Gdańsk, 2016 1
Jak to się zaczęło? Pierwszy prototyp przenośnego telefonu zaprezentowany w 1956 roku przez firmę Ericsson Waga 40 kg bez baterii Rozmiar walizki Cena porównywalna do ceny samochodu osobowego Pasmo 160 MHz Wybieranie pulsacyjne Duże zapotrzebowanie na energię związane z odległością od stacji bazowej Ograniczony zasięg 2
Ericsson MTA 3
Motorola DynaTAC8000x Dzieło dr Martina Coopera Zaprezentowana w Nowym Jorku 3 kwietnia 1979 Premiera 21.08.1983 Cena: 3995$ (~9300$ 2012) Czas rozmowy: 30 min, czuwanie: 8h Waga 2kg Analogowa sieć komórkowa pierwszej generacji 4
Motorola DynaTAC8000x dr Martin Cooper (2007) 5
Nokia Cityman450 Bardzo popularny model z 1992 roku http://www.youtube.com/watch?v=r6gwtf3dfhq W Polsce kosztował 41 milionów zł (równowartość malucha) 6
Nokia 8110 1996r Matrixphone bananaphone Pierwszy slider Jeden z najbardziej rozpoznawalnych telefonów 7
Nokia 3210 i 3310 160 mln sprzedanych egzemplarzy / 126 mln Pierwszy telefon z wewnętrzna anteną i słownikiem T9 Jeden z najpopularniejszych telefonów w historii Snake & SnakeII 8
Siemens S10 Pierwszy telefon z kolorowym wyświetlaczem 4 kolory(97x54px) 9
Ericsson R380 Premiera w 1998r Pierwszy telefon z systemem operacyjnym SymbianOS Monochromatyczny, dotykowy wyświetlacz o rozdzielczości 120x360px 10
Sharp J-SH04 Rok 2000 Pierwszy telefon z aparatem fotograficznym Rozdzielczość QCIF 352x288px Ekran 256 kolorów 11
Siemens SL45 Siemens SXG75 2001r Obsługa MP3, MMC Wirtualna maszyna JAVA Pierwszy telefon z odbiornikiem GPS 2005r 12
SymbianOS platforma S60 Konsorcjum - Nokia, Motorola, Siemens, Sony Ericsson S60 - najpopularniejsza platforma korzystajacaz SymbianOS, rozwijana przez Nokię Telefony największego producenta w latach 2002-2011 Ponad 73% udziału w rynku w 2006r Do końca 2010r sprzedano 385mln urządzeń Nokia 7650 -pierwszy S60, 2002r 13
ipohe Premiera 29 czerwca 2007 Pierwszy telefon z wyświetlaczem multitouch 320x480px Procesor ARM 412MHz 128MB RAM Aparat 2Mpix 14
HTC Dream-Android T-Mobile/Era G1 Premiera 10.2008 Android OS 1.0, oficjalnie wspierany do 1.6 Procesor Qualcomm 528MHz 192MB RAM Wyświetlacz pojemnościowy 320x480px Aparat 3.2 Mpix 15
SPV C500 Windows Mobile Windows Mobile 2003 16
17
Telefonia komórkowa pierwszej generacji Systemy komórkowe pierwszej generacji z analogową transmisją głosu weszły do powszechnego użytku we wczesnych latach osiemdziesiątych. Były na podobnym poziomie technologicznym. Systemy pierwszej generacji: AMPS (Advanced Mobile PhoneSystem) systemamerykański używany w USA, Kanadzie, Centralnej i Południowej Ameryce NMT (NordicMobile Telephone) obejmował swoim działaniem całą Skandynawie, działał również w niektórych państwach Europy Wschodniej TACS (Total Access CommunicationSystem) stosowany w Wielkiej Brytanii, Irlandii, Hiszpanii, Chinach, Nowej Zelandii C-Netz użytkowany w Niemczech, Południowej Afryce i Portugalii, podobny we Francji 18
Telefonia komórkowa pierwszej generacji 19
Telefonia komórkowa pierwszej generacji NMT System NMT został opracowany wspólnie przez państwa skandynawskie (Dania, Norwegia, Szwecja, Finlandia). Jest on jedynym systemem pierwszej generacji, który swym zasięgiem objął kilka państw. Wszystkie pozostałe systemy są między sobą niekompatybilne. Początkowo system działał w paśmie 450 MHz, natomiast unowocześniona wersja w paśmie 900 MHz. System działający w Polsce funkcjonuje w paśmie 450 MHzi ma wiele unowocześnień charakterystycznych dla wersji 900 MHz. 20
Telefonia komórkowa pierwszej generacji NMT W założeniu projektantów przewidywał następujące rodzaje stacji ruchomych: Stacje ruchome instalowane w samochodach, Stacje ruchome przenośne, Stacje bezprzewodowe z aparatami wrzutowymi. Stacje przenośne zostały zastąpione przede wszystkim przez stacje ręczne (handheld). System był przeznaczony do łączności naziemnej, jednak dopuszczone było jego użytkowanie na krótkie odległości w komunikacji morskiej przybrzeżnej. 21
Telefonia komórkowa pierwszej generacji NMT Zdefiniowano następujące podstawowe wymagania stawiane systemowi: Automatyczne nawiązywanie połączenia do i od stacji ruchomej, Możliwość połączenia stacji ruchomej z dowolnym abonentem publicznej sieci telefonicznej, Koszty połączenia powinien ponosić wywołujący użytkownik na podstawie długości rozmowy, Dla abonentów system ma być możliwie podobny do standardowej komutowanej sieci telefonicznej zarówno w aspekcie użytkownika stacji ruchomej jak i niezawodności wybierania numerów, ustalania opłat oraz prywatności rozmowy, Wprowadzenie systemu radiokomunikacyjnego nie powinno wymuszać żadnych znaczących zmian w sieci PSTN. 22
Telefonia komórkowa pierwszej generacji NMT Z punktu widzenia systemu rozróżnia się następujące rodzaje kanałów: Kanał wywoławczy używany do transmisji specjalnego sygnału identyfikacyjnego stacji bazowej, służy również do wywołania stacji ruchomej znajdującej się w obszarze obsługiwanym przez daną stację bazową, Kanały rozmówne służą do przeprowadzania rozmowy oraz częściowo do nawiązywania połączenia, może znajdować się w trzech stanach: Wolnym stacja bazowa wykorzystuje go do nawiązywania połączenia ze stacją bazową, Zajętym gdy rozmowa jest za jego pośrednictwem kontynuowana, Jałowym gdy kanał rozmówny nie jest zajęty ani nie ma znacznika kanału wolnego. 23
Telefonia komórkowa pierwszej generacji NMT Z punktu widzenia systemu rozróżnia się następujące rodzaje kanałów: Wywoławczo-rozmówny łączy cechy obu poprzednich kanałów, w trybie normalnym jest wykorzystywany jako kanał wywoławczy, w przypadku zajęcia wszystkich kanałów rozmównych może być użyty przez abonentów z odpowiednim priorytetem jako kanał rozmówny. W sytuacji typowej każda stacja bazowa ma jeden kanał wywoławczy oraz kanały rozmówne. 24
Telefonia komórkowa pierwszej generacji NMT Schemat ogólny systemu 25
Telefonia komórkowa pierwszej generacji NMT Oferowane usługi: Transmisja danych i transmisja telefaksowa o niskiej szybkości wynoszącej 600 bit/s, Możliwość używania stacji ruchomej na zasadzie aparatu wrzutowego, Sygnalizacja wielotonowa w czasie której sygnały sygnalizacji tonowej przesyłane są w specjalnym niezawodnym trybie, Realizacja rozmów z priorytetem, gdzie abonenci wyróżnieni mogą realizować rozmowę kanałem wywoławczym, Również stacje robocze realizują pewne funkcje wzbogacone do standardowego telefonu przewodowego (wybieranie klawiszowe, wybieranie numeru przy odłożonej słuchawce, wybieranie skrócone, korzystanie z pamięci numerów, powtarzanie ostatniego numeru, wskaźnik usługi) 26
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Powołano specjalną komisję, której zadaniem było opracowanie założeń wspólnego dla wszystkich krajów Unii Zachodnioeuropejskiej cyfrowego systemu telefonii komórkowej. W pracach uczestniczyło wiele instytucji, firm i uniwersytetów z 17 krajów. W rezultacie powstała cała seria zaleceń GSM (Global System of Mobile Communication) obejmujących wszystkie warstwy opisu systemu zgodnie z modelem OSI (Open System Interconnection). Objętość zaleceń przekracza kilka tysięcy stron. 27
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Ogólna architektura systemu GSM 28
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Podstawowe parametry transmisji radiowej: Wykorzystywane dwa zakresy częstotliwości o szerokości 25 MHz Pasmo 890-915 MHzwykorzystywane do transmisji przez stację ruchomą do bazowej Pasmo 935-960 MHz do transmisji w przeciwną stronę Oznacza to, że transmisja dupleksowa realizowana jest metodą podziału częstotliwości Każde z pasm podzielone jest na 124 przedziały częstotliwościowe o szerokości 200 khz z częstotliwością nośną w środku Czas na każdej nośnej podzielony jest na 8 szczelin czasowych Tak więc wspólne pasmo wykorzystywane jest przez wielu użytkowników 29
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Struktura czasowa Najmniejszym elementem czasowym systemu GSM jest pojedynczy bit trwający 3.69 µs (szybkość transmisji wynosi 270.833 kbit/s) W każdej szczelinie czasowej transmitowane są pakiety o długości 148 bitów (z wyjątkiem jednego 88 bitowego) Długość szczeliny czasowej wynosi 0.577 ms (156.25 bita) 8 kolejnych szczelin czasowych tworzy ramkę 26 ramek tworzy wieloramkę 51 wieloramek tworzy superramkę (czas trwania 6.12 s) Ramki w kanale rozsiewczym zorganizowane są w 51-ramkowe wieloramki (26 tworzy superramkę) 2048 superramek tworzy hyperramkę (trwa 3h 28min 53s 760ms) 30
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Struktura czasowa 31
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Struktura czasowa Po czasie trwania hyperramki zegar powraca do stanu początkowego Taki długi okres zegara GSM wynika z zastosowanego algorytmu szyfracji danych Aby postronny obserwator mógł zdeszyfrować dane bez zgody abonentów musi obserwować odpowiednio długi ciąg danych Długi okres zegara systemowego zapobiega niepowołanej deszyfracji i podnosi bezpieczeństwo i prywatnośc rozmowy 32
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Transmisja danych CSD (Circuit Switched Data) Standardowo transmisja danych w kanale radiowym odbywa się na zasadzie komutacji kanałów Zastosowana metoda kodowania pozwala na uzyskanie prędkości 9,6 kbit/s Na czas transmisji rezerwowana jest jedna szczelina czasowa i wykorzystywana jest tylko do tej jednej wymiany danych Niezależnie od stopnia wykorzystania tego kanału jest on stale zarezerwowany Po rozłączeniu następuje dopiero jego zwolnienie i powrót do puli kanałów wolnych Transmisja danych poza kanałem radiowym jest realizowana zależnie od budowy sieci oraz rodzaju sieci docelowej 33
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Transmisja danych HSCSD (Hihg-Speed Circuit-Switched Data Sernice) Pozwala on na zastosowanie więcej niż jednej szczeliny czasowej podczas transmisji do jednego terminala W idealnych warunkach, kiedy wszystkie osiem kanałów jest przeznaczonych do przesyłani danych użytkownika, i kiedy nie są zajęte, możliwe byłoby osiągnięcie szybkości transmisji 76,8 kbit/s Jednak system GSM ogranicza ilość przydzielonych szczelin czasowych dla jednego terminala do 4 (38,4 kbit/s) Kanały zostają przydzielone do korzystania dla danego terminala, bez względu na to czy przez cały czas trwania połączenia wykorzystuje je on w sposób zapewniający pełne ich wykorzystanie 34
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Transmisja danych GPRS (General Packet Radio Service) Sieci GPRS pozwalają na dynamiczne przydzielanie wolnych zasobów wielu użytkownikom w zależności od ich potrzeb i od warunków panujących w sieci Zasoby są przydzielane tylko na czas transmisji pakietów i po ukończeniu są automatycznie zwalniane Korzystanie z technologii GPRS wymagało wprowadzenia na struktury sieci nowych elementów odpowiedzialnych za transmisje danych w sieci szkieletowej Przy sprzyjających warunkach, w których istniała by możliwość zajęcia wszystkich czterech szczelin czasowych można by uzyskać szybkość transmisji 171,2 kbit/s 35
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Transmisja danych EDGE (Data Ratefor Globar Evolution) Jest rozwinięciem technologii GPRS Podobnie jak on transmituje dane na zasadzie komutacji pakietów Istnieje możliwość rezerwacji więcej niż jednej szczeliny czasowej dla terminala, ale nie więcej niż 4 Technologia EDGE będąc rozwinięciem technologii GPRS korzysta z tej samej infrastruktury Prędkość transferu danych osiągnięto poprzez zmianę metody modulacji (W GPRS modulacja GMSK, a w EDGE poza modulacją GMSK stosuje się modulację 8-PSK) Technologia EDGE podobnie jak GPRS umożliwia alokację do czterech kanałów radiowych (szybkość transmisji 236,8 kbit/s) 36
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Transmisja danych SMS (Short Message Service) Miała być dodatkową usługą poza transmisją głosu, oferowaną abonentom sieci GSM Polegała ona na przesyłaniu krótkich (160 znaków) wiadomości z jednego terminala mobilnego do drugiego, z potwierdzeniem otrzymania wiadomości W zależności od wyposażenia terminala mobilnego istnieją dwie metody dostępu do usługi na poziomie kanału radiowego przydzielenie terminalowi mobilnemu kanału i za jego pomocą transmisji wiadomości wykorzystanie technologii GPRS do przesyłania wiadomości tekstowych Wprowadzenie usługi SMS do sieci wymaga instalacji dodatkowych elementów 37
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Transmisja danych SMS (Short Message Service) Rozróżniamy dwa rodzaje wiadomości SMS przesyłane w sieci: SMS-PP(ang. ShortMessageService -Point to Point) wiadomości tekstowe wysyłane z jednego terminala mobilnego bądź komputera podłączonego do SMSC (SMS Center) do drugiego terminala, w trakcie przesyłania rozróżniamy jeszcze wiadomości wysyłane do stacji mobilnej i wiadomości przesyłane od stacji mobilnej, SMS-CB (ang. ShortMessageService Cell Broadcast) wiadomości tekstowe rozsyłane do całej grupy terminali mobilnych znajdujących się w określonym obszarze, generowane są zazwyczaj poprzez komputery generujące wiadomości podłączone do SMSC, częstym zastosowaniem tego typu wiadomości jest rozsyłanie przez stację bazową informacji o nazwie stacji bazowej lub jej lokalizacji. 38
Telefonia komórkowa drugiej generacji GSM Transmisja danych SMS (Short Message Service) Ramka wiadomości tekstowej wysyłanej do stacji ruchomej na następujące pola: MTI pole określające typ wiadomości, MMS - pole informujące czy nadal oczekują jakieś wiadomości do wysłania do tego terminala mobilnego, SRI pole to wskazuje czy nadawca wiadomości chce otrzymać potwierdzenie odbioru, RP ścieżka odpowiedzi, OA pole określające adres nadawcy wiadomości, PID pole identyfikator protokołu warstwy wyższej, DCS pole określające schemat kodowania tekstu wiadomości, SCTS -pole zawierające znacznik czasu, w jakim wiadomość dotarła do SMSC, UDL pole zawierające długość danych wiadomości, UD pole zawierające przesyłaną wiadomość. VPF pole określające format okresu ważności wiadomości, SRR pole zawierające informację czy wymagane jest potwierdzenie wiadomości, MR pole identyfikujące wiadomość tekstową, DA pole zawierające adres odbiorcy wiadomości, VP pole określające czy jest podany okres ważności wiadomości, jeśli jest podany to również znajduje się w tym polu. 39
UMTS Najpopularniejszy obecnie standard telefonii komórkowej trzeciej generacji. Dzięki zaimplementowanym w nich technologiom HSDPA i HSUPA (będących częścią standardu UMTS) użytkownicy mogą uzyskać transfer z przepływnością 1,46 Mbit/s podczas wysyłania informacji i 7,2 Mbit/s podczas odbierania danych. UMTS jest następcą standardu GSM. Podczas jego projektowania pozostawiono bez większych zmian sieć szkieletową, wprowadzono natomiast zasadnicze zmiany w sieci radiowej. 40
UMTS Sieci w obu standardach mogą ze sobą współpracować, dostępne są telefony pracujące zarówno jako terminale GSM jak i UMTS, możliwy jest handover (czyli przeniesienie aktywnego połączenia bez zrywania rozmowy/transmisji) pomiędzy oboma rodzajami sieci dla poruszającego się użytkownika. Usługi dostępne w sieciach GSM są też dostępne w UMTS, większość usług zdefiniowanych dla użytkowników UMTS jest dostępna (niektóre z gorszą jakością) po zalogowaniu się do sieci GSM. 41
UMTS Architektura 42
UMTS Architektura Wyposażenie abonenta (UE User Equipment) Wyposażenie ruchome (ME Mobile Equipment) terminal radiowy łączący abonenta przez styk radiowy Un z częścią stałą systemu UMTS. Moduł identyfikacji abonenta UMTS (USIM UMTS SubscriberIdentity Module) karta inteligentna podobna do karty SIM używanej w telefonie komórkowym GSM. Karta ta zawiera: Numer identyfikacyjny abonenta, Algorytmy potwierdzania autentyczności, Klucze do potwierdzania autentyczności, Klucze do szyfryzacji. 43
UMTS Architektura Naziemna stacja dostępu radiowego (UTRAN UMTS TerrestrailRadio Access Network), to system stacji bazowych i ich kontrolerów Stacje bazowe zwane węzłami B (NodeB) Kontrolery sieci radiowej (RNC Radio Network Contrpller) 44
UMTS Architektura Sieć szkieletowa (CN CoreNetwork) współużytkowana z systemem GSM i GPRS Rejestr abonentów stałych (HLR Home Location Register) Centrala radiokomunikacyjna z rejestrem abonentów gości (MSC/VLR) Centrala wejściowa (GMSC Gateway MSC) Obsługa węzłów GPRS (SGSN Serving GPRS Support Node) Węzeł wejściowy GPRS (GGSN GatewayGPRS Support Node) 45
UMTS Usługi UMTS to integracja wszelkich, dotychczasowych systemów komunikacji ruchomej (komórkowych, satelitarnych, przywoławczych). 46
UMTS Środowisko systemu 47
UMTS Klasy komórek i zakres dostępu do usług Klasa komórki Promień komórki Pikrokomórka (wnętrza budynków obiekty Mikrokomórka (tereny miejskie z dużymi skupiskami Makrokomórka (tereny miejskie z niewielkimi skupiskami handlowe) ludności) ludności i tereny wiejskie) < 100m < 1km < 20 km Hiperkomórka (obszary mórz i oceanów, pustynie obszary górzyste) 300-800 km (satelity LEO, MEO) 4000-5000 (GEO) Dostępność do usług Wszystkie Liczny podzbiór Usługi podstawowe Usługi podstawowe 48
UMTS Prognoza liczby abonentów 49
UMTS Struktura ramowa Strukturę nadrzędną tworzy tzw. superramkao czasie trwania 720 ms, zbudowana ona jest z 72 ramek podstawowych R o czasie trwania 10 ms. Ramka R podzielona jest na 16 szczelin czasowych. Szczelina S w łączu downlinkskłada się z bitów sygnału pilotującego, informacji TPC sterującej poziomem mocy nadawanej i części przeznaczonej na dane użytkowe warstwy drugiej. Pole RI przekazuje wiadomość o zastosowanym kodowaniu protekcyjnym i przeplocie. Natomiast w łączu uplink informacje sterujące warstwy 1-szej i użytkowe warstwy drugiej przesyłane są równolegle w niezależnych kanałach DPCCH i DPDCH. 50
UMTS Zabezpieczenia Zabezpieczenia zastosowane z sieci 2G Identyfikacja i uwierzytelnianie użytkownika/abonenta Szyfrowanie informacji w interfejsie radiowym Wykorzystanie identyfikatorów tymczasowych Wynikające z doświadczeń zdobytych podczas eksploatacji 2G Obustronna identyfikacja i uwierzytelnianie zarówno użytkownika/abonenta, jak i sieci przeciwdziałające przeprowadzaniu tzw. aktywnych ataków przez osoby dysponujące sprzętem pozwalającym naśladować wybrany element sieci, bądź terminal Szyfrowanie w obszarze działania podsystemu Protekcja spójności sygnalizacji w obszarze podsystemu 51
UMTS WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) Technologia związana z dostępem do sieci radiowej. Jej specyfikacja opublikowana w 1999 roku stała się podstawą do budowy wielu sieci, które umożliwiały osiągniecie przepływności danych na poziomie 384 kbit/s (uwzględniona w tej specyfikacji opcja 2 Mb/s nigdy nie została zaimplementowana). Obecnie w wielu sieciach UMTS, na bazie interfejsu WCDMA wprowadza się technologię HSPA, która oferuje użytkownikom transfer danych z maksymalną teoretyczną przepływnością 21.6 Mb/s w stronę terminala i 5.6Mb/s w stronę stacji bazowej. 52
UMTS HSPDA (High Speed Downlink Packet Access) Technologia umożliwiająca przesyłanie danych z sieci w stronę terminala z teoretyczną prędkością 21.6 Mbit/s Często spotyka się także określenie sieci HSDPA, odnosi się ono do sieci komórkowych budowanych w standardzie UMTS, które wspomagają transmisję za pomocą technologii HSDPA. Technologia HSDPA może być wdrażana w sieciach UMTS na bazie istniejącego interfejsu WCDMA. Nie trzeba dokonywać zmian w elementach sieci szkieletowej służącej do komutacji pakietów (choć może zaistnieć konieczność jej przeskalowania, ze względu na zwiększony transfer danych), a jedynie w sieci radiowej. 53
UMTS HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) Umożliwia przesyłanie danych z terminala do sieci z przepływnością 5.76 Mbit/s Pierwsze usługi bazujące na tej technologii uruchomiono na początku 2007 roku. W lutym 2008 była ona już dostępna w 28 sieciach (w 24 krajach). Obie funkcjonalności (HSDPA i HSUPA) bazują na zdefiniowanym wcześniej interfejsie WCDMA i są określane wspólnie jako HSPA (High Speed Packet Access). 54
Telefonia komórkowa czwartej generacji (LTE/4G) Następca 3G, Przesyłanie dźwięku i danych za pomocą komutacji pakietów opartej na IP (Internet Protocol), Posiada uproszczoną architekturę sieci szkieletowej, Polepszona przepływność w sieci radiowej w stosunku do poprzednich standardów, Polska jest czwartym krajem na świecie, gdzie uruchomiono transmisję w tym standardzie. 55
Telefonia komórkowa czwartej generacji (LTE/4G) Zalety Błyskawiczne tempo:teoretycznie LTE umożliwia transmisję danych zszybkością nawet 150 Mb/s, awprzyszłości nawet 300 Mb/s iwięcej. Takiego tempa nie dotrzymują nawet stacjonarne łącza internetowe. Szybki internetwszędzie:standard LTE zakłada elastyczne wykorzystanie różnych pasm częstotliwości -od 800 MHzdo 2,6 GHz. Dzięki temu możliwe będzie budowanie na terenach słabo zaludnionych stacji bazowych wykorzystujących niższe częstotliwości, awięc zapewniających znacznie większy zasięg działania, więc inwestycja wszybki internet nie będzie dla operatorów tak kosztowna jak dziś. Szybsze pobieranie:podczas kopiowania dużego pliku UMTS uzyskuje maksymalną szybkość transferu dopiero po kilku sekundach. LTE maksymalną szybkość osiąga od razu. 56
Telefonia komórkowa czwartej generacji (LTE/4G) Zalety Krótsze czasy oczekiwania: nawet przy szybkim połączeniu UMTS pobranie strony internetowej ciągnie się bardzo długo. Winę za to ponosi opóźnienie, czyli tak zwany czas jednego pinga. WUMTS wnajlepszym wypadku wynosi on około 40 milisekund. Choć wydaje się to czasem krótkim, to należy mieć na uwadze, że opóźnienie dotyczy każdego elementu strony internetowej. Wyświetlenie kompletnej strony zdziesiątkami elementów graficznych i tekstowych może więc zająć nawet 30 sekund. LTE skraca czas opóźnienia nawet do pięciu milisekund, awięc strony wyświetlane są mniej więcej ztaką samą szybkością, jak przy łączu stacjonarnym. Dłuższy czas pracy na akumulatorze:współczesne smartfonynajczęściej już po jednym dniu używania potrzebują ładowarki. Technologia LTE ma umożliwić bardziej wyrafinowane tryby oszczędzania energii i tym samym dwukrotnie wydłużyć czas pracy urządzenia na akumulatorze. 57
Telefonia komórkowa czwartej generacji (LTE/4G) Standard LTE zostanie jeszcze bardziej wyśrubowany iosiągnie stopień LTE Advanced, który umożliwi przesył danych zszybkością nawet 1 Gb/s (gigabitana sekundę). Wtedy też zostanie opracowany standard pakietowego przesyłu głosu idopiero taką sieć będzie można określać mianem sieci komórkowej 4G. Maszt radiowy LTE może nadawać zczęstotliwością 800 MHzna maksymalną odległość nawet 30 kilometrów, choć pełną prędkość da się uzyskać dla komórek o promieniu 10 kilometrów. To i tak dwa razy więcej niż w wypadku UMTS 58
Co dalej? W skrócie, 5G to standard sieci komórkowej nowej generacji. Nie oznacza on, przynajmniej na razie, konkretnych rozwiązań -sugeruje tak naprawdę nadchodzące zmiany i postęp technologiczny, który przeniesie standardy telekomunikacyjne na nowy, ''piąty'' poziom. Sieć 5G będzie miała oferować prędkość przesyłania danych na poziomie od 10 do nawet 100 Gbps. Sieć 5G ma charakteryzować się opóźnieniami na niezwykle niskim poziomie, sięgającym zaledwie kilku milisekund (lub nawet mniej). Piąta generacja sieci komórkowych ma być niemal zupełnie odporna na spadki wydajności związane z dużą liczbą użytkowników korzystających z niej w tym samym czasie, dzięki inteligentnemu zarządzaniu przepustowością. Eksperci szacują, że sieć 5G, a dokładniej prace związane ze stosownymi standardami zakończą się do roku 2020. 59
TETRA TETRA (TErrestrialTrunked Radio) -światowy standard cyfrowych mobilnych sieci trankingowychopracowany przez ETSI (European Telecommunications Standardisation Institute) w 1992 roku. Szerokie zastosowanie w instytucjach, przedsiębiorstwach użyteczności publicznej, dla służb bezpieczeństwa publicznego itp. Kierunki rozwoju standardu wyznacza TETRA MoU (TETRA Memorandum of Understanding), które zrzesza ponad 100 organizacji i firm z całego świata. Światowi liderzy w dostawie sprzętów: Motorola (280 kontraktów, 64 kraje), Nokia/EADS, Ericsson 60
TETRA Opracowano dwa wydania standardu TETRA TETRA 1 (najbardziej powszechny) TETRA 2 ( w 1999 r.) TETRA na świecie: Finlandia VIVRE (Nokia/EADS), 35 tys. użytkowników. Dania SINE (Motorola) Niemcy Nokia/EADS, Szwecja RAKEL (Nokia/EADS), 50 tys. użytkowników Wielka Brytania AIRWAVE (Motorola), 200 tys. użytkowników 61
TETRA TETRA w Polsce: Niewielka ilość rozproszonych systemów np. Policja (Warszawa, Łódź, Kraków, Szczecin), MPK (Wrocław, Gdańsk), port morski w Gdańsku Motorola. Obecnie system TETRA ma zostać wdrożony również na terenie całej Polski. System TETRA wydaje się przyszłością w komunikacji między służbami bezpieczeństwa, dzięki swym zaletom jak również możliwości dalszej rozbudowy i dostosowania do własnych potrzeb. 62
TETRA Elementy systemu TETRA węzły sterujące SCN (Switching Control Node), stacje bazowe BS (Base Station), zdalne stanowiska liniowe dyspozytorów RLS (Remote Line Station), stanowiska administratorów sieci NMS (Network Management Station), zewnętrzne stanowiska zarządzania siecią ENMS (External Network Management Station), terminale ruchome MS (Mobile Station), punkty styku (Gateway) z innymi sieciami 63
TETRA Architektura i interfejsy systemu 64
TETRA Podstawowe parametry Zakresy częstotliwości (MHz): służby publiczne: 380-400 zastosowanie komercyjne: 410-420, 420-430, 450-460, 460-470, 870-888, 915-933 Szerokość kanału: 25 khz zwielokrotnienie czasowe TDMA, 4 kanały głosowe, 1 kanał danych Szybkość transmisji głos: 36 kbit/s dane zabezpieczone: 19,2 kbit/s Czas zestawiania połączenia: < 300 ms Czas przeniesienia połączenia: < 1 ms Moc wyjściowa terminalu: 1, 3, 10 W 65
TETRA Usługi połączenie indywidualne punkt-punkt połączenie grupowe punkt-wiele punktów (wywołujący grupa wywoływanych) połączenie bezpośrednie punkt-punkt (bez pośrednictwa stacji bazowej) połączenie grupowe z potwierdzeniem punkt-wiele punktów (wywoływani potwierdzają swoją obecność w połączeniu) połączenia rozsiewcze-punkt-wiele punktów (wywoływani jedynie słuchają) 66
TETRA Usługi przenoszenia transmisja cyfrowa mowy lub danych bez zabezpieczenia kodowego w trybie komutacji kanałów 7,2 28,8 kbit/s transmisja cyfrowa danych z minimalnym zabezpieczeniem kodowym w trybie komutacji kanałów 4,8 19,2 kbit/s transmisja cyfrowa danych z silnym zabezpieczeniem kodowym w trybie komutacji kanałów 2,4 9,6 kbit/s pakietowa transmisja punk-punkt zorientowana połączeniowo (PDO) pakietowa transmisja punk-punkt w standardowym formacie w trybie bezpołączeniowym (PDO) pakietowa transmisja w trybie bezpołączeniowym w specjalnym formacie (punk-punkt, wiele punktów, format rozsiewczy) (PDO) 67
TETRA Usługi dodatkowe uzyskanie potwierdzenia autentyczności abonenta realizowane przez dyspozytora dyskretny podsłuch abonenta przez upoważnionego użytkownika systemu połączenia priorytetowe z możliwością przerwania realizowanych połączeń ustalanie priorytetów połączeń zawieszanie aktualnie prowadzonych rozmów w celu połączenia z abonentem oczekującym identyfikacja abonenta wywołującego numeracja skrócona dynamiczne tworzenie i modyfikacja grup abonentów 68
TETRA Typy zagrożeń zagrożenia dla przekazywanych informacji przechwytywanie informacji, czyli podsłuch (interception, eavesdropping) manipulacje informacją (manipulation) kwestionowanie odbioru lub autorstwa informacji (repudiation) zagrożenia dla użytkowników systemu analiza ruchu (traffic analysis) obserwowalność użytkowników (observability) zagrożenia związane z działaniem samego systemu blokowanie dostępu do usługi (denial of service) nieuprawnionym korzystaniu z zasobów (unauthorized use ofresources) 69
TETRA Środki bezpieczeństwa uwierzytelnianie użytkownika i infrastruktury sieciowej, szyfrowanie informacji przekazywanych przez kanał radiowy, szyfrowanie informacji w relacji end-to-end, utajnianie tożsamości abonentów, zdalna blokada terminali. 70
TETRA Klasy bezpieczeństwa Klasa 1 - najniższy poziom brak szyfrowania informacji w interfejsie radiowym Klasa 2 szyfrowanie przesyłanych informacji przy użyciu SCK może być stosowana procedura uwierzytelniania Klasa 3 szyfrowanie sygnałów głosowych i danych oraz informacji sygnalizacyjnych przy użyciu DCK obowiązek stosowania uwierzytelniania w przypadku połączeń grupowych klucz MGCK w powiązaniu z kluczem wspólnym CCK 71
TETRA Zdalne blokowanie terminali zablokowanie wyposażenia terminalu opiera się na numerze TEI (TETRA Equipment Identity) stacja ruchoma nie może być dłużej używana, nawet jeżeli zostanie wprowadzony inny numer ITSI blokada abonenta w sieci wykorzystuje numer ITSI (Individual TETRA Subscriber Identity) stacja ruchoma może być wykorzystywana z innym, aktywnym numerem ITSI blokada czasowa z możliwością ponownego uaktywnienia lub trwała użycie obu tych funkcji jednocześnie 72