pohybujeme, navigaci k danému místu (buď místo na mapě nebo námi dříve uložené souřadnice nějakého místa), včetně zbývající vzdálenosti a odhadu za jak dlouho na místo dorazíme. Další skupinou jsou přijímače v podobě zásuvných karet do PDA (kapesního počítače), případně samostatné jednotky bez displeje, propojitelné kabelem nebo pomocí bluetooth technologie s PDA nebo jakýmkoliv jiným počítačem. Tyto přijímače jsou levnější (pokud už vlastníte PDA) a nejste omezeni funkcemi GPS, protože navigačních programů pro PDA je velké množství a jejich možnosti značně přesahují možnosti software vestavěného v 12

GPS. Na druhou stranu PDA je zranitelnější oproti ruční GPS a výdrž na baterie je kratší, takže toto řešení není nejvhodnější pro pohyb v terénu. 9 3.4.2. Možnosti využití Zde je využití velmi široké, jedná se např. o autonavigaci (plánování tras), pěší turistiku (navigace k nastavenému cílovému bodu), dále sem řadíme i velmi významnou navigaci leteckou či námořní. 3.4.3. Rozdělení GPS DGPS (Diferenciální GPS) Přesnost GPS (jednotky metrů) je sice úžasná, ale někdy je potřeba ještě větší přesnost zaměření - například v geodézii hrají roli i centimetrové odchylky. Potom může pomoc diferenciální GPS EGNOS/WAAS Jedná se o soustavu pozemních stanic s přesně známou polohu, které zjišťují chybu signálu družic GPS a následně tuto informaci vysílají pomocí dvou družic (které nejsou součástí systému GPS), tak aby ji byl schopen v určité oblasti zachytit GPS přijímač. GPS je systém vytvořený americkou armádou. Protože Evropa nechce být pozadu, budou s největší pravděpodobností v budoucnu existovat dva satelitní navigační systémy. Vzhledem k tomu, že družice GPS jsou již téměř na konci plánované životnosti, plánují se po roce 2010 inovace i v systému GPS. Vylepšení by mělo spočívat v lepší přesnosti lokalizace a vyšší odolnosti proti úmyslnému rušení signálu. 3.5. GSM GSM (Globální Systém pro Mobilní komunikaci) je nejpopulárnější standard pro mobilní telefony na světě. GSM telefony používá přes miliardu lidí z více než 200 zemí. Všudypřítomnost GSM standardu dělá z mezinárodního telefonování běžnou záležitost díky roamingovým smlouvám mezi mobilními operátory. GSM se od svých předchůdců liší tím, že signální i hovorové kanály jsou digitální, což znamená, že se jedná o druhou generaci (2G) systému mobilních telefonů. Tento fakt také znamená, že datová komunikace byla do systému přidána velmi záhy. GSM je otevřený standard který vyvíjí 3GPP. 9 KRPATA, P. [on-line]. GPS Navigace. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: <http://www.e-firma.cz/view.php?cisloclanku=2005111901>. 13

GSM je buňková síť, což znamená že mobilní telefony se připojují do sítě prostřednictvím nejbližší buňky. GSM síť funguje na několika radiových frekvencích. Jsou čtyři různé velikosti buněk - Makro, mikro, pinko a deštníkové buňky. Za makro buňky jsou považovány ty, kde je umístěna anténa základové stanice na stožáru nebo na budově nad úrovní střech. Mikro buňky mají anténu umístěnou pod úrovní střech. Pikobuňky jsou malé buňky s průměrem pár desítek metrů; používají se hlavně uvnitř budov. Na druhou stranu deštníkové buňky se používají pro pokrytí oblastí ve stínech a na vyplnění mezer mezi buňkami. 3.5.1. Struktura sítě Síť za systémem GSM je velká a složitá, aby mohla poskytovat veškeré vyžadované služby. Je rozdělena do několika sekcí: Systém základnových stanic; Síťový a přepínací podsystém (část sítě nejvíce podobná pevné síti). Většinou se jí říká prostě hlavní síť; Hlavní síť GPRS (volitelná část která umožňuje internetové spojení na bázi paketů); Všechny elementy se skládají dohromady, aby mohly poskytovat GSM služby jako hovory a SMS. Jednou z klíčových vlastností GSM je Subscriber Indentity Module, známá jak SIM karta. SIM karta je vyjímatelná smart karta, obsahující informace potřebné k přihlášení uživatele do sítě a je na ní uložen telefonní seznam. 10 3.5.2. CDMA Kódový multiplex (CDMA, code division multiple access) je metoda digitálního multiplexování, tzn. přenosu vícero digitálních signálů prostřednictvím jediného sdíleného média, která jednotlivé signály rozlišuje tím, že každé z nich používá odlišné (vhodně navržené) kódování. Zkratkou CDMA se pak také označuje konkrétní využití této technologie v mobilní telefonii, které řeší digitální multiplexing. CDMA bylo použito v mnoha komunikačních systémech, včetně GPS nebo například satelitních systémech Qualcomm OmniTRACS pro logistická řešení. Vícero termínů je označováno tímto akronymem - původní americký standard definovaný Qualcomm je znám jako IS-95 (Iterim Standard - asociace telekomunikačního průmyslu). IS-95 je též znám pod další zkratkou - 2G nebo též 10 Otevřená encyklopedie WIKIPEDIE [on-line]. Definice pojmu GSM. Aktualizováno 2007. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: < http://cs.wikipedia.org/wiki/gsm >. 14

'druhá mobilní generace'. Produktové jméno cdmaone Qualcommu může též odkazovat na standard CDMA v rámci 2G. CDMA - bylo navrženo Mezinárodní Telekomunikační Unii (ITU) pro schválení jakožto standard mobilního rozhraní. CDMA řeší vícenásobný přístup (multiple access) nikoli serializací jednotlivých kanálů (rozdělením v čase jako TDMA) ani rozdělením frekvencí pro jednotlivé kanály (jako v případě FDMA) ale kóduje data speciálním kódem (kde používá kódové sekvence PN pro zpětné, respektive Walshovy kódy pro dopředné kanály), který je přiřazen každému kanálu a používá vlastnosti tzv. konstruktivní interference speciálních kódů pro dosažení multiplexování. 11 3.5.3. GPRS GPRS je zkratka pro General Packet Radio Service (rádiový přenos datových paketů). Tento standard umožňuje připojení na principu přepojování paketů (nikoli přepojování okruhů) v mobilních sítích. Celková dostupná šířka pásma technologie GPRS lze okamžitě přidělit uživatelům, kteří aktuálně odesílají data, a poskytnout vyšší využití v porovnání s uživateli, kteří data odesílají a přijímají pouze příležitostně. Poskytuje tak vysokorychlostní mobilní přístup a připojení k mobilní síti s možností připojení k Internetu. General Packet Radio Service (GPRS) je mobilní datová služba přístupná pro uživatele GSM mobilních telefonů. Je označována jako 2.5G, technologie mezi druhou (2G) a třetí (3G) generací mobilních telefonů. Poskytuje průměrnou rychlost datových přenosů používáním TDMA kanálů v GSM síti. Původní myšlenka byla vylepšit GPRS, aby pokrýval ostatní standardy, ale místo toho se tyto standardy nyní upravují, aby používaly standard GSM. Proto je GSM nyní jediné místo, kde se GPRS používá. GPRS byl poprvé zahrnut v GSM standardu Release 97 a novější. Původně byl standartizován ETSI, ale nyní byla starost o něj předána 3GPP. 12 Pro komunikaci se využívají stejné kanálové intervaly zjednodušeně kanály (někdy timesloty) jako při hlasovém hovoru. Tyto kanály mají přenosovou rychlost 22,8 Kb/s. Výsledná přenosová rychlost, která je uživatelům dostupná, tedy závisí na počtu timeslotů, jež 11 Encyklopedie internetového portálu SEZNAM. CZ. Definice pojmu CDMA. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: < http://encyklopedie.seznam.cz/heslo/451233-cdma >. 12 Encyklopedie internetového portálu SEZNAM. CZ. Definice pojmu GPRS. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: < http://encyklopedie.seznam.cz/heslo/185653-gprs >. 15

budou k dispozici, a na použitém kódování. Maximální počet timeslotů pro jednoho uživatele, kteří v současné době operátoři poskytnou, je 5. 13 3.5.4. EDGE Technologie EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) je určená k přenosu dat s komutací paketů v mobilních sítích. Je dalším krokem v honbě za zrychlením datových přenosů v rámci mobilních sítí. Je pokračovatelem a logickým nástupcem GPRS. Její princip, tedy sdružování více kanálů pro potřeby jednoho uživatele, zůstává zachován. Rozdíl je v tom, že u EDGE se využívá jiná modulace signálu. Použitý stupeň modulace je vyšší než u GSM v kombinaci s GPRS. Vyšší stupeň použité modulace umožní dosažení vyšších přenosových rychlostí. Maximální dosažitelná rychlost u EDGE je proti staršímu GPRS téměř trojnásobná. 14 Obr. 5 -Provázanost EDGE a GPRS Nicméně EDGE nezasahuje pouze do oblasti přenosu paketů, který je pak nazýván EGPRS. EDGE také rozlišuje přenos dat s komutací okruhů (CSD Curcuit Switched Data), který se pak označuje jako ECSD. 13 VÁCHA, H. Časopis PC WORLD. Vydání 3/2005. Článek: Datové přenosy v mobilních sítích. s. 74-75. Vydavatel IDG Czech, a.s. Praha 2005. ISDN 1210-1079 14 VÁCHA, H. Časopis PC WORLD. Vydání 3/2005. Článek: Datové přenosy v mobilních sítích. s. 74-75. Vydavatel IDG Czech, a.s. Praha 2005. ISDN 1210-1079 16

EDGE zavádí osmistavové fázové klíčování 8PSK (8-Phase Shift keying), který splňuje požadavky na zachování šířky kanálu a na interferenci s vedlejšími kanály stejně jako GMSK a umožňuje tedy integraci EDGE do existujících frekvenčních plánů GSM sítě. V rámci 8PSK jsou tři po sobě následující bity mapovány do jednoho symbolu. Přenosová rychlost je tedy trojnásobná vůči GMSK. Na druhou stranu je potřeba zdůraznit, že zvýšení počtu stavů vede ke snížení odolnosti proti rušení. Co se týče kódového schématu, je pro EDGE dáno devět modulačních kódových schémat. 3.5.5. Technologie 3G 3G (nebo 3-G) je zkratka pro mobilní technologie třetí generace. Služby související s technologií 3G umožňují přenos jak hlasových dat (telefonní hovor), tak nehlasových dat (např. stahování informací, odeslání e-mailu, zaslání okamžité zprávy). Díky přenosové rychlosti až 384 kb/s je téměř sedmkrát rychlejší než běžné telefonické připojení. Pokud se přemístíte mimo dosah technologie 3G, služba automaticky přepne na technologii GPRS bez přerušení připojení. 4. Závěr Na základě dostupných informací jsme dospěly k závěru, že konkrétně u systému GSM je třeba, stejně jako v jiných telefonních sítích zabránit nejen odposlechu, ale také zneužití ztraceného telefonu, volání na cizí účet a podobně. Slabé místo při přenosu jakýchkoliv dat systémem GSM je jeho radiová část, kdy přenášená data mezi mobilní stanicí a základovou stanicí umožňují téměř neomezenou volnost uživatele mobilního telefonu, avšak na straně druhé existuje stálé nebezpečí odposlechu či telefonování na účet majitele. Systém GSM se proto snaží využívat řadu mechanizmů tak, aby se těmto komplikacím včas předešlo. Jedná se například o použité protokoly a formáty dat, digitální modulaci GMSK, kanálové kódování a jiné druhy šifrování datového přenosu, ověřování totožnosti SIM karty atd. Co se týče WiFi je zřejmé,že zejména pro uživatele osobních počítačů, obzvláště potom pro ty mobilní, je WiFi běžnou součástí života jak doma, v práci, tak i na cestách. Umožňuje nám totiž pracovat na různých místech. Původní myšlenka nahradit klasickou pevnou kancelářskou síť se prosadila spíše v rámci firemních areálů než v samotných kancelářích, nehledě na to, že v některých firmách se na Wi-Fi hledí jako na potenciální bezpečnostní riziko a bezdrátová síť je tak důsledně oddělena od té vnitropodnikové. Místo kanceláří se Wi-Fi prosazuje spíše v kavárnách, restauracích, hotelích či sportovních centrech, kde nabízí možnost přístupu k 17

informacím či práci mimo kancelář. Důležité je zmínit fakt, že Wi-Fi využívají jak velcí celostátní operátoři O2, T-Mobile či České radiokomunikace, tak i ti nejmenší poskytovatelé, pokrývající často jen jedinou vesnici nebo několik domů. Tím nejfantastičtějším fenoménem, který Wi-Fi přineslo, jsou bezesporu možnosti přístupu k internetu bezplatné hot spoty zřizují nejen kavárny či restaurace, ale často též jednotlivci, kteří mají k dispozici bezlimitní širokopásmové připojení. Technologie GPS zaznamenala značný rozvoj kromě využití v armádě především v satelitní navigaci v dopravě, turistice a sportu. Masivní rozvoj nastal především v prodeji GPS přijímačů pro automobilovou dopravu a dopravce obecně. Bluetooth technologie je známá především v oblasti mobilních technologií a telefonů. Využívá se ve velké míře pro komunikaci telefonů s dalším zařízením a pro ušní a náhlavní bezdrátové spojení s mobilním telefonem, případně dalšími přístroji. Rozšiřuje se také využití pro vzájemné propojení přístrojů v kancelářích a domácnostech. Je zřejmé, že vývoj bezdrátových technologií je velice rychlý a v budoucnu lze očekávat jeho další rozvoj a rozšíření a to zejména z toho důvodu, že výhodou bezdrátových komunikací jsou rychlá doba realizace, nízká pořizovací cena, mobilita, modulárnost, atd. Lze tedy konstatovat, že tento způsob přenosu informací je variabilnější například při změně působiště organizace, kdy vynaložené náklady zajišťují ochranu vložených investic. Bezdrátovou komunikaci lze výhodně použít například v husté zástavbě nebo přírodním terénu. Jeho další budoucnost lze vidět zejména ve zvyšování bezpečnosti, propustnosti a kvality, což mimo jiné znamená zlepšení nedostatků mezi něž patří horší průchodnost překážkami, možnost rušení a překonávání větších vzdáleností. 5. Praktická část práce Webová prezentace na téma bezdrátové technologie je umístěna na internetové adrese: http://www.volny.cz/hanka_dol Vytvoření praktické části prezentace bylo konzultováno se studentem Davidem Krajíčkem. 6. Použité zdroje KRPATA, P. [on-line]. GPS Navigace. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: <http://www.e-firma.cz/view.php?cisloclanku=2005111901>. KUNDEROVÁ, L. Informační zdroje a komunikace. Learning Package. BIBS 2006/2007. 18

PĚTIVOKÝ, T. [on-line]. DSL.cz: WiFi hotspoty zákazníky nezískaly. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: <http://www.lupa.cz/clanky/dsl-cz-wifi-hotspotyzakazniky-neziskaly/ >. ŠTĚTINA, J. [on-line]. Počítačové sítě LAN. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: <http://www-dt.fme.vutbr.cz/lan/csit1.htm>. VÁCHA, H. Časopis PC WORLD. Vydání 3/2005. Článek: Datové přenosy v mobilních sítích. s. 74-75. Vydavatel IDG Czech, a.s. Praha 2005. ISDN 1210-1079 Internetová prezentace firmy HP ČR. Vzdělávací středisko. [on-line]. Proč přejít na bezdrátové technologie? Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: <http://h41320.www4.hp.com/cda/mwec/display/main/mwec_content.jsp?zn=hpsmb&cp=26-29-31-30-36%5e3009_4003_23 >. Otevřená encyklopedie WIKIPEDIE [on-line]. Definice pojmu Bluetooth. Aktualizováno 2007. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: < http://cs.wikipedia.org/wiki/bluetooth>. Otevřená encyklopedie WIKIPEDIE [on-line]. Definice pojmu GSM. Aktualizováno 2007. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: < http://cs.wikipedia.org/wiki/gsm >. Encyklopedie internetového portálu SEZNAM. CZ. Definice pojmu IRDA. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: < http://encyklopedie.seznam.cz/heslo/132297-irda >. Encyklopedie internetového portálu SEZNAM. CZ. Definice pojmu CDMA. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: < http://encyklopedie.seznam.cz/heslo/451233- cdma >. Encyklopedie internetového portálu SEZNAM. CZ. Definice pojmu GPRS. Aktualizováno 2006. [cit. 2007-03-04]. Dostupný na WWW: < http://encyklopedie.seznam.cz/heslo/185653- gprs >. 7. Použité zkratky 2G = druhá generace systému mobilních telefonů 3G = bezdrátová mobilní síť třetí generace 3GPP = The 3rd Generation Partnership Project, partnerský projekt třetí generace - dohoda o spolupráci 8PSK = nová modulace, rozšíření EGPRS BTS = Base Station S(ubs)ystem, BSS, část sítě GSM CDMA = code division multiple access, kódový multiplex - metoda digitálního multiplexování 19

CSD Curcuit Switched Data, část rozšíření EDGE DSL = Digital Subscriber Line, digitální zákaznická přípojka DQDB = protokol Distributed Queue Dual Bus, normalizovaná metropolitní síť EGNOS = systém, který doplňuje a vylepšuje vlastnosti GPS v Evropě EGPRS = Enhanced GPRS, je částí implementace EDGE a je rozšířením služby GPRS v sítích GSM ECSD = Enhanced Circuit Switched Data pro přepojování okruhů CS (Circuid Switched) EDGE = Enhanced Data rates for Global Evolution, přenosová technologie EDGE TRU = EDGE Transceiver Unit, jednotka podporující 8PSK ETSI = základní standardy FDMA = viz. CDMA, ale rozdělení do frekvencí FHSS = fyzická vrstva, zkratka z oboru počítačových sítí, typ přenosového protokolu GGSN = Gateway GPRS Support Node GMSK = standardní modulace GPRS = General Packet Radio Systém, obecný paketový rádiový systém, technologie pro efektivnější využití přenosových schopností mobilních telefonů GPS = Global Positioning System, vojenský navigační družicový systém GSM = Globální systém pro mobilní komunikaci, původně francouzsky Groupe Spécial Mobile IEEE 802.6 = standard organizace IEEE pro řízení přístupu k síti IRDA = Infrared Data Association, infračervený přenos dat ISDN = Integrated Services Digital Network = digitální síť integrovaných služeb LAN = Local Area Network, lokální sítě MAN = Metropolitan Area Network, metropolitní sítě PAN = Personal Area Network, osobní síť PCU = Packet Control Unit, jednotka řízení paketizace PDA = personal digital assistant, což znamená osobní digitální pomocník SGSN = Surving GPRS Support Node SIM = subscriber identity module, identifikace účastníka mobilní sítě SMS = Short message service, krátká textová zpráva TDMA = viz. CDMA, ale rozdělení v čase WAAS = Wide Area Augmentation System, systém, který doplňuje a vylepšuje vlastnosti GPS v Americe 20

WAN = Wide Area Network, rozlehlé sítě WiFi = Wireless Fidelity, bezdrátová technologie přenosu dat WLAN = Wireless Local Area Network, též Wireless LAN, bezdrátová místní síť 21