A mobil Internet jelene és jövője (teljes) „Az emberiség története az információért folytatott harc története.” (Jurij Lotman – észt kultúra- és kommunikáció-kutató) © Tilk Gergely László 2003-05-19
„Lényeges, hogy az információ a forrástól eljusson a felhasználóhoz, úgy hogy az átvitel pontos és gazdaságos legyen”. (Claude Elwood Shannon – amerikai elektromérnök) A tudás alapú társadalom alapvető követelménye az információhoz való gyors és hatékony hozzáférés, ennek köszönhető, hogy napjainkban, a globalizálódó világban élő ember mindenapjaiban elengedhetetlen információforrás és közvetítő médium lett az Internet. Ennek köszönhetően a fix, vezetékes hozzáférésen túl, felmerült az igény, hogy bárhol és bármikor hozzá lehessen férni az Internetes tartalmakhoz, igénybe lehessen venni Internetes szolgáltatásokat. Az elmúlt pár évben megindulhatott a mobil Internet kifejlesztése, és mára a mobil szolgáltatók már kereskedelmi szolgáltatásként biztosítanak vezeték nélküli Internet hozzáférést.
A következőkben a mobil Internet kialakulásáról, jelenlegi és közeljövőbeli hozzáférési technikáiról, valamint e rendszerek bevezetésének kérdéseiről, problémáiról írok. I. Út a mobil Internetig - A mobil kommunikáció kialakulása A mobil hírközlő rendszerek eredetileg a vezetékes távközlési rendszerek egyik mellékágaként indultak fejlődésnek. Vezeték nélküli rendszerekkel egészítették ki a vezetékes távközlő hálózatokat olyan helyeken, ahova kábeleket fektetni nem volt gazdaságos. Majd a rádiós technika fejlődésével megjelentek a különböző mobil telefon rendszerek. A mobil kommunikáció fejlődésének eddigi lépcsőfokai az első, második és harmadik generációs mobil rendszerek (1G – 2G – 3G). Az 1G rendszer analóg, míg a 2G rendszer már digitális rádiós technikával és berendezésekkel működik. Mindkét rendszer hozzáférési hálózata cellás elven épül fel, és míg az 1G rendszereket (pl.: Magyarországon a Westel 0660) napjainkra már lassan kivonják a forgalomból, addig a 2G rendszerek most éli fénykorukat. A 2G rendszerekben, kezdetben globális szabványok hiányában helyi irányzatok jöttek létre. A két fő irányzat az európai GSM (Global System for Mobile) és az észak-amerikai CDMA-TDMA (Code/Time Division Multiple Access) rendszer. A 2G rendszer nem kimondottam alkalmas vezeték nélküli adat-szolgáltatás biztosítására a kis adatátviteli sebessége miatt (10-13 kb/s). Ezt a problémát a 2.5G és 3G rendszerekben a HSCSD (High Speed Circuit Switched Data - 57,6 kb/s), a GPRS (General Pocket Radio System - 115 kb/s) és az UMTS (Universal Mobil Telecom System - 2 Mb/s) hálózati technológiák, valamint az IP (Internet Protocol) vezeték nélküli kiterjesztése hivatottak leküzdeni. Ezekkel a technológiákkal a fejlesztők reményei szerint megvalósulhat a mobil Internet. II. A mobil Internet hozzáférési technikái, az eszközök konvergenciája Napjainkra számos Internet hozzáférési technológia kialakult, amelyeket alapvetően két fő csoportba oszthatunk: vezetékes és vezeték nélküli megoldások. A vezetékes hozzáférés főként rézkábelen vagy üvegszálon keresztül, különböző technikákkal (modemes, ISDN, xDSL, stb.) valósulhat meg, míg vezeték nélküli hozzáférés esetén elektromágneses hullámok segítségével (mikrohullámú tartományban vagy optikai tartományban) történhet a felhasználói egységek csatlakozatása az Internethez. Ha ezek az egységek megfelelően kis méretű, hordozható berendezések, és a felhasználó nincs fix helyhez kötve, ahhoz hogy csatlakozhasson az Internetre, akkor mobil Internet hozzáférésről beszélhetünk. A mobil Internet hozzáférés egyértelműen csak vezeték nélküli csatlakozással valósulhat meg. A vezeték nélküli összeköttetés a felhasználói terminál és szolgáltató adó-vevő berendezése között elektromágneses hullámok segítségével történik, így ezen összeköttetéseket az alkalmazott hullámok frekvenciája szerint két csoportba sorolhatunk. Az egyik csoport a mikrohullámú tartományban (1GHz – 30 GHz) működő rendszerek, a másik, pedig az ennél nagyobb frekvenciákon működő, optikai rendszerek csoportja. Az alapvető különbség a mikrohullámú és optikai vezeték nélküli rendszerek között (frekvencia sávjukon így adatátviteli sebességükön kívül), hogy a mikrohullámú (rádiós) összeköttetés esetében nem szükséges a közvetlen rálátás az adó és a vevő egységek között, míg optikai vezeték nélküli átvitelnél elengedhetetlen a közvetlen jelút (Az optikai tartománybeli, kis hullámhosszú jelek terjedési tulajdonságai miatt). Ezek miatt a mikrohullámú tartománybeli, rádiófrekvenciás hullámokat alkalmazzák inkább a nagyobb távolságokra kiterjedő vezeték nélküli átvitelben. A mobil Internet hozzáférési megoldások irányzatai (WLAN, WiFi, PalmTop és mobil) Az egyik irányzat, amikor egy hordozható számítógép (notebook) kapcsolódik vezeték nélkül a hálózathoz. Ezt tipikusan a WLAN (Wireless Local Area Network) rendszerekben valósul meg. E technológia szabványait az IEEE 802.11-es szabvány írja le. Ebben az esetben a felhasználó - ha egy arra alkalmas csatolóval rendelkezik (pl.: PCMCIA WLAN kártya a notebook-ban), és jogosult a hálózathoz csatlakozni, mert előfizetett a szolgáltatásra vagy nyitott a rendszer – vezeték nélkül, rádiós kapcsolattal csatlakoztathatja számítógépét a hálózathoz. E rádiós Internet hozzáférést biztosító (WiFi) rendszerek jelenleg főleg repülőterek, pályaudvarok és szállodák területén illetve közvetlen környezetükben működnek kereskedelmi szolgáltatásként (tehát bárki előfizethet rá). E régiókat „HotSpot”-oknak nevezik. Egy ehhez hasonló megoldás, amikor a felhasználó a hordozható számítógépével egy járművön (pl.: vonaton), szabványos (pl.: UTP) csatolóval csatlakozik a jármű belső hálózatához, és e belső hálózat rádiós interfésze csatlakozik vezeték nélkül az Internetre. Ez is mobil Internetes megoldásnak tekinthető, hiszen a felhasználó alhálózata (a vonat belső hálózata) folyamatosan változtatja csatlakozási helyét (bázis állomásról-bázis állomásra vándorol). A másik irányzat, amikor a felhasználó kézi terminálja (pl: mobil telefonja) képes, minden bővítőkártya és vezeték nélkül csatlakozni az Internetre. Ebben az esetben is – a jelenlegi trendeket figyelembe véve – megkülönböztethetünk kétféle megközelítést, a palmtop-ok (vagy Pocket PC-k) és a mobil telefonok, terminálok által biztosított vezeték nélküli Internet hozzáférést. Palmtop-ok A palmtop-ok a notebook-okhoz képest kisebb teljesítményű, kisebb – tenyérnyi –méretű célszámítógépek. Feladatuk (a valamikori menedzser-kalkulátorokéhoz hasonló), olyan szolgáltatások, alkalmazások biztosítása, mint határidőnapló, elektronikus jegyzettömb, telefonkönyv, táblázatkezelő, szövegszerkesztő, email kezelő, stb. Ezek a berendezések sokféle vezeték nélküli csatoló felülettel rendelkezhetnek (Bluetooth /rádiós/, IrDA /optikai/, többnyire más eszközökhöz való csatlakoztatás céljából. A palmtop-ok többnyire rendelkeznek vezeték nélküli Internet kapcsolattal is, sőt egyes típusokban még helyzet meghatározó berendezést (GPS vevő egységet) is található. Mobiltelefonok és terminálok A mobil telefonok, terminálok esetében, az eszközök alapvető feladata két előfizető között a beszéd továbbítása, közvetítése volt. Miután a mobil hírközlő rendszerek technológiájának fejlődése lehetővé tette adatátviteli szolgáltatások biztosítását is, a mobil telefonokból napjainkra mobil terminálok (végberendezések) lettek. A legkorszerűbb mobil készülékekkel már a telefonáláson túl lehetőség van számos újabb szolgáltatás igénybevételére is, úgymint rövid szöveges üzenet (SMS), multimédiás üzenet (MMS), valamint email küldés és fogadás, Internetes tartalmakat letöltés (WAP), JAVA programok leöltése és futtatása, interaktív játékok, stb.. Technológiai nehézségek (kijelzők, kapacitás, akkumulátor, fizikai mértek) Az elsőként említett mobil Internet hozzáférési megoldás esetében a felhasználói végberendezések, azaz a hordozható számítógépek jelenleg (2003-ban) már olyan számítási és tároló kapacitással rendelkeznek, hogy nem okoz különösebb nehézséget a hagyományos (vezetékes hozzáféréssel, asztali számítógépeken megjeleníthető) Internetes tartalmak (web lapok, multimédiás anyagok, stb.) megjelenítése, lejátszása. Napjainkban már a kereskedelmi forgalomban kapható notebook-ok 15’’ illetve 17’’ képátmérőjű, TFT (Thin Film Transistor) technológiával készült kijelzői a hagyományos asztali katódsugárcsöves monitoraival összemérhető (sőt, sok esetben jobb) képminőséget produkálnak. A hordozható számítógépek adatbeviteli eszközei (billentyűzet, egér pad, stb.) ugyan az asztali gépek beviteli eszközeinél kisebbek, ezért kicsit nehezebben kezelhetőek, ám az asztali számítógépeknél megszokott adatbeviteli funkciók megoldottak. Hordozható eszközök lévén energiaforrásaik minden esetben akkumulátorok, telepek, ám ezek a telepek napjainkban egy notebook esetében még csak 2-3 óra folyamatos használatot tesznek lehetővé, utána a hálózati áramforrásról fel kell őket tölteni. Ez, mint a mobilitást („a bárhol és bármikor” elvet) korlátozó tulajdonság megemlítendő. Napjainkban előrehaladott kutatások folynak a notebook-ok teljesítményfelvételének csökkentésére, illetve az üzemanyag cellás akkumulátorok kifejlesztése terén, amelyekkel a kutatók reményei szerint a jövő hordozható berendezéseinek tápellátását fogják biztosítani. Egy várhatóan 2004-ben megjelenő üzemanyagcella átlagos teljesítménye 12 watt, maximális teljesítménye 20 watt, és 5 órás működést fog biztosítani [1]. A notebook-ok fizikai paraméterei (Pl.: Portocom FreeMed 274 x 328 x 37/46 mm 3,4 kg [2]) és felhasználási területük miatt nem az utcán séta közben vagy tömegközlekedési eszközön utazva használják. Egy notebook lényegében (a notebook tolvajok legnagyobb örömére) egy könnyen szállítható irodai eszköz. Érdekességként megemlítendő, hogy egy számítástechnikai eszközöket gyártó cég olyan notebook-okat (ECS Desknote A901) jelentetett meg a piacon, amelyekben nincs akkumulátor (hiszen amúgy is kicsi még a telepek teljesítménye, valamint egy notebook tulajdonosa legtöbb esetben olyan helyen használja számítógépét, ahol van hálózati tápforrás), asztali PC-kbe építhető processzorral és memória modullal (SDRAM) látták el őket a költséghatékonyság jegyében [3]. A mobil Internet hozzáférési megoldásoknál tárgyalt másik irányzat a kézi terminálok (palmtop-ok és mobiltelefonok) alkalmazása. Ezen eszközök méretüknél fogva kézi, tenyérben elférő elektronikus berendezések. Méret és hordozhatóság szempontjából ebben az esetben könnyen megvalósul a „bárhol és bármikor” elv. A mobil telefonok fejlődésével a kezdetben csak telefonálásra alkalmas mobil eszközök (eleinte még nem is annyira kis méretű, lásd az első generációs, táska méretű mobil telefonok) kijelzői egysoros, csupán pár karakter megjelenítésére voltak alkalmasak. Majd a kijelzők mérete a technológia fejlődésével és a megjelenítendő adatok növekedésével megsokszorozódtak. Nemrégiben az európai mobiltelefon piacon is megjelentek a színes kijelzős telefonok, amelyek már kis méretű színes képek, videó anyagok prezentálására is alkalmasak. Ám jelenleg mindezen színes és egyre nagyobb méretű kijelzők ellenére sem lehetséges a szokványos (HTML alapú) weblapok teljes megjelenítése. A szokványos web oldalak teljes megjelenítésének egy másik nehézsége a jelenlegi mobil terminálok korlátozott tárkapacitása. A kezelő egységeik, gombjaik a kis méretek miatt, különösen szövegek begépelése esetén nehézkesen kezelhetőek. A palmtop-ok estében például érintő képernyős kijelzőt is alkalmaznak, amelyen egy pálcika segítségével navigálhat a felhasználó a palmtop alkalmazásai között, illetve adatokat viheti be segítségével készülékébe. Másik ugyancsak korlátozó tényező ebben az esetben is a mobilterminál telep teljesítménye. Szélessávú vezeték nélküli Internet hozzáférés esetében a rádiós hozzáférés meglehetősen igénybe veszi a készülék akkumulátorát, valamint jelentős hő fejlődéssel jár, ami egy kézi készüléknél nem nevezhető elhanyagolható problémának. E problémák megoldására is alkalmas lehet a korábban már megemlített üzemanyagcellás akkumulátor kifejlesztése, bevezetése. 1. Ábra – A mobil Internet lehetséges hozzáférési eszközeinek konvergenciája (Notebook, mobiltelefon és palmtop) Konvergencia Az Információs Technológia (IT) szektorban közkeletű „konvergencia” kifejezés talán itt, a mobil Internet témakörében figyelhető meg a legjobban. A notebook-ok, palmtop-ok és mobil terminálok méretük és tudásuk szempontjából a technológia előrehaladtával egyre jobban közelítenek egymáshoz, konvergálnak. A közeljövőben a mobil Internet felhasználói, előfizetői olyan (multimédiás) mobil terminálokkal fognak rendelkezni, amivel a szolgáltatási területen belül, szélessávú (rádiós) vezeték nélküli Internet eléréssel rendelkezik, nagyméretű színes kijelzőjén képek, videók megjelenítése lehetséges, beépített videó kamerájának segítségével valós időben (real time) bonyolíthat videó telefon beszélgetéseket, letölthet zenéket és az újabb és újabb alkalmazásoknak a gazdaságossági szempontokon túl szinte csak a képzelet szabhat határt. III. A mobil Internet napjainkban (GSM, WAP, GPRS, HSCSD, EDGE, i-mode) Napjainkban a második generációs mobil rendszerek, különösen a GSM rendszer fénykorukat élik. A GSM rendszer sikerének titka a nagyon alaposan kidolgozott rendszer szabvány, a kontinens méretű lefedettség, a nemzeti GSM rendszerek között roaming (bolyongás) lehetséges, az olcsó szolgáltatási és készülék díjak, valamint a jó minőségű szolgáltatások. A GSM rendszer digitális, idő- és frekvenciaosztásos elven működik. Ez azt jelenti, hogy egy felhasználó mobil készüléke – ami tulajdonképpen egy speciális rádió adó-vevő készülék – adott frekvencián, csak adott időpillanatokban (időrésekben) adhat illetve vehet, az időrések között pedig a készülék fejlett jelfeldolgozó processzora (DSP - Digital Signal Processor) értelmezi a vett jeleket, illetve előkészíti az adásra szánt információkat. Így egy vivőfrekvencián több felhasználó is kommunikálhat kvázi egyidejűleg. A GSM rendszer cellás elven működik, ami azt jelenti, hogy az egyes vivőfrekvenciák a rendszerben többször, több cellában is felhasználhatóak, ha az adott azonos frekvenciákat használó cellák kellő távolságra vannak egymástól, így azok az előírtnál kisebb mértékben zavarják egymást. A rendszer adatátviteli sebességét gyakorlatilag az egy felhasználóra eső sávszélesség (GSM esetében ez 200 kHz), valamint az időrések „mérete” határozza meg, azaz az az idő, amíg a készülék ad illetve vesz adatokat. A GSM rendszert alapvetően beszéd átvitelre tervezték, de digitális rendszer lévén napjainkra már számos adat alapú szolgáltatás is elérhető a rendszerben. Ezen szolgáltatások egy részének adatforgalma (pl.: SMS – Short Message Service) nem a forgalmi csatornán (ahol a beszédátvitel folyik), hanem az úgynevezett vezérlő csatornákon keresztül történik. Ennek előnye, hogy ez a megoldás nem vesz el hasznos beszédcsatornákat az előfizetőktől, de hátránya, hogy az itt átvihető adatmennyiség meglehetősen szerény méretű lehet csak. Az adatszolgáltatások másik része, ahol az előző esethez képest már nagyobb adatmennyiség továbbítható (Pl.: modemes Internet, FAX, stb.) a forgalmi csatornákon keresztül bonyolódik. Ennek hátrányai az alacsony átviteli sebesség (13 kb/s) és a viszonylag magas percdíjak, viszont egy arra alkalmas telefon segítségével a GSM szolgáltatási terület gyakorlatilag bármely pontjáról igénybe vehető az adatátviteli szolgáltatás. WAP A mobil Internet egyik első mérföldköve a WAP (Wireless Application Protocol – vezeték nélküli alkalmazási protokoll) megjelenése volt. E megoldás kifejlesztését sokan egyedülálló mérnöki teljesítménynek tartják, ami nem is vitatható, de széles körben való elterjedése már kérdéses. A WAP gyakorlatilag információs szolgáltatások elérését teszi lehetővé mobil telefonon keresztül. A WAP elvileg (főként) Internet hozzáférést céloz meg, ám ezt többek között a jelenlegi mobil készülékek kijelzője és adatátvitel sebessége korlátozza. Működésének rádiós hordozója (a rádiós rendszer, amivel a vezeték nélküli összeköttetés létrejöhet) többféle lehet. Lehet második generációs (2G), például a GSM rendszer, de akár a 2,5. generációs megoldásokban (GPRS, EDGE, HSCSD – lásd később) is működhet WAP szolgáltatás. Ezek közül a GPRS alapú megoldása legkedvezőbb, mert itt a virtuális kapcsolat fennáll – a rendszer csomag kapcsolt mivoltából adódóan -, nincs kezdeti késleltetés, és az átvitt bitekért (általában 10 kbyte-os egységekben) kell fizetni, nem az összekapcsolás idejéért. A WAP szolgáltatás keretében gyakorlatilag azok az információk érhetők el, amik a WAP szerveren vannak, ezek többnyire a weblapokhoz hasonló, de „lebutított” oldalak. A mobil készülékek kijelzője, korlátozott tárkapacitása és az alacsony átviteli sebesség miatt a WAP oldalakon többnyire pár további WAP oldalakra. 2003 tavaszán WAP képes mobiltelefonnal már több olyan WAP oldal is elérhető, amely átjárót biztosít (elvileg) bármilyen WEB oldalhoz, azaz a mobil terminálon lehívható bármely WEB lap. A WAP átjáró (gateway) a HTTP nyelvű oldalt WRML nyelvű lapokká konvertálja, amit aztán a mobil letölthet a WAP szerverről. Ebben az esetben egy asztali számítógépen (pl.: 1024*768-as megjelenítés mellett) egy képernyőre kiférő weblap a mobil készüléken a WAP böngészőben sok aloldalként jelenik meg. Az esetek nagy részében az ilyen nem „WAP-re optimalizált” WEB lap a WAP átjárón keresztül lehívva, nagyon nehezen látható át, nehezen értelmezhető. Ebből adódóan a WAP képes telefonok számára külön a mobil telefonok kijelzőire optimalizált WAP oldalakon helyezik el az információkat. HSCSD A GSM hálózatok szűk adatátviteli kapacitásának feljavítására több technológia is létezik napjainkban. A beszédcsatornák száma - a jelfeldolgozó processzorok fejlődésével - hatékonyabb beszédkódolással jelentősen bővíthető. Az adatátviteli sebesség növelhető ha egy felhasználónak több forgalmi csatornát biztosítanak, azaz időréseket vonnak össze. Erre a technikára épít az HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) technológia, amiben több időrést (alapesetben vonalkapcsolt csatornát) vonnak össze, amivel a 14,4 kb/s elemi sebességet és 4 időrés összevonását feltételezve - az eddigi gyakorlati megvalósítások 2-3 időrés összevonását alkalmazzák - 57,6 kb/s eredő adatátviteli sebesség elérése lehetséges. Ez a sebesség már felveszi a versenyt a hagyományos vezetékes, analóg modemes kapcsolatok adatátviteli sebességével. EDGE Egy másik lehetséges megoldás a GSM rendszer adatátviteli sebességének növelésére az EDGE (Enhanced Data rate for Gsm Evolution) technológia, ami a GSM-ben alkalmazott kétszintű nemlineáris moduláció (GMSK) helyett nyolcszintű lineáris (8PSK) modulációt használ. Ezáltal egy szimbólum három bitet képvisel, vagyis azonos szimbólumidő mellett a bitsebesség az EDGE esetén háromszoros lehet a GSM-hez képest. Ehhez természetesen az adó és vevő egységeket, mind a bázis állomásokban és a mobil terminálokban ki kell egészíteni. A nyolcszintű moduláció miatt adott hibaarányhoz nagyobb jel/zaj viszony szükséges, ami azt jelenti, hogy a cellák bázisállomáshoz közelebbi részén lehetséges csak az EDGE használata, a cella szélein vissza kell térni a kétszintű a GSM szabvány modulációjára (GMSK-ra). További sebességnövekedés érhető el még mind a nyolc időrés összevonásával, így 384 kb/s-os maximális átviteli sebesség lenne elérhető, ami már eléri a 3G szabványban foglalt 1.szintű adatátviteli sebsséget. GPRS Mobil rendszerekben adatátviteli szolgáltatásokra jelenleg az egyik egyre szélesebb körben alkalmazott technika a GPRS (Global Pocket Radio System) csomagkapcsolt rádiós rendszer. A GPRS hálózat a GSM rendszerrel együtt működik, mintegy kiegészíti azt egy csomagkapcsolt hálózattal, az előfizető virtuálisan mindig a hálózat (GPRS részéhez) kapcsolt állapotban van. A szükséges járulékos csomópontok a Gateway (átjáró) GPRS Support Node (GGSN) és a Serving GPRS Support Node (SGSN). Az SGSN a szolgáltatási területen található összes felhasználó számára érkező és onnan induló csomagok irányításáért felelős. Nyomon követi a felhasználók mozgását, biztonsági feladatokat és hozzáférés vezérlést lát el. Az egyes csatornákhoz (adott esetben összevont időrésekkel) való hozzáférés megosztott. Az SGSN a bázisállomás alrendszerhez (BSS – Base station Subsystem) kapcsolódik. A BSS-en belül ezért egy új funkcionális csomópont, a Csomag Vezérlő Egység (Pocket Control Unit) szükséges. Az elrendezés úgy is felfogható, mint két, párhuzamosan működő, egymásra ültetett (overlay) rádiórendszer, az egyik az áramkörkapcsolt (hagyományos GSM), a másik csomagkapcsolt (GPRS), melyeknek azonban rádiós erőforrásai közösek (2. ábra). 2. Ábra - A GPRS rendszer integrálása a GSM hálózatba A GGSN egyik oldalról az SGSN-hez kapcsolódik, másrészt átjárót valósít meg más csomagkapcsolt hálózatok felé. A rendszer maximális adatátviteli sebessége 115 kb/s, átlagos sebessége 40 kb/s körüli. A GPRS alkalmazása azzal az előnnyel jár, hogy a szolgáltató számlázásának alapja az átvitt bitek száma, és ez független a hálózatra virtuális kapcsolódás időtartamától [10]. Az i-mode, avagy a japán csoda A közeljövőben, Európában is bevezetésre kerülő harmadik generációs mobil megoldások egyik minta rendszere a Japánban 1999 óta nagy sikerrel üzemelő i-mode nevű rendszer, amit az NTT DoCoMo, Japán egyik legnagyobb távközlési szolgáltatója üzemeltet. A szolgáltatás hihetetlen sikernek örvend, hiszen kevesebb, mint 2 év alatt 30 millió előfizetőt tart nyílván a szolgáltató [8]. Az i-mode rendszer több, csakis Japánban megtalálható sajátosságnak köszönheti nagy sikerét. Japánban - világviszonylatban - a telekommunikáció drága szolgáltatási ág. Az ország többi szolgáltatási iparágához viszonyítva a távbeszélő és Internet szolgáltatásokat igen magas áron kínálják az előfizetőknek, és ott tejesen megszokott, hogy az Internet hozzáférésért fizetni kell. Egy további sajátosság, hogy az Internetes oldalak túlnyomó része angol nyelvű, nagyon kevés a japán tartalom. Valószínűleg az előbbiekben felsorolt sajátosságokból adódik az a tény, hogy a távol-keleti szigetország lakossága jóval kisebb arányban használja az Internetet, mint a világ más fejlett országainak polgárai. További japán sajátosság, hogy az ott élő emberek nagyon kedvelik a kisméretű, elektronikus berendezéseket, „kütyüket”. A nagyvárosok zsúfolt tömegközlekedési eszközei eltöltött hosszú órákat is ezek a kis elektronikus kedvencek teszik számukra elviselhetővé. Egy, másfél évenként cserélgetik egyre nagyobb tudással felvértezett berendezéseiket (discman, MP3 lejátszó, digitális fényképezőgép, video kamera, mobiltelefon, stb.), ami folyamatos forgásban tartja az elektronikai iparágat. Az i-mode rendszer Japánban elért sikerének kulcsa a fent említett sajátosságok felismerése. Hagyományos értelemben vett telefonszolgáltatásokat nem biztosít, nincs hangátvitel. A rendszer csomagkapcsolt elven működik, adatcsomagok (főleg multimédiás tartalmak) továbbítása történik az előfizető kézi adat-terminálja és az i-mode rendszer szerverei között, és a felhasználók egy minimális havi előfizetési díj mellett az átvitt adatmennyiség után fizetnek (nem is keveset). A rendszer tulajdonosa, az NTT DoCoMo az i-mode beindításától kezdve nagy hangsúlyt fektetett a - különösképpen a japán nyelvű - tartalomszolgáltatásokra. 2001-re, a rendszer 2 éves működése után közel 2000 tartalomszolgáltató, külön az i-mode rendszerben kifejlesztett cHTML nyelven fejlesztett oldalakon igyekszik ellátni információkkal az addigra 30 milliósra duzzadt, elégedett a felhasználói tömeget. Az i-mode legsikeresebb alkalmazásai a multimédiás alkalmazások, az elektronikus levelezés valamint a felnőtt japán felhasználók körében is igen népszerű interaktív játékok [9]. Az NTT DoCoMo jelen van az Európában hamarosan beindítandó harmadik generációs mobil szolgáltatások kiépítésénél. Ám az előbbiekben ismertetett japán sajátosságok miatt könnyen belátható, hogy az európai szolgáltatóknak óvatosnak kell lennie egy i-mode-hoz hasonló európai rendszer kiépítésénél. IV. A jövő (3G, „all IP”, IPv6, ENUM) A 3. generációs mobil hálózatoknak jelenleg két fő irányzata van. Az európai GSM rendszer továbbfejlesztésével GPRS alapokon kialakítandó rendszer, és az észak-amerikai CDMA alapokon létrehozandó, új csomagkapcsolt hálózat. Okulva a 2G nehézségein, a következő generációs mobil rendszerek kialakításakor nagy erővel koncentrálnak a szabványok globális egységesítésére. Ennek fényében a Nemzetközi Távközlési Egyesület Mobil Távközlési Részlege (ITU – IMT) az ITU-IMT 2000 ajánlás keretében rögzítette a 3G rendszerek alapkövetelményeit. Ezek alapján a 3G rendszerek szabványos adatátviteli sebességei: 144 kb/s utazáskor (vonatban, autóban), 384 kb/s séta közben, szabadtéri környezetben és 2Mb/s épületben, beltéri környezetben [4]. Továbbá 1998 végén az ITU IMT 2000 kezdeményezte két együttműködési csoport létrejöttét, melyek a két domináns mobil technológiai irányzatot (GSM és C/TDMA) képviselik, és a 3. generációs mobil rendszerek szabványain és azok harmonizációján dolgoznak. Az egyik csoport a 3GPP (3G Partnership Project), amely a GSM rendszer tovább fejlesztése révén, GPRS alapokon, míg a 3GPP2 nevű csoportosulás az észak-amerikai irányzat (CDMA) alapelvein, egy új rendszerrel valósítaná meg a 3G rendszert. A végcél természetesen a két rendszer konvergenciája és a globális, nyitott, vezeték-nélküli Internet architektúra kialakítása [4]. A közelmúltban regionálisan megtörtént a leendő 3. generációs mobil rendszerek frekvenciáinak kiosztása, hatalmas összegeket mozgattak meg az egyes mobil társaságok a nagy üzlet reményében. Ám napjaink globális gazdasági recessziója csökkentette a fejlődés ütemét. A kezdeti lelkesedés alábbhagyott, és a fejlesztések is lelassultak – érdekességként megemlítendő, hogy például egy 2003 tavaszára, Kínában tervezett 3G világ konferencia az országban pusztító A típusos tüdőgyulladás járvány miatt elmaradt [6] -, ám a szolgáltatóknak be kell tartani a szerződésekben vállaltakat, így például Németország és Észak-Amerika egyes területein, ha kis régióban ugyan, de kiépült és működik 3G mobil rendszer. Japánban már hosszabb ideje működnek hasonló 3G-s rendszerek. 2004-2005 körül várható, hogy Európában nagyobb területeken is beindulnak a következő generációs mobil rendszerek. Ám a szolgáltatókat mostanában még nagy óvatosság jellemzi, hiszen nagyon meg kell fontolniuk beruházásaikat, hogy a kiépített rendszer elemei a 3G utáni hálózatokba is bevonhatók legyenek, valamint egy újonnan bevezetendő új 3G rendszernek kompatibilisnek kell lenni e már meglévő 2G rendszerekkel. Egy teljesen új 3G rendszer kiépítése jóval többe kerülne, mint egy előző generációs hálózat felszerelése. A fejlesztések tehát abba az irányba haladnak, hogy minél több eszközt tudjanak üzemben hagyni az új rendszerek kiépítésekor. Sok szolgáltató úgy látja, hogy az EDGE az első kulcsfontosságú lépés a 3. generációs rendszerek kiépítése során, és napjainkban már világszerte több mint 50 millió előfizető vehet igénybe GSM/EDGE alapú szolgáltatásokat [5]. A közeljövőben a GSM/EDGE rendszer lehetővé teszi a szolgáltatóknak 3G szolgáltatások biztosítását - úgymint videó-telefonálás, web böngészés, valamint további audió és videó alkalmazások - a nagyon drága 3G licencek megvásárlása nélkül a ritkább felhasználói sűrűségű területeken. Hiszen a GSM/EDGE megfelelő kapacitást és minőséget biztosít, valamint a legmegfelelőbb technika keskeny frekvenciasávok esetén (mivel ez tűnik a legjobb rádiós technikának a jelenlegi frekvencia tartományban) [5]. 3. Ábra – Az európai mobil távközlés fejlődése Az európai mobil távközlés fejlődése a GSM – GPRS – „All IP” irányba halad, hiszen az IP alapú (hálózati rétegben történő) mobilitás kezelés jóval kifinomultabb mobilitás-kezelési megoldásokat és szabványos, egységesebb rendszer kialakítást tesz lehetővé. Ugyanakkor a 3G rendszerek óriási költségei miatt a hálózatok megvalósítását a költségkímélőbb GSM (GPRS)/EDGE technológiák segítségével fogják a közeljövőben kiépíteni. Ez év második negyedévétől Európában már kaphatóak olyan 3G-s mobil készülékek, amelyek mind a harmadik generációs UMTS hálózatokban, mind a jelenleg nagy népszerűségnek örvendő GSM/GPRS hálózatokban is használhatóak. Idén március elején Európában elsőként az Egyesült Királyságban indult meg kereskedelmi célú 3G rendszer. A szigetországban óriási reklámkampányba kezdtek már hónapokkal ezelőtt az új rendszer népszerűsítésére. Ez év őszétől, több európai mobil szolgáltató (Vodafone Group, T-Mobile) is tervezi 3G szolgáltatásainak elindítását. Mindezeken túl vannak olyan elképzelések is, amely a 3G mobil megoldásokat túlontúl drágának és ezzel párhuzamosan nem túl hatékonynak találják, és úgy gondolkodnak, hogy azt ki kell hagyni, és mihamarabb 4G-re kell váltani. E gondolat egyik képviselője a Visant Strategies, akik egyébként olyannyira optimista az üggyel kapcsolatban, hogy elképzelhetőnek tartják, hogy a 4G technológiákat egyes helyeken már az idei évben be fogják vezetni [6]. A 3. generáción túli mobil rendszerekben (Beyond 3G) túl az egyszerű vezeték nélküli Internet hozzáférésen megvalósul a teljesen zökkenőmentes mobil Internet (2. Ábra), kibővített IP hálózati technológiákkal, integrálva a jelenlegi és jövőbeli rádiós rendszereket [4]. A jövő hálózatainak címzési módjai (IPv6, ENUM) Az IPv6, új verziós Internet protokollnak (többek között a sok mobil terminál számára elengedhetetlen jóval bővebb címtartományának köszönhetően) a Beyond-3G hálózatkezelésnél kulcsszerepe lesz, és a régebbi IPv4 és az újabb fejlesztésű IPv6-os alkalmazásoknak együtt kell tudni működniük. A Beyond-3G hálózatokban a RAN (Radio Access Network) és a BS (Base Station) egyből csatolhatóak lesznek az IPv6-os infrastruktúrához, amihez nem szükséges szokványos mobil-távközlési gerinchálózat. E gondolatkör végén megemlítenék még egy jövőbe mutató elképzelést, az ITU nemzetközi Internet telefonszám összerendelési protokollját, az ENUM-ot, amely a közeljövő hálózataiban, így a kialakulóban lévő mobil Internet esetében is alkalmazott címzési eljárás egy alternatívája lehet az IPv6 mellett. Az ENUM lehetőséget nyújt a közcélú vezetékes telefon-hálózatokban (PSTN) és az Internet világában alkalmazott különböző címzési rendszerek integrálására. Az elképzelés szerint egy számsorozat segítségével többféle terminál és szolgáltatás – telefon, fax, email, személyhívó, mobil telefon, SIP (VoIP) telefonszám, egy weblap, stb. - lenne hozzáférhető a felhasználók számára. Az IETF-el együttműködve fejlesztett ENUM a tervek szerint zökkenőmentes együttműködést tenne lehetővé a különböző hálózatokat, különböző címzéseket alkalmazó kommunikációs eszköz között. A kommunikációs berendezések hálózati címeihez egy számsorozat hozzárendelésével az Internetes név kiszolgálókon (DNS) keresztül történik a cím hozzárendelés [7]. V. Felmerülő kihívások, problémák Rádiósrendszer független megoldások A közeljövő globális, mobil távközlési rendszereinek konvergenciájának következményeként, a jövő mobil Internet hozzáférést biztosító kézi termináljának olyan rádiós interfésszel, csatolófokozattal kell rendelkeznie, ami az országonként esetlegesen változó frekvenciasávokat, modulációs eljárásokat képes kezelni, úgy, hogy az előfizető ebből semmit se vegyen észre, a szolgáltatásokat zavartalan minőségben tudja igénybe venni. Ez várhatóan a digitális jelfeldolgozó processzorok (DSP-k) fejlődésével nem fog különösebb problémát okozni a fejlesztőknek, hiszen az adott terminál, ha új szolgáltatási területre érkezik, egy egyezményes csatornán keresztül csak letölti a hálózat rádiós hozzáférését lehetővé tevő információkat, és a rendszer „szoftveresen” megoldja a terminál áthangolását az új rendszerre (ezt a technikát szoftver rádiónak nevezik). Tartalomszolgáltatások Az igény a tartalomszolgáltatások mobil terminálon való elérésére több kihívás elé is állítja rendszerek fejlesztőit. A már működő rendszerek esetében korábban felvetett problémák, mint korlátozott kijelző méret, korlátozott tárolókapacitás a jövő rendszereiben a technológia fejlődésével többé-kevésbé áthidalhatóak lesznek. Egy másik nehézség a mobil terminálokra szánt tartalomszolgáltatások biztosításának kérdése. Technikailag két irányzata lehetséges. Az egyik esetben egy átjáró egység átkonvertálja a lehívott weblapot, ekkor a WAP esetén már említett probléma fordulhat elő, azaz az átalakított weboldal teljesen szétesik sok-sok részlapra, és az információs tartalom nagyon nehezen lesz csak kinyerhető belőle. A másik megoldás, és inkább ez a járható út, amikor az adott rendszerben kifejlesztenek egy külön leíró nyelvet (pl.: WAP esetén WRML, i-mode estén cHMTL, stb.), amelyben a tartalomszolgáltatók elkészíthetik oldalaikat. Ezen oldalak a mobil terminálok kijelzőjére lesznek optimalizálva, így minőségi tartalomszolgáltatást vehet igénybe az előfizető. E kérdéskörben felmerülő további probléma, hogy a közeljövő rendszereiben lesz-e elég mobil Internetes tartalmat biztosító, fejlesztő szolgáltató? Ugyanis a jövő 3G és 4G rendszereinek akkor lesz csak sikere a felhasználók körében, ha megfelelő minőségben, használható információkhoz, szolgáltatásokhoz juthatnak. (Példaként az i-mode rendszerben, a szolgáltató cég (NTT DoCoMo) széles előfizetői bázisa, valamint az i-mode márkanév hihetetlen vonzerő a tartalomszolgáltatók számára [8].) Számlázás és QoS Egy további fontos kérdés - már napjaink mobil rendszereiben is – az adatátvitel utáni számlázás és QoS (Quality of Service – Szolgáltatás Minőség) biztosításának problematikája. Ugyanis, különösen a szélessávú mobil Internetes hozzáférés esetében (3G rendszerekben) a rádiós átvitel minősége nagyban hozzájárul a szolgáltatás minőségéhez. Valósidejű (real-time) szolgáltatások, például IP alapú hangátvitel (VoIP), vagy videó-telefonálás esetében pár másodperces kapcsolat megszakadás – a pillanatnyi vételi viszonyok miatt – a szolgáltatás minőségérzetének leromlását eredményezi, ami komoly számlázási vitákhoz vezethet a szolgáltató és az előfizető között. E problémák kivédésére a rendszer alapos méretezésével, a hívásengedélyezés-vezérlő (CAC – Call Admission Control) algoritmusok alkalmazásával megvalósított hatékony és gazdaságos erőforrás menedzsmenttel nyílik lehetőség. Biztonsági kérdések A CAC algoritmusok a QoS szolgáltatások estében beállítható felhasználói profilok feltételezik, hogy a hálózat ismeri az előfizető telefonálási, adatforgalmazási és utazási szokásait – amit persze a használat során raktároz el a felhasználóról –, hiszen ezek tükrében tud a rendszer garantált szolgáltatás minőséget biztosítani. Ezek következtében ekkor felmerülhetnek különböző személyiség jogi aggályok, hogy a rendszer mindent tud, a felhasználói szokásokról. Igen ám, de már a GSM rendszerben is olyan komoly biztonsági megoldásokat vezettek be, hogy illetékteleneknek lehetetlen hozzá jutni az előfizetői adatokhoz, szinte lehetetlen lehallgatni a rendszert. E biztonsági rendszabályok a jövő rendszereiben is - melyekben az igénybe vehető szolgáltatások és alkalmazások bővülésével várhatóan már egyre több személyes adatot fognak tárolni az előfizetőkről - minden bizonnyal még szigorúbban fognak érvényesülni, hiszen ez a szolgáltatók jól felfogott érdeke is. VI. A mobil Internet jelenlegi és jövőbeli alkalmazásai A következő fontos kérdéskör a mobil Internet jelenlegi és jövőbeli alkalmazásai. A terminálok fejlődésével a megjeleníthető képek és videók minőségének javulásával akár a kereskedelmi célú mobil Internetes kép és videó szolgáltatások is biztosíthatóak lesznek. Fizetés a mobillal A mobilszámláról történő fizetési mód már napjainkban is működik, tipikusan (pl.: üdítő) automaták és webes tartalomszolgáltatások esetében. Az előfizető mobiltelefonjáról felhív egy adott számot, vagy küld egy SMS-t, és telefonszámlájáról levonásra kerül az áru vagy szolgáltatás árának megfelelő összeg, majd például SMS-ben kap egy kódot a rendszertől, és ezt begépelve az automatába vagy a szolgáltatást biztosító weblap megfelelő mezőjébe megkapja a kért árut vagy információkat. A mobilterminálon keresztül történő vásárlás, vagy akár az interaktív banki szolgáltatások a jövő integrált mobil rendszereiben praktikus és népszerű mobil Internetes alkalmazás lehet. VoIP és videó-telefon A jövő IP alapú mobil hálózataiban megvalósulhat az IP hálózatokon keresztül történő hangátvitel (VoIP - Voice over IP), ami nem új keletű megoldás, hiszen már a hagyományos, vezetékes Internet kapcsolattal rendelkező asztali számítógépen világában, napjainkban is alkalmazzák. Egyik óriási előnye, hogy a VoIP-t alkalmazásával a helyközi, belföldi és akár a távolsági hívások úgymond megszűnnek, hiszen csak az Internet szolgáltatóhoz kell kapcsolódni. A mobil terminálban mindössze egy mikrofonra és hangdigitalizáló egységre van szükség, és hatékony beszédkódolóssal (forráskódolással) valamint adatcsomagok képzésével (csatornakódolással) a beszéd mintái adatcsomagokként továbbíthatóak az Interneten keresztül a másik félhez, aki elméletileg bármilyen nyilvános telefon rendszer (PSTN, ISDN – vezetékes -, PLMN – mobil -, VoIP) előfizetője is lehet. Egy másik, ehhez hasonló mobil Internet alkalmazási terület a videó-telefonálás, azaz a kép és hang egyidejű, folyamatos átvitele. Igazság szerint a vezetékes távközlő hálózatokban a videó telefonálás technológiája az 1960-as évek közepétől rendelkezésre áll, ám mégsem terjedt el olyan mértékben, mint ahogy a rendszerek fejlesztői remélték. A videó-telefon rendszerek is valós idejű alkalmazások, és sávszélesség igényük jóval nagyobb, mint a sima telefon rendszerekének. A 2.5G és 3G rendszerek adatátviteli sebességei már lehetővé teszik mindkét (VoIP és videó-telefon) szolgáltatások biztosítását. Ám a szolgáltatások egyik alapvető problémája, hogy mivel ezek valós idejű alkalmazások nagyon érzékenyek az átvitel minőségére, az adatcsomagok késleltetésére és esetleges elvesztésére. Ekkor ugyan is a folyamatos kép illetve hangátvitelben egy törést tapasztal a felhasználó, ami rontja a szolgáltatás minőségének megítélését. Az IP hálózaton keresztül történő valós idejű szolgáltatások az megbízhatatlan de gyors szállítási rétegbeli protokollra, az UDP (User Datagram Protocol)-ra épülő RTP (Real Time Protocol) segítségével történik. A jövő mobil hálózataiban nyújtott minőségi valós-idejű szolgáltatások komoly kihívások elé állítják a szolgáltatókat. (lásd a CAC algoritmusok fejezetben!) Pornó A Private Media Group pornóbirodalom vezérigazgatója, Charles Prast véleménye szerint a 3G rendszerek egyik húzóágazata a pornó ipar lehet. Véleményét arra alapozza, hogy így történt a videó, az Internet és a DVD esetében is. A globális pornópiac forgalma 2006-ra eléri a 70 milliárd dollárt, melyből négymilliárdot tehet ki a mobilon szolgáltatott pornográfia - áll a Visiongain kutatócég felmérésében [9]. Ugyanerre az évre várják a mobilszolgáltatók a nagysebességű, harmadik generációs (3G) mobilszolgáltatások iránti tömeges igény megjelenését. A 3G hálózat sebessége lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy folyamatosan szolgáltatott (streaming) mozgóképet nézzenek készülékeiken. Hollandiában már most jól érezhető a mobil pornó iránti igény, a Vodafone új képküldő szolgáltatásának jó részét ugyanis az előfizetők által egymásnak küldött szex képek teszik ki a Reuters távközlésben dolgozó informátora szerint. A Vodafone szóvivője ugyanakkor úgy fogalmazott, a vállalat nem képes a tartalom ellenőrzésére, és nem kívánta közölni, vajon holland képszolgáltatásuk forgalmának mekkora százalékát teszik ki a pornóképek. A mobilra lekért pornográfia egyik előnye, hogy a számlázást a mobilszolgáltató intézné, így az előfizetőnek nem kellene megadnia féltett hitelkártyaadatait az Interneten. Prast szerint a szolgáltatók boldogan vállalnák a számlázást, mivel az ilyen szolgáltatások nyereséghányada 25 százalékos. A mobil szolgáltató cégek azonban nem lelkesednek az erotikus tartalomért. Tartják magunkat etikai szabályzatukhoz. Az Európa-szerte induló 3G szolgáltatók szerint vállalataik számára az email- és hírszolgáltatás fontosabb a pornónál. Prast szerint érthető, hogy a cégek nem vállalják fel az erotikus tartalmat, mely azonban komoly bevételi forrást jelenthet számukra [9]. Játékok Napjainkban már a mobiltelefonokon is futtahatóak játékok, és közel hasonló folyamat figyelhető meg a „mobilos” játékok fejlődésében, mint a PC-s játékok világban. A készülékek fejlődésével a játékok is egyre színvonalasabbak lesznek. A korábbiakban említett i-mode rendszer esetén az interaktív játékokat a felnőtt felhasználók is előszeretettel használják [8]. A 3G multimédiás hálózatokban elérhető alkalmazások egy része a kikapcsolódást, szórakoztatást veszik célba. Zenéket lehet keresni, letölteni, hallgatni, de akár játékokat is le lehet tölteni az Internetről a mobil terminálra és azok alkalmazásként futtathatóak. Bár nem várható, hogy a mobil terminálok fejlesztésében a játékipar olyan mértékben fog beleszólni, mint a PC-k világában, de elképzelhető, hogy bizonyos fejlesztések keretében a játékipar igényeit is kiszolgáló eszközök fognak megjelenni a piacon. VII. Jövőkép Az előző pár mobil Internetes alkalmazást végigfutva láthatjuk, hogy az ötletek tárháza végtelen. A jövő majd megmutatja, hogy végül is ezen elgondolások közül mi lesz életképes, illetve mi marad örökre a „tervezőasztalok fiókjaiban”. Mindezeken túl az mondható, hogy a telekommunikáció fejlődése abba az irányba halad, hogy az ember személyes kommunikációs terminálján bárhol és bármikor igénybe vehessen külön az ő számára kialakított szolgáltatási csomagokat. Ez a „személyi hírközlés” elképzelése. Innen tovább lépve végül egy érdekes gondolat előfutáraként említeném meg a nemrégiben két angol kutató által kidolgozott mobiltelefon-vevőt, amelyet egy őrlőfogba lehet beépíteni. A telefon-fog (vagy fogtelefon) a jeleket rezgésekké alakítja, amelyek a koponyacsont vezetésével jutnak el a belső fülbe, így ezeket csak a fog tulajdonosa hallja. E fonalat tovább fejtve egyes elképzelések szerint az ember a technika fejlődésével apró, elektronikus eszközöket fog a testébe ültetni érzékszerveinek tökéletesítése végett, valamint a mesterséges környezetéhez való tökéletesebb illeszkedés elősegítésére. Mindezen futurisztikus elképzelések megvalósulásával egy újabb konvergenciának, az ember és gép éles határvonalának elmosódásának lehet tanúja majd az akkor világ embere. Felhasznált irodalom: [1]A Toshiba metanolos üzemanyag cellája laptopokhoz (http://www.radio.hu/index.php/read/22036/hozottrovat/25) [2] Portocom (http://www.portocom.hu/) [3] Notebook asztali belsővel: ECS Desknote - A901 (http://prohardver.index.hu/rios2_cikk.php?id=171) [4] Girish Patel (Nortel Networks), Sven Denneth (Motorola): The 3GPP and 3GPP2 Movements Toward All-IP Mobile Network (IEEE Personal Communications, 2000/8) [5] EDGE, kulcs a 3G-hez? - http://www.nokia.com/ [6] http://terminal.hu/ [7] ENUM - http://www.itu.int/newsarchive/press_releases/2001/18.html [8] Bodnár Ádám - Mi az i-mode sikerének kulcsa? (http://www.hwsw.hu/) [9] Pornóval lehet sikeres a 3G mobilszolgáltatás (http://www.index.hu/) [10] Dr. Simon Gyula – Mobil hírközlő rendszerek (előadásjegyzet és segédlet)