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超宽带通讯时代即将来临
 

【作者: 林士駿,闕志達】2004年03月05日 星期五

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现今的无线通信环境让用户无论在任何地方皆可进行私人与公务的通讯。但业界仍无法满足用户与服务供货商的许多需求。移动电话用户需要高速上网服务以及通畅无阻的漫游功能,而不用进行复杂的设定程序、设定通讯装置与连网身份验证数据、输入与变更用户偏好设定、更新电话簿,或是收到多家服务供货商寄来的账单。行动通讯服务供货商需要开发新的获利来源。语音服务已变成日用品一般的产品,且业者之间的竞争日趋激烈,造成每位用户的平均营收额持续下滑。


幸运的是,各种新型服务已能提供通畅无阻的漫游功能,且不需进行繁琐的验证与设定流程,用户对于这类服务的需求转化为服务供货商的新营收来源。新的营收将源自于各种新服务。这些新服务需运用各种新技术,以简化通讯装置的设定与验证流程,达到无阻碍的漫游模式。以Open Wireless Services为基础的架构让研发业者能针对更大的市场撰写应用软件,并且让电信业者能突显本身产品与服务的特色。


无线通信漫游的理想模式

目前的WLAN无线局域网络的应用范围大多局限于笔记型与桌面计算机,而WWAN(无线广域网)则局限于移动电话与呼叫器。许多行动通讯产业的专家预测将来的无线通信装置的应用模式是:用户能自由在不同的网络之间进行漫游:GPRS移动电话、PDA以及笔记本电脑皆能自由无阻地漫游与通讯,并透过WLAN与WWAN存取因特网。


各种客户端装置与网络之间的验证流程,通常须进行无数次的用户登入与密码输入,这些作业在自动化后,可让用户察觉不出验证的进行,各种客户端装置的设定与偏好设定亦将改为自动执行的功能。但要达到这种理想环境,现有的技术须进行许多方面的改进,其中包括IP地址管理、账单管理、支持漫游的服务、无线电技术以及安全等。


在WLAN与WWAN上的用户身份验证

当用户自由地从某个网络漫游至另一个网络,以及从某个装置转换至另一个装置时,必须运用适合的机制以持续维持身份验证的有效性。但是当运用不同无线通信装置,在不同服务供货商的多个网络之间进行漫游时,用户验证作业的流程如何能通行无阻且让用户察觉不出?


WLAN的验证机制

WLAN与WWAN分别运用不同的验证机制。WLAN用户必须设定其客户端主机(笔记型或桌面计算机),输入包括用户名称与密码以及网络相关参数等设定值。位于主机内的WLAN客户端装置会使用这些信息透过存取点和服务器进行通讯,服务器上执行顶层的验证通讯协议,通常为RADIUS。客户端通过验证后,系统会发送一组共享钥匙以便进行安全的通讯,并开始传输网络数据流。验证服务器会使用可延伸验证通讯协议(Extensible Authentication Protocol)建构出适合的验证机制(例如像RADIUS)并交由验证服务器使用。


WWAN的验证机制

WWAN验证机制则采用用户识别模块(SIM)以及交换网络技术。SIM卡安装于GSM移动电话内,内含一组嵌入型处理器,并拥有自己的操作系统以及受保护的内存,里面储存用户的信息以及用来配合行动通讯网络进行身份验证的算法。SIM可由用户自由地插拔,通常会作成小型的智能卡。这种设计让行动通讯用户在外国旅行时能取出手机内的SIM卡并装入该国电话网络适用的SIM卡。


行动基地台(通常为一只手机)透过微细胞系统与网络交换系统进行通讯。若发行SIM卡的服务业者已签署漫游合约,手机就能通过网络的验证。


实现愿景:SIM作为验证的工具

SIM技术不仅被用来在各种WWAN之间进行身份验证,亦可用来在WLAN与WWAN之间作为验证作业的桥梁。举例来说,业界已开始将SIM的应用范畴突破WWAN的界限,发展各种机制让WLAN业者能为顾客提供类似GSM的服务。这类技术让WLAN用户能使用SIM卡进行验证与通讯费用管理,在旅馆与机场等场所存取各种商业化WLAN网络。


所有用户设定与偏好数据可储存在SIM卡中,让电话簿与个人偏好设定能移至不同手机上使用。SIM是个人客户端装置进行自动化设定与隐形化验证流程的理想工具,且在各网络间漫游的应用方面有相当大的发展潜力。


在WLAN上进行自动化验证的一种方式就是运用USB插卡装置,装置内嵌入一组SIM智能卡。这种模式不久将拓展至其它领域,让笔记本电脑能在各种GSM/GPRS WWAN网络以及IEEE 802.11 WLAN网络之间自由地漫游。在微细胞网络通讯范围内的用户可透过GSM/GPRS无线电技术连上因特网,且当位在WLAN网络的通讯范围内亦能享受WLAN高带宽的优点。内建SIM的插卡装置(dongle)亦可安装在笔记本电脑中使用。在连上WWAN网络时,SIM卡能支持常用的验证功能。验证流程在WWAN交换网络上执行,运用无线通信技术与微细胞基地台进行通讯。


802.11网络上的验证流程亦相当常见,大都是透过专利型流程或透过802.11所规范的技术。在上述的范例中,所有用户信息则是由SIM卡提供,而不是储存在笔记本电脑内部先前登入802.11网络时所使用的网络适配器。


几近于通畅无阻

软件型SIM的概念最终将发展成实际的方案,为用户提供更多的弹性,并对后端服务器带来最小的影响。SIM可完全储存在软件中,故不必再使用内含SIM的插卡装置。SIM虚拟化能带来许多优点。用户不必留心保管硬件型的插卡装置,也不必再麻烦地拆除手机外壳与电池以便装入SIM卡。未来的新装置仅需将SIM加载软件,就可方便地设定用户的SIM信息。


要让虚拟SIM成为无阻碍漫游的可行方案,必须让它具备强固且安全的特色。验证作业必在保护完善的内存空间内进行,且不能让外界窥探。业界须运用标准的公开型安全算法,制定验证与加密方面的通讯协议。


蓝芽在技术与功能层面上的改进将让业者能发展隐型化与自动化的区域性服务;个人客户端装置能搜寻虚拟SIM,并借用其它装置(获得允许)的虚拟SIM卡。蓝芽装置能经由小型WPAN(无线个人局域网络)与其它蓝芽装置进行通讯。当蓝芽装置彼此靠近时,蓝芽网络就会自动形成,系统会立即搜寻各种服务并开始分享信息。


购买新型手机或PDA的用户不必担心SIM信息的安全问题。若装置遗失或遭窃,SIM信息以及其它个人资料,例如像电话簿等,仅须从其它储存相同信息的装置上读取,即可回存原先的数据。当搜寻到SIM信息并进行蓝芽交易程序,所有的验证与账单信息以及偏好设定都可立即使用。为确保遗失或遭窃的SIM不会被盗用,业界须针对遗失的装置发展一套取消虚拟SIM权限的机制。


发展成实际产品

包括英特尔在内的厂商正合作发展能在各种无线通信网络之间进行无阻碍验证的技术。例如,Intel个人因特网客户端架构(Intel PCA)将通讯作业与流程应用软件的作业中抽离出来。硬件研发与软件研发作业切割独立后,让两方面的研发业者能同步进行研发,进而让产品的研发工作能更快完成。这种模式将让业者能迅速开发出能顺畅漫游的新型产品。


一项由英特尔与其它业者共同推展的Open Wireless Services计划,正为无线通信产业提供一套开放性的端对端运作模式,能针对行动通讯装置进行读取、测试以及建置应用软件与服务。Open Wireless Services计划现已和各行动网络业者/服务商、中间件与独立软件研发业者以及应用系统研发厂商一同合作,为行动装置的新型应用奠立完善的发展基础。


运用SIM提供漫游与验证机制,研发业者不久将能见到新一代无线应用的问市,且不须担心用户在装置与网络之间移动所衍生的不兼容问题。新型应用产品将能与旧有设备兼容,并确保与未来设备的兼容性。Intel PCA兼容产品能运用虚拟SIM,能顺畅无阻地漫游并自动搜寻网络中的服务,为用户提供各种崭新的功能。这些新应用将为无线上网业者提供新的发展商机,同时满足用户对于现今无线通信在便利性、安全性以及自由度等方面的需求。(作者为英特尔亚太区移动电话平台营销经理)


技术在线:未来SIM卡将可替代WLAN CARD进行上网
「交大/工研院联合研发中心」执行长林一平教授指出,目前WLAN可让消费者随时随地方便上网,然而因区域性的限制,用户仍须随地域性的改变而重新登录进入该区域网域(例如:到中正机场须登录该地区专有网域方可使用)。运用电通所开发成熟的因特网语音服务(VoIP)技术,开发WLAN GPRS Support Node(WGSN)与VoIP平台整合技术,将主要技术与电信网络结合,提供无线上网认证的机制,不但成功测试以手机内SIM CARD代替WLAN CARD进行拨号上网动作,更因无区域限制,用户在任何地方,仅需轻易取出手机内SIM CARD置入笔记本电脑中,与电信业者完成身分认证动作,计算机不需更改任何设定便可轻松悠游于因特网世界。不但用户享有电信等级的安全机制,亦因一指上网的便利性,用户接受度高,上网账单与手机账单可统一出单处理,市场潜力无穷。目前合作的电信业者为中华电信。(数据源:工研院)

历史回顾:无线网络发展历程回顾
论及无线网络的起源会比大多数人想象的要早,无线网络的初步应用,可以追朔到50年前的第二次世界大战期间,当时美国陆军采用无线电信号做数据的传输。他们研发出了一套无线电传输科技,并且采用相当程度的编码技术。当初美军和盟军都广泛使用这项科技。这项科技让许多学者得到大量灵感,在1971年时,夏威夷大学(University of Hawaii)的研究员创造出头一个采用封包式技术的无线电通讯网络。这称作ALOHNET的网络架构,可算是非常早期的无线局域网络(wireless local area network;WLAN)。
这个极具代表性的WLAN包括了七台计算机,它们采用双向星状架构(bi-directional star topology)横跨四座夏威夷的岛屿,主计算机则为在主岛欧胡岛(Oahu Island)上。从这时开始,无线网络可说是正式诞生了。近年来无线网络的应用却日渐增加。主要应用范围在学术界(像是大学校园)、医疗界、制造业和仓储业等。而且相关的技术也一直在进步,对企业而言要转换到无线网络也更加容易、更加便宜。(编辑部整理)
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