Retele Wireless

Introducere

O rețea fără fir (radio) de tip mesh (traducerea expresiei engleze Wireless Mesh Network) reprezintă o rețea destinată transportării datelor, instrucțiunilor și vocii (informație sonoră) prin nodurile de rețea. Aceast tip de rețea oferă conexiuni continue și dispune de algoritmi de autoreconfigurare în caz de noduri blocate sau neoperaționale. Scopul principal al acestor algoritmi este de a găsi cea mai bună rută pentru a ocoli nodurile neoperaționale și de a transmite până la destinație pachetele de date, în ciuda dificultăților.

Într-o rețea mesh, dacă toate nodurile sunt interconectate atunci rețeaua se numește „complet conectată” (engleză: fully connected). Rețelele mesh diferă de celelalte rețele prin faptul că toate părțile componente pot să facă legătură între ele prin „sărituri” (hop-uri), acestea în general nefiind mobile. Rețelele meshpot fi văzute ca rețele de tip ad-hoc. Rețelele mobile ad-hoc (engleză: Mobile Ad-hoc networks, prescurtat MANET) și rețelele mesh sunt strîns înrudite, dar rețelele MANET trebuie în plus să se ocupe de problemele introduse de mobilitatea nodurilor. Rețelele mesh au proprietatea de autovindecare: rețeaua poate fi în stare funcțională chiar dacă un nod se defectează sau dacă sunt probleme cu conexiunea. Acest concept se aplică la rețelele fără fir, la rețelele prin cablu și la softul de interacțiune. Rețelele mesh fără fir prezintă cea mai frecventă topologie folosită în zilele de azi. Aceste rețele au fost dezvoltate inițial pentru aplicații militare, dar au fost cunoscut o evoluție semnificativă în ultimii ani. Progresul echipamentului de transmisuni de date a permis rețelelor mesh să ofere un larg spectru de servicii cum ar fi client-access, servicii backhaul ș.a. Nodurile mesh au devenit mai performante, unele modele pot suporta mai multe cartele radio, fiecare operând la diferite frecvențe.

Evolutia aplicatiilor de birou a creat o puternica cerere la tehnologie de acces wireless ( pentru o banda cat mai larga ), mult superioara actualelor sisteme celulare. Tehnologia de acces Wireless LAN asigura o banda larga perfecta pentru serviciile GSM (Global System for Mobile Communication-Sistemul global pentru comunicatii mobile) si GPRS (General Packet Radio Services) de care operatorul dispune in prezent intr-un mediu inchis. Cele mai multe solutii publice Wireless LAN beneficiaza de o modesta autentificare si posibilitate de roaming (transfer inter-retele) in comparatie cu retelele traditionale de celulare. Acest articol descrie o noua arhitectura de sistem Wireless LAN care combina tehnologia de acces radio

WLAN cu functiile de management ale operatorilor mobili (abonatilor) si cu infrastructura roaming. In sistemul definit, accesul WLAN este autentificat si taxat prin folosirea SIM-ului ( Subscriber Identity Module) GSM. Aceasta solutie face posibila roaming-ul intre reteaua de acces celular si cea WLAN si este primul pas spre o arhitectura de retea bazata pe IP-uri. Prototipul a fost implementat si verificat public intr-o retea mobila reala

Folosirea telefoanelor mobile pentru conectarea la Internet a inceput sa devina o practica uzuala in randul consumatorilor, se arata in cel mai recent studiu coordonat de Mobile Data Association, preluat de BBC. Conform sursei citate, oamenii din Marea Britanie viziteaza zilnic, prin intermediul telefoanelor mobile, 11.5 milioane de pagini internet. Comparativ cu luna septembrie, cand numarul total al paginilor web vizualizate a fost de 340 milioane pe zi, in octombrie aceasta cifra a crescut pana la 356 milioane. Datele au fost colectate de la cei patru operatori mobili britanici, si-anume 02, Orange, T-Mobile si Vodafone. Cand au aparut primele telefoane WAP (Wireless Application Protocol este software-ul care permite vizualizarea continutului web pe ecranul telefoanelor mobile), existau temeri ca acestea nu se vor ridica la inaltimea asteptarilor. De altfel, utilizatorii considerau noile servicii ca fiind inatractive, in vreme ce viteza de conectare lasa si ea de dorit. Cu timpul insa, aceasta situatie avea sa se schimbe. Conform Mobile Data Association, schimbarea s-a datorat cresterii numarului de handset-uri WAP disponibile, continutului mai competitiv, respectiv dorintei de a incerca noi tipuri de continut. In sprijinul afirmatiei sale, analistul invoca cele 25 de milioane de dispozitive cu suport WAP, cate exista la ora actuala in Marea Britanie, cifra ce reprezinta aproape jumatate din numarul total al telefoanelor mobile. De asemenea, operatorii au inceput sa lanseze noi handset-uri cu mai multe servicii net. In plus, aparitia unor tehnologii ca GPRS (General Packet Radio Service) a insemnat, evident, o viteza mai mare de conectare. Una dintre cele mai populare activitati specifice Internetului mobil este schimbul de mesaje via Net, fie prin trimiterea de mesaje scrise celor aflati in lista de prieteni sau prin expedierea de mesaje direct catre conturile de e-mail. Tot populare sunt si descarcarea rezultatelor sportive, a informatiilor de divertisment si a stirilor.

Tehnologia radio WLAN asigura o largime de banda superioara in comparatie cu orice tehnologie celulara. Standardul Wi-Fi (standardul 802.11b) ofera maximum 11Mb/s, frecventa benzii fiind 2.4 Ghz.Rata maxima pentru un singur utilizator intr-o retea radio WLAN este de 11 Mb/s(tipic 6.5 Mb/s), in timp ce un serviciu radio general bazat pe pachete (GPRS) ofera un transfer de pana la 172 kb/s (standard 42 kb/s), si terminale din generatia a treia pana la 2 Mb/s (tipic

144 kb/s). Din perspective utilizatorului diferenta dintre performante este imensa, ceea ce face WLAN o optiune foarte buna.

Tehnologiile wireless au inceput sa aiba un mare impact si asupra peisajului romanesc de IT prin spectrul larg de elemente si avantaje pe care le aduc. Datorita avantajelor pe care comunicatiile wireless le ofera, tehnologia poate fi abordata cu usurinta in tarile in curs de dezvoltare acolo unde cu costuri mai mici pot fi implementate retele wireless, care pot fi abordate cu mai multa incredere decat retelele wireline (pe cablu).

Mai multe companii romanesti de operatori de comunicatii ofera deja furnizorilor de servicii solutii de conectivitate wireless dintre cele mai performante.

Solutia WLAN, oferita de Connex in cadrul hotelurilor Marriott si de curand in trei noi locatii: Athenee Palace Hilton, Crowne Plaza si Hotelul Anda din Sinaia, serviciul denumit Connex NetZone are la baza standardul 802.11b, in banda de frecventa de 2,4 GHz si este destinat oamenilor de afaceri care folosesc laptopuri si petrec mult timp in afara biroului.

La randul sau, Orange a introdus in oferta sa de servicii doua noi tehnologii de acces radio de banda larga: LMDS (Local Multipoint Distribution Service) si WLAN.

Furnizorii de servicii Internet sunt si ei interesati in migrarea unor servicii adiacente catre tehnologia wireless. Astfel, Astral Telecom a lansat serviciul Wi-Fi in aeroporturile internationale Iasi si Timisoara, precum si in ExpoTransilvania Cluj-Napoca, urmand ca foarte curand serviciul sa fie extins si in alte locatii.

La nivel mondial, in industria telecomunicatiilor, aparitia brusca a hot spot-urilor (Access Point wireless ) a adus amenintarea unei mutatii a clientilor dinspre retelele companiilor de telecomunicatii catre retelele Wi-Fi pentru acces la date. In acest moment, furnizorii de servicii de telecomunicatii se confrunta cu posibilitatea unor pierderi suplimentare, pe masura ce clientii de voce se indreapta si ei catre retelele Wi-Fi, folosind VoIP (Voice over Internet Protocol) ale unor companii non-telecom, cum sunt Boingo, Gric si Cometa.

Pe masura ce creste numarul hot spot-urilor din locurile publice, precum si conectivitatea wireless LAN din incintele companiilor, departamentele IT se lupta deja sa contruiasca o tehnologie care sa permita miscarea fara piedici intre subretele, fara pierderi de date si fara nevoia de reautentificare a utilizatorilor.

Ca raspuns, furnizorii de wireless cumpara, proiecteaza si construiesc tehnologia care sa le permita utilizatorilor mobili sa se poata misca intre retelele wireles LAN si WLAN. Aceste schimbari semnaleaza inceputul a ceea ce se numeste “mesh Networks” - retele innodate, care leaga utilizatorii unei tari in retele ad-hoc formate in functie de interese comune.

Daca ar fi sa luam in considerare ceea ce spune Intel si alte companii de renume mondial, retelele wireless LAN vor deveni in curand o caracteristica tot

atat de obisnuita a peisajului Statelor Unite cum sunt benzinariile sau parcarile auto.

Strategia formidabila de marketing a Intel a avut o contributie semnificativa la realizarea unor pasi ascendenti, prin faptul ca Intel, sprijnit de parteneri variati, de la Toshiba pana la McDonalds, a lansat tehnologia de cip mobil denumita Centrino, despre care analistii spun ca ar putea genera o mai larga utilizare a retelelor Wi-Fi (802,11b).

Intel isi propune ca Centrino sa puna bazele a ceea ce compania si alti observatori ai industriei se asteapta sa fie in curand milioane de notebookuri si alte dispozitive care se pot conecta cu usurinta la retelele wireless LAN, la retele celulare de date sau la ambele tipuri de retele.

Singurul lucru de care ar mai avea nevoie utilizatorii de astfel de dispoztive va fi un loc unde sa se conecteze. Iar furnizorii de servicii de telecomunicatii, inclusiv nou lansata Cometa Networks, intentioneaza sa creeze multe astfel de locuri, numite hot-spoturi.

IBM a anuntat un contract de instalare de hot-spoturi wireless LAN in peste 1.000 de parcari de camioane din Statele Unite. Cu acces wireless securizat via VPN pentru retelele corporatiilor, companiile de transport de marfa si de logistica vor putea sa partajeze date si aplicatii direct cu soferii echipati cu notebook-uri.

Columbia Advanced Wireles va vinde site-urile si va folosi eServer de la IBM cu Linux si aplicatia Rocksteady Networks' Network Sharing. Aplicatia determina daca soferii sunt autorizati sa acceseze hot-spotul si realizeaza managementul sesiunilor Internet.

Furnizorul de servicii Boingo Wireless, care ofera un serviciu Wi-Fi national bazat pe o retea de puncte de acces de la sute de furnizori, a lansat deja un program pentru reselleri, care permite altor furnizori sa vanda ofertele sale Wi-Fi.

Aceasta va permite celor care calatoresc sa aleaga intre serviciile de date wireless LAN sau mobile, in functie de locatie si de tipul de acces necesar.

T-Mobile a fost primul furnizor de servicii mobile traditionale care a recunoscut amenintarea si oportunitatea reprezentata de Wi-Fi. Compania construieste o retea Wi-Fi pentru a oferi companiilor si consumatorilor individuali serviciul propriu HotSpot Wireless LAN.

Cardul combo GPRS+WLAN cu interfata CardBUS pentru notebook distribuit de RAL Computers poate lucra atat ca modem GPRS de clasa 10, asigurand o legatura constanta de 80Kbps in cateva secunde la oricare dintre retelele GPRS Orange sau Connex, cat si ca adaptor de retea wireless 802.11b+ pentru o legatura de pana la 22Mbps cu un Access Point wireless. Solutia confera mobilitate totala utilizatorului care are nevoie permanenta de conexiune Internet. In zonele acoperite de Access Point-uri accesul este direct in reteaua locala si conectarea la Internet are performantele retelei, iar pentru orice zona cu acoperire

GPRS din Romania (in majoritatea cazurilor acoperirea este identica cu cea GSM) transferul este de 80Kbps. Echipamentul accepta un SIMcard, care trebuie sa fie activat pentru serviciul GPRS pentru a stabili conexiuni wireless in acest mod.

Cartela PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) combo cu modem GPRS si placa de retea wireless 802.11b. Modemul GPRS are soclu pentru instalarea unei cartele SIM GSM si este tri-band (900/1800/1900 MHz)

Specificatii tehnice interfata de tip PCMCIAII sau CardBUS, drivere pentru Win

XP/2000/Me/98SE suporta GSM 900MHz/ DCS 1800MHz/ PCS 1900MHz Operare GPRS multi-slot clasa 10 - 2 uplink, 4 downlink, maximum 5

sloturi intr-un frame TDMA suport pentru SMS si aplicatie agenda si SMS sub Windows Wireless LAN 802.11b+ (pana la 22Mbps)

Intrebarea cheie este cum sa utilizezi puterea operatorului mobil: data fiind baza clientului GSM larga si investitia in infrastructura celulara. Autorii s-au implicat in dezvoltarea unei arhitecturi noi a sistemului WLAN a carei tinta sunt operatorii mobili. Solutia destinata, denumita operatorul WLAN, combina managemntul abonatilor GSM si mecanismul de construire cu accesul la tehnologia WLAN. Operatorul WLAN permite roaming-ul intre diferiti operatori care au acces la retea. Solutia operatorului WLAN este valabila pentru orice dispozitiv Wireless LAN care dispune un cititor de card SIM GSM . Sistemul de referinta a fost implementat ca o parte a unui proiect de cautare al companiei si a fost ghidat cu succes catre reteaua reala de operatori mobili in anul 2000. Observatiile si studiile de pe urma proiectului au dovedit utilizabilitatea noului

concept, si primul sistem comercial a fost lansat in iulie 2001 si a fost ghidat cu succes de cativa operatori de telefonie mobila.

Acest articol descrie arhitectura operatorului WLAN, principalele componente ale sistemului si functionalitatile lor. Punctul de interes general il reprezinta mecanismul de construire, roaming-ul si autentificare bazate pe SIM.

Operatorul WLAN

Obiective pentru proiectare

Viitoarele retele de operatori mobili vor fi o combinatie de comunicatie prin unde radio, cum sunt GSM/GPRS, si WLAN. Sistemul WLAN ar trebui sa mentina compatibilitatea cu functiile de roaming si taxare ale nucleului retelei gsm existente, care minimizeza modificarile in echipamentul GSM . Un modul de identitate a unui abonat GSM (GSM SIM) este o alegere naturala pentru managementul abonatilor WLAN odata ce permite roaming-ul telefoanelor si retelelor GSM/GPRS existente.

In faza initiala cel mai important in ceea ce priveste afacerile WLAN constau in aplicatiile de date. Astfel, sistemul OWLAN ar trebui optimizat pentru serviciile de date initiate ,care reduc complexitatea sistemului. Urmatorul pas in evolutia serviciilor bazate pe IP-uri in WLAN ar trebui sa urmeze odata ce este valabila infrastructura serviciilor bazate pe IP in cadrul operatorilor mobili .

Pentru a minimiza costurile si complexitatea instalarii, OWLAN-ul ar trebui sa utilizeze sistemul de taxare GPRS existent.Operatorii GPRS au definit un mecanism pentru a schimba date de taxare intre operatorii diferitelor retele. Acelasi mecanism ar trebui folosit pentru transmiterea inregistrelor referitoare la taxare.

Figura 2-arhitectura sistemului OWLAN

Arhitectura sistemului OWLAN

Arhitectura sistemului OWLAN, schitata in figura 2, este alcatuita din reteaua de acces public LAN si din locatia operatorului celular, care comunica pe infrastructurii bazata IP. Principala provocare in materie de design a fost aceea de a transporta semnalul de autentificare a abonatilor GSM standard de la terminal la locatia operatorului celular . Arhitectura WLAN care rezulta poate fi considerata inceputul unei retele all-IP cu operator mobil.

Sistemul OWLAN contine 4 componente: server-ul de autentificare, controlerul de accesul , punctul de acces si terminal mobil. Arhitectura de sistem seamana cu o retea

GPRS. Fiecare componenta a sistemului are un corespondent in reteaua GPRS, asa cum se vede din tabelul 1. Diferenta semnificativa fata de arhitectura GPRS este ca in sistemul OWLAN numai datele privind controlul semnalului sunt transportate in partea cea mai importanta a celularului. Controlerul de acces conduce pachetele de date dinspre user direct prin IP, care este folosit pentru accesarea serviciilor publice sau private. Aceasta arhitectura evita complexitatea roaming-ului de tip GPRS din moment ce traficul prin IP-ul userului nu trebuie sa treaca prin centrul celularului spre reteaua .

Autentificarea abonatului functioneaza dupa cum urmeaza. Mai intai, un terminal WLAN se asociaza cu un punct de acces WLAN, primeste o adresa IP de la controlerul de acces, si initiaza autentificarea pe retea trimitand o cerere de autentificare nominala controlerului de acces(1). Controlerul de acces trimite mai departe cererea de autentificare serverului de autentificare (2), care implementeaza poarta de comunicare dintre reteaua de acces si reteaua de semnal GSM. Server-ul de autentificare cauta in registrul de adrese GSM datele de autentificare si procede la autentificarea user-ului folosind aceste informatii (3).

System elements Figura 3 infatiseaza principalele elemente si interfete ale sistemului de operare WLAN in detaliu.

Serverul de autentificare

Server-ul de autentificare este principalul punct de control al managementului abonatilor OWLAN. O singura entitate poate suporta mai multe controlere de acces si poate oferi autentificare si servicii de taxare pentru mii de useri de roaming din diferite zone de acces. Server-ul de autentificare comunica cu controlerul de acces folosind protocolul de autentificare RADIUS , care reprezinta o autentificare practica, o autorizare si un protocol de facturare in industria IP. Cand user-ul se deconecteaza,, server-ul de autentificare primeste informatiile contabile de la controlerul de acces, le transforma in format GPRS de taxat [6], si emite nota de plata pe care o trimite sistemului de taxare al celularului Server-ul de autentificare protejeaza, ascunde infrastructura celularului de reteaua de acces. Asigura o poarta de patrundere in elementele sistemului central al celularului, si anume registrul de adrese GSM (HRL-home location register) si poarta de taxare GPRS Serverul de autentificare trimite semnale GSM de autentificare standard HLR-ului folosind reteaua de semnale SS7, care conecteaza diferite retele de operare. Reteaua celulara identifica user-ul cu codul IMSI "International Mobile Subscriber Identity", depozitat in cartela SIM. In prototipul sistemului serverul de autentificare a fost implementat folosindu-se o flatforma de server Windows NT care a fost conectata direct la MSC (Nokia Mobile Switching Centre). Un protocol duce cererea de autentificare de la AS la MSC. Figura 3 infatiseaza configuratia aplicata in care MSC-ul ofera o interfata MAP de inalta

performanta si ne permite sa alternam circulatia semnalului din WLAN cu semnalul normal GSM. Ca o alternativa, server-ul de autentificare poate fi implementat cu interfata MAP din fabricatie.

Un model predefinit in profilul serviciului de abonare HLR indica serviciul WLAN de abonare.Server-ul de autentificare verifica intotdeauna daca utilizatorul de roaming s-a abonat la serviciul WLAN. In viitor, profilul serviciului ar putea fi extins astfel incat sa cuprinda, de exemplu, calitatea unei clase de servicii a unui abonat WLAN. Standardul GSM prezent nu defineste un model de serviciu WLAN, si regulile de interpretare ale profilului serviciului sunt dependente de operator.

Figura 3 Elementele sistemului OWLAN

Access Controller

Controlerul de acces asigura “poarta” pentru internet intre reteaua de acces radio si centrul fix de alocare de IP-uri. Aloca adrese IP terminalelor mobile si tine o lista a adreselor IP ale terminalelor autentificate. AC-ul se comporta ca un filtru de trafic monitorizand adresele

fiecarui packet IP care intra sau iese si ignorand pachetele care sosesc de la un terminal neautentificat. AC-ul separa terminalele mobile folosind o adresa IP de terminal si o adresa unica WLAN ( adresa MAC ). Verificarea adresei MAC asigura faptul ca un duplicat al unei adrese IP nu poate fi folosit simultan de un utilizator rau-intentionat. AC-ul aduna informatii contabile in scopul taxarii. Prototipul AC-ului a fost implementat folosindu-se o platforma IP "router", mai precis un "router" din seria Nokia IPSO IP330.

Punctul de acces WLAN

Punctele de acces ofera o legatura ethernet intre terminalul mobil si LAN-ul fix. Punctele de acces sunt conectate la acelasi LAN ca si AC-ul. Punctele de acces (suporta standardul Wi-Fi) suporta o rata de transfer de 1,2,5.5 si 11 Mb/s. Raza medie de acoperire a unui singur punct de acces Wi-Fi este de 50-100 m in interior. Raza poate fi marita folosind antene directionale . AP ofera o interfata radio . Numarull de utilizatori afecteaza rata de transfer a datelor. Daca nu mai exista alte terminale, un singur utilizator poate dispune de o legatura radio completa de 11 Mb/s. Aceasta este o diferenta majora fata de accesul GPRS.

Terminalul mobil

OWLAN-ul este valabil pentru orice terminal cu capacitate de acces radio WLAN, un SIM reader, si un modul de autentificare a SIM-ului. Utilizatorul poate detine fie un card WLAN cu SIM reader integrat, fie un card WLAN cu un smart card reader extern. Vanzatorii de laptop-uri au sugerat ca viitoarele modele ar trebui sa aiba un smart card reader integrat.

Terminalul OWLAN poate detecta roaming-ul intre retele WLAN prin folosirea unui profil al retelei predefinit care sa contina lista identificatorilor retelelor radio partenere capabile de roaming. Cand se introduce o noua locatie terminalul compara numele WLAN-lui disponibil cu WLAN-ul corect .

Autentificarea

Partea principala a sistemului de operatori WLAN este autentificarea bazata pe SIM. Accesarea se realizeaza prin comunicatie intre terminal si serverul de autentificare. Secventa de autentificare este urmatoarea:

Primul pas consta in activarea terminalului user-ului cu numarul de identitate personal (PIN). Cardul SIM si identitatea user-ului sunt securizate prin codul de protectie al PIN-ului. Cand faza de autentificare este gata, software-ul afiseaza utilizatorului codul PIN.

Initial terminalul localizeaza controllerul de acces in retea trimitand un mesaj de solicitare NAAP caruia controlerul de acces ii raspunde. Dupa primirea adresei IP, terminalul trimite cererea de autentificarea initiala controlerului de acces, unde IMSI este incapsulat in Identificatorul de Acces al Retelei (NAI). NAI este o parte bine cunoscuta a standardului IETF AAA Partea domeniului NAI identifica domeniile operatorilor ,de exemplu IMSI@operator.com. Controlerul de acces si infrastructura RADIUS folosesc pentru transmisie cererea de autentificare catre serverul de autentificare corect.

Serverul de autentificare solicita triplete GSM din registru de locatie de acasa folosind conexiunea MSC . Apoi serverul de autentificare trimite GSM RAND terminalului mobil cu calcularea codului de autentificare a mesajului peste RAND

Procedura de autentificare poate fi anulata din cauza urmatoarelor motive : IMSI-ul nu este cunoscut in HLR Serviciul WLAN nu a fost subscris Operatorul de acces nu suporta roaming de la IMSI specific, sau serverul de

autentificare nu primeste tripletii de la HLR. In aceste cazuri , terminalul ramane ne - autentificat si controllerul de acces

nu ruteaza IP de trafic al terminalului. In timpul operatiei de autentificare, serverul de autentificare trimite terminalului si controllerului de acces o valoare a timpului de viata al sesiunii, care arata cat timp sesiunea respectiva de validare este activa. Cand timpul de viata al sesiunii expira in controllerul de acces sau terminalul se deconecteaza, controllerul de acces inchide conexiunea terminalului.

De asemenea, anunta serverul de autentificare, care inchide sesiunea de acces a contului rezervat terminalului. Terminalul trebuie sa elaboreze o cerere de reautentificare inainte ca timpul de viata al sesiunii sa expire, daca doreste ca sesiunea precedenta sa se continue.

Procedura de reautentificare permite operatorului sa ofere acces , care este valid doar pentru o perioada de timp bine stabilita. Aceasta este o proprietate importanta pentru sisteme preplatite, la fel de bine cat si pentru mediile unde incarcarea poate fi limitata de anumiti timp de acces ( bine stabiliti). Pe langa aceasta se permite operatorului sa autentifice terminalul periodic - in timpul unei sesiuni active, la fel ca si sistemul GSM

Facturarea si taxarea

Controlerul de acces monitorizeaza data traficului si trimite periodic informatii statistice despre trafic serverului de autentificare. Sunt suportate urmatoarele metode de taxare:

Time-based : sunt inregistrati timpii de pornire si de terminare a conexiunii Volume-based:sunt inregistrate cantitatea datelor transferate Flat rate Serverul de autentificare converteste datele calculate in format de inregistrare

a datelor standard de taxare GPRS (charging data record-CDR)Serverul de autentificare verifica datele calculate asociate pe care le-a primit

prin intermediul unui terminal de autentificare(IMSI). Aceasta asigura ca datele despre taxare nu sunt generate printr-o conexiune ce nu a fost autentificata corect.

Mai departe, datele sunt protejate folosind un mecanism secret prin protoculul RADIUS. Acest mecanism previne inserarea frauduloasa a unor date de taxare in reteaua IP in timp ce controlerul de acces si serverul de autentificare care impart codul cheie observa daca datele au fost alterate in timul transmisiei. Cheia secreta este introdusa in controlerul de acces si serverul de autentificare in timpul configurarii sistemului. Datele transferate pot fi de asemenea criptate folosind protocolul de securitate IP intre controlerul de acces si serverul de autentificare.

In final serverul de autentificare trimite datele (CDR-urile) generate catre “poarta” de taxare sau sistemul de facturare.

Roaming-ul catre WLAN-uri straine

Consortiul operatorilor de telefonie mobila au infrastructura si cunostintele necesare pentru suportul operatiei de roaming intre diferite retele de acces cat si intre diversi operatori de retea. Spre deosebire de majoritatea furnizorilor de Internet, operatorii de telefonie mobila au infrastructura si cunostintele pentru suportul roamingului.

Operatorii de telefonie mobila s-au hotarat asupra modalitatii de schimbare a autentificarii si accesarea diverselor date din cont, operatie desfasurata intre operatorul de roaming si utilizatorul. Sistemele de taxare a operatorilor, deja existente, sunt capabile sa schimbe informatii privind conturile intre ele. Figura 4 arata cum functioneaza roamingul operator operator in sistemul operator WLAN.

Mai intai, terminalul mobil pentru roaming se conecteaza la operatorul de retea strain WLAN si initializeaza autentificarea prin trimiterea unei cerere de autentificare catre controlerul de acces, care se bazeaza pe serverul de autentificare.

Serverul de autentificare analizeaza IMSI-ul si verifica daca operatorii au o intelegere de roaming valida pentru serviciile WLAN. Apoi, serverul de autentificare trimite o cerere de autentificare catre HLR corect folosing reteua GSM SS7. HLR-ul corespunzator raspunde cu un profil de utilizator si tripletii de autentificare, si procedura de autentificare este completa intr-o modalitate normala.

Dupa deconectarea terminalului , serverul de autentificare trimite inregistrarea cu suma de platit catre sistemul de plata al operatorul strain. Codul IMSI arata ca CDR a fost generat pentru un terminal destinat roamingului. Sistemele de contorizare a platilor ale operatorului comunica in mod regulat intre ele, si schimba inregistrarile cu platile specifice GSM/GPRS si WLAN generate de utilizatorii de

Figura 4 Roaming-ul catre un operator strain

roaming. Prin folosirea acestui mecanism sistemul de plata al operatorul strain bazeaza WLAN CDR-ul pe sistemul de plata al operatorul local al utilizatorului, care in cele din urma elibereaza factura finala a utilizatorului.

Wi-fi

Wi-Fi este numele comercial pentru tehnologiile construite pe baza standardelor de comunicație din familia IEEE 802.11 utilizate pentru realizarea de rețele locale de comunicație (LAN) fără fir (wireless, WLAN) la viteze echivalente cu cele ale rețelelor cu fir electric de tip Ethernet. Suportul pentru Wi-Fi este furnizat de diferite dispozitive hardware, și de aproape toate sistemele de operare moderne pentru calculatoarele personale (PC), rutere, telefoane mobile și cele mai avansate console de jocuri.

Standardul IEEE 802.11 descrie protocoale de comunicație aflate la nivelul gazdă-rețea al Modelului TCP/IP, respectiv la nivelurile fizic și legătură de date aleModelului OSI. Aceasta înseamnă că implementările IEEE 802.11 trebuie să primească pachete de la protocoalele de la nivelul rețea (IP) și să se ocupe cu transmiterea lor, evitând eventualele coliziuni cu alte stații care doresc să transmită.

802.11 face parte dintr-o familie de standarde pentru comunicațiile în rețele locale, elaborate de IEEE, și din care mai fac parte standarde pentru alte feluri de rețele, inclusiv standardul 802.3, pentru Ethernet. Cum Ethernet era din ce în ce mai popular la jumătatea anilor 1990, s-au depus eforturi ca noul standard să fie compatibil cu acesta, din punctul de vedere al transmiterii pachetelor.

Standardul a fost elaborat de IEEE în anii 1990, prima versiune a lui fiind definitivată în 1997. Acea versiune nu mai este folosită de implementatori, versiunile mai noi și îmbunătățite 802.11a/b/g fiind publicate între 1999 și 2001. Din 2004 se lucrează la o nouă versiune, intitulată 802.11n și care, deși nu a fost definitivată, este deja implementată de unii furnizori de echipamente.

Din punct de vedere al securității, IEEE și Wi-Fi Alliance recomandă utilizarea standardului de securitate 802.11i, respectiv a schemei WPA2. Alte tehnici simple de control al accesului la o rețea 802.11 sunt considerate nesigure, cum este și schema WEP, dependentă de un algoritm de criptare simetrică, RC4, nesigur.

Limitările standardului provin din mediul fără fir folosit, care face ca rețelele IEEE 802.11 să fie mai lente decât cele cablate, de exemplu Ethernet, dar și din folosirea benzii de frecvență de 2,4 GHz, împărțită în 12 canale care se suprapun parțial două câte două. Limitările date de consumul mare de energie, precum și de reglementările privind puterea electromagnetică emisă, nu permit arii de acoperire mai mari de câteva sute de metri, mobilitatea în cadrul acestor rețele fiind restrânsă. Cu toate acestea au apărut și unele tehnologii care permit legături fără fir bazate pe standardul 802.11 între două puncte fixe aflate la distanțe de ordinul sutelor de kilometri.

WiMax

Standardul IEEE802.16 “Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems” este cunoscut și ca interfață aeriană IEEE WirelessMAN. Această tehnologie a fost proiectată să ofere access fară fir de bandă largă în rețele metropolitane cu performanțe comparabile cu cablul tradițional, DSL, și T1. Avantajele sistemelor bazate pe 802.16 sunt multiple: abilitatea de a porni rapid acest serviciu chiar și în zone unde ar fi greu de ajuns cu interfețe pe bază de cablu, evitarea costurilor mari de instalare, și posibilitatea de a depași limitările fizice ale infrastructurilor tradiționale cu conexiune prin fir. Instalarea unei conexiuni prin fir cu bandă largă pe baza de cablu sau DSL poate fi un process consumator de timp, avînd ca rezultat faptul că un mare număr de zone din toată lumea nu are acces la conexiuni de bandă largă. Tehnologia fară fir 802.16 oferă o modalitate flexibilă,

eficientă din punct de vedere al costurilor, bazată pe standarde, de a umple aceste lipsuri în acoperirea de bandă largă.

Bazîndu-se pe experiența a sute de ingineri din industria comunicațiilor, IEEE a stabilit o ierarhie de standarde wireless complementare. Sunt incluse IEEE 802.15 pentru Personal Area Network (PAN), IEEE 802.11 pentru Local Area Network (LAN), 802.16 pentru Metropolitan Area Network, și IEEE 802.20 pentru Wide Area Network (WAN). Fiecare standard reprezintă tehnologia optimizată pentru piețe distincte și modele de folosire diferite și sunt create pentru a fi complementare. Creșterea răspîndirii rețelelor fără fir crește cererea de legături broadband catre Internet, cerere care poate fi acoperită de 802.16 prin oferta de conexiuni outdoor pe distanțe mari către providerii de servicii. În ianuarie 2003, IEEE a aprobat standardul 802.16a care acoperă banda de frecvențe între 2 GHz și 11 GHz. Acest standard este o extensie a standardului IEEE 802.16 pentru 10-66 GHz publicat în Aprilie 2002. Frecvențele sub 11Ghz oferă posibilitatea de a avea conexiuni în medii în care copacii sau construcțiile s-ar putea interpune pe linia de vizibilitate a conexiunii. Cea mai obișnuită configurație 802.16a constă într-o stație de bază montată pe o clădire sau un turn de comunicații, care functioneaza pe principiul point to multi-point(PMP) și stațiile abonaților aflate în birouri sau case. 802.16a are o arie de acoperire de 30 mile cu raza unei celule de 4-6 mile. În raza celulei de acoperire performanțele non-line-of-sight(NLoS) și viteza sunt optime. Adițional 802.16a oferă o tehnologie wireless backhaul ideală pentru a conecta rețele fără fir 802.11 LAN și puncte de interes prin intermediul Internetului. Tehnologia fără fir 802.16a dă posibilitatea afacerilor să instaleze puncte de interes în locații unde conexiunea prin fir nu poate fi instalată sau se instalează într-un interval de timp foarte mare. În acest fel această tehnologie oferă providerilor de servicii o modalitate de a creste piața utilizatorilor particulari la comunicații pe bandă largă.

Cu rate de transfer de pană la 75Mbps o singură stație de bază oferă suficientă bandă pentru a suporta simultan 60 de afaceri cu conexiune de nivel T1 și sute de case cu conexiune de tip nivel DSL utilizand 20MHz din banda canalului. Pentru a suporta un model de afaceri profitabil, operatorii și providerii de servicii trebuie sa sustină un amestec de clienți din clasa afaceri (cu abonamente cu prețuri ridicate) și un număr foarte mare de abonați casnici. 802.16a ajută la realizarea acestor cerințe prin suportarea de nivele de servicii differențiate ce pot include nivele T1 garantate pentru afaceri sau nivele DSL pentru consumatorii casnici. Specificațiile 802.16 includ de asemenea și opțiuni pentru securitate și QoS necesare pentru a suporta servicii care necesită latență mică, cum ar fi voce și video. Serviciile de voce ale 802.16 pot fi traditionalul TDMV (Time Division Multiplexed Voice) sau Voice over IP (VoIP).

WiMAX este văzut ca o soluție pentru accesul la Internet în mediul rural. Raza de acțiune a emițătorului este de aproximativ 30-50 de kilometri. Principalul atu al WiMAX îl constituie raportul calitate-preț. Viteza de accesare a Internetului este de pâna la 70-75 Mbps, iar costurile sunt destul de mici.

Bluetooth

Bluetooth este un set de specificații (un standard) pentru o rețea personală (engleză: personal area network, PAN) fără fir (wireless), bazată pe underadio.

„Bluetooth” este o traducere în engleză a cuvântului scandinav Blåtand/Blåtann, cum era supranumit regele viking Harald I al Danemarcei din sec. al X-lea. Harald I a unit Norvegia și Danemarca; el era renumit ca fiind foarte comunicativ și se pricepea să îi facă pe oameni să comunice între ei. Înromână bluetooth s-ar traduce „dinte albastru”.

Specificația Bluetooth a fost formulată pentru prima dată de Sven Mattisson și Jaap Haartsen, muncitori în orașul Lund, Suedia, la divizia de telefonie mobilă a companiei Ericsson. La 20 mai 1998 a fost fondată gruparea Bluetooth Special Interest Group (SIG), care azi are rolul de a vinde firmelor tehnologia Bluetooth și de a urmări evoluția acestei tehnologii.

Printr-o rețea Bluetooth se poate face schimb de informații între diverse aparate precum telefoane mobile, laptop-uri, calculatoare personale, imprimante, camere foto și video digitale sau console video printr-o unde radio criptate (sigure) și de rază mică, desigur numai dacă aparatele respective sunt înzestrate și cu Bluetooth.

Aparatele care dispun de Bluetooth comunică între ele atunci când se află în aceeași rază de acțiune. Ele folosesc un sistem de comunicații radio, așa că nu este nevoie să fie poziționate față în față pentru a transmite; dacă transmisia este suficient de puternică, ele pot fi chiar și în camere diferite.