Medienprojekt

Transcription

Medienprojekt

Medienprojekt
„Untersuchung der Eignung von GPRS zur Übertragung
multimedialer Daten“
Marcus Dumke
Verantwortlicher Hochschullehrer:
Prof. Dr. rer. nat. habil. Jochen Seitz
Hochschulbetreuer:
Dipl.-Ing. Maik Debes
Fachgebiet Kommunikationsnetze
Institut für Kommunikations- und Messtechnik
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Technische Universität Ilmenau
Dieses Medienprojekt wurde mit freundlicher Unterstützung von
realisiert.
Medienprojekt „Untersuchung der Eignung von GPRS zur Übertragung multimedialer Daten“
Inhaltsverzeichnis
1
Einleitung.................................................................................................5
2
Grundlagen...............................................................................................7
2.1
Global System for Mobile Communication.............................................7
2.1.1
Allgemeines .....................................................................................7
2.1.2
Dienste .............................................................................................8
2.1.2.1 Übermittlungsdienste (Bearer Services) ..........................................8
2.1.2.2 Teledienste (Teleservices) ...............................................................9
2.1.2.3 Basisdienste (Basic Services) ..........................................................9
2.1.2.4 Zusatzdienste (Supplementary Services) .......................................10
2.1.2.5 Mehrwertdienste (Value Added Services).....................................10
2.1.3
GSM-Systemarchitektur ................................................................11
2.1.3.1 Radio Subsystem (RSS).................................................................12
2.1.3.2 Network and Switching Subsystem ...............................................14
2.1.3.3 Operation Subsystem .....................................................................16
2.2
General Packet Radio Service................................................................17
2.2.1
Allgemeines ...................................................................................17
2.2.2
GPRS – Systemarchitektur ............................................................20
2.2.2.1 Packet Control Unit .......................................................................22
2.2.2.2 Serving GPRS Support Node.........................................................23
2.2.2.3 Gateway GPRS Support Node zu externen Datennetzen ..............24
2.2.3
GPRS-Klassen ...............................................................................26
2.2.4
GPRS-Dienstgüteklassen ...............................................................27
2.2.5
GPRS-Protokolle ...........................................................................28
2.2.5.1 Medium Access Control ................................................................28
2.2.5.2 Radio Link Control ........................................................................29
2.2.5.3 Logical Link Control .....................................................................29
2.2.5.4 GPRS Mobility Management.........................................................30
3
Verwendete Hard- und Software ...........................................................32
3.1
Hardware................................................................................................32
3.2
Software - „Air Performance System“...................................................33
2
4
Konzeption und Realisierung von Messszenarien .................................39
4.1
Zu messende Größen .............................................................................39
4.2
Szenarien mit dem „Air Performance System“ .....................................40
4.2.1
File-Transfer-Protocol ...................................................................40
4.2.2
Hyper-Text-Transfer-Protokoll......................................................40
4.2.3
Multimedia-Messaging-Service (MMS)........................................41
4.2.4
Wireless-Application-Protocol (WAP)..........................................42
4.2.5
Probleme bei der Nutzung des APS-MA.......................................42
4.2.5.1 FTP.................................................................................................43
4.2.5.2 HTTP .............................................................................................44
4.2.5.3 MMS ..............................................................................................44
4.3
Szenarien ohne „Air Performance System“...........................................45
4.3.1
Mobiles Internet mittels GPRS-Zugang ........................................45
4.3.2
DFÜ-Verbindung über Modem .....................................................46
4.3.3
Vergleich zwischen GPRS-Verbindung und Modemverbindung..46
4.3.4
FTP Down- und Upload.................................................................47
4.3.5
Multimediastreams.........................................................................48
4.3.6
Bewegung des Mobiltelefons.........................................................49
4.3.6.1 Fahrt im Zug ..................................................................................49
4.3.6.2 Fahrt im Auto über den Campus der TU Ilmenau .........................49
4.3.7
Probleme während der Tests..........................................................49
4.3.7.1 GPRS-Verbindungen .....................................................................49
4.3.7.2 HTTP- Downloads.........................................................................51
4.3.7.3 Multimediastreams.........................................................................51
5
Auswertung der Messungen...................................................................52
5.1
Szenarien mit APS .................................................................................52
5.1.1
FTP.................................................................................................52
5.1.2
HTTP .............................................................................................53
5.1.3
MMS ..............................................................................................54
5.1.4
WAP...............................................................................................55
5.2
5.2.1
Szenarien ohne APS...............................................................................56
HTTP-Downloads über GPRS und Modem ..................................56
3
5.2.2
FTP Down- und Upload über GPRS..............................................59
5.2.3
Multimediastreams.........................................................................62
5.2.3.1 Audiostreams .................................................................................62
5.2.3.2 Videostreams .................................................................................64
5.2.4
Bewegung des Mobiltelefons.........................................................65
6. Zusammenfassung und Ausblick .......................................................................67
Danksagung ...........................................................................................................70
Eidesstattliche Erklärung .......................................................................................71
Abkürzungsverzeichnis..........................................................................................72
Abbildungsverzeichnis...........................................................................................76
Tabellenverzeichnis ...............................................................................................78
Literatur- und Quellenverzeichnis .........................................................................79
Anhang A...............................................................................................................81
Log Views von APS-TRA zu ausgewählten Tests ............................................81
1. FTP-Up- und Download 10k.txt ................................................................81
2. HTTP Test erfolgreich ...............................................................................84
3. HTTP Test - nicht erfolgreich....................................................................85
4. MMS erfolgreich........................................................................................88
5. MMS nicht erfolgreich...............................................................................89
6. WAP-Test ..................................................................................................90
Anhang B ...............................................................................................................91
Multislotklassen bei GPRS-Endgeräten.............................................................91
Anhang C ...............................................................................................................92
Dokumentation zum Medienprojekt ..................................................................92
4
1
Einleitung
Die Mobilkommunikation hat in den letzten Jahren einen immer größeren Stellenwert angenommen. So gibt es in Deutschland mittlerweile mehr als 65 Millionen Mobilfunkteilnehmer. Zur Mobilkommunikation kann nicht alleine nur mobile Telefonie gezählt werden. Die drahtlose Datenkommunikation gewinnt zunehmend an Bedeutung [1], [2], [3]. Immer mehr Menschen nutzen das Internet
mit drahtlosen Endgeräten wie beispielsweise Mobiltelefone, Smartphones [4],
„Persönliche Digitale Assistenten“ (PDAs) oder Notebooks. Dabei gibt es verschiedene Technologien, die Zugang zum drahtlosen Internet ermöglichen. Hier
können einige Beispiele, wie Wireless-Local-Area-Network (WLAN), HighSpeed-Circuit-Switched-Data (HSCSD), General-Packet-Radio-Service (GPRS),
Universal-Mobile-Telecommunications-Standard (UMTS) oder auch Bluetooth
genannt werden.
Der Global-System-for-Mobile-Communication (GSM)-Mobilfunk mit seinem
Boom Ende der 90er Jahre hat diese Entwicklung eingeläutet. Bis zum Jahre 2000
war die mobile Datenkommunikation innerhalb der GSM-Netze nur leitungsvermittelt möglich. Mit der Einführung von GPRS hielt die, von TransmissionControl-Protocol (TCP) und Internet-Protocol (IP) bekannte, paketvermittelte
Übertragung auch im GSM-Mobilfunk Einzug. Es dauerte nicht lange, bis die
ersten Anwendungen für die neue Übertragungstechnik verfügbar waren. So
wurde zuerst der Multimedia-Messaging-Service (MMS), eine multimediale Erweiterung des weit verbreiteten Short-Message-Service (SMS), gestartet.
Heutzutage wird GPRS von vielen Mobilfunkteilnehmern genutzt, ohne es zu wissen. Das, vor allen bei jüngeren Nutzern, beliebte Herunterladen von Klingeltönen
für die Mobiltelefone funktioniert nämlich hauptsächlich über GPRS.
Die Mobilfunkbetreiber stellten Portale für das Wireless-Application-Protocol
(WAP) bereit. Hier können „O2 Active“, „Vodafone live!“, „i-mode“ von E-Plus
und „t-zones“ von T-Mobile genannt werden. In diesen Portalen konzentrieren
sich mobiles Internet, Informationen, Unterhaltung, Kommunikation sowie
5
Download von kostenpflichtigen Inhalten - wie etwa Bilder, Sounds, Java-Applikationen oder auch Spiele.
Hierzu ein Beispiel: die Evolution der Mobilkommunikation kann anhand der
Klingeltöne, die bereitgestellt und geladen wurden, verdeutlicht werden. Die
Klingeltöne sind der am meisten geladene Content für Mobiltelefone. Anfänglich
gab es die einstimmigen Klingeltöne, die wenige Kilobyte groß waren. Mit zunehmenden Übertragungsraten der Netze und natürlich auch der Funktionalität der
Endgeräte gab es später polyphone (mehrstimmige) Klingeltöne, die mitunter
hundert Kilobyte groß sein können. Heute sind „Real-Music“ Klingeltöne verfügbar, die im Prinzip normale Audiodateien darstellen und mehrere Hundert Kilobyte groß sein können.
Dieses Medienprojekt untersucht, inwieweit GPRS für die Übertragung von multimedialen Daten geeignet ist. Dazu führt Kapitel 2 in die theoretischen Grundlagen zu dem Mobilfunkstandard GSM und zu dessen paketvermittelter Datenübertragung GPRS ein. Neben allgemeinen Grundlagen werden Systemarchitektur und
Protokolle vorgestellt. Kapitel 3 widmet sich der verwendeten Hard- und Software. Es werden die für die Durchführung des Medienprojekts benutzten Endgeräte und der Protokollanalysator „Air Performance System“ beschrieben. Messszenarien, die einerseits für das „Air Performance System“ und zum anderen unabhängig davon konzipiert wurden, sowie deren Realisierung beschreibt Kapitel
4. Aufgetretene Probleme werden gesondert dargelegt. Die Auswertung und Interpretation der durchgeführten Messszenarien erfolgt in Kapitel 5, während Kapitel 6 ein Fazit sowie einen Ausblick auf die Zukunft mit der dritten Mobilfunkgeneration gibt.
6
2
Grundlagen
Bevor mit der Beschreibung der Messszenarien begonnen wird, sollen einige
Grundlagen näher erläutert werden. Dazu werden in diesem Kapitel GSM sowie
GPRS vorgestellt. Die theoretischen Grundlagen zu GPRS orientieren sich an dem
Mobilfunkportal „UMTSlink“[5].
2.1
Global System for Mobile Communication
2.1.1 Allgemeines
GSM ist heute einer der am weitesten verbreiteten Mobilfunkstandards weltweit.
GSM wurde von der 1982 gegründeten Groupe Spéciale Mobile entwickelt. Aus
dem Namen leitete man die Abkürzung GSM her. Zu diesem Zeitpunkt gab es in
Europa in jedem Land eigene analoge Mobilfunksysteme, die zueinander nicht
kompatibel waren. Als Ziel von GSM wurde die Schaffung eines digitalen Mobiltelefonsystems im 900 MHz Band angestrebt, mit dem sich die Nutzer grenzenlos in Europa bewegen und telefonieren können (roaming).
Am 7. September 1987 wurde in Kopenhagen ein „Memorandum of Understanding“ von Netzbetreibern aus 13 europäischen Ländern unterzeichnet. 1989 übernahm das „European Telecommunications Standards Institute“ (ETSI) den GSMStandardisierungsprozess. Mit der Einführung in Europa wurde im Sommer 1991
begonnen. Ende 1993 gab es bereits eine Million Teilnehmer, die von 70 Netzbetreibern in 48 Ländern versorgt wurden. Bis Mitte 1995 stiegen diese Zahlen
auf 156 Netzbetreiber in 86 Ländern und 12 Millionen Teilnehmer.
Heute (Stand: Februar 2004) gibt es weltweit mehr als 200 Länder, in denen GSM
von mehr als einer Milliarde Teilnehmern genutzt wird. [6]
Es gibt drei Variationen, die sich jeweils durch ihre Frequenzen unterscheiden.
GSM 900, GSM 1800, welches auch als Digital-Cellular-System (DCS) 1800 bezeichnet wird, und das hauptsächlich in den USA verbreitete GSM 1900, auch als
Personal-Communications-Service (PCS) 1900 bekannt. Die Tabelle 2.1 zeigt die
Frequenzen, die jeweils im Up- und Downlink verwendet werden.
7
Name
Frequenzen Uplink [MHz]
Frequenzen Downlink [MHz]
GSM 900
890 - 915
935 - 960
GSM 1800
1710 - 1785
1805 - 1880
GSM 1900
1850 - 1910
1930 - 1990
Tabelle 2.1: Übersicht der drei GSM Varianten [7]
Die wichtigsten technischen Aspekte des GSM-Systems wurden folgendermaßen
festgelegt: Eine mobile Kommunikationsmöglichkeit ist über den Funkweg gegeben und es werden zusätzlich Sprach- und Datendienste unterstützt. Weiterhin ist
Mobilität mittels internationalen Zugriffs möglich. Es wurde umgesetzt, dass die
Teilnehmer grenzübergreifend unter der gleichen Rufnummer erreichbar sind,
wobei das Netz die Lokalisierungsaufgaben übernimmt. Durch bessere Frequenzausnutzung und kleinere Funkzellen können wesentlich mehr Teilnehmer versorgt
werden, was eine höhere Kapazität des Netzes zur Folge hat. Hohe Qualität und
Zuverlässigkeit erlauben es, Telefonate drahtlos, kontinuierlich, störungsfrei und
in Bewegung zu führen. Eine Zugangskontrolle ist durch die Verwendung einer
Chipkarte und Personal-Identity-Number (PIN) realisiert.
2.1.2 Dienste
Das GSM-System bietet verschiedene Verbindungstypen. Dazu gehören Sprechverbindungen, Datenverbindungen und Kurznachrichten. Die Dienste, die das
GSM-System zur Verfügung stellt, lassen sich in mehrere Bereiche einteilen:
•
Übermittlungsdienste (Bearer Services)
•
Teledienste (Teleservices)
•
Basisdienste (Basic Services)
•
Zusatzdienste (Supplementary Services)
•
Mehrwertdienste (Value Added Services)
Diese Dienste sollen nachfolgend näher betrachtet werden.
2.1.2.1 Übermittlungsdienste (Bearer Services)
Zu den Übermittlungsdiensten gehören alle Dienste, die Daten zwischen den
Netzzugangspunkten (Access Points) übertragen. Die Übermittlungsdienste sind
verbindungsorientiert und leitungs- oder paketvermittelt sowie bis zur Endgeräte-
8
Schnittstelle
spezifiziert
(entsprechend
Open-Systems-Interconnection-(OSI)
Schichten 1-3). Für Datendienste werden andere Übertragungsraten verwendet als
für Sprache, für welche der Standard entwickelt wurde. Transparente Trägerdienste nutzen nur Funktionen der Bitübertragungsschicht, während nichttransparente Trägerdienste zusätzlich Protokolle der Schichten 2 und 3 nutzen, um weitergehende Fehlerkorrekturmaßnahmen und Flusssteuerungsmechanismen zu integrieren.
2.1.2.2 Teledienste (Teleservices)
Teledienste sind Telekommunikationsdienste, die beispielsweise im Mobilfunk
den Benutzern die Möglichkeit bieten, über Telefon-Endgeräte miteinander zu
kommunizieren. Die Teledienste nutzen im Gegensatz zu den Übermittlungsdiensten Protokolle aller sieben Schichten des OSI-Referenzmodells.
Das ganze GSM-Konzept wurde vorrangig auf das mobile Telefonieren ausgelegt.
Gespräche werden mit 3,1 kHz Bandbreite übertragen, genau wie das bei analogen Festnetztelefonen der Fall ist. Ein weiteres Beispiel für einen Teledienst ist
die Notruffunktion. Die europaweite Notfallnummer 112 ist für alle Mobilfunknetzbetreiber obligatorisch und wird kostenlos bereitgestellt. Eine Notrufverbindung hat immer höchste Priorität, dabei ist die Verdrängung niederpriorer Verbindungen möglich, falls die Zellkapazität erschöpft ist. Dieser Dienst ist auch
ohne eine eingesetzte SIM-Karte möglich.
Weitere Dienste sind so genannte Non-Voice-Teleservices. Dazu gehören das
Versenden von Fax-Gruppe 3, Sprachspeicherdienste (Voice Mailbox), Elektronische Post (Message Handling System) sowie der häufig genutzte Kurznachrichtendienst (SMS). SMS ermöglicht eine alphanumerische Nachrichtenübertragung
von Kurznachrichten bis 160 Zeichen Länge von oder zur Mobilstation. Für die
Übertragung der Kurznachrichten werden nur die Signalisierungskanäle benutzt,
was die simultane Nutzung der Basisdienste und des SMS erlaubt.
2.1.2.3 Basisdienste (Basic Services)
Basisdienste sind eigenständige Dienste, eine Menge von Leistungsmerkmalen
zur Befriedigung bestimmter elementarer Kommunikationsbedürfnisse. Diese
können allein oder in Verbindung mit Zusatzdiensten angeboten werden.
9
2.1.2.4 Zusatzdienste (Supplementary Services)
Zusatzdienste bilden weitere Dienstmerkmale und sind Ergänzungen der Basisdienste, die nicht alleine angeboten werden können. Sie werten die Gebrauchseigenschaften der Basisdienste auf. Zusatzdienste entsprechen denjenigen des
ISDN-Systems, jedoch unterscheiden sie sich in ihren geringeren Übertragungsraten über die Luftschnittstelle. Zusatzdienste können sich je nach Landesnetz,
Angebot und implementierter Protokollversion voneinander unterscheiden.
Wichtige Dienste sind:
•
Rufnummernanzeige
•
Rufumleitung
•
Rufweiterleitung
•
Identifikationsunterdrückung
•
automatischer Rückruf
•
Anklopfen
•
Konferenzverbindung mit bis zu sieben Teilnehmern
•
Makeln zwischen zwei Anrufen
•
Sperren sowohl abgehender wie ankommender Gespräche.
2.1.2.5 Mehrwertdienste (Value Added Services)
Mehrwertdienste sind Dienste, die über die Zusatzdienste hinausgehen. Diese
Dienstleistungen werden entweder durch die Mobilfunkanbieter selbst oder durch
Kooperationspartner wie z.B. Content-Anbieter zur Verfügung gestellt. Diese
zusätzlichen Leistungsmerkmale werden gesondert in Rechnung gestellt. Sie stellen eine zusätzliche Wertschöpfung dar und heißen deshalb Mehrwertdienste. Als
mobile Mehrwertdienste bezeichnet man Dienste, die mit mobilen Endgeräten,
wie z.B. dem Mobiltelefon, PDA, Notebook oder kombinierten Geräten genutzt
werden können und bei denen die Daten durch Mobilfunknetze übertragen werden. Mehrwertdienste können Basisdienste oder auch Zusatzdienste sein. Als Beispiele sind zu nennen:
•
Mailbox
•
Verkehrsinformationen
•
Pannenhilfe
10
•
kostenlose Kundeninformationen
•
Sekretariats-Service
•
Hotelreservierung
•
Flugbuchung
2.1.3 GSM-Systemarchitektur
GSM ist hierarchisch aufgebaut und besteht aus mehreren Komponenten, jedoch
hauptsächlich aus drei Subsystemen:
•
Funk-Feststationssystem (Radio-Subsystem, RSS)
•
Mobilvermittlungssystem (Network-and-Switching-Subsystem, NSS)
•
Betriebs- und Wartungssystem (Operation-Subsystem, OSS).
Diese drei Subsysteme mit ihren einzelnen Komponenten werden nachfolgend
näher vorgestellt. Einen Überblick über das GSM-System gibt die Abbildung 2.1.
OMC, EIR
AUC
HLR
NSS
mit OSS
VLR
MSC
GMSC
Festnetz
MSC
VLR
BSC
BSC
RSS
Legende:
OSS:
OMC - Operation and Maintenance Centre
EIR - Equipment Identity Register
AuC - Authentication Centre
NSS:
HLR - Home Location Register
VLR - Visitor Location Register
MSC - Mobile Services Switching Centre
GMSC - Gateway Mobile Services Switching Centre
RSS:
BSC - Base Station Controller
Abbildung 2.1: Überblick des GSM-Systems [8]
11
Die Abbildung 2.2 zeigt wie die einzelnen Subsysteme miteinander verknüpft
sind. Das RSS ist mit dem NSS über die A-Schnittstelle verbunden, während das
NSS mit dem OSS über die O-Schnittstelle verbunden ist. Die A-Schnittstelle
beruht typischerweise auf einem leitungsvermittelten PCM-30-System, das mittels
Lichtwellenleiter oder Richtfunk implementiert sein kann und eine Datenrate von
2048 KBit/s hat. Darin können bis zu 30 Verbindungen mit bis zu 64 KBit/s
übertragen werden. Die O-Schnittstelle nutzt das Signalisierungssystem Nr. 7
(Zentraler Zeichengabekanal Nr. 7) basierend auf X.25, um Signalisierungsdaten
von und zu dem Radio Subsystem zu transportieren.
Funkzelle
MS
BSS
MS
Um
Funkzelle
MS
BTS
RSS
BTS
Abis
BSC
BSC
A
MSC
NSS
MSC
VLR
HLR
GMSC
IWF
O
OSS
EIR
Signalisierung
VLR
AUC
ISDN, PSTN
PDN
OMC
Abbildung 2.2: Funktionale Architektur von GSM [9]
2.1.3.1 Radio Subsystem (RSS)
Zum Radio Subsystem gehören alle funkspezifischen Komponenten, wie die Mobilstationen (MS) und die Feststationssysteme (Base-Station-Subsystem, BSS).
12
Eine Mobilstation besteht aus der Hard- und Software eines Endgerätes, die benötigt wird, um mit GSM zu kommunizieren. Hierbei lassen sich nutzerunabhängige
Komponenten und nutzerspezifische Komponenten unterteilen. Das SubscriberIdentity-Module (SIM) ist nutzerspezifisch, in ihm sind alle nutzerrelevanten Daten, wie zum Beispiel die Rufnummer, gespeichert. Mit Hilfe des SIM, das auch
oft als SIM-Karte bezeichnet wird, kann ein Nutzer jedes beliebige GSM-Endgerät personalisieren, egal von welchem Hersteller das Endgerät gefertigt wurde.
Authentifizierung und weitere nutzerspezifische Funktionen, wie die Rechnungserstellung basieren auf dem SIM und sind geräteunabhängig. Zu den Daten, die
auf dem SIM enthalten sind, gehören:
•
Typ
•
Seriennummer
•
registrierte Dienste
•
persönliche Kennung (PIN)
•
PIN-Entsperrschlüssel (PIN-Unblocking-Key, PUK)
•
Authentifizierungsschlüssel Ki
•
eine internationale Teilnehmerkennung (International-Mobile-SubscriberIdentity, IMSI).
Die PIN ist nötig, um die Mobilstation zu entsperren. Nach dreimaliger Falscheingabe wird das SIM gesperrt und kann nur noch mit der PUK entsperrt werden.
Wird wiederum der PUK zehnmal falsch eingegeben, hat dies ein endgültiges
Sperren des SIM zur Folge.
Jedes GSM-Gerät besitzt eine eindeutige Kennung, die International-MobileEquipment-Identity (IMEI). Diese ist unabhängig vom Nutzer, in jedem Gerät
integriert.
Nachdem sich eine Mobilstation in einem GSM-Netz eingebucht hat, speichert sie
weitere Kennungen wie einen Schlüssel Kc zur Datenverschlüsselung und die
Aufenthaltsinformationen. Diese bestehen zum einen aus einer vorübergehenden
Teilnehmerkennung (Temporary-Mobile-Subscriber-Identity, TMSI) und einer
Kennung über den Aufenthaltsort (Location-Area-Identification, LAI).
Das BSS besteht aus zwei Komponenten, der Base-Transceiver-Station (BTS) und
dem Base-Station-Controller (BSC). GSM-Netze haben viele BSS, die häufig
13
auch als Standortbereiche bezeichnet werden. Jedes BSS wird durch einen BSC
gesteuert. Das BSS ist für eine permanente Funkverbindung zu einer Mobilstation
zuständig. Weiterhin werden im BSS die Kodierung/Dekodierung der Sprachdaten und die Anpassung der Datenraten zwischen Mobilfunk- und Festnetz
vorgenommen.
Die BTS ist die Sende- und Empfangsstation. Ein Teil davon kann als Antennen
auf Gebäuden oder Masten bemerkt werden. Alle funktechnischen Einrichtungen
sind in der BTS enthalten. Dazu gehören Antennen, Signalverarbeitung und Verstärker für die Übertragung. Es kann eine Funkzelle mit omnidirektionalen Antennen oder mehrere Funkzellen mit sektorisierten Antennen gebildet werden. Im
Allgemeinen werden drei Funkzellen durch drei Sektoren, die jeweils 120° Abstand voneinander haben, gebildet. Über die Um-Schnittstelle erfolgt die Funkanbindung zu einer Mobilstation. Die Verbindung zum BSC erfolgt über die AbisSchnittstelle.
Die Sendeleistung einer Mobilstation bei 900 MHz liegt bei bis zu 2 W und für
Mobilstationen, die im 1800-MHz-Band arbeiten bei maximal 1 W. Aufgrund der
höheren Frequenz im 1800-MHZ-Band und einer geringeren Sendeleistung beträgt der Durchmesser einer Zelle bei diesen höherfrequenten GSM-Systemen nur
maximal 20 Kilometer. Die GSM-900-Zellen haben hingegen einen Radius von
maximal 35 Kilometer, jeweils in Abhängigkeit von der Topographie und dem
erwarteten Verkehrsaufkommen innerhalb der Zelle.
Der BSC verwaltet mehrere BTS für die jeweiligen Standorte. Zu den Funktionen
gehören die Reservierung von Funkfrequenzen, die Verbindungsübergabe (Handover) von einem BTS zu einem anderen innerhalb des BSS und den Rundruf
(Paging) einer MS. Tabelle 2.2 gibt eine Übersicht der Aufgaben von BTS und
BSC. Der BSC multiplext die Funkkanäle auf die Verbindungen zum Festnetz an
der A-Schnittstelle. Ein BSC verwaltet oft bis zu mehreren hundert Basisstationen.
2.1.3.2 Network and Switching Subsystem
Das Network and Switching Subsystem verbindet das Funknetz mit den herkömmlichen Netzen, vollzieht die Übergabe von Verbindungen zwischen verschiedenen BSS und umfasst Funktionen für die weltweite Ortung von Teilneh-
14
mern. Es unterstützt Abrechnung und Roaming von Teilnehmern zwischen verschiedenen Netzbetreibern und zwischen Netzbetreibern in unterschiedlichen
Ländern. Zum NSS gehören Vermittlungssysteme wie das Mobile-Services-Switching-Centre (MSC) und Datenbanken wie das Home-Location-Register (HLR)
oder das Visitor-Location-Register (VLR).
Ein MSC ist eine hochleistungsfähige ISDN-Vermittlungsstelle. Zu den Aufgaben
gehört der Verbindungsaufbau zu andern MSCs und zu den BSCs über die ASchnittstelle. Die MSCs bilden das Rückgrat der GSM-Netzwerkstruktur. Ein
MSC verwaltet in der Regel mehrere BSCs in einer Region. Neben dem MSC gibt
Funktionen
BTS
Management der Funkkanäle
BSC
x
Frequenzspringen (FH)
x
x
Management der terrestrischen Kanäle
x
Abbildung der Funk- und terrestrischen Kanäle aufeinander
x
Kanalcodierung / -decodierung
x
Ratenanpassung
x
Chiffrierung / Dechiffrierung
x
x
Paging
x
x
Messungen:
Uplink
Traffic
x
x
Mobility Management:
Authentifizierung
Location Registration, Location-Update
x
x
Handover-Verwaltung / Ausführung
x
Tabelle 2.2: Aufgaben von BTS und BSC [10]
es noch ein Gateway-MSC (GMSC), welches besondere Funktionen hat. Dazu
gehören Verbindungen in andere Netze, wie zum Beispiel ISDN. Mit Hilfe dieser
Interworking-Functions (IWF) kann ein MSC auch an öffentliche Datennetze
(Public-Data-Networks, PDN) angeschlossen werden. Für die Signalisierung von
Verbindungsaufbau, Verbindungsabbau sowie Verbindungsübergabe wird das
Signalisierungssystem Nr. 7 (SS7) genutzt. Von SS7 unterstützte Merkmale sind
15
beispielsweise automatische Anrufweiterleitung, Konferenzschaltungen, Makeln,
Anklopfen oder Rufnummernportabilität. Im HLR oder auch Heimatregister, der
wichtigsten GSM-Datenbank werden alle Teilnehmerdaten gespeichert. Dazu gehören statische Daten wie die Rufnummer (Mobile-Subscriber-ISDN-Number,
MSISDN), die freigegebenen Dienste (z.B. GPRS) und die internationale Kennung IMSI. Weiterhin gehören auch dynamische Daten wie der aktuelle Aufenthaltsort eines Teilnehmers (Location-Area, LA) oder das aktuelle MSC sowie
VLR zu den im HLR gespeicherten Daten. Wenn eine MS ihre LA verlässt, wird
im HLR eine Aktualisierung der Daten vorgenommen. Damit ein Teilnehmer
weltweit im GSM-Netz gefunden werden kann, ist es von außerordentlicher Bedeutung, dass die Daten im HLR immer aktualisiert werden müssen. HLRs von
heutigen Netzen können Daten von mehreren Millionen Kunden verwalten und
nutzen hochspezialisierte Datenbanken, die Echtzeitanforderungen erfüllen müssen, um Anfragen innerhalb kürzester Zeiten beantworten können.
Das VLR, auch Besucherregister genannt, ist jeweils einem MSC zugeordnet und
stellt eine hochdynamische Datenbank dar. Im VLR werden alle Daten von den
Mobilstationen gespeichert, die sich gerade im Einzugsbereich (LA) des MSCs
befinden. Zu diesen Daten gehören beispielsweise die IMSI, MSISDN oder auch
die HLR-Adresse. Wenn eine MS in die LA eines MSC eintritt, werden alle Daten
aus dem HLR in das VLR kopiert. Es gibt VLRs, die bis zu einer Million Kunden
verwalten können.
2.1.3.3 Operation Subsystem
Im Operation Subsystem sind alle Funktionen für den zuverlässigen Betrieb und
Wartung des GSM-Funknetzes eines Betreibers enthalten. Das OSS besteht hauptsächlich aus drei Komponenten, dem Operation-and-Maintenance-Centre (OMC),
dem Authentication-Centre (AuC) und dem Equipment-Indentity-Register (EIR).
Das OMC steuert und überwacht alle Netzkomponenten über die O-Schnittstelle
(SS7 mit X.25). Funktionen des OMC sind:
•
Überwachung des Verkehrs im Netz
•
Erstellung von Statusberichten einzelner Komponenten
•
Sicherheitsmanagement
•
Abrechnung und Rechnungsstellung
16
Das AuC dient der Identitätsprüfung und dem Schutz der Teilnehmer über die
angreifbare Luftschnittstelle. Es beinhaltet alle Schlüssel und generiert alle Parameter, die für eine Teilnehmerauthentifizierung im HLR notwendig sind. Es ist
möglich, dass das AuC in einem speziell gesicherten Bereich das HLR sitzt. Im
EIR werden alle IMEIs gespeichert. Außerdem werden in dieser Datenbank alle
Gerätekennungen eines Netzbetreibers gespeichert. Wenn eine MS gestohlen wird
oder verloren geht, kann es mit einem gültigen SIM weitergenutzt werden. Um
dies zu verhindern, gibt es im EIR eine schwarze Liste mit gesperrten Geräten.
Diese Geräte können im ursprünglichen Netz nicht mehr benutzt werden. Es werden jedoch nicht alle schwarzen Listen der Netzbetreiber untereinander abgeglichen, so dass es möglich ist, die Mobilstation in andern Netzen unerlaubterweise zu benutzen. Im EIR ist zudem noch eine weiße Liste mit gültigen IMEIs
und eine graue Liste mit fehlerhaften Geräten gespeichert.
2.2
General Packet Radio Service
2.2.1 Allgemeines
General Packet Radio Service bietet GSM-Mobilfunknetzbetreibern die Möglichkeit, paketorientierte Datendienste anzubieten. Bei paketvermittelten Diensten
unterscheidet man allgemein zwischen verbindungsorientierten und verbindungslosen Diensten. Bei verbindungslosen Diensten (Datagrammdiensten) wird in jedem Paket die vollständige Adresse des Empfängers und Absenders abgelegt und
unabhängig von den anderen Paketen durch das Netz übertragen. Die Pakete können unter Umständen komplett verschiedene Wege im Datennetz zwischen Sender
und Empfänger gehen. Dafür besitzt jedes Paket Quell- und Zieladresse der
Kommunikationspartner. Bei verbindungsorientierten Diensten wird vorab ein
Übertragungsweg gewählt. Dieser ist für die Dauer der logischen Verbindung
gültig, was den Nachteil hat, dass für den Auf- und Abbau einer logischen Verbindung ein gewisser Verwaltungs- und Signalisierungsaufwand entsteht und dadurch Ressourcen des Netzbetreibers verbraucht werden. Andererseits hat der
verbindungsorientierte Dienst den Vorteil, dass die Reihenfolge der übertragenen
Pakete sichergestellt wird. Außerdem kann so für den Teilnehmer eine bestimmte
17
Dienstgüte (Quality-of-Service, QoS) beim Verbindungsaufbau implementiert
werden.
Bevor das mobile Datenübertragungsverfahren GPRS im Jahre 2000 eingeführt
wurde, waren mit bei GSM Datenraten von 9,6 KBit/s möglich. Mit der ebenfalls
neu eingeführten Technik HSCSD waren bereits Datenraten von 14,4 KBit/s bzw.
bei Kanalbündelung 28,8 KBit/s möglich gewesen.
Da GPRS Datenübertragungsprotokolle, z.B. IP, unterstützt ist es für den Mobilfunkteilnehmer möglich mit fremden Datennetzen wie z.B. dem Internet oder firmeninternen Intranets zu kommunizieren. GPRS öffnet also die Weiten des
WWW für den Mobilfunk. Im Gegensatz zu den bisherigen GSM-Übertragungsverfahren wird bei GPRS nicht die Verbindungsdauer, sondern die tatsächlich
übertragene Datenmenge abgerechnet.
Bei leitungsvermittelten GSM-Sprachdiensten teilen sich bis zu sieben Teilnehmer eine Übertragungsfrequenz. Dazu wird jedem Teilnehmer ein Zeitschlitz zugewiesen. Ein solcher Zeitschlitz mit einer Dauer von 577 µs repräsentiert einen
Übertragungskanal. In jedem 200 KHz breiten Frequenzband gibt es acht Zeitschlitze, davon ist einer für Signalisierungsinformationen reserviert. Bei GSM
werden acht Zeitschlitze zu einem 4,615 ms langen Time-Division-Multiple-Access- (TDMA) Rahmen zusammengesetzt. Pro Zeitschlitz werden 114 Bit Nutzdaten sowie 34 Bit Signalisierungsdaten eines bestimmten Teilnehmers übertragen
(siehe Abbildung 2.3).
Bei dieser herkömmlichen GSM-Kanalvergabe ist eine Übertragungsleitung permanent für die Dauer der Verbindung einem Teilnehmer zugewiesen. Beim Surfen im Internet werden im Normalfall aber nicht permanent Daten übertragen,
sondern eine Webseite wird aufgerufen und anschließend gelesen. Während des
Lesens werden aber keine Daten über den Kanal übertragen. Aus der Sicht des
Mobilfunknetzbetreibers ist das eine Verschwendung bestehender Funkkanäle,
bzw. für den Teilnehmer ist dieser Aspekt ebenso ungünstig, da er die aufgebaute
Leitung nach Zeit bezahlen muss, ohne Daten übertragen zu haben. Um diese
Leerzeiten zu vermeiden gehen paketorientierte (Packet-Switched, PS) Datendienste bei der Datenübertragung einen anderen Weg. Dabei wird ein Übertragungskanal auf mehrere Teilnehmer aufgeteilt.
18
Fr
eq
ue
nz
be
re
ich
124 Kanäle mit je 200 kHz
Abwärtsrichtung
935-960 MHz
890-915 MHz
124 Kanäle mit je 200 kHz
Aufwärtsrichtung
Höhere GSM-Rahmenstrukturen
Zeitbereich
GSM-TDMA-Rahmen
1
2
3
4
5
6
7
8
4,615 ms
GSM-Zeitschlitz
SchutzSchutzTail Nutzdaten S Training S Nutzdaten Tail
zeit
zeit
57
1
26
1
57
3
bit
3
546,5 µs
577 µs
Abbildung 2.3: GSM-TDMA-Rahmenstruktur [11]
Die zu übertragenden Daten werden dabei in Pakete aufgeteilt und über den Kanal
übertragen. Wenn ein Nutzer beispielsweise eine heruntergeladene Internetseite
ansieht und somit auch in diesem Moment keine Daten überträgt, kann ein anderer
Teilnehmer diese Leerzeit nutzen, um seine Datenpakete über den gleichen Kanal
zu schicken. Die Leerzeiten werden also durch Daten anderer Teilnehmer ausgefüllt. Ist die Datenübertragung abgeschlossen, steht der Übertragungskanal wieder
für andere Anfragen zur Verfügung.
GPRS ermöglicht es den Nutzern, Daten mit öffentlichen Datennetzen auszutauschen. Um höhere Datenraten zu erzielen, können mehrere Zeitschlitze (maximal
acht) miteinander kombiniert werden. Pro Zeitschlitz lassen sich, je nach Fehlerschutzmechanismen, bis zu 20 KBit/s übertragen, wobei die maximale Datenrate
normalerweise bei 14,4 KBit/s pro Zeitschlitz liegt. Dies ist nötig, um nicht zu
hohe Bitfehlerraten zu bekommen. Die meisten GPRS-Mobiltelefone unterstützen
nur maximal 14,4 KBit/s pro Zeitschlitz. Bei acht Zeitschlitzen ließen sich somit
immerhin 115,2 KBit/s erzielen. Bei schlechterer Übertragungsqualität wird pro
Zeitschlitz auf 12 KBit/s umgeschaltet, was bei einer Kanalbündelung von acht
Zeitschlitzen eine Datenrate von 96 KBit/s ergeben würde. Diese Datenrate ist
19
schneller als ein ISDN-Anschluss. Jedoch muss diese Übertragungskapazität unter
Umständen mit anderen Teilnehmern geteilt werden. Momentan werden sowohl
von den Netzbetreibern als auch von den Endgeräteherstellern lediglich vier Zeitschlitze unterstützt.
1 ZS
2 ZS
3 ZS
4 ZS
5 ZS
6 ZS
7 ZS
8 ZS
KC1
9,05
18,1
27,15
36,2
45,25
54,3
63,35
72,4
KC2
13,4
26,8
40,2
53,6
67
80,4
93,8
107,2
KC3
15,6
31,2
46,8
62,4
78
93,6
109,2
124,8
KC4
21,4
42,8
64,2
85,6
107
128,4
149,8
171,2
Tabelle 2.3: Datenraten inklusive GPRS-Kontrolldaten [12]
Die Tabelle 2.3 gibt die Datenraten in KBit/s bei unterschiedlichen Kanalcodierungsverfahren (KC) und Zeitschlitzbündelungen (ZS) an. KC1 verwendet das
sicherste Fehlerschutzverfahren für die Daten, KC4 das unsicherste. Die Kanalcodierungsverfahren werden vom Netzbetreiber eingerichtet und können durch die
Nutzer nicht geändert werden.
Die dritte Mobilfunkgeneration UMTS ist mittlerweile mit schnelleren Datenraten
als es der GPRS-Standard vorsieht verfügbar. Deshalb kann man davon ausgehen,
dass weder Netzbetreiber noch Endgerätehersteller die GPRS-Entwicklung weiter
fortführen werden und auf dem derzeitigen Stand von vier Zeitschlitzen und Kanalcodierungsschema 2 verbleiben.
2.2.2 GPRS – Systemarchitektur
Die Realisierung von GPRS erfordert größere Änderungen in der Systemarchitektur von GSM, um die von GPRS unterstützte Paketvermittlung zu ermöglichen.
Die wichtigste Änderung ergibt sich aus der Einführung der GPRS-Support-Nodes (GSN), die die Paketvermittlung übernehmen und als Gateway zu den Paketnetzen dienen. Die GSN sind auch für das Mobilitätsmanagement (Roaming) der
Teilnehmer verantwortlich. Hieraus ergeben sich die zwei Hauptfunktionen des
GSN: die Gateway- und die Roamingfunktion. Für die Erfüllung dieser Funktio-
20
nen sind zwei unterschiedliche Subsysteme vorgesehen. Die Gatewayfunktion
wird vom Gateway-GPRS-Support-Node (GGSN) wahrgenommen, während der
Serving-GPRS-Support-Node (SGSN) für das Mobilitätsmanagement verantwortlich ist.
Durch die Zuordnung einer temporären, dynamischen Adresse zur Mobilstation
wird es dem SGSN möglich, beim Roaming eine Identifizierung der Mobilstation
vorzunehmen. Aus der Sicht des Teilnehmers erfolgt die Adressierung wie gewohnt über seine IP-Adresse.
Der SGSN übernimmt für die Paketdatendienste eine ähnliche Funktion wie der
MSC für die verbindungsorientierten Sprachsignale. SGSN und GGSN kommunizieren über einen IP-Backbone. Der SGSN muss die Datenkommunikation mit
dem Funknetzteil herstellen. Dazu kommuniziert er über ein Frame-Relay-Backbonenetz mit der Packet-Control-Unit (PCU), die ihrerseits die Daten an den BSC
weiterreicht. Der BSC kommuniziert als Bestandteil des GSM-Netzes mit den
Basisstationen.
Leitungsvermittelte Sprachdaten werden vom BSC zum MSC transportiert (blauer
Pfad in der Abbildung 2.4) und Paketdaten werden vom BSC über die PCU zum
SGSN transportiert (roter Pfad bzw. Netze in der Abbildung 2.4).
Abbildung 2.4: Interne GPRS-Architektur - GSM-Komponenten sind blau gefärbt
sowie GPRS-Komponenten und die Backbonenetze sind rot gefärbt [13]
21
Um das reibungslose Nebeneinander von leitungsvermittelten Kanälen (GSM)
und paketvermittelten Kanälen im selben Netz gewährleisten zu können, muss auf
der Luftschnittstelle eine dynamische Ressourcenverwaltung vorgenommen werden. Hierbei wird den leitungsvermittelten Kanälen eine höhere Priorität zugeordnet, indem in der Aufbauphase einer GSM-Verbindung der betroffene Kanal für
GPRS-Pakete gesperrt wird. Innerhalb eines Trägers können die verfügbaren Zeitschlitze von GSM und GPRS nebeneinander genutzt werden. Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann so ein Teil der Zeitschlitze durch GSM verwendet werden,
während ein anderer Teil der Zeitschlitze von GPRS-Diensten belegt ist.
2.2.2.1 Packet Control Unit
Die PCU dient zur Implementierung der GPRS-Architektur in das vorhandene
GSM-Funknetz. Die Einbindung in die GSM-Funktechnik wird erreicht, indem
die vom SGSN kommenden Datenpakete in PCU-Rahmen konvertiert werden.
Diese 20 ms lange Datenrahmen haben das gleiche Format wie die Transcoderand-Rate-Adaptation-Unit (TRAU)-Rahmen. Die TRAU ist für die Kompression
der GSM-Sprachdienste von 64 KBit/s auf 13 KBit/s für Vollraten-, auf 12,2
KBit/s für erweiterte Vollraten- oder 5,6 KBit/s für Halbratenübertragung zuständig und befindet sich innerhalb des BSC. Die Sprachdaten werden jeweils in 20
ms lange Sprachpakete zerlegt.
In diese PCU-Rahmen werden von der PCU zusätzlich noch funkspezifische
Steuerungsdaten zugefügt, damit der paketorientierte Datenverkehr auf der Funkschnittstelle koordiniert und ohne Störungen durchgeführt werden kann.
Die GPRS-Architektur erlaubt der PCU an verschiedenen Plätzen des Netzwerks
positioniert zu werden. Wo die PCU letztlich wirklich in der Architektur positioniert wird, hängt vor allem von der Platzierung der TRAU innerhalb des leitungsorientierten Mobilfunknetzteils ab. Die PCU sollte diesem Standort angepasst
werden, da sie dasselbe Rahmenformat wie die TRAU aufbereiten soll, damit die
PCU-Rahmen transparent durch den BSC geroutet werden können. Üblicherweise
wird die PCU zwischen BSC und SGSN eingerichtet.
Die PCU hat zwei Kernfunktionen für einen koordinierten Paketdatenverkehr für
die Funkübertragung zu erfüllen, die durch die Medium-Access-Control (MAC)und durch die Radio-Link-Control (RLC)-Protokollschicht implementiert sind.
22
Die PCU übernimmt also für GPRS netzwerkseitig die funkspezifischen
Steuerungsfunktionen vom BSC mit der RLC- und MAC-Schicht. Das GPRSMobiltelefon hat ebenso die MAC- und die RLC-Schicht funktionell implementiert, um mit den Partnerschichten der PCU kommunizieren zu können.
Diese PCU-Rahmen werden transparent durch den BSC zur BTS geroutet. Die
BTS muss das entsprechende Kanalkodierungsschema und andere Funktionen
durchführen.
2.2.2.2 Serving GPRS Support Node
Der SGSN ist primär eine Vermittlungsstelle für Datenpakete, die empfangene
Datenpakete paketorientiert an einen definierten Ausgang routen kann. Für die
Uplinkrichtung ist der SGSN mit dem GGSN über ein IP-basierendes Intra-„Public-Land-Mobile-Network“ (PLMN) verbunden. Für die Downlinkrichtung hingegen verbindet der SGSN über ein Frame-Relay-Netzwerk mehrere PCUs und somit mehrere BSSs mit dem GPRS-Core-Network. Jeder SGSN ist für die Versorgung mit Dienstleistungen und Steuerungsaufgaben eines bestimmten geographischen Gebiets zuständig. Je nach Teilnehmerkapazität orientiert sich die von
SGSN realisierbare geographische Versorgungsgröße. In den Anfängen der
GPRS-Architektur kam man sogar mit einem einzigen SGSN aus, da es noch
nicht viele GPRS-Teilnehmer gab und somit ein einzelner SGSN von seiner Verarbeitungskapazität ausreichend war. Zur Verdeutlichung der Größenordnung sei
erwähnt, dass innerhalb des deutschen Vodafone GPRS-Netzes 32 SGSNs implementiert sind.
Von der Aufgabenseite her muss der SGSN äquivalente Funktionen für die paketorientierten Dienste erfüllen, so wie es die Einheit MSC/VLR für die leitungsorientierten Dienste macht. Der SGSN muss eine Datensession funktional aufbauen können, das Mobilitätsmanagement für alle Teilnehmer seines Zuständigkeitsbereichs durchführen, Vergebührungsgrundlagen beim Verbrauch interner
Netzressourcen einer Verrechnungsstelle zur Verfügung stellen und die Datenpakete entsprechend an einen Router weiterleiten. Zusätzliche Aufgaben sind die
Verschlüsselung und Kompression der Datenpakete, Authentisierung, GPRS-Attach / -Detach, Cell-Updates, Routing-Area-Updates, Paging und vieles mehr.
Man sieht, dass hier viele Aufgaben genannt werden, die auch von MSC/VLR
23
durchgeführt werden, nur dass diese dort für leitungsorientierte Übertragung ausgelegt sind. Für das Mobilitätsmanagement gibt es beispielsweise äquivalente
Datensätze zum VLR: TMSI und Location-Area, die im SGSN P-TMSI (PacketTMSI) sowie Routing-Area lauten. Im Gegensatz zu GSM, wo erst in der BTS die
Sprachdaten verschlüsselt wurden, werden die Paketdaten im SGSN direkt verschlüsselt, sofern dies erwünscht ist. Auch bezüglich der Kompression von Daten
verwendet der SGSN andere Algorithmen, die für Datenpakete optimiert sind, im
Gegensatz zur TRAU, die dies für die Sprachdatenkompression macht.
2.2.2.3 Gateway GPRS Support Node zu externen Datennetzen
Der GGSN befindet sich im Vermittlungsnetz und hat als Gateway in GPRS-Netzen die Aufgabe, den Datenverkehr zwischen externen PDNs (paketvermittelte
Übertragungsnetze) und Vermittlungsnetz (Core-Network) des Mobilfunknetzes
zu koordinieren. Ein Gateway hat ganz allgemein die Aufgabe, unterschiedliche
Datentechniken aufeinander anzupassen und auch eventuell unterschiedliche Datenraten aufeinander abzustimmen. Für ein externes PDN (z.B. Internet) wirkt das
Mobilfunknetz wie ein gewöhnliches IP-Netzwerk, das durch den GGSN als
Router am externen PDN angeschlossen ist.
Da GPRS mehrere Paketdatenprotokolle (Packet-Data-Protocol, PDP), wie IP und
Point-to-Point-Protocol (PPP), unterstützt, müssen diese auch von den GGSNs
unterstützt werden. Jedoch muss nicht jeder GGSN alleine diese Paketdatenprotokolle unterstützen, sondern die Protokolle können auf verschiedene GGSNs aufgeteilt werden, so dass die GGSNs verschiedene Übertragungscharakteristiken
haben können. Je nachdem, welcher PDP-Context und damit welches Paketdatenprotokoll bei einer Datensession aktiviert wird, muss der entsprechende GGSN
gemäß der Übertragungscharakteristik des PDP-Contextes für die Datenversorgung des Mobilteilnehmers verwendet werden. Als Beispiel können hier die verschiedenen Access-Point-Names (APN) von O2 genannt werden. Für Hyper-TextTransfer-Protocol- (HTTP) und File-Transfer-Protocol- (FTP) Dienste lautet der
APN „internet“, sollen dagegen WAP basierte Dienste wie MMS genutzt werden,
ist der APN „wap.viaginterkom.de“. Wird vom GPRS-Mobiltelefon bei der Aktivierung des PDP-Contextes dem SGSN ein APN bereitgestellt, so kann der SGSN
auch mit Hilfe dieses APNs den entsprechenden GGSN für den Datentransfer
24
wählen. Der APN referenziert dabei den entsprechenden GGSN eines Mobilfunknetzes, der die gewünschte Dienstcharakteristik erfüllt. Sollte vom GPRS-Mobiltelefon dem SGSN kein APN angeboten werden, so muss der SGSN selbst entsprechend dem angeforderten PDP-Protokoll den passenden GGSN wählen.
Der GGSN ist über die Gi-Schnittstelle mit dem externen PDN verbunden, wobei
zwischen GGSN und PDN in der Regel eine Firewall geschaltet ist. Bewegt sich
ein Mobilteilnehmer von einer Funkzelle zur nächsten, so bleibt während einer
Datensession der gerade aktive GGSN immer verankert. Er kann nicht gewechselt
werden, er terminiert das Gi-Interface. Der SGSN hingegen kann während einer
Datensession gewechselt werden, falls dies durch einen Zellwechsel notwendig
werden sollte. In den Mobilfunknetzen sind nur wenige GGSNs implementiert, so
besteht das GPRS-Core-Netz von Vodafone aus 12 GGSNs, die in ganz Deutschland verteilt sind, um die anfallende Verkehrslast innerhalb des GPRS-Netzes
gleichmäßig aufzuteilen.
Für den Internetzugang kann man sich den GGSN als Internet-Service-Provider
(ISP) vorstellen, der mit dem World-Wide-Web (WWW) verbunden ist. Für diese
Funktion braucht der GGSN einen Domain-Name-System (DNS)- und einen Dynamic-Host-Configuration-Protocol (DHCP)-Server. Der DNS-Server ist für die
Auflösung der Uniform-Resource-Locator (URL), wie z.B. www.tu-ilmenau.de,
in eine IP-Adresse (141.24.4.5) verantwortlich. Da sich die Internetnutzer Texte
oder Strings leichter merken können als Zahlen, wird das DNS verwendet. Der
DHCP-Server erlaubt dem ISP, dass er einem Rechner bzw. einem Client keine
feste IP-Adresse für die Adressierung zuweisen muss, sondern eine dynamische
Adresse. Wenn ein Client einen Datenzugriff möchte, wird ihm für die Dauer dieser Session eine noch freie IP-Adresse zugewiesen. Würde jeder Client eine feste
IP-Adresse bekommen, so wären bald alle IP-Adressen vergeben. Für die mobilfunknetzinternen Clients (GPRS-Mobiltelefone) können sowohl spezielle IP-Adressen, die nur netzintern eindeutig verwendet werden können, als auch international eindeutige IP-Adressen verwendet werden, von denen allerdings nur wenige
verfügbar sind. Für netzinterne Adressierung kann z.B. der IP-Adressraum von
10.xxx.xxx.xxx verwendet werden, der immerhin bis zu 16,7 Millionen (24 Bit)
Clients netzintern adressieren kann. Der GGSN benötigt selbst eine international
25
eindeutige IP-Adresse, mit der er vom externen Internet eindeutig referenziert
werden kann.
Eine weitere Aufgabe des GGSNs ist die Aktivierung bzw. die Deaktivierung eines PDP-Contextes, sowie die Entscheidung eines QoS-Profils, das einem Teilnehmer zur Verfügung gestellt wird.
Die Abbildung 2.5 zeigt einerseits wie die diversen Schnittstellen im GSM/GPRSNetz definiert sind und andererseits, wie mit externen Netzen kommuniziert wird.
Es wird auch dargestellt, wie über ein Border-GGSN mit fremden GPRS-Netzen
anderer Netzbetreiber Daten ausgetauscht werden können.
Abbildung 2.5: GPRS-Architektur extern [14]
2.2.3 GPRS-Klassen
Für GSM/GPRS-Dienste gibt es drei verschiedene Geräteklassen für die Mobilstationen.
26
Bei Klasse-A-Geräten können gleichzeitig GPRS-Datendienste und GSM-Übertragungsdienste durchgeführt werden bzw. können die Kanalressourcen beider
Dienste, nämlich paket- und leitungsorientiert, parallel überwacht werden. Es
muss nur ein Zeitschlitz-Kanal für einen der Dienste verfügbar sein. Wenn die
Mobilstation gerade aktiv mit einem Dienst beschäftigt ist, muss sie noch Steuerkanäle überwachen, um feststellen zu können, ob ein weiterer Dienst angefordert
wird. Ein Beispiel ist der Paging-Channel (PCH), über den signalisiert wird, wenn
ein Anruf zum Mobiltelefon durchgestellt werden soll.
In der Klasse B ist eine gleichzeitige Überwachung der Signalisierungskanäle von
GSM und GPRS möglich, solange noch kein Dienst genutzt wird. Diese Geräteklasse erlaubt aber kein gleichzeitiges Durchführen von GSM- und GPRS-Diensten. Sobald ein Circuit-Switched oder ein Packet-Switched (PS) Dienst aktiv ist,
werden die Steuerkanäle der anderen Dienstklasse nicht mehr überwacht.
Bei Klasse C muss sich der Teilnehmer vorher entscheiden, ob er das Endgerät für
GSM oder GPRS nutzen möchte, da die Paging Channels von GSM und GPRS
nicht mehr simultan überwacht werden können.
In GPRS sind insgesamt 29 Mehrschlitzklassen (Multislotklassen) definiert, die
festlegen, wie die Übertragung im Up- bzw. Downlink definiert ist. Die ersten 12
Klassen ermöglichen dabei nur einen Simplexbetrieb, es werden daher Daten entweder gesendet oder empfangen. Ab Klasse 13 ist ein Duplexbetrieb möglich,
wobei die Klasse 13 bis 18 sogar vollduplexfähig ist. Es kann also zur gleichen
Zeit gesendet und empfangen werden. Ab Klasse 19 ist Halbduplexbetrieb möglich, bei dem Senden und Empfangen zeitlich hintereinander realisiert wird.
Einen Überblick über die GPRS-Multislotklassen gibt Tabelle A1 im Anhang B.
2.2.4 GPRS-Dienstgüteklassen
Mit jedem PDP-Context eines GPRS-Datendienstes sind QoS-Profile verbunden,
die die Übertragungseigenschaft des Datendienstes definieren. Für GPRS sind
fünf QoS-Profile mit verschiedenen Charakteristiken definiert:
•
Delay Class - Verzögerungsklasse
•
Precedence Class - Dringlichkeitsklasse
•
Reliability Class - Verlässlichkeitsklasse
27
•
Peak Throughput Class - Spitzendurchsatzklasse
•
Mean Throughput Class - Durchschnitttsdurchsatzklasse
2.2.5 GPRS-Protokolle
Der Protokollstack in der GPRS-Architektur ist je nachdem, ob Nutzdaten (Abbildung 2.6) oder Signalisierungsdaten (Abbildung 2.7) übertragen werden, verschieden.
Abbildung 2.6: Protokollstack für Nutzdaten in der GPRS-Architektur [15]
Abbildung 2.7: Protokollstack für Signalisiserungsdaten in der GPRS-Architektur
[16]
2.2.5.1 Medium Access Control
Da bei paketorientierten Übertragungsressourcen mehrere Teilnehmer auf dasselbe Medium zugreifen können, darf es zu keinen Kollisionen der Datenpakete
der Teilnehmer untereinander kommen. Dafür sorgt die MAC-Protokollschicht in
28
der PCU. Sie ist für eine Steuerung des Funkkanalzugriffs und der Aufteilung der
GPRS-Funkressourcen auf mehrere Teilnehmer verantwortlich. Außerdem steuert
die MAC-Schicht auch die Aufhebung der Funkressourcenzuweisung für einen
GPRS-Teilnehmer.
2.2.5.2 Radio Link Control
Eine weitere Protokollschicht in der PCU für Steuerungsaufgaben an der Funkschnittstelle ist die RLC-Schicht. Die RLC-Schicht segmentiert die größeren Datenpakete, die vom SGSN kommen, in mehrere kleinere Teilpakete, so dass diese
mit dem 20 ms-Format übereinstimmen. Damit der Empfänger die Teilpakete
wieder in der richtigen Reihenfolge zusammensetzen kann, werden alle Teilpakete
durchnummeriert. Die RLC-Schicht ist unter anderem auch für Fehlerschutzmechanismen verantwortlich. Werden einzelne Teilpakete dem Empfänger durch
Störungen an der Funkschnittstelle fehlerhaft zugestellt, so erkennt der Empfänger
anhand von Prüfsummenbits diese Fehler und kann das Teilpaket mit der entsprechenden Sequenznummer von der RLC-Instanz des Senders nochmals anfordern.
Die RLC-Schicht puffert dazu die durchnummerierten Teilpakete eine gewisse
Zeit, sodass sie das Teilpaket nochmals senden kann. Man spricht hier auch von
einem "Acknowledged Mode", da die Funkübertragung mit einer Empfangsbestätigung durchgeführt wird. Benötigt man eine möglichst konstante Bitrate bei der
Übertragung, so lässt sich der "Acknowledged Mode" nicht verwenden, da das
"Handshaking" zwischen der Mobilstation und PCU zu Zeitverzögerungen führt.
Nur im „Acknowledged Mode“ kann eine fehlerfreie Übertragung garantiert werden.
2.2.5.3 Logical Link Control
Das Logical-Link-Control- (LLC) Protokoll unterstützt eine logische Verbindung
zwischen GPRS-Mobiltelefon und SGSN und ist von den funkspezifischen Protokollen, die unterhalb im OSI-Modell liegen (MAC, RLC und GSM/GPRS-Frequenzträger) unabhängig. Diese Unabhängigkeit von der Funkübertragungstechnik erlaubt eine Offenheit gegenüber zukünftigen Funktechniken, die das
GPRS-Netz schneller machen sollen, wie z.B. EGPRS, ohne dass das Vermitlungsnetz (SGSN, GGSN) verändert werden muss. Für die oberhalb liegenden
29
Protokolle stellt das LLC sechs Service-Access-Points (SAPs) zur Verfügung,
wobei vier SAPs davon für das SNDCP-Protokoll und jeweils ein SAP für GPRSMobility-Management (GMM) und für Short Message Service sind.
Das LLC-Protokoll erlaubt auch eine optionale Verschlüsselung der Datenpakete,
was bei GSM-Diensten in der BTS (Schicht 1) durchgeführt wurde. Zurzeit werden die PS-Dienste meistens jedoch nicht verschlüsselt, da z.B. Internetdateien
keine sicherheitsrelevanten Informationen enthalten. Schließlich werden Internetdateien ebenfalls über ein offenes nicht geschütztes Netz transportiert, wozu also
bei GPRS verschlüsseln?
Sicherheitsrelevante Informationen werden im Internet über eine Secure-SocketLayer-(SSL) Verbindung verschlüsselt übertragen. Die momentan nichtaktivierte
Verschlüsselung der PS-Dienste erlaubt außerdem den GPRS-Netztechnikern mit
Protokollanalysatoren die Performance der Datendienste besser zu überwachen.
Ein Beispiel eines solchen Analysators ist das „Air Performance System“ von
AcTeSys.
2.2.5.4 GPRS Mobility Management
Das GMM-Protokoll unterstützt sämtliche Funktionen, die mit der Mobilitätsverwaltung der GPRS-Mobilteilnehmer zusammenhängen. Dazu nutzt das GMM die
LLC-Schicht, um zwischen GPRS-Mobiltelefon und SGSN Nachrichten austauschen zu können. Zum Mobilitätsmanagement gehören Funktionen wie:
•
Sicherheitsfunktionen (Sicherheitstriplet: RAND/RES/Kc für Authentisierung)
•
Routing Area Update (und Location Area Update falls Gs-Schnittstelle
implementiert)
•
GPRS Attach
•
GPRS Detach
•
Paging
•
PDP-Context Aktivierung
•
PDP-Context Deaktivierung
•
Zellenupdate
30
Sowohl das GPRS-Mobiltelefon als auch der SGSN kann sich in drei Betriebszuständen befinden, nämlich in STANDBY (passiv), READY (aktiv) und IDLE
(unbeschäftigt). Die jeweiligen Betriebszustände können durch verschiedene Prozesse gewechselt werden. Eine Übersicht dazu gibt Abbildung 2.8.
Abbildung 2.8: GMM-Zustandswechsel [17]
31
3
Verwendete Hard- und Software
Dieses Kapitel soll einen Überblick über die Hardware sowie die Software geben,
die während des Medienprojektes verwendet wurde. Es werden die verschiedenen
GPRS-Endgeräte und der GSM/GPRS-Analysator „Air Performance System“
(APS) vorgestellt. APS ist der wesentlichste Bestandteil des Medienprojektes und
wird deshalb umfangreicher beschrieben.
3.1
•
Hardware
Testtelefon „Sagem OT 190“ mit Datenkabel und Adapterbox „Sagem 2
SL OT M42 Kit“ verbunden mit zwei seriellen Schnittstellen: die Erste
Schnittstelle wird für die Datenverbindung zwischen dem Steuerrechner
und die zweite für den Tracingvorgang des „Air Performance Systems“
benötigt. Das „Sagem OT190“ hat weder eine Bluetooth- noch eine Infrarotschnittstelle. Es wird die O2 Datenkarte benutzt.
•
Notebook „Compaq Evo N800v“, Betriebssystem Windows 2000 mit Software „Air Performance System” von Acterna/AcTeSys: der Rechner ist
ausgestattet mit einer Infrarot- sowie zwei USB-Schnittstellen. Bluetooth
hingegen sowie die serielle Schnittstelle sind nicht verfügbar.
•
APS „License Module“ für den Parallelport des Rechners: ohne dieses
Hardwarelizenzmodul lässt sich die APS-Software nicht starten.
•
USB 4fach Hub mit vier Adapterkabel von USB auf seriellen (COM-)Port
•
2 Verlängerungsadapter Seriell-Seriell: diese werden zum Verbinden der
USB-Seriell-Adapterkabel mit der Adapterbox benötigt.
•
Mobiltelefon „Siemens S55“: das Siemens ist zum Empfang von SMS und
MMS mit einer O2-Loop Karte ausgestattet und andererseits als GPRSModem mit der O2 Datenkarte zur Nutzung von mobilem Internet. Das
„Siemens S55“ verfügt über ein Bluetooth-Modul, eine Infrarotschnittstelle
sowie ein Datenkabel für die serielle Schnittstelle.
•
Für die MMS-Tests wurden neben dem „Siemens S55“ ein „Nokia 6610“,
ein „Nokia 7210“ und ein „SonyEricsson T630“ zum Empfangen der MMS
benutzt.
32
•
Eine Vodafone CallYa Karte wurde teilweise zum Empfangen der MMS
genutzt.
•
Notebook „Dell Inspiron 8600“, Betriebssystem Windows XP mit FTPClientsoftware „FlashFXP 2.1“, WML-Browser „WinWAP 3.1Pro“,
Überwachungstool „TrafficMonitor 4.40“: dieser Rechner ist mit je einer
seriellen, Bluetooth-, Infrarot-, sowie zwei USB- Schnittstellen ausgestattet.
3.2
Software - „Air Performance System“
Das „Air Performance System“ (APS) von Acterna/AcTeSys ist ein SoftwareGSM/GPRS-Analysator, der auf herkömmlichen Standardrechnern (Notebooks,
Desktop-PCs) mit Microsoft Windows-Betriebssystem lauffähig ist. Dazu werden
Mobiltelefone und optional ein Global-Positioning-System (GPS)-Empfänger an
den Rechner angeschlossen (siehe Abbildung 3.1).
Steuerrechner
mit APS-Software
USB-Hub
Datenkabel
mit Adapterbox
Testtelefon
Sagem OT 190
Abbildung 3.1: Aufbau des Air Performance Systems [17]
Mobiltelefone werden als Einzel-Telefonkonfiguration über die serielle Schnittstelle (RS-232) und bei Verwendung der „Mobile Box“ (bis zu acht Telefone)
33
über Ethernetkabel mit dem Rechner verbunden. Im konkreten Fall wird eine Einzel-Telefonkonfiguration benutzt. Das APS ist modular aufgebaut. Es besteht aus
zwei Hautkomponenten: Der APS-Mobile-Analyzer (APS-MA) ist das zentrale
Kontroll- und Steuerinstrument für die Mobiltelefone (siehe Abbildung 3.2).
Abbildung 3.2: Das Bedienfenster von APS-MA [18]
Dagegen dient der APS-Test-Result-Analyzer“ (APS-TRA) der Darstellung der
Daten, die vom APS-MA aufgenommen werden. Diese können Online (während
eines gerade ablaufenden Tests) und Offline (für bereits gelaufene Tests) angezeigt werden. Der APS-TRA kann für die Verwendung im Online-Betrieb direkt
aus dem APS-MA heraus gestartet werden. Für den Offline-Betrieb kann APSTRA direkt aus Windows gestartet werden.
Es gibt zwei Möglichkeiten, die Kontrollkomponente APS-MA zu benutzen. Eine
Variante ist der interaktive Betrieb. Hier muss der Benutzer alle Einstellungen
tätigen und kann manuell Tests starten. Der Vorteil bei dieser Art der Nutzung
liegt darin, dass der Nutzer schnell und einfach diverse Parameter ändern kann.
Dies geschieht über Toolbar-Buttons, Pulldown Menüs oder mittels Hot Keys. Die
zweite Möglichkeit der Nutzung von APS-MA ist der automatische Test. In diesem Fall werden automatische Testszenarien gestartet. Diese müssen als ASCIIformatierte CFG-Dateien vorhanden sein. Der Vorteil der automatischen Tests
34
besteht darin, dass keinerlei Benutzerinteraktion nötig ist. Tests können mehrfach
mit identischen Konfigurationen durchgeführt werden. In den Szenariodateien
können alle Funktionen verwendet werden, die auch der interaktive Betrieb ermöglicht. Des Weiteren ist es möglich, mittels eines Schedulers Szenarien zu bestimmten Uhrzeiten zu starten, um beispielsweise die Auslastung eines Netzes bei
konkreten Tageszeiten zu messen.
Im interaktiven Betrieb können diverse GSM-, GPRS- sowie spezifische Testfunktionen verwendet werden. Zu den Standard-GSM-Kontrollfunktionen gehören:
•
abgehende und ankommende Sprachverbindungen
•
abgehende und ankommende Datenverbindungen
•
Senden und Empfangen von Kurzmitteilungen
•
Senden und Empfangen von Datenströmen
•
Empfangen von „Cell Broadcast Messages“.
Nachdem ein GPRS-Kontext aufgebaut wurde, lassen sich Pings zu Internetservern senden, FTP- Down- bzw. Uploads und HTTP- Downloads von Webservern
durchführen. Spezifische Tests können sein:
•
das Erzwingen des Broadcast-Control-Channel (BCCH) auf einen
bestimmten Kanal
•
zwangsweiser Wechsel des Traffic-Channel (TCH) in eine benachbarte
Zelle
•
Scannen des kompletten Frequenzbandes.
Spezielle Testtelefone, wie das Sagem OT 190, ermöglichen die Visualisierung
von Informationen und Nachrichten, die in den GSM-Schichten 1 und 3 zwischen
dem Telefon und dem Netzwerk ausgetauscht werden.
Mit der Installation von APS wird in MS-Windows ein APS Tunnel Device installiert. Wenn mit APS-MA ein GPRS-Kontext aktiviert wird, ist dieses Tunnel
Device als Netzwerkverbindung aktiv. Das APS Tunnel Device ist ein PseudoDevice, das es ermöglicht, den IP Traffic von der APS Applikation einem definierten Endgerät zu zuordnen. Im Regelfall übernimmt dies MS-Windows durch
interne Routingtabellen. Mit dem Tunnel Device wird das MS-Windows-Routing
umgangen, indem eine IP-Adresse (10.1.10.2) festgehalten wird und das andere
35
Ende des Tunnels der vom Netzwerk dynamisch zugewiesenen IP Adresse zugeordnet. Das Tunnel Device ist auf MS-Windows Ebene als LAN-Adapter definiert. Damit besteht die Option, diesen LAN-Adapter in der Task-Leiste anzuzeigen (Default-Einstellung). Je nach Einstellungen auf dem PC (und leider auch
unterschiedlich für verschiedene Windows Versionen) zeigt das Betriebssystem
an, wenn das Tunnel Device verbunden bzw. nicht verbunden ist. Dies bedeutet
dann, dass eine GPRS-Verbindung besteht bzw. nicht besteht.
Für alle Daten, die vom APS-MA aufgenommen werden, besteht die Möglichkeit,
diese in so genannten Tracefiles abzuspeichern. Diese Logdateien werden im
APS-TRA geöffnet und in verschiedenen Sichten (Views) dargestellt. Abbildung
3.3 zeigt das Fenster das APS-TRA mit den einzelnen Views.
Abbildung 3.3: Gesamtansicht Test-Result-Analyzer [18]
Es gibt einerseits tracenachrichten-basierte Sichten und andererseits service-basierte Sichten. Die Tracenachrichten können nur mit Hilfe von Testtelefonen aufgezeichnet werden. Die verschiedenen Sichten können durch den Benutzer parametrisiert werden. Alle Daten sind durch Zeitstempel vollkommen synchron und
erlauben somit eine konsistente Sicht. Im Online-Betrieb werden diese Daten
36
ständig aktualisiert und laufen durch die einzelnen Sichtfenster. Im Offline-Betrieb ist es möglich, zu scrollen und zu blättern. Während Daten aufgezeichnet
werden, kann einfach in den Offline-Betrieb gewechselt werden, um in einzelnen
Fenstern zu bestimmten Zeitpunkten zu scrollen. Währenddessen werden die Daten weiterhin aufgezeichnet. Bei einem Wechsel zurück in den Online-Betrieb
werden die Daten wieder kontinuierlich angezeigt.
Im „Signalling View“ werden GSM Schicht-3-Nachrichten angezeigt. Hier ist es
möglich, den Zeitstempel, eine Kodierung in Hexadezimal oder dekodierte Nachrichten anzuzeigen. Dabei werden Up- und Downlink farblich voneinander unterschieden. Es ist die Umschaltung zwischen dem Short- und Full-Decoding möglich. Short-Decoding zeigt die Schicht-3-Nachrichten im Überblick und Full-Decoding erlaubt die detaillierte Sicht bis auf die Bit-Ebene.
Die gleichen Eigenschaften hat die „MAC/RLC-View“, nur werden hier Nachrichten aus der MAC/RLC-Protokollschicht dargestellt. Die Sicht auf die leitungsvermittelte Übertragung („Cell View Circuit Switched“) zeigt kontinuierlich aktualisierte Daten aus der momentanen Zelle, beispielsweise den Netzcode (MNC),
und den gegenwärtig verwendeten Kanälen, beispielsweise die Nummer des Frequenzkanals
(Absolute-Radio-Frequency-Channel-Number,
ARFCN).
Eine
weitere Sicht auf die paketorientierte Übertragung („Cell View Packet Switched“)
ermöglicht die Anzeige von Parametern der GPRS-Protokollschichten. Dazu gehören beispielsweise:
•
die Klasse des Mobiltelefons
•
die Verwendung der Up-/Downlink Timeslots
•
Coding-Schemes
•
Attach-State
•
Ciphering-Key
•
die Dringlichkeitsklasse oder
•
die Verzögerungsklasse.
Die Anzeige kann durch Parameter individuell angepasst werden. Schicht-1-Parameter werden im „Bar View“ grafisch dargestellt. Dazu gehören beispielsweise
die BCCH-Empfangspegel der aktuellen, sowie der sechs benachbarten Zellen.
Auch hier sind Zeitstempel zur Synchronisation mit den anderen Daten vorhan-
37
den. Im „Scan View“ werden die Frequenzkanalnummern ARFCNs und die zugehörigen Empfangspegel tabellarisch aufgelistet.
Die folgenden Views können sowohl mit kommerziellen Telefonen als auch mit
Testtelefonen genutzt werden. Im „Log View“ werden sämtliche Eingaben, Antworten und Statusmeldungen des Systems angezeigt. Dieses wird im Online-Betrieb ebenfalls kontinuierlich aktualisiert. Beispielsweise werden angezeigt:
•
die gewählten Nummern
•
der Zustand „connect“ oder „disconnect“
•
Anzahl der gesendeten oder empfangenen Bytes bei einer Datenverbindung
•
der Location-Update Status.
In diesem Fenster werden zu jedem Log-Eintrag ein Zeitstempel, die jeweilige
Nachricht und die entsprechenden Parameter angezeigt. Des Weiteren gibt es
noch Managementfunktionen für die Daten. So können Filter und eine Suche eingesetzt werden. Für die Suche gibt es zwei Möglichkeiten: die Daten können nach
Textelementen oder hinsichtlich spezifischer Nachrichten durchsucht werden.
Außerdem können Markierungen gesetzt werden, was ein Springen zu bestimmten
Abschnitten in den einzelnen Views möglich macht. Mitunter können die aufgenommenen Daten sehr umfangreich werden. Hier sei als Beispiel ein FTP-Download einer 100 KByte großen Textdatei genannt, wobei der „Log View“ allein
zehn DIN-A4 Seiten füllt. Die Daten im APS-TRA können größtenteils als
ASCII-formatierte Dateien exportiert werden. Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, die Daten mittels „Adobe Acrobat PDF Writer“ als PDF-Dokument auszugeben, um die aufgenommenen Daten unabhängig von APS zu analysieren.
Für den Nutzer besteht die Möglichkeit, verschiedene Profile zu der Anordnung
und Größe der Sicht-Fenster sowie der Parameterauswahl für einige Fenster anzulegen. Diese können dann einfach aufgerufen werden, ohne umständlich die
Benutzeroberfläche zu ändern.
Für weitere Informationen zum APS sei auf die Dokumentation im Anhang C
verwiesen.
38
4
Konzeption und Realisierung von Messszena-
rien
In diesem Kapitel werden Messszenarien vorgestellt, die mit dem „Air Performance System“ durchführbar sind. Des Weiteren werden Messszenarien beschrieben, die unabhängig vom „Air Performance System“ mit einem Mobiltelefon
(z.B. das Siemens S55) und einem PC ablaufen können. In die Betrachtungen
wurde ein Vergleich der drahtlosen GPRS-Verbindung mit einer drahtgebundenen
Verbindung über ein analoges Modem einbezogen.
4.1
Zu messende Größen
•
Übertragungsdauer
•
Anzahl der GPRS-Kanäle (Timeslots):
Das Mobiltelefon Sagem OT 190 ist ein Gerät mit GPRS-Multislotklasse
4. Es kann drei Downlink- und einen Uplink-Timeslot benutzen.
Das Mobiltelefon Siemens S55 ist ein Gerät mit GPRS-Multislotklasse 10.
Es kann vier Downlink- und zwei Uplink-Timeslots davon aber nur 5 Kanäle gleichzeitig benutzen.
•
Übertragungsraten für die Up- und Downloads von verschiedenen Dateitypen und –größen bei FTP und HTTP.
Downlink
Telefon
Anzahl
Uplink
theoretisch max. Übertragungsrate
Anzahl
theoretisch max. Übertragungsrate
Timeslots
[KBit/s]
[KByte/s]
Timeslots
[KBit/s]
[KByte/s]
Sagem
3
40,2
5
1
13,4
1,67
Siemens
4
53,6
6,7
2
26,8
3,35
Tabelle 4.1: Anzahl der Timeslots und theoretisch maximal möglichen Übertragungsraten für das Sagem OT 190 und das Siemens S55 GPRS [7]
39
4.2
Szenarien mit dem „Air Performance System“
4.2.1 File-Transfer-Protocol
Das APS-System gibt die Möglichkeit, nach erfolgreich aufgebautem GPRSKontext einen FTP-Down- bzw. Upload durchzuführen. Dafür wird ein FTP-Server benötigt, auf dem einerseits die Daten verfügbar sein müssen, so dass sie
erstmals auf den lokalen Rechner herunter geladen werden können. Andererseits
müssen auf diesem FTP-Server Schreibrechte für den angemeldeten Benutzer
eingerichtet sein. Dies ist notwendig, damit die Dateien vor dem Download zuerst
auf den Server hochgeladen werden können. Für diese Tests wurde der FTP-Server von Acterna verwendet. Dieser Server ist speziell zum Testen des APS eingerichtet und beinhaltet Textdateien mit verschiedenen Größen. Für weitere Tests ist
ein Website-Verzeichnis des TU Ilmenau Rechenzentrums, welches als FTP-Server angesprochen werden kann, genutzt worden. Für beide FTP-Server sind Benutzername und Passwort vorhanden, wodurch die Schreibrechte gewährleistet
sind. Bei den Versuchen wurden verschiedene Text-, Grafik-, Audio- und
Videodateien geladen.
4.2.2 Hyper-Text-Transfer-Protokoll
Beim Test wurden HTTP-Seiten angezeigt und die Inhalte bestimmter Webseiten
als HTML-Dateien auf dem lokalen APS-Steuerrechner gespeichert, um sie später
offline anzuzeigen.
Die dem APS mitgelieferten CFG-Dateien wurden an die GPRS-Parameter von
O2 angepasst. Mit Starten der CFG-Datei im APS-MA lief der HTTP-Test fehlerfrei. Die Webseite wurde als flache HTML-Datei lokal abgespeichert.
Nach Ändern der CFG-Dateien auf andere URLs und Tests zeigten sich teilweise
verschiedene Ergebnisse. Es war festzustellen, dass die URL in IP-Adressen aufgelöst werden müssen, da kein DNS vorhanden war ist bzw. genutzt wurde. Wurden die URL als logische Adressen angegeben, folgte die Fehlermeldung: „Start
HTTP-Test failed, HTTP-Error 3“, war dagegen die URL als IP-Adresse aufgelöst, funktionierte der Test. Eine Namensauflösung funktioniert jedoch nur, wenn
40
der Steuerrechner an einen DNS-Server angeschlossen ist. In den beschriebenen
Szenarien wurden dazu die DNS-Server der TU Ilmenau genutzt.
In den manuellen Einstellungen im APS-MA können unter Datentests HTTP die
Tiefe und Typen, die geladen werden sollen, ausgewählt werden.
Das Abspeichern der Webseiten als HTML-Datei funktioniert in der Art, dass die
Webseite und alle Elemente, wie Grafiken, andere HTML-Seiten oder Verweise
in der entsprechend eingestellten Tiefe als flache HTML-Datei abgespeichert
werden. Die Grafiken werden als codierte Zeichen in die Datei geschrieben.
Auch ist es möglich, mittels APS-MA und einem herkömmlichen Browser im
World-Wide-Web zu Browsen. Jedoch ist dies etwas umständlich und nicht sehr
komfortabel. Dazu muss mittels APS-MA erst ein PING an den HTTP-Server
gesendet werden. Als nächsten Schritt ist im Browser zum nahen Ende des Tunnels auf dem lokalen Rechner zu verbinden. Daraufhin wird über den Tunnel die
zuvor angepingte Webseite im Browser angezeigt. Nun kann innerhalb des Servers so lange navigiert werden, wie keine Seitenelemente von anderen Servern
benötigt werden. Diese Einschränkung bedeutet, dass man sich nur auf einem
Server bewegen kann. Wenn der Server über einen Link verlassen werden soll,
muss erst ein Ping zu einem anderen Server geschickt werden, damit die Webseiten des neuen Servers dargestellt werden können. Genauere Informationen
stellt die Dokumentation zum APS im Anhang zur Verfügung.
4.2.3 Multimedia-Messaging-Service (MMS)
Der Nachfolgedienst des weltweit genutzten SMS erlaubt größere Nachrichten mit
multimedialen Ergänzungen, wie z.B. Musik, Bildern oder kurzen Videoclips,
innerhalb der Mobilfunknetze zu versenden. MMS wird in Deutschland von allen
vier Netzbetreibern in jeweils zwei Größenkategorien (bis 30 KByte und bis 100
KByte) angeboten. Während der Bearbeitungszeit des Projektes (im Sommer
2004) wurde von einigen Anbietern die maximale Größe auf 300 KByte heraufgesetzt. Mit dem Mobile-Analyzer kann nach erfolgreich aufgebautem GPRS-Kontext eine Multimediamitteilung versendet werden. Dazu können vom lokalen
APS-Steuerrechner Text-, Bild- und Audiodateien ausgewählt werden, die dann
als Multimediamitteilung über das Sagem OT190 an das Siemens S55 oder ein
41
anderes MMS-fähiges Mobiltelefon gesendet werden. Als Dateitypen sind TXT,
JPG, GIF, WBMP sowie als Audioformat AMR möglich. Hierbei können die unterschiedlichen Dateitypen mit verschiedenen Dateigrößen gekoppelt werden, so
dass Multimediamitteilungen aus beiden Größenkategorien versendet werden
können. Alternativ kann eine MMS auch an eine E-Mailadresse gesendet werden.
Für den MMS-Test muss der WAP-Gateway genutzt werden. Der APN ist
„wap.viaginterkom.de“. Wird anstelle dessen der APN „internet“ benutzt, kann
der MMS-Test nicht erfolgreich durchgeführt werden. Die Daten würden in das
Internet geroutet und könnten von dort nicht als Multimediamitteilung zum Empfänger gelangen.
4.2.4 Wireless-Application-Protocol (WAP)
WAP-Seiten können mit dem APS-System auf dem lokalen Steuerrechner geladen
werden. Jedoch werden diese im Wireless-Markup-Language (WML) Format gespeichert. Für dieses Format ist ein spezieller WML-Browser notwendig, um diese
Seiten ordnungsgemäß darstellen zu können.
Auch hier muss der WAP-Gateway „wap.viaginterkom.de“ eingestellt werden,
damit dieser Test erfolgreich durchgeführt werden kann.
4.2.5 Probleme bei der Nutzung des APS-MA
Das APS wurde im Fachgebiet neu angeschafft und im Rahmen dieses Medienprojektes zum ersten Mal genutzt. Bei der Nutzung des Systems traten einige
Probleme auf, die teilweise erst nach intensiver Korrespondenz mit AcTeSys gelöst werden konnten. Das nachfolgende Kapitel soll einige Probleme aufzeigen,
die aufgetreten sind.
Im Normalfall sollte bei einem aktiven GPRS-Kontext das APS Tunnel Device als
aktive Netzwerkverbindung in der Taskleiste zu sehen sein. Dies war allerdings
nicht der Fall. Es war auch nicht festzustellen, woran dies liegt. Die Anzeige, ob
das Tunnel Device aktiv ist oder nicht, hat jedoch keinerlei Auswirkungen auf die
Testszenarien. Eine Möglichkeit die Anzeige der aktiven Verbindung des Tunnel
Device zu berichtigen, ist das Setzen bzw. Entfernen eines Hakens bei „Client für
42
Microsoft-Netzwerke“ unter den Eigenschaften der Netzwerkverbindung Tunnel
Device.
4.2.5.1 FTP
Anfangs herrschten große Probleme mit der Funktionalität des FTP-Tests. Der
Test Result Analyzer zeigte die folgenden Fehlermeldungen („Can't open the
control socketConnect error #10060“ bzw. „Unable to create control socket during
login (0)“). Der Beschreibung im Handbuch nach wurde alles korrekt eingestellt
und eingerichtet. Nach den anfänglich erfolglosen Versuchen wurden Tests mit
einer Vodafone PrePaidkarte, einer T-Mobile PrePaidkarte sowie einer E-Plus
Vertragskarte durchgeführt, um auszuschließen, dass der Fehler an dem Provider
liegen kann.
Nach allen erfolglosen Versuchen wurde die Herstellerfirma AcTeSys kontaktiert.
Nach Schilderung der konkreten Probleme und Senden der Logfiles des Test-Result-Analyzers mit allen Fehlermeldungen wurde eine für das System vorkonfigurierte Szenariodatei gesendet. Mit diesem FTP-Downloadtest und den dazugehörigen Logfiles des im Laborsystem fehlerfrei laufenden FTP-Downloads sollte
das APS-MA auf Funktionalität getestet werden. Letztlich lag die Fehlerursache
in einem falsch eingetragenen APN. Der MMS-Test sowie der WAP-Test funktionierten fehlerfrei, jedoch waren FTP-, HTTP- sowie Ping-Test nicht erfolgreich.
Das Problem bestand darin, dass die Daten nicht durch den WAP-Gateway in das
Internet gelangten und so der FTP-Server nicht gefunden werden konnte. Durch
Eintragen des Internet-Gateways wurde dieses Problem behoben.
Im APS-MA ist derzeit die Namensauflösung über die Luftschnittstelle nicht integriert. Dies ist jedoch nach Aussage von AcTeSys geplant. Momentan kann die
Namensauflösung nur über ein an das LAN angeschlossenen DNS-Server erfolgen. Wenn keine Verbindung zum LAN hergestellt ist, funktionieren der FTP- sowie der HTTP-Test nur, wenn die Adresse als vorher aufgelöste IP-Adresse eingegeben wird.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei der Eingabe der Passwörter im FTPFenster diese nicht unkenntlich, sondern als Klartext angezeigt werden. Es ist kein
funktionales Problem, jedoch trägt dies nicht gerade zur Sicherheit bei, wenn
mehrere Personen am System arbeiten und private Passwörter eingetragen werden
43
müssen. Beim nächsten Aufruf des FTP-Fensters stehen dann der Benutzername
und das zugehörige Passwort offen.
Im Verlaufe des Projektes wurde der FTP-Server von Acterna abgeschaltet, zumindest war er nicht mehr erreichbar. Des Weiteren änderte das Rechenzentrum
der TU Ilmenau die Zugangsvorraussetzungen für die Website-Verzeichnisse auf
ein sicheres Verfahren mit Secure-CoPy (SCP) und SSH-File-Transfer-Protocol
(SFTP), wodurch mit dem APS kein Zugriff mehr auf dieses Verzeichnis möglich
war. Damit waren beide FTP-Server, die für die Tests genutzt wurden, nicht mehr
verfügbar. Als Ausweichlösung wurde ein privates Website-Verzeichnis eines
kommerziellen Providers genutzt.
4.2.5.2 HTTP
Probleme sind aufgetreten als der HTTP-Test mit der Webseite http://www.tuilmenau.de (IP-Adresse: 141.24.4.5) durchgeführt wurde. Eingestellt waren im
APS-MA unter „IP-Datentests“ Æ HTTP: „Resolution Depth: 3“ und Markierung
bei „ALL“. APS-TRA zeigte folgende Fehlermeldungen an: "HTTP-Error 19",
"Unable to read from socket. Msg: receive timeout error" und danach brach sogar
die GPRS-Verbindung ab. Als die GPRS-Verbindung im APS-MA wieder aufgebaut wurde und der HTTP-Test erneut gestartet wurde, kam eine Abfrage "Abort
running test? - Ja/Nein". Nach dem Klicken auf „Nein“ wurde eine gewisse Zeit
abgewartet, jedoch es passierte nichts, der Test wurde nicht fortgesetzt. Auch nach
einem manuellen Trennen der GPRS-Verbindung und wieder neu Verbinden fragt
das System abermals, "Abort running test? - Ja/Nein".
Nach einem Klick auf „Ja“, woraus ein Abbruch des Testes resultierte, zeigt der
TRA die Fehlermeldung "End HTTP-Test: Abort error failed". Anschließend
konnte problemlos ein neuer Datentest gestartet werden.
4.2.5.3 MMS
Einige Probleme traten mit verschiedenen Größen der angehängten Dateien auf.
Größere Dateien konnten von einigen Telefonen nicht dargestellt werden und
führten zu Fehlermeldungen. Die beiden Nokia Telefone können nur MMS bis zu
einer Größe von 45 KByte [19] empfangen. Größere MMS führten zu Fehlermeldungen im Display.
44
Ein weiteres Problem trat in Form eines Timeouts von 60 Sekunden beim MMS
Test hinzu. Der Timeout erfolgte ab Datengrößen von ca. 50 Kbyte. Es ist anzunehmen, dass die 50 KByte die Datenmenge sind, die gerade in den 60 Sekunden
gesendet werden. Es sollten allerdings mit dem einen Uplink-Timeslot, den das
Sagem nutzt, in 60 Sekunden ca. 100 KByte Daten übertragen werden können.
Bei größeren Dateien oder Datengrößen jenseits der 50 KByte erfolgt immer ein
Timeoutfehler.
Nach Bestätigung von AcTeSys treten derzeit Probleme mit größeren Dateien auf
und momentan ist eine harte Zeitbegrenzung im APS programmiert. Nach Aussage eines Mitarbeiters wird momentan daran gearbeitet.
Erstaunlicherweise wurde bei einigen Tests trotz der Fehlermeldung (Timeout und
„Transfer failed…“) die MMS gesendet und vom Siemens S55 anschließend fehlerfrei empfangen.
4.3
Szenarien ohne „Air Performance System“
4.3.1 Mobiles Internet mittels GPRS-Zugang
Das Ziel dieser Tests ist, mittels Mobiltelefon und Computer eine Internetverbindung aufzubauen, die an keinerlei Kabel gebunden ist bzw. überall dort verfügbar sein sollte, wo ein GPRS-Mobilfunknetz vorhanden ist.
Die Verbindung zwischen Mobiltelefon und Computer kann auf drei verschiedene
Arten erfolgen, zwei davon erfolgen drahtlos und eine drahtgebunden. Als erste
Variante kann man Telefon und Rechner mit einem Datenkabel verbinden. Hierfür gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit ist der Anschluss des Datenkabels an die serielle Schnittstelle und andererseits ist es möglich, das Datenkabel an die USB-Schnittstelle anzuschließen.
Bei den drahtlosen Verbindungen zwischen Telefon und Rechner kann zwischen
Bluetooth und Infrarot gewählt werden. Letzteres ist bei fast allen Notebooks
ebenso wie bei den meisten Mobiltelefonen als Schnittstelle vorhanden. Bluetooth
ist bei vielen Multimedia- und Businessmobiltelefonen integriert. Für Notebooks
gibt es, sofern es nicht schon in das Gerät integriert ist, als Erweiterung so genannte Bluetooth USB-Sticks oder Bluetooth PCMCIA-Einsteckkarten.
45
Das Siemens S55 und der Compaq Rechner verfügen über je eine Infrarotschnittstelle. Deshalb wurde diese Hardwarekombination für das Szenario ausgewählt.
Eine Verbindung ins Internet kann mit maximal rund 53 KBit/s im Downlink und
rund 27 KBit/s im Uplink erfolgen, da dem Siemens S55, wie im Kapitel 4.1 bereits erwähnt, höchstens vier Kanäle für den Downlink und zwei für den Uplink
zur Verfügung stehen.
Da die maximalen Datenraten von GPRS-Verbindung (ca. 53 KBit/s) und Modemverbindung (56,6 KBit/s) recht ähnlich sind, liegt es nahe, dass die GPRSVerbindung mit einer Modemverbindung hinsichtlich Stabilität, Datendurchsatz
und zeitlichen Abläufen verglichen werden kann.
Zur Anwendungen kamen:
•
HTML-Webseiten anzeigen
•
Daten von HTTP- und FTP-Servern herunterladen
•
Uploads zu FTP-Servern
•
Webradiostreams anhören
•
Videostreams ansehen.
4.3.2 DFÜ-Verbindung über Modem
Als Vergleich zu der GPRS-Verbindung soll eine DFÜ-Verbindung über Modem
dienen. Dazu kann mit dem integrierten Modem eine DFÜ-Einwahlverbindung in
das universitätseigene Rechenzentrum (RZ) aufgebaut werden. Hierfür wurde
nach Absprache mit dem betreuenden Mitarbeiter die analoge Schnittstelle des
ISDN-Praktikums im Raum H 1529 genutzt.
4.3.3 Vergleich zwischen GPRS-Verbindung und Modemverbindung
Für die Downloadtests wurden auf einer Webseite [20] einige Text-, Audio-,
Video-, sowie Bilddateien abgelegt.
Die Dateiformate und die jeweilige Dateigröße sind in Tabelle 4.2 dargestellt.
Jede Datei wurde zehn Mal nacheinander mit dem Internet Explorer geladen und
46
daraus ein Zeit- sowie Übertragungsratenmittelwert gebildet. Die gemessenen
Werte wurden in einer Excel-Tabelle gespeichert und können so übersichtlich
dargestellt werden.
Die komplette Messreihe wurde erst mit der Modemverbindung durchgeführt und
anschließend mit einer GPRS-Verbindung wiederholt. Mit Hilfe der Excel-Tabelle lassen sich dann die GPRS- und Modemverbindung miteinander vergleichen.
Dateiname
Dateigröße [KB]
1000.txt
1k.txt
2,5k.txt
5k.txt
10k.txt
25k.txt
50k.txt
100k.txt
250k.txt
500k.txt
1m.txt
2m.txt
att1.gif
tui-campus.gif
start.dir
Intro.avi
Life_is_short.mpg
112.mp3
Get_Your_Freak_On.mp3
swallow.mp3
loop1.wav
loop2.wav
behind.rar
Willkommen.jpg
jadeaffen.jpg
kyra.jpg
1,014
1,014
2,49
4,98
9,76
24,9
49,8
99,6
249
498
976
1990
22,1
80,1
2300
7460
1800
1500
1140
2200
1900
3590
3520
191
145
79
Tabelle 4.2: Übersicht der Dateien für die Down- und Uploadtests [7]
4.3.4 FTP Down- und Upload
Ein weiteres Szenario ist ein FTP-Download bzw. -Upload. Hierfür wurden mit
der GPRS-Internetverbindung Daten von einem FTP-Server heruntergeladen sowie Daten zu einem FTP-Server hochgeladen. Dabei sollen ebenfalls Datenraten
47
und Zeiten gemessen werden. Als Referenzdateien werden die gleichen Daten
verwendet, wie sie bei den vorherigen Tests mit der GPRS-Internetverbindung
und dem Modem genutzt werden. Durch einen FTP-Client ist der Zugriff auf diesen Webserver gewährleistet.
Für diesen Test wurde das Siemens S55 mit dem Dell Notebook ausgewählt. Die
Verbindung zwischen dem Rechner und dem Mobiltelefon wurde über Bluetooth
hergestellt.
Das Ziel dieses Tests bestand darin, herauszufinden, wie viele Timeslots das Siemens S55 für den Upload sowie für den Download gleichzeitig nutzt. Laut den
Spezifikationen zur Multislotklasse 10 können vier Downlinkslots und zwei
Uplinkslots, jedoch nur fünf Slots gleichzeitig verwendet werden.
4.3.5 Multimediastreams
Es ist interessant zu überprüfen, inwieweit Multimediastreams über eine GPRSVerbindung laufen können bzw. wie gut die Qualität der übertragenen Bilder
und/oder Sounds ist.
Für diesen Test wurde über das Siemens S55 eine GPRS-Verbindung aufgebaut.
Die Multimediastreams wurden mit dem Windows-Media-Player abgespielt.
Diese Software ist auf dem Rechner in Version 9 installiert. Auf Real-MediaStreams wurde verzichtet, weil die Playersoftware nicht auf dem Referenzrechner
installiert ist.
Als Audiostreams wurden mehrere Webradios mit verschiedenen Streamingraten
angehört. Die Webradiostreams lassen sich in drei Klassen unterteilen. Es gibt für
Modembenutzer Streams mit 20 und 32 KBit/s, für ISDN-Benutzer 48 KBit/s und
für breitbandige Internetanschlüsse sind Streams mit einer Übertragungsrate von
96 KBit/s verfügbar. Als Zeitdauer wurden 60 Minuten Streamlaufzeit festgelegt.
Es wurden jeweils die Zeiten notiert, nach denen eine erneute Pufferung von Daten erfolgte. Daraus lassen sich Schlüsse ziehen, wie stabil die Verbindung ist und
wie sicher multimediale Daten, die meistens zeitkritisch übertragen werden und
über eine GPRS-Verbindung gesendet werden können.
Neben Audiostreams wurden auch gestreamte Videos angesehen und überprüft,
inwieweit Videodaten über GPRS übertragen werden können. Dazu mussten erst
48
Videostreams gefunden werden, die niedrige Streamingraten nutzen. Nach einiger
Suche im Internet wurden auf den Webseiten vom „Discovery Channel“ [21]
einige Videostreams mit 30 KBit/s Streamingrate gefunden. Die kurzen Videoclips wurden mit dem Windows-Media-Player angesehen und wie bei den Audiostreams die Pufferungszeiten beobachtet.
4.3.6 Bewegung des Mobiltelefons
Da alle vorherigen Tests in stationärer Umgebung im Raum H 1529 statt gefunden
haben, sollten auch einige Tests in mobiler Umgebung, bei einer Bewegung des
Mobiltelefons, durchgeführt werden. Der erste Fahrtest erfolgte mit der Bahn. Ein
zweiter Fahrtest wurde mit einem Auto durchgeführt.
4.3.6.1 Fahrt im Zug
Hierzu wurden während einer Zugfahrt von Ilmenau nach Erfurt und zurück die
FTP-Messungen mit APS, die FTP-Down- und Uploads über GPRS sowie Webradiohören über GPRS durchgeführt.
4.3.6.2 Fahrt im Auto über den Campus der TU Ilmenau
Es wurden während der Fahrt auf dem Ilmenauer Campus FTP-Down- und Uploads mit dem APS-MA durchgeführt. Ein weiterer Test während einer Autofahrt
sollte das Verhalten von FTP-Down- und Uploads über die GPRS-Einwahlverbindung durch das Siemens S55 wiedergeben.
Ein anderer Test wurde auf der Fahrt von Meiningen nach Ilmenau während hoher
Geschwindigkeiten auf der A 71 durchgeführt. Weitere Tests wurden innerhalb
der Stadt Meiningen und auf Landstrassen in der Umgebung von Meiningen
durchgeführt.
4.3.7 Probleme während der Tests
4.3.7.1 GPRS-Verbindungen
Wie bei der Nutzung mit dem APS traten auch bei den Szenarien ohne APS
Probleme auf. Nachfolgend sollen einige Probleme näher beschrieben werden.
49
Der erste Test, sich mittels GPRS-Verbindung in das Internet einzuwählen,
scheiterte. Nachdem alles konfiguriert wurde, gelang es eine GPRS-DFÜ-Verbindung aufzubauen. Windows zeigte bei der DFÜ-Verbindung eine Übertragungsrate von 57,6 KBit/s an. Durch diese Verbindung konnten dann mit dem Internet
Explorer Webseiten angezeigt werden. Bei weiteren erfolgreich aufgebauten
GPRS-Verbindungen zeigte Windows Übertragungsraten von 115,2 KBit/s an.
Dies ist aber nur die Geschwindigkeit über die Infrarotstrecke zwischen dem
Rechner und dem Telefon. Die Datenrate, die tatsächlich für die GPRS-Verbindung genutzt wurde, konnte nur über das Downloadfenster des Internetexplorers
ermittelt werden. Es gibt keine Möglichkeit die genutzten Timeslots des Siemens
S55 anzuzeigen. Die GPRS-Verbindung kann jedoch nur eine maximale Geschwindigkeit von ca. 53 Kbit/s haben, da das Siemens S55 maximal vier Timeslots im Downlink unterstützt.
Bei Verwendung des Sagem mit dem Datenkabel konnte nach Installation des
Modems eine Verbindung aufgebaut werden, jedoch war es nicht möglich, Webseiten anzuzeigen oder auch Pingbefehle an einen Server zu senden.
Bei der Verwendung eines Nokia 7210 als Modem trat sowohl mit Datenkabel als
auch mit Infrarot folgendes Problem auf: Eine GPRS-Verbindung ins O2 Netz
wurde jeweils aufgebaut, aber Webseiten konnten nicht angezeigt werden. Eine
Internetverbindung über das Nokia 6610 war auf Anhieb möglich, während dies
mit dem Nokia 7210 nicht möglich war, obwohl beide Mobiltelefone das gleiche
Betriebssystem nutzen.
Ein Versuch das Siemens S55 über Bluetooth mit dem Notebook zu verbinden,
scheiterte anfänglich wegen dem Modem-Initialisierungsstrings. Nach Analysieren der Fehlermeldungen: „Fehler 692: Hardwareproblemen beim Modem“ (Siemens S55), „Fehler 734: PPP-Verbindungssteuerungsprotokoll wurde beendet“
wurde der Modem-Initialisierungsstring für die O2 GPRS-Verbindung in den
Eigenschaften des Bluetoothmodems eingetragen. Weitere Informationen hierzu
gibt die Dokumentation im Anhang. Danach lies sich die Verbindung problemlos
aufbauen. Ohne Probleme gelang es Webseiten anzuzeigen oder auch Downloads
durchzuführen. Nach einiger Zeit brach die Verbindung selbständig ab. Dieses
50
Phänomen trat mehrfach auf. Die Ursache könnte ein Timeout in der Bluetoothverbindung sein, da eine Verbindung über Infrarot stabiler lief.
4.3.7.2 HTTP- Downloads
Bei den ersten Messreihen wurden nur Textdateien als Download-Indikator gewählt. Als diese Daten jedoch mit dem Modem geladen wurden, waren Übertragungsraten von über 20 KByte/s keine Seltenheit und das, obwohl die DFÜ-Verbindung eine Übertragungsrate von 41,3 KBit/s hatte. Im Modem war eine Hardwarekomprimierung aktiviert. Dies erklärt, warum diese außergewöhnlichen
Werte bei den Übertragungsraten messbar waren. In den Einstellungen des Modems wurde die Modemkomprimierung jedoch daraufhin abgeschaltet.
Neben Textdateien wurden von dem Webserver zusätzlich Audio-, Video-, Bildsowie weitere Dateien, wie z.B. „rar“ oder „dir“, heruntergeladen. Bei den
Downloads dieser Dateien zeigten die Übertragungsraten und -zeiten, dass eine
weitere Komprimierung durch das Modem kaum möglich war. Die Übertragungsraten mit aktivierter Komprimierung waren genau so groß wie bei deaktivierter
Komprimierung.
Die Messungen wurden ausschließlich mit der Downloadfunktion des Microsoft
Internet-Explorer durchgeführt. Ein weiterer Browser mit einem anderen Downloadmanager war auf dem Referenzrechner nicht installiert. Durch Nutzen verschiedener Browser hätten Performanceprobleme, die beim Internet-Explorer auftreten können, beim Download etwas ausgeglichen werden können.
4.3.7.3 Multimediastreams
Einige Streams bereiteten Probleme wegen Pufferns. Die Pufferungszeiten waren
so gering, dass nicht einmal ein Musiktitel komplett angehört werden konnte.
Diese Streams wurden dann vorzeitig abgebrochen. Vereinzelt traten Probleme
durch Verbindungsabbruch auf, so dass die Tests nicht bis zu der ursprünglich
vorgesehenen Zeit zu Ende geführt werden konnten.
51
5
Auswertung der Messungen
Das folgende Kapitel beschäftigt sich mit der Auswertung und Interpretation der
Messszenarien. Es werden die Messergebnisse vorgestellt und die Erkenntnisse
diskutiert. In Analogie zum Kapitel 4 werden zuerst die Szenarien, die mit dem
„Air Performance System“ durchgeführt wurden, ausgewertet und im Anschluss
daran die Szenarien, die unabhängig vom APS liefen.
5.1
Szenarien mit APS
5.1.1 FTP
Bei den FTP-Tests werden die Dateien in Blöcken mit einer Größe von maximal
1024 Byte vom oder zum Server übertragen. Im Log View des APS-TRA wird
jeweils angezeigt, welche Blockgröße übertragen wird. Die einzelnen Blöcke haben unterschiedliche Größen. Diese Werte können: 356, 404, 664, 712 und 1024
Byte sein. Je größer die übertragenen Blöcke sind, desto schneller ist die Datenrate.
Die FTP-Tests verliefen ohne größere Probleme. Es wurden die drei möglichen
Timeslots des Sagem OT 190 genutzt. Mitunter kam es vor, dass die Übertragung
scheinbar selbständig anhielt. Während Zeiträumen von mehreren Sekunden bis
zu zwei Minuten wurden gar keine Nutzdaten übertragen. Lediglich die GSMSignalisierungsdaten wurden übertragen, jedoch keine GPRS-Daten. Auch zeigte
APS keine Fehlermeldungen an, die auf eine Fehlfunktion hingewiesen hätten.
Durch diese „Pausen“ ergaben sich dann recht niedrige Übertragungsraten. Als
Beispiel kann hier der unmittelbar aufeinander folgende, fünfmalige Download
einer 100 KByte großen Textdatei genannt werden. Es ergaben sich fünf verschiedene Datenraten: 1559 Byte/s, 960 Byte/s, 1902 Byte/s, 855 Byte/s und 734
Byte/s. Da diese Probleme nicht immer, sondern an vereinzelten Tagen auftraten
und die GSM-Signalisierungsdaten ordnungsgemäß übertragen wurden, ist die
Ursache wegen Performanceschwankungen durch hohes Verkehrsaufkommen in
der Zelle bzw. vielen Nutzern im GPRS-Netz von O2 zu suchen.
52
Im Anhang A1 befinden sich die Eintragungen aus dem „Log View“ des APSTRA, die während des Uploads und anschließendem Downloads einer 10 KByte
Textdatei zu einem FTP-Server der TU Ilmenau aufgezeichnet worden sind. Es
können die zu einem Zeitpunkt aktuell geladenen Blöcke und die gesamte Datenmenge abgelesen werden. Weiterhin sind die Upload- sowie die Downloadrate zu
sehen.
5.1.2 HTTP
Bei den erfolgreichen HTTP-Tests gelang es, die Webseiten von vorher als IP-Adressen aufgelösten URL lokal abzuspeichern. Jedoch wurde nur reines HTML
gespeichert, keine Bilder und auch keine Stylesheets. Bilder wurden als codierte
Zeichen dargestellt. Weiterhin war es nicht möglich, Webseiten von Subdomains
oder in Ordnerstrukturen abgelegte HTML-Dateien zu öffnen. Wenn der Rechner
mit dem TU-Ilmenau LAN oder einem anderen LAN mit aktiven DNS-Servern
verbunden ist, funktioniert die Namensauflösung der URLs und es können anstatt
der IP-Adressen logische Adressen verwendet werden.
Der HTTP-Test von APS-MA ist eigentlich dafür gedacht, die Webseiten zu laden
und zu überprüfen, ob alles korrekt vom Server empfangen wird. Die Möglichkeit,
HTML-Seiten in einem Browser darstellen zu können, ist wie im Kapitel 4.2.2
erläutert über einen kleinen Umweg gegeben. Problematisch war hierbei, dass die
meisten Webseiten eine Startseite haben und die Links meistens zu anderen Servern führen. Somit ist das Browsen mittels des „Air Performance Systems“ eher
ungeeignet. Es ist einfacher, über ein GPRS-Telefon eine Internetverbindung (und
somit eine Verbindung zu Browsen) aufzubauen. In diesem Falle besteht weiterhin das Problem, dass im APS ein Ping nur an eine IP-Adresse und nicht an eine
logische Adresse gesendet werden kann. Wenn das System, wie im konkreten
Fall, keine Verbindung zu einem LAN mit funktionierender Namensauflösung
hat, kann die Möglichkeit mit einem Browser Webseiten darzustellen nicht genutzt werden.
Die Anhänge A2 und A3 zeigen den „Log View“-Eintrag jeweils eines erfolgreichen und nicht erfolgreichen HTTP-Tests.
53
5.1.3 MMS
Als Test-MMS wurden mit dem APS-MA eine Textdatei mit einer Größe von 25
KByte und eine GIF-Grafikdatei mit einer Größe von 23 KByte versendet. Die
Gesamtgröße der versendeten MMS beträgt somit 48 KByte.
Die Telefone, die MMS empfangen haben, zeigten unterschiedliche Ergebnisse.
Das Nokia 6610 konnte 5000 Zeichen bzw. 5000 Byte Text als MMS-Text im
Display anzeigen, obwohl eine 25 KByte große Textdatei gesendet wurde. Es
konnte weder die Textdatei anzeigen, noch im Dateisystem des Telefons abspeichern. Die Bilddatei wurde angezeigt und konnte auch im Speicher des Telefons
abgelegt werden. Die MMS hatte laut den Mitteilungseigenschaften eine Größe
von 32 KByte.
Beim Nokia 7210 wurden 4222 Zeichen Text dargestellt. Ebenfalls konnten weder
die Textdatei angezeigt, noch im Dateisystem des Telefons gespeichert werden.
Wie schon beim Nokia 6610 war es auch hier möglich, die Bilddatei anzuzeigen
und abzuspeichern.
Das Siemens S55 konnte nur 1000 Zeichen als MMS-Text im Display darstellen,
obwohl die Textdatei eine Größe von 25 KByte hatte. Auch beim Siemens S55
wurde die Größe der kompletten MMS nicht korrekt angezeigt. Es wurde in den
Eigenschaften der MMS eine Größe von 25 KByte angegeben. Die Textdatei
konnte im Dateisystem des Telefons abgespeichert und angezeigt werden, hier
wurde die Größe mit 24,92 KByte richtig angegeben. Auch die Bilddatei konnte
im Telefon abgespeichert werden.
Ein Test mit einem SonyEricsson T630 brachte folgende Ergebnisse: 1000 Zeichen wurden angezeigt und die Textdatei konnte weder eingesehen noch abgespeichert werden. Die Größe der MMS wurde zudem auch falsch angezeigt. Das
Bild ist 23 KByte und der Text ist 25 KByte groß, das Telefon zeigte eine Größe
der MMS von 24 KByte an. Wie auch bei den beiden Nokias war es mit dem
SonyEricsson jedoch möglich, die Bilddatei im Dateisystem des Telefons abzuspeichern.
Das Siemens und das SonyEricsson halten sich zumindest an den MMS-Standard,
nämlich dass 1000 Zeichen Text übertragen und angezeigt werden können. Nokia
interpretiert diesen Standard etwas großzügiger.
54
Zudem war mit dem Nokia 6610 und dem Siemens S55 eine Weiterleitung der
MMS an eine e-Mailadresse möglich. In der e-Mail wurden bei den weitergeleiteten MMS sowohl die Bild- als auch die Textdatei mit der korrekten Größe als
Mailanhang übertragen. Diese konnten problemlos geöffnet werden. Offensichtlich haben die Telefone die komplette MMS empfangen, jedoch können die Dateien von der Telefonhardware nicht vollständig dargestellt werden.
Aufschlussreicher ist dagegen das Senden einer MMS von den APS-MA direkt an
eine E-Mailadresse. Hier kann anhand der Dateianhänge einfacher überprüft werden, ob alle Daten korrekt übertragen wurden.
Den „Log View“ des erfolgreichen Sendens einer MMS zeigt Anhang A4. Wie
schon bei den Problemen im Kapitel 4.2.5.3 erwähnt wurde, waren nach 60 Sekunden Timeoutfehler aufgetreten. Anhang A5 zeigt den „Log View“ mit den
Fehlermeldungen. Diese Timeoutfehler erfolgten bei einer Größe der Multimediamitteilung von mehr als 50 KByte. Wegen dieses Fehlers im „Air Performance
System“ konnten keine größeren MMS versendet werden.
5.1.4 WAP
Bei den Versuchen war es möglich, WAP-Seiten zu laden, jedoch konnten keine
Grafiken dargestellt werden. Grafiken werden auf den WAP-Seiten oftmals als
Logos oder einfache Bilder dargestellt. Diese konnten auch nicht angezeigt werden, nachdem die Grafiken einzeln geladen wurden. Die Bilddaten liegen als GIF
oder WBMP vor, können aber auf dem lokalen Rechner nicht dargestellt werden.
WML-Seiten konnten teilweise nur geladen werden, nachdem die komplette URL
aus dem WML-Browser kopiert wurde. Bei einigen Versuchen WAP-Seiten wie
z.B. http://wap.bahn.de aufzurufen, erschienen Fehlermeldungen wie „Error parsing XML document“. Diese Fehlermeldung ist darauf zurückzuführen, dass die
gewünschte Seite nicht vorhanden ist.
Einige WAP-Seiten, beispielsweise von der Tagesschau oder von web.de lassen
sich ohne Probleme laden und als WML-Dateien abspeichern. Der Quelltext kann
mit dem Windows-Editor angesehen werden, um die Inhalte zu lesen. Aus dem
Quelltext können die Links zu weiteren WAP-Seiten kopiert werden, um sie im
APS-MA mit dem WAP-Test zu öffnen.
55
Alternativ können die gespeicherten WAP-Seiten mit einem WML-Browser angezeigt werden. Es wurde dafür WinWAP Pro 3.1 verwendet. Dieser WML-Browser
kann auf der Webseite von WinWAP [22] als 30-Tage-Testversion geladen werden. Hiermit wurden, soweit der Rechner über eine Verbindung zum Internet verfügte, WAP-Seiten geladen und angezeigt. Diese konkreten Links wurden kopiert
und mit APS-MA geöffnet. Die gespeicherten Seiten wurden mit den Originalseiten verglichen. Dabei ist festzustellen, dass bei den vom APS-MA gespeicherten Seiten die Umlaute fehlerhaft dargestellt sind. Ansonsten werden die Seiten im
gleichen Aufbau und Layout dargestellt. An der Stelle, an der eigentlich Grafiken
auf den WAP-Seiten zu finden sind, befindet sich bei den mittels APS geladenen
WAP-Seiten das Symbol mit dem roten Kreuz, wie es bei Webseiten, die Elemente nicht laden können, auch verwendet wird. Wie bei den vorhergehenden
Testszenarien mit dem APS kann der „Log View“ zum WAP-Test im Anhang A6
eingesehen werden.
5.2
Szenarien ohne APS
5.2.1 HTTP-Downloads über GPRS und Modem
Die aufgebauten Modemverbindungen hatten, je nach Einwahl Übertragungsraten
zwischen 41 und 46 KBit/s. Für die GPRS-Verbindung war die genaue Übertragungsrate nicht festzustellen, da Windows die Verbindung immer mit 115 KBit/s
angegeben hat. Dieser Wert entspricht der Verbindung zwischen Telefon und
Rechner, egal ob diese mittels Datenkabel, Bluetooth oder Infrarot hergestellt
wurde.
Nachdem alle Dateien je zehn Mal geladen und die Datenraten sowie die Übertragungsdauer gemittelt wurden, sind folgende Ergebnisse zu verzeichnen: Es ist
festzustellen, dass bei den kleinen Dateien (unter 50 KByte) recht ungleichmäßige
Datenraten aufgetreten sind. So sind als Durchschnittsdatenraten bei der 10 KByte
Textdatei beim Download mit dem Modem 9,7 KByte/s sowie über die GPRSVerbindung 6,7 KBytes/s gemessen worden. Theoretisch sind aber über beide
Verbindungen nur maximale Datenraten von 7 KByte/s (Modem) bzw. 6 KByte/s
(GPRS) möglich. Die Ursache ist darin begründet, dass die Dateien während der
Auswahl und Bestätigen des Speicherortes vom Internet Explorer im Hintergrund
56
bereits vorgeladen werden. Sobald die Bestätigung zum Download der Datei geklickt wird, ist die Datei wegen ihrer geringen Größe bereits vollständig im Hintergrund geladen worden. Eine Sekunde ist die kleinste Zeiteinheit, die der Internet Explorer auflösen kann. Deswegen haben die kleinen Dateien eine Ladedauer
von einer Sekunde, weiterhin entsprechen die Datenraten den Werten der Dateigröße.
Die meisten Dateien wurden über die Modemverbindung mit einer durchschnittlichen Übertragungsrate von unter 4 KByte/s geladen, während die Dateien über die
GPRS-Verbindung mit Datenraten von über 4 KByte/s geladen wurden. Die Begründung ist darin zu sehen dass, die Modemverbindungen je nach Einwahl Datenraten zwischen 44 und 50,6 Kbit/s hatten, während die GPRS-Verbindungen
bei Ausnutzung aller vier Timeslots eine Datenrate von ca. 53 Kbit/s erreichten.
Die Abbildung 5.1 zeigt die Übertragungsraten im Vergleich und Tabelle 5.1 zeigt
die kompletten Messwerte im Überblick.
Abbildung 5.1: Vergleich der Übertragungsrate von Modemverbindung und GPRSVerbindung bei HTTP-Downloads [23]
Die erfolgreich aufgebaute GPRS-Verbindung blieb mehrfach „stehen“. Während
eines Downloadvorgangs wurden weder Pakete gesendet noch empfangen. Dies
war der gleiche Effekt wie in Kapitel 5.1.1 beschreiben ist. Dieser Zustand hielt
längere Zeit an. Teilweise wurde die Verbindung oder der Download sogar abgebrochen. Da dieses Problem nur an vereinzelten Tagen auftrat, ist hier wohl
57
Dateiname
Dateigröße
[KB]
Modem
ÜbertragungsZeit
rate
[Sekunden]
[KByte/s]
GPRS
ÜbertragungsZeit
rate
[Sekunden]
[KByte/s]
1000.txt
1,014
1
1,014
1
1,014
1k.txt
1,014
1
1,014
1
1,014
2,5k.txt
2,49
1
2,44
1
2,44
5k.txt
4,98
1
4,88
1
4,88
10k.txt
9,76
1
9,76
1,7
6,669
25k.txt
24,9
3,9
6,303
4,7
5,286
50k.txt
49,8
9,8
4,988
9,9
4,952
100k.txt
99,6
21,9
4,453
19,4
5,1
250k.txt
249
57,7
4,224
53,5
4,561
500k.txt
498
116,4
4,176
103,2
4,737
1m.txt
976
224,5
4,663
207,5
4,741
2m.txt
1990
474,6
4,311
457,7
4,483
att1.gif
22,1
4,3
5,59
6,4
3,989
tui-campus.gif
80,1
18
4,486
19,3
4,379
start.dir
2300
607,5
3,862
542,2
4,34
Intro.avi
7460
2027,2
3,755
1680,4
4,554
Life_is_short.mpg
1800
467,3
3,931
415,4
4,449
112.mp3
1500
397,6
3,852
322,9
4,754
Get_Your_Freak
_On.mp3
1140
299,9
3,876
265,3
4,432
swallow.mp3
2200
583,6
3,872
478,4
4,736
loop1.wav
1900
507,6
3,855
410,1
4,756
loop2.wav
3590
936
3,912
787
4,654
behind.rar
3520
938,4
3,815
754,2
4,763
Willkommen.jpg
191
47,8
3,996
47,4
4,06
jadeaffen.jpg
145
35,4
4,128
34,4
4,267
kyra.jpg
79
18,4
4,336
16,4
4,889
Tabelle 5.1: Vergleich HTTP- Downloads Modem und GRPS - Durchschnitt aus je
zehn Ladezyklen [7]
auch von Performanceproblemen innerhalb des Mobilfunknetzes auszugehen.
Nach manuellem Abbruch oder durch selbständiges Trennen der Verbindung ist
ein sofortiger Neustart der Verbindung nicht immer möglich gewesen. Es ist zu
58
vermuten, dass im Telefon einige Probleme aufgetreten waren, die sich nur durch
einen Neustart des Telefons beheben ließen. Daraufhin konnte eine neue Verbindung ohne Probleme aufgebaut werden. Die Downloads erfolgten dann fehlerfrei.
5.2.2 FTP Down- und Upload über GPRS
Als Referenzdaten wurden die gleichen Dateien genutzt wie schon in den vorangegangenen Tests. Die Downloads wurden je fünf Mal durchgeführt. Wegen der
geringeren Datenrate aufgrund nur zweier Uplink-Timeslots und dem entsprechenden Mehraufwand an Zeit wurden die Uploads nur drei Mal durchgeführt. Es
war anhand der Datenrate festzustellen, dass bei alleinigem Download alle vier
Downlink-Timeslots verwendet wurden. Beim Download waren durchschnittliche
Datenraten von 3,1 KByte/s bis 4,86 KByte/s zu messen (siehe Abbildung 5.2).
Als Spitzenwert beim Laden einer mpg-Datei wurde eine Datenrate von 5,09
KByte/s gemessen.
Abbildung 5.2: Übersicht FTP-Downloadraten über GPRS [23]
Beim Upload waren durchschnittliche Datenraten von 1,53 KByte/s bis 2,63
KByte/s zu messen (siehe Abbildung 5.3). Spitzenwert war beim Hochladen einer
rar-Datei eine Datenrate von 2,64 KByte/s. Bei einem einzelnen Upload werden
die beiden Uplink-Timeslots zusammen genutzt.
59
Abbildung 5.3: Übersicht FTP-Uploadraten über GPRS [23]
Bei kombiniertem Down- und Upload werden für den Downlink zwei Slots und
für den Uplink ein Slot benutzt. Sobald ein Ladevorgang endete, wurden die restlichen Slots für den Ladevorgang in der Gegenrichtung mitgenutzt. Als ein
Download beendet war, nutzte zum Beispiel der Upload nachfolgend wieder die
Maximalanzahl von zwei Timeslots. Als ein Downloadvorgang erneut gestartet
wurde, pegelten sich die Übertragungsraten nach kurzer Zeit wieder bei den Datenraten von rund 3,5 KByte/s für den Downlink und 1,7 KByte/s für den Uplink
ein (siehe Abbildung 5.4). Diese Zahlen sprechen dafür, dass zwei Timeslots in
der Downlinkrichtung und ein Timeslot in der Uplinkrichtung genutzt werden.
Die Tabelle 5.2 zeigt alle Messwerte zu den FTP-Tests im Überblick. Es ist erkennbar, dass bei stark komprimierten Dateiformaten wie z.B. „mp3“ oder „rar“
die Download-Datenraten im Durchschnitt unter 4 KByte/s und bei nicht komprimierten Dateiformaten deutlich über 4 KByte/s liegen. Für den Upload lässt sich
keine Unterscheidung nach der Datenrate feststellen. Hier waren alle Datenraten
gleichmäßig.
60
Dateiname
Dateigröße
[KB]
Download
Upload
Zeit
Übertragungsrate
Zeit
Übertragungsrate
[Sekunden]
[KByte]
[Sekunden]
[KByte]
1k.txt
1,014
0,596
0,936
1,39
0,72
2,5k.txt
2,49
0,822
2,49
2,73
0,92
5k.txt
4,98
2,204
2,288
3,98
1,53
10k.txt
9,76
3,224
3,128
5,87
1,74
25k.txt
24,9
6,252
3,99
13,53
1,91
50k.txt
49,8
12,656
4,094
21,83
2,29
100k.txt
99,6
20,81
4,788
61,43
1,96
250k.txt
249
54,686
4,602
107,67
2,35
500k.txt
498
111
4,514
192,33
2,58
1m.txt
976
292,6
4,122
380,33
2,57
2m.txt
1990
442,6
4,656
779,67
2,61
att1.gif
22,1
5,842
3,806
10,47
2,11
tui-campus.gif
80,1
17,46
4,584
32,58
2,46
start.dir
2300
484,8
4,858
906,00
2,60
Intro.avi
7460
1636,8
4,68
2938,00
2,61
Life_is_short.mpg
1800
466,2
4,07
728,00
2,53
112.mp3
Get_Your_Freak_
On.mp3
swallow.mp3
1500
515,4
3,738
594,33
2,57
1140
537,6
3,514
496,00
2,59
2200
600
3,948
864,33
2,62
loop1.wav
1900
398,8
4,888
908,33
2,26
loop2.wav
3590
785,2
4,68
1400,33
2,63
behind.rar
3520
1214,2
3,642
1371,67
2,62
Willkommen.jpg
191
39,976
4,79
77,00
2,56
jadeaffen.jpg
145
31,722
4,642
57,93
2,52
kyra.jpg
79
19,906
4,17
34,50
2,32
Tabelle 5.2: Übersicht GPRS FTP- Download (Durchschnitt aus je fünf Ladezyklen)
und Upload (Durchschnitt aus je drei Ladezyklen) [7]
61
Abbildung 5.4: Screenshot mit dem FTP-Client - Gleichzeitiger Upload und Download der Datei „behind.rar“ über die GPRS-Verbindung [18]
5.2.3 Multimediastreams
5.2.3.1 Audiostreams
Es war festzustellen, dass Streamingraten von 20 KBit/s über eine GPRS-Verbindung kaum Probleme bereiten. Bei einem ersten Test von 60 Minuten mit „Radio
Jump“ [24] wurde drei Mal nachgepuffert, ansonsten lief der Test ohne weitere
Probleme.
Bei einem zweiten Versuch mit dem australischen Sender „Net-FM“ [25] ist der
Stream 25 Minuten ohne Nachpuffern ausgekommen. Während der restlichen 35
Minuten des Test wurde noch vier Mal gepuffert. Zum Ende der 60 Minuten
Testlaufzeit wurden die Abstände zwischen den Pufferungen immer geringer.
Mit 32 KBit/s streamt ein Großteil deutscher Radiosender sein laufendes Programm ins Netz. Als Vertreter dieser Klasse wurde „Antenne Thüringen“ [26] gewählt. Auch hier wurde der Stream 60 Minuten lang angehört. Dabei wurde fünf
Mal wegen Nachpuffern unterbrochen, jedoch nach dem letzten Puffern lief der
Stream ohne Probleme kontinuierlich für 32 Minuten.
62
Ein zweiter Test mit „Radio Top 40“ [27] ist nach 12 Minuten wegen GPRS-Verbindungsabbruch gescheitert. Jedoch diese 12 Minuten lief der Stream ohne nachzupuffern.
Der dritte Test in dieser Klasse erfolgte mit „Radio Energy“ [28]. Da bei diesem
Stream innerhalb von nur 15 Minuten 16 Mal gepuffert wurde, ist der Test nach
15 Minuten beendet wurden.
Als Vertreter der zweiten Klasse mit 48 KBit/s wurden „Radio Jump“ [29],
„JamFM“ [30] und „Deutsche Welle“ [31] ausgewählt. Der erste Test mit „Radio
Jump“ verlief nicht sehr erfolgreich. Es wurde im Schnitt alle 20-30 Sekunden
gepuffert. In der Gesamtheit pufferte der Stream innerhalb von fünf Minuten 16
mal. Mehrere Wiederholungen brachten immer das gleiche Ergebnis mit sich.
Gleiches Verhalten zeigte der Stream von „Deutsche Welle“. Auch hier wurde
alle 20-30 Sekunden nachgepuffert. Dagegen offenbarte der Stream von „JamFM“
ein anderes Ergebnis. Hier waren die Pufferungsabstände größer. Teilweise lagen
drei bis fünf Minuten dazwischen. Jedoch nach diesen größeren Abständen waren
die Pufferungspausen umso größer geworden. Nach 60 Minuten Streamlaufzeit
waren 80 Minuten Zeit verstrichen. Also wurde zu der einen Stunde Laufzeit ca.
ein Drittel an zusätzlicher Zeit für Puffern benötigt. Das machte sich auch in einigen Sprüngen im Stream bemerkbar. Plötzlich war innerhalb eines Musikstückes
Moderation zu hören. Da während des Pufferns der Livestream weiter lief, wurden Teile des Streams „verschluckt“, um sich wieder dem aktuellen Stream anzupassen. Solche Sprünge traten insgesamt drei Mal auf.
Die Gründe für das unterschiedliche Verhalten bei den Streams mit gleichen Datenraten sind eher in den verschiedenen Anbietern der Webradiostreams als bei
der GPRS-Verbindung zu finden. Ein Großteil der deutschen Privatsender nutzt
den Provider „Tiscali“ um das Programm mit 32 KBit/s ins Internet zu streamen,
während die öffentlich-rechtlichen Sender häufig eigene Streamingserver besitzen
und darüber in verschiedenen Datenraten streamen.
Ein Test mit einem DSL-Stream von „JamFM“ mit einer Datenrate von 96 KBit/s
[32] verlief nicht erfolgreich. Bevor Musik zu hören war, vergingen fünf bis sechs
Minuten an Pufferzeit. Der Stream lief nach dem Puffern nur drei Minuten und
brach danach ab. Es ist anzunehmen, dass dies der Teil ist, der während des Puf-
63
ferns vor dem Start geladen wurde. Als dieser Puffer dann leer gelaufen war,
musste der Player neu puffern, was auch wieder mehrere Minuten dauerte. Es war
erneut für einige Minuten der Stream zu hören, bis der Puffer leer lief. Dies wiederholte sich mehrfach, so dass der Test daraufhin abgebrochen wurde.
Generell kann behauptet werden, dass Audiostreams durchaus über GPRS-Verbindungen empfangen werden können, wenn die Datenrate nicht zu hoch ist. Als
Richtwert kann hier 32 KBit/s genannt werden. Bei größeren Datenraten werden
dann schnellere Internetzugänge benötigt, damit das Puffern nicht überhand
nimmt. Auch bei Streams über eine breitbandige DSL-Verbindung kann es unter
Umständen erforderlich werden, dass die Abspielsoftware neu puffern muss.
5.2.3.2 Videostreams
Videodaten erfordern eine sehr viel größere Übertragungsrate als Audiostreams.
Deshalb hatte sich dieser Test das Ziel gesetzt, herauszufinden, ob sich Videostreams über eine GPRS-Verbindung darstellen lassen.
Nach dem Starten der Videoclips wurde zuerst gepuffert. Danach waren Videodaten zu sehen. In einem fünf Minuten langen Clip [21] wurde im Schnitt jede
Minute gepuffert. Zum Start zeigte der Windows-Media-Player bei einem 30
Kbit/s Stream eine Abspielrate von 42 KBit/s an. Während der Wiedergabe verringerte sich die Abspielrate auf 25 KBit/s, schlussendlich auf 16 KBit/s. Nach
einigen Pufferpausen blieb das Bild stehen und der Ton lief weiter. Dies konnte
nur durch einen Abbruch des Clips behoben werden. Die Bilder wurden nur sehr
klein dargestellt, so dass kaum Details zu erkennen waren. Bei weiteren Tests mit
anderen Clips von Discovery Channel waren auch keine anderen Ergebnisse zu
erzielen: Die Bilder ruckelten, blieben teilweise sogar stehen und einige Male
setzte der Ton aus.
Ein weiterer Test mit einem Videoclip von „Deutsche Welle TV“ [33] erzielte ein
ähnliches Ergebnis. Während der Spieldauer von zwei Minuten und 12 Sekunden
wurde mehrfach gepuffert. Das Bild blieb einige Male stehen bzw. sprang zu anderen Frames. Beim Start zeigte der Player eine Abspielrate von 72 KBit/s an.
Diese verringerte sich innerhalb kurzer Zeit auf 42 KBit/s und letztendlich sogar
auf 10 KBit/s.
64
Die Übertragungsraten von GPRS sind leider nicht geeignet, um Videostreams in
einer akzeptablen Qualität darstellen zu können, deshalb ist es nicht empfehlenswert, Videostreams über eine GPRS-Verbindung anzusehen.
5.2.4 Bewegung des Mobiltelefons
Bei relativ konstanter Geschwindigkeit war die Verbindung stabil. Problematisch
dagegen waren starke Beschleunigungen. Hier waren Schwankungen in der Verbindungstabilität die Folge. Allerdings ist infolge der Geschwindigkeitsänderung
die Verbindung nicht abgebrochen.
Häufig ist die Verbindung zum O2-Netz aus geographischen Gründen abgebrochen. Der Grund ist darin zu sehen, dass das O2-Netz größtenteils nur in Städten
ausgebaut ist. Sobald die Städte verlassen werden, bucht sich das Telefon in das
T-Mobile-Netz ein. Dies war in Arnstadt, Erfurt, Ilmenau und Meiningen zu beobachten. Durch den Netzwechsel wurde jedoch die GPRS-Verbindung getrennt
und somit die Down- oder Uploadvorgänge abgebrochen.
Mehrfach ist es durch Berge, Unterführungen oder Täler zu Einschränkungen der
GPRS-Verbindung gekommen. Dabei wurde die DFÜ-Einwahlverbindung allerdings nicht getrennt. Die Datenrate veränderte sich während dieser Abschattungsphasen auf ein Minimum, jedoch, nachdem das Netz wieder voll verfügbar war,
stellten sich wieder normale Datenraten ein.
Bei dem Test mit der Bahn konnte beobachtet werden, dass bei einem Halt in einem Bahnhof die Datenrate auf ca. 4-5 KByte/s ansteigt. Dies ist erkennbar an
den beiden „Bergen“ in der Netzwerkansicht der GPRS-Verbindung im Windows
Task-Manager (Abbildung 5.5). Während des Fahrens sinkt die Datenrate auf ein
Minimum ab. Dies ist im unteren Teil der Abbildung 5.2 durch die aktuell angezeigte Übertragungsrate von 0 KByte/s im FTP-Client „Flash FXP“ sowie die
Bereiche zwischen den beiden „Bergen“ ersichtlich. Der erste „Berg“ entstand
beim Halten im Bahnhof von Haarhausen und der zweite „Berg“ stellt den Halt in
Sülzenbrücken dar.
Die GPRS-Verbindung blieb bestehen bis ein Location-Update vom O2- zum TMobile-Netz in Neudietendorf die GPRS-Verbindung abbrechen lies.
65
Abbildung 5.5: Screenshot des Windows Task-Manager mit der O2-GPRS-Verbindung während der Fahrt in der Bahn von Ilmenau nach Erfurt [14]
Während der Fahrtests und des dadurch auftretenden Roamings innerhalb des TMobile-Netz war festzustellen, dass das T-Mobile-Netz eine höhere Performance
aufweist als das Netz von O2. Die Downloadraten mit der GPRS-Verbindung im
T-Mobile-Netz waren durchschnittlich um 1 KByte/s schneller als im O2-Netz.
Eine Erklärung dafür könnte die Optimierung des T-Mobile-Netzes durch Datenkompression und „Intelligente Technik im Netz von T-Mobile“ [34] sein.
66
6. Zusammenfassung und Ausblick
Zum Abschluss der Arbeit sollen die Ergebnisse zusammengefasst und ein Ausblick in die Zukunft mit UMTS gegeben werden.
Die Ergebnisse der FTP- und HTTP-Tests lassen darauf schließen, dass eine Verbindung über GPRS der analogen Modemverbindung in Hinsicht auf die Datenrate durchaus gewachsen ist. Als Vorteil kann die Verfügbarkeit von GPRS und
die damit mögliche Mobilität gesehen werden, da die Mobilfunknetze fast flächendeckend vorhanden sind. Nachteilig ist die Luftschnittstelle, die immer ein
Shared-Medium darstellt. Viele Nutzer müssen sich die vorhandenen Ressourcen
teilen. Dies ist wie in den Kapiteln 5.1.1 und 5.2.1 durch Performanceprobleme
festgestellt worden. Bei der Verwendung von drahtgebundenen Internetzugängen
wird immer eine exklusive Leitung genutzt, die mit keinem anderen Nutzer geteilt
werden muss.
Bei (schnellen) Bewegungen kann die Stabilität der GPRS-Verbindung problematisch werden. Nach den Messungen und Tests mit GPRS-Verbindungen lässt sich
der Schluss ziehen, dass GPRS nicht unbedingt als Alternative zu einem Festnetzinternetanschluss gesehen werden kann. In Zeiten von breitbandigen DSLAnschlüssen mit günstigen Tarifen ist GPRS als Internetzugang einfach zu langsam und viel zu teuer. GPRS ist ideal für kurze Ausflüge mit dem Mobiltelefon
ins Internet geeignet, um beispielsweise unterwegs E-Mails abzurufen oder nach
dem Bahnfahrplan zu suchen. Bei den meisten Mobilfunkbetreibern ist die GPRSNutzung im Vergleich zur Festnetzkommunikation über Internet-Service-Provider
sehr teuer, da die paketorientierte Datenübertragung nach übertragenem Volumen
abgerechnet wird. Die recht unterschiedlichen Preise der vier Netzbetreiber für je
10 Kilobyte übertragene Daten über den jeweiligen Internet-APN zeigt Tabelle
6.1.
Im Vergleich zur leitungsvermittelten GSM-Datenkommunikation ist jedoch
GPRS schneller und viel billiger. Einige Provider haben Pauschalangebote für
ihre jeweiligen WAP-Portale im Angebot, so können die Kunden meist für einen
monatlichen Aufpreis relativ günstig, teils kostenlos mit ihren Mobiltelefonen im
Internet bzw. WAP-Portal surfen.
67
Preis pro 10 KB
übertragene Daten
Zusätzliche Einwahlgebühr
T-Mobile
Vodafone
E-Plus
O2
0,09 €
0,19 €
0,06 €
0,05 €
0,09 €/Tag
0,02 €/Stunde
-
0,25 €/Tag
Tabelle 6.1: Preise für die Nutzung der GPRS-Verbindungen über den Internet-APN
der jeweiligen Netzbetreiber [7]
Für mobile Multimediakommunikation ist GRPS wegen der niedrigen Datenraten
nicht geeignet, da die meisten multimedialen Datenströme sehr hohe Bandbreiten
benötigen. Diese Dienste sind mit der gegenwärtig vorhandenen GPRS-Technologie nur eingeschränkt (durch Qualitätseinbußen) nutzbar.
Für denjenigen Nutzer, der Wert auf mobile Konnektivität zum Internet legt, ist
GPRS sicher eine Option. Da mit den momentan verfügbaren Endgeräten (Mobiltelefone sowie Datenkarten für PCs) maximale Datenraten von ca. 53 Kbit/s in
der Downlinkrichtung zu erzielen sind, ist GPRS von den Datenraten her mit einer
analogen Modemverbindung vergleichbar.
Allerdings haben die beiden Marktführer in Deutschland T-Mobile und Vodafone
ihr GPRS-Netz jeweils optimiert. So lassen sich bei Vodafone durch Datenkompression, Objektpriorisierung sowie Protokolloptimierung Webseiten nach eigenen Aussagen bis zu 35% schneller laden und es wird eine Datenreduktion von bis
zu 52% erreicht [35]. Da die Verbindungen ins GPRS-Netz volumenabhängig
abgerechnet werden, hat das für die Nutzer den Vorteil, dass durch die Datenreduktion weniger gezahlt werden muss.
Alternativen zu GPRS für die drahtlose Datenübertragung könnten Bluetooth,
WLAN oder UMTS sein. Vorteile dieser Alternativen sind höhere Datenraten
sowie teilweise geringere Kosten. Dem gegenüber steht allerdings nur eine begrenzte Reichweite dieser drahtlosen Datennetze, während GPRS flächendeckend
verfügbar ist.
In einem Teilbereich dieses Medienprojekts befasst sich Herr André Hesse mit der
„Untersuchung der Eignung von WLAN zur Übertragung von multimedialen Daten“ und geht während dieser Arbeit auf die Verwendung von WLAN ein.
UMTS könnte die Vorteile der Alternativen mit denen von GPRS kombinieren.
Aktuell werden Datenraten von maximal 384 Kbit/s in Downlinkrichtung und 64
Kbit/s in Uplinkrichtung unterstützt. Später sollen in den UMTS-Netzen Da-
68
tenraten bis zu 2 MBit/s verfügbar sein, jedoch nur in unmittelbarer Nähe der
Basisstationen.
UMTS wurde im Frühjahr 2004 in Deutschland kommerziell gestartet und befindet sich zurzeit in einer starken Wachstumsphase. Fast täglich schalten die Netzbetreiber neue Basisstationen zu, um ihre UMTS-Netze ständig weiter auszubauen. Die vorhandenen GPRS-Netze werden jedoch nicht abgeschaltet, sie
bleiben neben den UMTS-Netzen weiter bestehen. Die GPRS-Netze werden dort
die Grundversorgung für mobile, paketvermittelte Datenkommunikation übernehmen, wo derzeit noch keine UMTS-Netze verfügbar sind.
Mit UMTS ist prinzipiell all das möglich, was in diesem Medienprojekt mit der
GPRS-Verbindung getestet wurde, die jedoch teilweise nicht zu zufrieden stellenden Ergebnissen geführt hat. Dank UMTS wird der Mobilfunk multimedial. Die
Anwendungsfelder von UMTS sind unter anderen: Videotelefonie sowie Streaming-Audio und -Video. Neben dem Content-Download (Klingeltöne, Java-Games oder Videoclips) lässt sich UMTS zum mobilen Surfen im Internet gegenwärtig mit annährend halber DSL-Geschwindigkeit nutzen.
Es ist anzunehmen, dass die Netzbetreiber ebenso wie die Mobiltelefonhersteller
vorhandene GPRS-Kapazitäten nicht erweitern. Die Umrüstung der Netztechnik
auf bessere Kanalkodierungsverfahren bzw. die Bündelung von mehr als vier
GPRS-Zeitschlitzen (was schnellere GPRS-Verbindungen zur Folge hätte) ist mit
sehr hohem finanziellem Aufwand verbunden. Auch müssten hierfür neue Endgeräte entwickelt werden, die bessere Kanalkodierungsverfahren oder mehr Zeitschlitze unterstützen. Vielmehr werden Anbieter die Entwicklung und Marketingstrategien für UMTS-Produkte und –Dienstleistungen verstärken, da jede Einführung einer neuen Technologie dermaßen kostenintensiv ist und es verständlich ist,
dass die Netzbetreiber ihre hohen Kosten für die Ersteigerung der UMTS-Lizenzen gedeckt wissen wollen.
Diese Entwicklung durchläuft jetzt UMTS, genau wie GSM vor mehr als zehn
Jahren. Wenn die Entwicklung bei UMTS in dem Maße voranschreitet wie es bei
GSM der Fall war, gibt es keine Zukunft für den paketvermittelten GSM-Datendienst GPRS.
69
Danksagung
Besonderer Dank gilt O2 Germany für die Bereitstellung einer GPRS-Datenkarte.
Dadurch konnten umfangreiche Tests und Messszenarien im GPRS-Netz durchgeführt werden.
Dankesworte sind außerdem an die Herren Professor Jochen Seitz und Dipl.-Ing.
Maik Debes für die Betreuung des Projektes sowie an Herrn Lars Jäger für die
hilfreiche Unterstützung bei den Messungen zu richten. Des Weiteren gebührt der
Dank der Firma AcTeSys und in Person Herrn Wolfgang F. Carls für die freundliche Unterstützung und die Lösung diverser Probleme bei der Inbetriebnahme des
„Air Performance System“.
70
Eidesstattliche Erklärung
Hiermit erkläre ich, dass ich dieses Projekt selbständig bearbeitet und die Ausarbeitung eigenständig verfasst habe. Quellen, Literatur und Hilfsmittel, die von mir
benutzt wurden, sind als solche gekennzeichnet.
Marcus Dumke
71
Abkürzungsverzeichnis
AMR
Adaptive Multi Rate
APN
Access Point Name
APS
Air Performance System
APS-MA
Air Performance System – Mobile Analyzer
APS-TRA
Air Performance System – Test Result Analyzer
ARFCN
Absolute Radio Frequency Channel Number
ASCII
American Standard Code for Information Interchange
AuC
Authentication Server
BCCH
Broadcast Control CHannel
BSC
Base Station Controller
BSS
Base Station Subsystem
BTS
Base Transceiver Station
CFG
Config
CS
Circuit Switched
DCS
Digital Cellular System
DFÜ
Datenfernübertragung
DNS
Domain Name System
EIR
Equipment Indentity Register
ETSI
European Telecommunications Standards Institute
FTP
File Transfer Protocol
GGSN
Gateway GPRS Support Node
GIF
Graphics Interchange Format
GMM
GPRS Mobility Management
GMSC
Gateway MSC
GPS
Global Positioning System
GPRS
General Packet Radio Service
GSM
Global System for Mobile Communication
72
GSN
GPRS Support Node
HLR
Home Location Register
HSCSD
High Speed Circuit Switched Data
HTML
Hyper Text Markup Language
HTTP
Hyper Text Transfer Protocol
IMEI
International Mobile Equipment Identity
IMSI
International Mobile Subscriber Identity
IP
Internet Protocol
ISDN
Integrated Service Digital Network
ISP
Internet Service Provider
IWF
InterWorking Function
JPG
Joint Pictures Experts Group
LA
Location Area
LAI
Location Area Identification
LAN
Local Area Network
LLC
Logical Link Control
MAC
Medium Access Control
MMS
Multimedia Messaging Service
MNC
Mobile Network Code
MS
Mobilstation
MSC
Mobile Services Switching Center
MSISDN
Mobile Station ISDN Number
NSS
Network and Switching Subsystem
OMC
Operation and Maintenance Centre
OSI
Open Systems Interconnection
OSS
Operation Subsystem
PC
Personal Computer
PCH
Paging Channel
PCM
Pulse Code Modulation
73
PCS
Personal Communications System
PCMCIA
PC Modular Communication Interface Adapter
PCU
Packet Control Unit
PDA
Persönlicher Digitaler Assistent
PDN
Public Data Network
PDP
Packet Data Protocol
PDU
Packet Data Unit
PIN
Personal Identity Number
PLMN
Public Land Mobile Network
PPP
Point to Point Protocol
PS
Packet Switched
P-TMSI
Packet Temporary Mobile Subscriber Identity
PUK
Personal Unblocking Key
QoS
Quality of Service
RLC
Radio Link Control
RLP
Radio Link Protocol
RSS
Radio Subsystem
RZ
Rechenzentrum
SAP
Service Access Point
SCP
Secure CoPy
SFTP
SSH File Transfer Protocol
SGSN
Serving GPRS Support Node
SIM
Subscriber Identity Module
SMS
Short Messaging Service
SNDCP
Subnetwork Dependent Convergence Protocol
SS7
Signalling System Number 7
SSL
Secure Sockets Layer
TCH
Traffic CHannel
TCP
Transmission Control Protocol
74
TDMA
Time Division Multiple Access
TMSI
Temporary Mobile Subscriber Identity
TRAU
Transcoder and Rate Adaptation Unit
TUI
TU Ilmenau
TXT
Text
UMTS
Universal Mobile Telecommunications System
URL
Uniform Resource Locator
USB
Universal Serial Bus
VLR
Visitor Location Register
WAP
Wireless Application Protocol
WBMP
Wireless Bitmap
WML
Wireless Markup Language
WWW
World Wide Web
XML
Extended Markup Language
75
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 2.1:
Seite 11
Überblick des GSM-Systems
[Quelle: Jochen Schiller, Vorlesungsskript MC SS02 http://www.inf.fuberlin.de/inst/ag- tech/resources/MC_material.htm – 02.08.2004]
Abbildung 2.2:
Seite 12
Funktionale Architektur von GSM
[Quelle: Schiller, Jochen: Mobilkommunikation; Pearson Studium,
München, 2003. Abb. 4.4]
Abbildung 2.3:
Seite 19
GSM-TDMA-Rahmenstruktur
[Quelle: Schiller, Jochen: Mobilkommunikation; Pearson Studium, München, 2003. Abb. 4.5]
Abbildung 2.4:
Seite 21
Interne GPRS-Architektur - GSM-Komponenten sind blau gefärbt
sowie GPRS-Komponenten und die Backbonenetze sind rot gefärbt
[Quelle: http://www.umtslink.at/images/gprs/gprs_architektur.gif]
Abbildung 2.5:
Seite 26
GPRS-Architektur extern [Quelle: http://
www.umtslink.at/images/gprs/GPRS_Architektur_extern_gross_c.gif]
Abbildung 2.6:
Seite 28
Protokollstack für Nutzdaten in der GPRS-Architektur [Quelle:
http://www.umtslink.at/images/gprs/protokoll_gprs_up.gif]
Abbildung 2.7:
Seite 28
Protokollstack für Signalisiserungsdaten in der GPRS-Architektur
[Quelle: http://www.umtslink.at/images/gprs/protokoll_gprs_cp.gif]
Abbildung 2.8:
Seite 31
GMM-Zustandswechsel im SGSN
[Quelle: Dumke, Marcus: eigene Grafik]
76
Abbildung 3.1:
Seite 33
Aufbau des Air Performance Systems
[Quelle: Dumke, Marcus: eigene Grafik]
Abbildung 3.2:
Seite 34
Das Bedienfenster von APS-MA
[Quelle: Dumke, Marcus: eigener Screenshot]
Abbildung 3.3:
Seite 36
Gesamtansicht Test-Result-Analyzer
Abbildung 5.1:
Seite 57
Vergleich der Übertragungsrate von Modemverbindung und GPRSVerbindung bei HTTP-Downloads
[Quelle: Dumke, Marcus: eigenes Diagramm]
Seite 59
Abbildung 5.2:
Übersicht FTP-Downloadraten über GPRS
Abbildung 5.3:
Seite 60
Übersicht FTP-Uploadraten über GPRS
Abbildung 5.4:
Seite 62
Screenshot mit dem FTP-Client - Gleichzeitiger Upload und
Download der Datei „behind.rar“ über die GPRS-Verbindung
Abbildung 5.5:
Seite 66
Screenshot des Windows Task-Manager mit der O2-GPRSVerbindung während der Fahrt in der Bahn von Ilmenau nach Erfurt
77
Tabellenverzeichnis
Tabelle 2.1:
Seite 8
Übersicht der drei GSM Varianten
[Quelle: Dumke, Marcus: eigene Tabelle]
Tabelle 2.2:
Seite 15
Aufgaben von BTS und BSC [Seitz; Jochen: Vorlesungsskript
„Kommunikationsdienste und -netze V03“ - SS04 http://zack1.
e-technik.tu-ilmenau.de/~webkn/lehre/Folien_KDN_inf/V03-GSM.pdf]
Tabelle 2.3:
Seite 20
Datenraten inklusive GPRS-Kontrolldaten [Quelle: http://umtslink.at/
cgi-bin/reframer.cgi?../GPRS/GPRS_einfuehrung.php ]
Tabelle 4.1:
Seite 39
Anzahl der Timeslots und theoretisch maximal möglichen
Übertragungsraten für das Sagem OT 190 und das Siemens S55 GPRS
Tabelle 4.2:
Seite 47
Übersicht der Dateien für die Down- und Uploadtests
Tabelle 5.1:
Seite 58
Vergleich HTTP- Downloads Modem und GRPS - Durchschnitt aus
je zehn Ladezyklen [Quelle: Dumke, Marcus: eigene Tabelle]
Tabelle 5.2:
Seite 61
Übersicht GPRS FTP- Download (Durchschnitt aus je fünf Ladezyklen)
und Upload (Durchschnitt aus je drei Ladezyklen)
Tabelle 6.1:
Seite 68
Preise für die Nutzung der GPRS-Verbindungen über den Internet-APN
der jeweiligen Netzbetreiber [Quelle: Dumke, Marcus: eigene Tabelle]
Tabelle A1:
Seite 91
Übersicht Multislotklassen bei GPRS
[Quelle: http://umtslink.at/GPRS/gprs_klassen.php]
78
Literatur- und Quellenverzeichnis
[1]
http://www.nokia.de/de/hintergrundberichte/2003/58902framedPopup.html - 08.11.04
[2]
http://www.nokia.de/de/hintergrundberichte/2004/128882framedPopup.html - 08.11.04
[3]
http://www.agenturcafe.de/studien/index_9882.htm - 09.11.04
[4]
http://www.agenturcafe.de/studien/index_9880.htm - 09.11.04
[5]
http://www.umtslink.at/GPRS-Start.htm - 26.08.2004
[6]
http://www.the3gportal.com/gsm/onebillion/onebillion.shtml - 27.07.2004
[7]
Dumke, Marcus: eigene Tabelle
[8]
Schiller, Jochen: Vorlesungsskript MC SS02 http://www.inf.fuberlin.de/inst/ag- tech/resources/MC_material.htm – 02.08.2004
[9]
Schiller, Jochen: Mobilkommunikation; Pearson Studium, München, 2003.
Abb. 4.4
[10]
Seitz; Jochen: Vorlesungsskript „Kommunikationsdienste und -netze V03“
- SS04 http://zack1.e-technik.tuilmenau.de/~webkn/lehre/Folien_KDN_inf/V03-GSM.pdf
[11]
Schiller, Jochen: Mobilkommunikation; Pearson Studium, München, 2003.
Abb. 4.5
[12]
http://umtslink.at/cgi-bin/reframer.cgi?../GPRS/GPRS_einfuehrung.php
[13]
http://www.umtslink.at/images/gprs/gprs_architektur.gif
[14]
http://www.umtslink.at/images/gprs/GPRS_Architektur_extern_gross_c.gif
[15]
http://www.umtslink.at/images/gprs/protokoll_gprs_up.gif
[16]
http://www.umtslink.at/images/gprs/protokoll_gprs_cp.gif
[17]
Dumke, Marcus: eigene Grafik
[18]
Dumke, Marcus: eigener Screenshot
79
[19]
http://www.nokia.de/de/mobiltelefone/modelluebersicht/6610/funktionen/
3100.html - 17.08.2004
http://www.nokia.de/de/mobiltelefone/modelluebersicht/7210/funktionen/
3160.html 17.08.2004
[20]
www.jammaster.de/downloads.html - Juli-September 2004
[21]
http://www.discovery.de/de/pub/tv/discovery_filme.htm - 31.08.2004
[22]
http://www.winwap.org/winwap/download.shtml - 03.08.04
[23]
Dumke, Marcus: eigenes Diagramm
[24]
http://mdr.streamfarm.net/cms/_vm28/radios/mdr/live/jump_cms.asx
10.08.04
[25]
http://www.netfm.net - 10.08.04
[26]
http://www.antennethueringen.de/antenne/musik/stream.php# - 10.08.04
[27]
http://213.200.64.229/freestream/download/radiotop40/stream-radioplayer-wmt.html# 10.08.04
[28]
http://213.200.64.229/freestream/download/energy/auswahl.html#
10.08.04
[29]
http://mdr.streamfarm.net/cms/_vm100/radios/mdr/live/jump_cms.asx
10.08.04
[30]
http://www.jamfm.de/webradio/webradio_popup_isdn.htm - 10.08.04
[31]
http://www.dwworld.de/dwelle/cda/popups/avauswahl/1,,,00.html?audID=2417&sprache
=de# - 10.08.04
[32]
http://www.jamfm.de/webradio/webradio_popup.htm - 10.08.04
[33]
http://www.windowsmedia.com/mediaguide/DW/DasAllruft - 10.08.04
[34]
http://www.t-mobile.de/gprs/1,7302,10075-_,00.html - 10.11.04
[35]
http://www.vodafone.de/hilfe_kundenservice/download/35019.html
21.11.04
[36]
http://umtslink.at/GPRS/gprs_klassen.php - 26.08.2004
80
Anhang A
Log Views von APS-TRA zu ausgewählten Tests
1. FTP-Up- und Download 10k.txt
APS - Test Result Analyzer - C:\TCOM\TMAS\TRC\0309-1\0309-1
Sagem OT190 - Log View
Date: Friday, 03. September 2004 Time: 11:49:26
Sep-03 10:18:53'449 Start FTP Teststep Start ok
Sep-03 10:18:53'450 PPP message Retrieving ip-Adress for
141.24.190.31
Sep-03 10:18:53'451 PPP message retrieved ip-Adress for
141.24.190.31:
10.1.10.2
Sep-03 10:18:53'459 PPP message Opening control channel to server
Sep-03 10:18:55'452 PPP message opened control channel to server
Sep-03 10:18:55'453 PPP message connecting server
Sep-03 10:18:55'454 PPP message
Sep-03 10:18:56'453 PPP message 220 Welcome to TUI UniRZ - freud –
Attention- this ftp service will be closed in the end of august
2004!
You can use for Windows "winscp" and for Linux "gftp" or any other
scp/sftp tool.
Sep-03 10:18:56'454 PPP message connected to server
Sep-03 10:18:56'455 PPP message Loging in
Sep-03 10:18:57'455 PPP message 331 Please specify the password.
Sep-03 10:18:58'456 PPP message 230 Login successful.
Sep-03 10:18:58'457 PPP message logged in
Sep-03 10:18:58'458 Start FTP Test Start ok (1)
Sep-03 10:18:58'459 PPP message TYPE I
Sep-03 10:18:58'460 PPP message 200 Switching to Binary mode.
Sep-03 10:18:58'461 PPP message PORT 10,41,67,98,4,35
Sep-03 10:18:59'448 PPP message 200 PORT command successful.
Consider using
PASV
Sep-03 10:18:59'449 PPP message STOR 10k(1).txt
Sep-03 10:19:01'451 PPP message 150 Ok to send data.
Sep-03 10:19:01'452 PPP message written 1024 bytes. total 1024
Sep-03 10:19:01'453 FTP Upload total 1024
Sep-03 10:19:01'454 FTP Upload last block 1024
81
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
Sep-03
10:19:01'471
10:19:01'472
10:19:01'473
10:19:01'474
10:19:01'475
10:19:01'476
10:19:01'477
10:19:01'478
10:19:01'479
10:19:01'480
10:19:04'475
10:19:04'476
10:19:04'477
10:19:05'476
10:19:05'477
10:19:05'478
10:19:13'518
10:19:14'539
FTP
PPP
FTP
FTP
PPP
FTP
FTP
PPP
FTP
FTP
PPP
FTP
FTP
PPP
FTP
FTP
End
FTP
Upload last block 1024
message written 1024 bytes.
Upload total 6144
Upload total 7168
Upload total 8192
Upload total 9216
Upload total 10000
FTP Test FTP ok (1)
upload rate 812
total 6144
total 7168
total 8192
total 9216
total 10000
Sep-03 10:19:14'600 Start FTP Test Start ok (1)
Sep-03 10:19:14'601 PPP message Retrieving 10k(1).txt
Sep-03 10:19:14'660 PPP message TYPE I
Sep-03 10:19:20'007 PPP message 200 Switching to Binary mode.
Sep-03 10:19:20'067 PPP message PORT 10,41,67,98,4,36
Sep-03 10:19:23'062 PPP message 200 PORT command successful.
Consider using
PASV
Sep-03 10:19:23'072 PPP message RETR 10k(1).txt
Sep-03 10:19:29'201 PPP message 150 Opening BINARY mode data
connection for
10k(1).txt (10000 bytes).
Sep-03 10:19:29'261 PPP message reading max. 1024 bytes with
timeout=4294967 sec
Sep-03 10:19:30'362 PPP message received 1024 bytes. total 1024 of
10000
Sep-03 10:19:30'422 FTP Download total 1024
Sep-03 10:19:30'423 FTP Download last block 1024
timeout=4294967 sec
10000
timeout=4294967 sec
10000
timeout=4294967 sec
10000
timeout=4294967 sec
82
Sep-03 10:19:32'045
10000
Sep-03 10:19:32'046
Sep-03 10:19:32'105
Sep-03 10:19:32'165
timeout=4294967 sec
Sep-03 10:19:32'225
10000
Sep-03 10:19:32'285
Sep-03 10:19:32'286
Sep-03 10:19:32'345
timeout=4294967 sec
Sep-03 10:19:32'346
10000
Sep-03 10:19:32'405
Sep-03 10:19:32'406
Sep-03 10:19:32'525
timeout=4294967 sec
Sep-03 10:19:33'517
10000
Sep-03 10:19:33'557
Sep-03 10:19:33'558
Sep-03 10:19:33'617
timeout=4294967 sec
Sep-03 10:19:33'618
10000
Sep-03 10:19:33'677
Sep-03 10:19:33'678
Sep-03 10:19:33'797
timeout=4294967 sec
Sep-03 10:19:33'857
10000
Sep-03 10:19:33'858
Sep-03 10:19:33'917
Sep-03 10:19:33'918
timeout=4294967 sec
Sep-03 10:19:33'977
10000
Sep-03 10:19:34'058
Sep-03 10:19:34'059
Sep-03 10:19:34'178
timeout=4294967 sec
Sep-03 10:19:35'169
10000
Sep-03 10:19:35'209
Sep-03 10:19:35'210
Sep-03 10:19:35'269
timeout=4294967 sec
Sep-03 10:19:35'329
10000
Sep-03 10:19:35'330
Sep-03 10:19:35'389
Sep-03 10:19:35'450
timeout=4294967 sec
Sep-03 10:19:35'510
Sep-03 10:19:35'570
Sep-03 10:19:37'583
PPP message received 712 bytes. total 4140 of
FTP Download total 4140
FTP Download last block 712
PPP message reading max. 1024 bytes with
End FTP Test FTP ok (1)
FTP download rate 1832
PPP message 221 Goodbye.
83
2. HTTP Test erfolgreich
APS - Test Result Analyzer - C:\TCOM\TMAS\TRC\http\http
Date: Thursday, 30. September 2004 Time: 16:10:48 Page: 1
Sep-30 14:15:21'770 Start HTTP Test
Sep-30 14:15:27'768 HTTP Url
Sep-30 14:15:27'769 HTTP Header Size
Sep-30 14:15:27'770 HTTP Transfered Bytes
Sep-30 14:15:27'771 HTTP Transfer Durat. ms
Sep-30 14:15:27'772 HTTP Transfer
6860
Sep-30 14:15:27'773 HTTP Num. of Transfers
Sep-30 14:15:27'774 HTTP Erroneous Transf.
Sep-30 14:15:27'775 HTTP Test Summary Bytes
Sep-30 14:15:27'776 HTTP Test Duration ms
Sep-30 14:15:27'777 End HTTP Test
Sep-30 14:16:02'770 HTTP Error
Sep-30 14:16:33'763 HTTP Url
http://141.24.4.5/deutsch/
aktuelles/aktuelles.html
23894
Sep-30 14:17:24'767 HTTP Url
http://141.24.4.5/deutsch/
aktuelles/aktuelles.html
11757
84
Start ok
http://141.24.4.5/
299
8409
6860
Duration for Test
1
0
8409
6860
Test ok
Start failed
48
Start ok
300
18679
23894
Duration for Test
1
0
18679
23894
Test ok
Start ok
300
18679
11757
Duration for Test
1
0
18679
11757
Test ok
3. HTTP Test - nicht erfolgreich
Date: Wednesday, 29. September 2004
Sep-28 12:34:45'541 Start HTTP Test Start ok
Sep-28 12:34:59'541 HTTP Url http://www.tu-ilmenau.de/
Sep-28 12:34:59'542 HTTP Header Size 299
Sep-28 12:34:59'543 HTTP Transfered Bytes 5520
Sep-28 12:34:59'544 HTTP Transfer Durat. ms 13890
Sep-28 12:34:59'545 HTTP Transfer Duration for Test 13890
Sep-28 12:34:59'546 HTTP Error 19
Sep-28 12:34:59'547 HTTP Error Msg Unable to read from Socket.
Msg: eceive timeout error
Sep-28 12:35:03'567 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/aktuelles.gif
Sep-28 12:35:04'578 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/leitbild.gif
Sep-28 12:35:04'583 HTTP Url
http://www.tu-ilmenau.de/deutsch/pics/portraetklein.gif
Sep-28 12:35:04'588 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/campusklein.gif
Sep-28 12:35:09'575 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/postklein.gif
Sep-28 12:35:09'580 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/emailklein.gif
Sep-28 12:35:09'585 HTTP Url
http://www.tu-ilmenau.de/deutsch/pics/volltextklein.gif
85
Sep-28 12:35:10'577 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/wegwklein.gif
Sep-28 12:35:11'578 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/links.gif
Sep-28 12:35:14'572 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/vorder1_3.gif
Sep-28 12:35:18'578 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/vartop1.gif
Sep-28 12:35:18'583 HTTP Error 19
Sep-28 12:35:24'577 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/hauptbild3.jpg
Sep-28 12:35:24'582 HTTP Error 19
Sep-28 12:35:27'571 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/vorder2.gif
Sep-28 12:35:33'570 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/vorder3.gif
86
Sep-28 12:35:39'588 HTTP Error 19
Sep-28 12:35:41'571 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/dummy.gif
Sep-28 12:35:41'576 HTTP Error 50
Sep-28 12:35:42'573 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/vorder4-5_2.gif
Sep-28 12:35:42'578 HTTP Error 50
Sep-28 12:35:43'574 HTTP Url http://www.tuilmenau.de/deutsch/pics/uniinfo2.gif
Sep-28 12:35:43'579 HTTP Error 50
Sep-28 12:35:44'581 HTTP Error 19
Sep-28 12:35:44'583 HTTP Num. of Transfers 21
Sep-28 12:35:44'584 HTTP Erroneous Transf. 8
Sep-28 12:35:44'585 HTTP Test Summary Bytes 79001
Sep-28 12:35:44'586 HTTP Test Duration ms 58253
Sep-28 12:35:44'587 End HTTP Test HTTP error test failed
87
4. MMS erfolgreich
APS - Test Result Analyzer - C:\TCOM\TMAS\TRC\mms test 29.9\mms test
29.9
Date: Wednesday, 29. September 2004 Time: 16:57:10 Page: 1
Sep-29 16:42:44'900 Start Outgoing Call
Sep-29 16:42:44'901 Called Number
Sep-29 16:42:44'902 Service
Sep-29 16:42:44'903 Data Test Type
Sep-29 16:42:45'361 Setup
start
authentication request
successful
successful
start
Sep-29 16:42:51'359 Connect
successful
Sep-29 16:43:57'364 Start MMS Test
Sep-29 16:43:58'366 MMS Connection
Sep-29 16:44:53'365 MMS Transfer
Sep-29 16:44:53'366 MMS Transaction Type
Sep-29 16:44:53'367 MMS Uri
http://10.81.0.7:8002/
Sep-29 16:44:53'368 MMS Content Size
Sep-29 16:44:53'369 MMS Transfered Bytes
Sep-29 16:44:53'370 MMS Transfer Durat. ms
Sep-29 16:44:53'371 MMS Response Headers
Status="Ok"
Sep-29 16:44:53'375 MMS Num. of Transfers
Sep-29 16:44:53'376 MMS Erroneo. Transfers
Sep-29 16:44:53'377 MMS Test Duration ms
Sep-29 16:44:53'378 MMS Sum. Transf. Bytes
Sep-29 16:44:53'379 MMS Sum. Content Bytes
Sep-29 16:44:53'380 End MMS Test Transfer
88
*99#
GPRS
DATA
LCP negotiation
UserCode 10
sending
UserCode 110
LCP negotiation
UserCode 11
authentication
UserCode 111
IPCP negotiation
UserCode 210
IPCP negotiation
UserCode 211
Start ok
Connect ok
Transfer ok
2128
48196
47889
56361
X-Mms-Response1
0
56301
47889
48196
ok
5. MMS nicht erfolgreich
Sep-27 11:00:07'081
Sep-27 11:00:08'073
Sep-27 11:01:07'077
Sep-27 11:01:07'078
Sep-27 11:01:07'079
Sep-27 11:01:07'080
Sep-27 11:01:07'081
Sep-27 11:01:07'082
Sep-27 11:01:07'083
Sep-27 11:01:07'084
Sep-27 11:01:07'085
Sep-27 11:01:07'086
document!
Sep-27 11:01:07'087
Sep-27 11:01:07'088
Sep-27 11:01:07'089
Sep-27 11:01:07'090
aborted by
peer
Sep-27 11:01:07'091
Start MMS Test
MMS Connection
MMS Num. of Transfers
MMS Erroneo. Transfers
MMS Test Duration ms
MMS Sum. Transf. Bytes
MMS Sum. Content Bytes
MMS Error
End MMS Test
MMS Transfer
MMS Transaction Type
MMS Uri
Start ok
Connect ok
0
0
59996
61334
61467
101:Timeout
Transfer failed
Transfer failed
65535
Unexpected
MMS
MMS
MMS
MMS
0
0
0
104:Transaction
Content Size
Transfered Bytes
Transfer Durat. ms
Error
MMS Status Code hexad.
89
e1
6. WAP-Test
APS - Test Result Analyzer - C:\TCOM\TMAS\TRC\mms test 29.9\mms test
29.9
Date: Wednesday, 29. September 2004 Time: 16:57:10
Sep-29 16:45:50'367 Start WAP Test
Sep-29 16:45:58'368 WAP Connection
Sep-29 16:45:59'370 WAP Transfer
Sep-29 16:45:59'371 WAP Uri
http://wap.tagesschau.de/ts5.wml
Sep-29 16:45:59'372 WAP Content Size
Sep-29 16:45:59'373 WAP Received Bytes
Sep-29 16:45:59'374 WAP Transfer Durat. ms
Sep-29 16:45:59'375 WAP Num. of Transfers
Sep-29 16:45:59'376 WAP Erroneo. Transfers
Sep-29 16:45:59'377 WAP Test Duration ms
Sep-29 16:45:59'378 WAP Sum. Transf. Bytes
Sep-29 16:45:59'379 WAP Sum. Content Bytes
Sep-29 16:45:59'380 End WAP Test
90
Start ok
Connect ok
Transfer ok
644
399
9423
1
0
9433
399
644
Transfer ok
Anhang B
Multislotklassen bei GPRS-Endgeräten
MultislotKlasse
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Type
Simplex/
Duplex
max.
Empfangskanäle
max.
Sendekanäle
Summe von
Sende- und
Empfangskanäle
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Simplex
Simplex
Simplex
Simplex
Simplex
Simplex
Simplex
Simplex
Simplex
Simplex
Simplex
Simplex
Volldupl.
Volldupl.
Volldupl.
Volldupl.
Volldupl.
Volldupl.
Halbdupl.
Halbdupl.
Halbdupl.
Halbdupl.
Halbdupl.
Halbdupl.
Halbdupl.
Halbdupl.
Halbdupl.
Halbdupl.
Halbdupl.
1
2
2
3
2
3
3
4
3
4
4
4
3
4
5
6
7
8
6
6
6
6
6
8
8
8
8
8
8
1
1
2
1
2
2
3
1
2
2
3
4
3
4
5
6
7
8
2
3
4
4
6
2
3
4
4
6
8
2
3
3
4
4
4
4
5
5
5
5
5
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Tabelle A1: Übersicht Multislotklassen bei GPRS [36]
91
Anhang C
Dokumentation zum Medienprojekt
Die folgende Dokumentation beschreibt die Nutzung des „Air Performance System“ sowie den Zugang zum Internet mit einem PC über ein GPRS-Mobiltelefon.
92
Dokumentation zur Verwendung der Hardware für das
Medienprojekt
„Untersuchung der Eignung von GPRS
zur Übertragung multimedialer Daten“
Erstellt von Marcus Dumke 2004
Dokumentation Medienprojekt – GPRS Messungen
Inhaltsverzeichnis:
1. AcTeSys - Air Performance System _________________________________ 4
1.1. Verwendete Hardware ____________________________________________ 4
1.2. Configuration-Wizard _____________________________________________ 7
1.3. Air Performance System Mobile Analyzer Control (APS-MA) ___________ 8
1.3.1. Die Menüleiste im Mobile Analyzer Control _______________________________ 11
1.3.2. Mobile Window _____________________________________________________ 13
1.3.3. Öffnen einer Tracedatei und Starten des Test Result Analyzers ________________ 14
1.3.4. Mobile Properties ____________________________________________________ 14
1.3.5. GPRS Attach _______________________________________________________ 15
1.3.6. IDLE-Mode ________________________________________________________ 16
1.3.6.1. Kurzmitteilung (SMS) versenden ____________________________________ 16
1.3.6.2. Frequenzband scannen ____________________________________________ 17
1.3.6.3. Broadcast Control Channel ändern ___________________________________ 17
1.3.7. STANDBY-Mode ___________________________________________________ 17
1.3.8. IP Datentests________________________________________________________ 20
1.3.8.1. FTP – File Transfer Protocol _______________________________________ 20
1.3.8.2. Ping___________________________________________________________ 21
1.3.8.3. HTTP – Hyper Text Transfer Protocol ________________________________ 22
1.3.8.4. WAP – Wireless Application Protocol ________________________________ 24
1.3.8.5. MMS – Multimedia Messaging Service _______________________________ 24
1.3.9. Parallelbetrieb von kommerziellen Browser und APS ________________________ 26
1.3.10. Service Access Parameter einstellen ____________________________________ 26
1.3.11. Starten von automatischen Testszenarios _________________________________ 27
1.4. Air Performance System - Test Result Analyzer (APS-TRA) ____________ 30
1.4.1. Menüleiste _________________________________________________________ 31
1.4.2. Profile_____________________________________________________________ 32
1.4.3. Signalling View _____________________________________________________ 33
1.4.4. Log View __________________________________________________________ 34
1.4.5. MAC/RLC View ____________________________________________________ 35
1.4.6. Cell Information _____________________________________________________ 36
1.4.7. GPRS Cell Information _______________________________________________ 37
1.4.8. Bar Graph __________________________________________________________ 40
1.4.9. Scans _____________________________________________________________ 40
1.5. Weitere Informationen zum Air Performance System__________________ 41
2
2. DFÜ-Einwahl mit dem integrierten Modem _________________________ 42
2.1. Betrieb an einer Nebenstellenanlage ________________________________ 42
2.2. Betrieb ohne Nebenstellenanlage ___________________________________ 46
3. GPRS-Verbindung via Infrarot über Siemens S55 ____________________ 47
4. Parameter für WAP, MMS und Internet der Mobilfunknetzbetreiber _____ 55
4.1. GPRS Internet Parameter_________________________________________ 55
4.2. GPRS WAP Parameter ___________________________________________ 56
4.3. MMS Parameter ________________________________________________ 57
Legende:
Durch Farben und Schriftveränderung sollen diverse Punkte und Elemente von
APS hervorgehoben werden.
Bezeichnung in APS-Dialogfenster
Menüpunkte im Programm APS
Statusmeldungen von APS
Buttons von APS
APN-Namen
Verweise auf andere Kapitel
3
1. AcTeSys - Air Performance System
1.1. Verwendete Hardware
•
Compaq Evo N800v mit APS-Software
•
APS-License-Module für parallele Schnittstelle des Rechners
•
Sagem OT190 mit O2 Datenkarte
•
4fach USB Hub
•
2 Adapterkabel USB-Seriell
•
2 Verlängerungsadapter Seriell-Seriell
•
Sagem 2 SL OT M42 Kit
•
Siemens S55 mit O2 Loopkarte
Bevor der Rechner hochgefahren werden kann, muss erst das APS-License-Modul
an den Parallel-Port angeschlossen werden (siehe Abbildung 1.1). Ist dies nicht
der Fall, lässt sich sämtliche APS-Software nicht starten.
Abbildung 1.1: APS License Module am Parallel-Port
Nach dem Hochfahren des Rechners, erfolgt die Anmeldung als "Administrator".
Anschließend wird der USB Hub an die rechte USB-Buchse, wenn man den
Rechner von hinten betrachtet, angeschlossen wie in der Abbildung 1.2 zu sehen
ist.
4
Abbildung 1.2: USB-Hub (weißes Kabel) an der rechten USB-Buchse
Diese Vorgehensweise ist wichtig, damit die seriellen Schnittstellen vom Rechner
die COM-Ports 10-13 zugewiesen bekommen. Diese Ports sind als Standard im
Air Performance System für das Sagem OT 190 eingetragen.
Wenn der USB-Hub an die andere USB-Buchse angeschlossen wird, kann es passieren, dass die APS-Software das angeschlossene Telefon nicht finden kann und
eine Fehlermeldung ausgibt.
Die beiden Adapterkabel USB-Seriell werden in die beiden linken Buchsen des
USB-Hubs eingesteckt. Links oben ist dann COM-Port 10 und links unten COMPort 11. Diese beiden Ports sind im Mobile Analyzer für das Sagem OT 190 eingerichtet. An beide der Adapterkabel wird je ein Verlängerungsadapter angeschlossen. Die beiden freien Gegenstücke werden auf dem „Sagem 2 SL OT M42
Kit“ angeschlossen (siehe Abbildung 1.3). Das obere Kabel vom USB-Hub
(COM-Port 10) auf SL1 und das untere Kabel (COM-Port 11) auf SL2. Anschließend muss das Test-Telefon Sagem OT 190 mit dem „Sagem 2 SL OT M42 Kit“
verbunden werden. Dazu ist das Kabel des seriellen Adapters in die am Telefon
vorgesehene Buchse zu stecken.
5
Abbildung 1.3: links das Anschlusskabel für Port SL2 und rechts für Port SL1
Das Telefon wird nun eingeschaltet. Nach Eingabe der PIN bucht sich das Telefon
in das Netz ein und ist bereit.
Abbildung 1.4: Sagem OT190 beim Einschalten
6
1.2. Configuration-Wizard
Vor dem Start der APS-Software sollte der „Configuration-Wizard“ gestartet und
überprüft werden, ob noch alle Einstellungen korrekt sind.
Abbildung 1.5: Configuration-Wizard-Button auf dem Desktop
Die Einstellungen im Fenster müssen so vorgenommen werden, wie in Abbildung
1.6 dargestellt. Standardmäßig muss jedoch hier nichts geändert werden, da diese
Einstellungen normalerweise vom System beibehalten werden.
Abbildung 1.6: Configuration Wizard
7
Ein Tunnel Device ist bereits installiert und braucht nicht nochmals installiert
werden.
Anschließend mit „Save“ bestätigen. Die aktuellen Eingaben werden in der Datei
„default.ini“ im Verzeichnis C:\TCOM\TMAS\BIN gespeichert.
1.3. Air Performance System Mobile Analyzer Control (APS-MA)
„APS – Mobile Analyzer Control“ starten, dieser Link befindet sich auf dem
Desktop.
Abbildung 1.7: APS-MA Startbutton auf dem Desktop
Beim Starten der Software (siehe Abbildung 1.8) schaltet sich das Telefon aus.
Dies ist akustisch durch einen Piepton hörbar und durch den Text „Thank you
Goodbye“ (siehe Abbildung 1.8) im Display des Telefons sichtbar. Vor dem Start
der interaktiven Bedienung muss das Endgerät in einen definierten Zustand gesetzt werden. Der sicherste Zustand ist nach Aussage von AcTeSys der ausgeschaltete Zustand.
Das Sagem sollte sich eigentlich nachdem es durch APS-MA abgeschaltet wurde,
selbständig wieder einschalten, jedoch wegen eines Softwarefehlers erfolgt dies
nicht. Das Telefon muss also manuell wieder eingeschaltet werden. Das manuelle
Wiedereinschalten kann durch Verbinden der Sagem-Adapterbox mit dem Stromkabel umgangen werden. Wenn die Stromversorgung aktiv ist, schaltet sich das
Telefon, nachdem es durch das Starten der APS-Software ausgeschaltet wurde,
sofort wieder ein.
8
Abbildung 1.8: Startvorgang des APS-MA
Abbildung 1.9: Testtelefon schaltet sich beim Starten des APS-MA ab
9
Wenn die Stromversorgung nicht aktiv ist, muss das Telefon manuell wieder eingeschaltet werden. Auch die PIN muss in diesem Fall erneut eingegeben werden.
Das Fenster des Mobile Analyzer (siehe Abbildung 1.10) besteht aus zwei Teilbereichen, der Menüleiste und dem Mobile Window. Diese werden nachfolgend
vorgestellt.
Abbildung 1.10: Das Fenster von APS-MA
10
1.3.1. Die Menüleiste im Mobile Analyzer Control
Abbildung 1.11: APS-MA Menüleiste
Das erste Schaltsymbol ist zum Ändern der Systemkonfiguration. Es öffnet sich
ein Dialogfenster in dem man Systemkonfigurationen mit anderen Telefonen laden kann. Dies sind INI-Dateien (Siehe dazu Kapitel 1.3.10).
Der erste große Block an Schaltflächen dient zur Steuerung des Telefons und diverser Netzdienste. Die erste Schaltfläche ist der Mobile Power Button. Das Telefon muss nach dem manuellen Anschalten auch noch softwaremäßig eingeschaltet
werden. Dazu muss der „Power“ Button betätigt werden. Nach erfolgreichem
Einschalten ändert der Button seine Farbe von grau
in grün
. Der dritte
Button („Setup-Call“) dient dem Verbindungsaufbau. Der stilisierte Telefonhörer
hat die gleiche Symbolik wie bei den meisten Telefonen. Ein grüner Hörer
signalisiert die Bereitschaft eine Verbindung aufzubauen und ein roter Hörer
signalisiert eine bestehende Verbindung, die durch Betätigung abgebaut wird. Mit
dem „BCCH-Button“
kann man im IDLE-Mode den Broadcast Control
Channel (BCCH) zwangsweise ändern. Im Gegensatz zum „BCCH-Button“ ist
der Handover-Button nur im STANDBY-Mode aktiv und nutzbar. Hiermit lässt
sich ein Handover forcieren. Der nachfolgende Button
dient dem Short Mes-
sage Service (SMS). Das Versenden von SMS ist je nach Telefon (Klasse B oder
C), wie bei dem verwendeten Sagem OT190, mitunter nur im IDLE-Mode möglich.
Nur im STANDBY-Mode ist der Button
ist für Datentests nutzbar. Hiermit
lassen sich verschiedene Datentests, wie z.B. FTP-Server Down- bzw. Upload,
Ping, WAP, HTTP oder MMS durchführen. Der nächste Button
ist zum Scan-
nen des Frequenzbandes. Dieser ist nur im IDLE-Mode nutzbar. Mit dem folgen-
11
den „Recall-Button“ lässt sich einfach die zuletzt gewählte Nummer nochmals
anrufen. Der letzte Button
des ersten Blockes dient zum Rücksetzen der
Statistikanzeige im Mobile Window.
Der zweite Block dient hauptsächlich der Steuerung der APS-MA-Software zum
Laden von Szenarien oder zum Tracen der Daten.
Der erste Button
dient dem Auswählen vorgefertigter Testszenarien. Diese
liegen als ASCII-formatierte CFG-Dateien vor. Es kann immer nur ein Szenario
ausgeführt werden. Mit dem zweiten Button
lassen sich die laufenden Szena-
rien anzeigen und auch beenden (Siehe Kapitel 1.3.10). Der dritte Button
dient
den automatischen Zeittests. Hier können mehrere Tests eingetragen werden, die
dann in einer zeitlichen Abfolge durchlaufen werden. Der folgende Button ist für
den GPRS-Attach
bzw. GPRS-Detach
. Der Button ändert je nachdem
sein Aussehen GA bzw. GD. Mit den drei folgenden Buttons
lassen
sich die Daten der Luftschnittstelle tracen. Es öffnet sich ein Dialogfenster in dem
der Tracedatei ein Name gegeben werden muss. Diese Datei kann im Test Result
Analyzer geöffnet werden, um die verschiedensten Daten auszulesen und anzuzeigen.
Der nächste Button
dient der Umschaltung in den optimierten Sichtmodus.
Dabei wird das Mobile Window ausgeblendet und es ist nur noch die Menüleiste
zu sehen. Die letzten beiden Buttons rufen die Hilfe und die kontextbezogene
Hilfe auf.
12
1.3.2. Mobile Window
Abbildung 1.12: Mobile Window
Die erste Zeile (TE-Type) zeigt das aktuell eingerichtete und verbundene Mobiltelefon an.
Im konkreten Fall zeigt das Fenster OT190 an, für das Sagem OT190. Die zweite
Zeile gibt Statusmeldungen aus.
In der dritten Zeile werden Result-Codes ausgegeben, die nach erfolgreichen oder
nicht erfolgreichen Tests das Ergebnis mitteilen. Diese können im Handbuch
„ASCII Interface Description“ ab Seite 71 (APS_ASCII_Interface_Description.pdf – Seite 76ff im Verzeichnis C:\TCOM\MANUAL) nachgelesen werden.
Diese Result-Codes kann man auch im Test Result Analyzer im Fenster „Log
View“ ansehen.
In der letzten Zeile wird jeweils der aktuelle Broadcast Control Channel (BCCH)
angezeigt.
Im unteren Teil werden diverse Statistiken über Verbindungen, SMS, Handover
und Location Updates angezeigt, jeweils erfolgreiche Versuche und Gesamtversuche. Zusätzlich wird der Anteil erfolgreicher Verbindungen am Gesamtanteil prozentual angegeben.
13
1.3.3. Öffnen einer Tracedatei und Starten des Test Result Analyzers
Nachdem das Telefon wieder eingeschaltet wurde und auch durch die APS-Software über den „Power“ Button aktiviert ist, zeigt die Statuszeile „Wait for test“
und die Result-Zeile zeigt „PWR_OK“. Das Telefon ist nun bereit. Der nächste
Schritt sollte nun das Tracen der kompletten Aktivität sein. Dazu muss der „Run
Trace Button“
oder „F9“ gedrückt werden. Nach Eingabe eines Dateinamens
im geöffneten Dialogfenster und anschließender Speicherung kann der Test-Result-Analyzer gestartet werden. Dies geschieht durch Auswahl von „File“ Æ
„Start APS-TRA“ oder Drücken der Tastenkombination „Strg + T“ (siehe Abbildung 1.13).
Abbildung 1.13: Auswahl Start APS-TRA
Daraufhin öffnet sich in einem separaten Fenster der Test Result Analyzer mit der
eben gestarteten Trace-Datei (Siehe Kapitel 1.4).
1.3.4. Mobile Properties
In den Mobile Properties des APS-MA, zu sehen in der Abbildung 1.12, muss die
eigene Rufnummer der SIM-Karte eingetragen werden. Über „Settings“ und
„Mobile Properties“ oder durch Drücken von „Strg + M“ werden diese ge-
14
startet. Die Nummer muss im oberen rechten Feld „Own Settings“ unter
„Phone number“ eingetragen werden. Die Eingabe der eigenen Nummer wird
unter anderem für den MMS-Test benötigt.
Abbildung 1.14: Mobile Properties
1.3.5. GPRS Attach
Zunächst sollte ein GPRS-Attach durchgeführt werden. Dazu den entsprechenden
Button in der Menüleiste drücken. Nach dem erfolgreichen Einbuchen in das
GPRS-Netz erscheint in der Statuszeile „Wait for Test“. Die Result-Zeile zeigt
„ATTACH_OK“ und im Display des Sagem OT190 erscheint „GPRS“ (siehe roter
Kreis in der Abbildung 1.15). Das Telefon befindet sich dann im IDLE-Mode.
Abbildung 1.15: GRPS Symbol im Display des Sagem OT190
15
1.3.6. IDLE-Mode
1.3.6.1. Kurzmitteilung (SMS) versenden
Abbildung 1.16: SMS Sendefenster
Durch Drücken des SMS-Buttons
öffnet sich das „SMS Control“-Fenster,
welches in der Abbildung 1.16 dargestellt ist. In den Parametern müssen folgende
Einstellungen getätigt werden, bevor eine SMS gesendet werden kann. Im Feld
„Service Center“ ist die Nummer der Kurzmitteilungszentrale des aktuellen
Netzbetreibers einzugeben. Die Nummer der Kurzmitteilungszentrale von O2
lautet +491760000443. Im Feld „Called Number“ ist die Nummer des Mobiltelefons einzutragen, welches die SMS empfangen soll. Unter „Protocol“ ist
„Standard Text“ auszuwählen. Bei „Validity Time/Period“ kann die Zeitdauer
der Gültigkeit der SMS eingestellt werden. Innerhalb dieser Mindestzeit wird die
SMS in der Kurzmitteilungszentrale gespeichert. Das große Feld „SMS Text“ ist
für die Eingabe des Textes.
16
Durch die Aktivierung von „SMS Check“ und der Eingabe einer Wartezeit kann
zusätzlich ein SMS-Test durchgeführt werden. Dazu muss allerdings die eigene
Telefonnummer als Empfänger gewählt werden. Bei diesem SMS-Test sendet
APS-MA eine SMS an sich selbst und überprüft dabei, ob der gesendete Text
auch korrekt innerhalb der vorgegebenen Zeit empfangen wird.
1.3.6.2. Frequenzband scannen
Durch Drücken des Frequenzscanbuttons
werden alle Frequenzkanäle ges-
cannt. Dies dauert einige Sekunden. Die Ergebnisse lassen sich im Test Result
Analyzer anzeigen.
1.3.6.3. Broadcast Control Channel ändern
Abbildung 1.17: Dialogfenster Force BCCH
Mit dem Button „Force BCCH“
lässt sich ein Wechsel des Broadcast Control
Channel erzwingen. Dazu ist in dem Dialogfenster (Abbildung 1.17) der neue
BCCH einzutragen.
1.3.7. STANDBY-Mode
Um in den STANDBY-Mode zu wechseln muss ein GPRS-Kontext aufgebaut
werden. Dazu ist der „Setup-Call“ Button zu drücken. Es öffnet sich ein Dialogfenster (Abbildung 1.18) mit vier Karteireitern zum Auswählen der Verbindungsart und der Rufnummer. Im ersten Karteireiter (General) unter „Service“ die
Auswahl auf „GPRS“ setzen, die Rufnummer *99# erscheint automatisch im entsprechenden Feld. „Byte Counter“ sollte aktiviert sein. Im letzten Karteireiter
(Service Access, siehe Abbildung 1.19) muss, je nachdem ob WAP- oder Internetdatentests durchgeführt werden sollen, entsprechende „Parameter Sets“ ausgewählt werden. Für FTP, HTTP und PING muss der Internet APN „internet“ verwendet werden. Dazu ist das „Parameter Set“ 1 „O2 Internet“ zu wählen. Sol-
17
len MMS versendet oder WAP-Seiten geladen werden, muss das „Parameter Set“
2 „O2 wap“ mit dem APN „wap.viaginterkom.de“ gewählt werden.
Abbildung 1.18: Dialogfenster „Setup Call“
Abbildung 1.19: Drop-Down Auswahl der Service Access Parameter Sets
Diese Einstellungen gelten nur für eine O2-Datenkarte. Sollte einmal eine O2Loopkarte verwendet werden, müssen die „Parameter Sets“ geändert werden. Dies
18
ist auch notwendig, wenn an Stelle der O2-Datenkarte eine SIM-Karte eines anderen Netzbetreibers verwendet werden soll (Siehe Kapitel 1.3.9).
Jetzt kann mit „Ok“ der Verbindungsaufbau gestartet werden. Nach erfolgreichem
Verbindungsaufbau ändert der Button seine Farbe von grün
auf rot
. Der
GPRS-Kontext ist nun aufgebaut – das Telefon befindet sich nun im STANDBYMode.
Im Display des Telefons wird links oben neben „GPRS“ zusätzlich „DATA“ angezeigt. Außerdem steht unten im Display der aktuell verwendete APN (siehe
Abbildung 1.20a und 1.20b).
Abbildungen 1.20a und b: Sagem mit aufgebautem GPRS-Kontext zum a) WAPAPN und b) zum Internet-APN
Im Normalfall sollte bei einem aktiven GPRS-Kontext das APS Tunnel Device als
aktive Netzwerkverbindung in der Taskleiste zu sehen sein. Dies war allerdings
nicht der Fall. Es war auch nicht festzustellen woran dies liegt. Die Anzeige, ob
das Tunnel Device aktiv ist oder nicht, hat jedoch keinerlei Auswirkungen auf die
Testszenarien. Eine Möglichkeit die Anzeige zu berichtigen, ist das Setzen bzw.
Entfernen eines Hakens bei „Client für Microsoft-Netzwerke“ oder „Datei- und
Druckerfreigabe für Microsoft-Netzwerke“ unter den Eigenschaften des Tunnel
Device.
Jetzt können Datentests gestartet sowie Handover erzwungen werden.
Es gibt verschiedene Datentesttypen, wie FTP Down- bzw. Uploads, Ping-Test,
HTTP-Test, WAP-Seiten Downloads oder das Versenden von MMS.
19
1.3.8. IP Datentests
Durch Drücken des Datentest-Button
öffnet sich das „IP Tests“-
Dialogfenster (Abbildung 1.21) mit sechs Karteireitern. Diese Funktionen werden
nachfolgend näher erklärt.
1.3.8.1. FTP – File Transfer Protocol
Im Feld „Host“ Address muss die IP-Adresse des FTP-Servers angegeben werden. Logische Adressen einzugeben führt zu einer Fehlermeldung, da die DNSAuflösung nicht funktioniert. Falls die IP-Adresse zu einem FTP-Server nicht
bekannt ist, kann man diese einfach durch einen PING an die entsprechende logische FTP-Adresse in der Windows-Kommandozeile erhalten.
Abbildung 1.21: IP Tests Fenster mit den Einstellungen für FTP-Test
Wenn der FTP-Server nicht über einen speziellen Port zu erreichen ist, braucht
der Port nicht geändert zu werden. Im Feld „User“ wird Benutzername und
Passwort eingegeben. Auch beim anonymen Einloggen verlangt APS-MA ein
Passwort. Wenn keines eingegeben wird, quittiert dies APS-MA mit einer Feh-
20
lermeldung. Das dritte Feld „Files“ enthält zwei Zeilen, eine für die Remotedatei
und die andere für die lokale Datei. Hier müssen konkrete Dateinamen und endungen sowie die genaue Adresse angegeben werden, damit der Test fehlerfrei
laufen kann. Mit dem „Browse“-Button können Dateien auf dem lokalen Rechner in der Ordnerstruktur ausgewählt werden. Bei dem „Transfer“-Feld kann
man auswählen, ob eine Datei von einem FTP-Server heruntergeladen, auf einen
FTP-Server hochgeladen werden soll oder ob ein kombiniertes Herunter- und anschließend wieder Hochladen ein und derselben Datei erfolgen soll. Bei „Iteration“ kann man die Anzahl der Down- bzw. Uploadvorgänge auswählen. Der
FTP-Test funktioniert nur wenn der Internet-APN im Parameter Set „O2 Internet“ zum Verbindungsaufbau genutzt wird, da sonst die Daten im WAP-Gateway
geblockt werden.
1.3.8.2. Ping
Abbildung 1.22: IP Tests Fenster mit den Einstellungen für Ping-Test
Im Feld „Master“ unter „Host IP“ muss die IP-Adresse des Servers angegeben
werden, an den ein PING Befehl gesendet werden soll. In dem zweiten Feld
21
„Optional“ kann ein Text mit maximal 255 Zeichen eingegeben werden, der mit
dem Pingbefehl mitgesendet wird. Alternativ kann bei „Repeat Time“ die Zeit
zwischen sich wiederholenden Pingbefehlen eingestellt werden. Unter „Repeat
Count“ kann die Anzahl der Wiederholungen des Pingbefehls eingestellt werden.
„Time to Live“ entspricht der maximalen Anzahl der zu durchlaufenden Netzwerkknoten (Hops).
Der PING-Test funktioniert nur, wenn der Internet-APN im Parameter Set „O2
Internet“ zum Verbindungsaufbau genutzt wird, da sonst die Daten im WAPGateway geblockt werden.
1.3.8.3. HTTP – Hyper Text Transfer Protocol
Im ersten Feld „URL“ wird die Adresse des Webservers eingegeben von welchem
der HTTP-Test durchgeführt werden soll. Jedoch muss hier eine IP-Adresse eingetragen werden, denn logische Adressen können nicht aufgelöst werden und es
erscheint die Fehlermeldung „Start http-Test failed“, da ein DNS im System fehlt.
Abbildung 1.23: IP Tests Fenster mit den Einstellungen für HTTP-Test
22
Das zweite Feld „Reference Resolution“ dient den Einstellungen zur Strukturtiefe und welche Elemente der Webseite geladen werden sollen. „All“ bedeutet,
dass alle Elemente geladen werden, wobei „All Pages“ Bilder, Skripte und Style
Sheets beinhaltet. „User Control“ bezieht sich auf Anker, Areas und Combo
Boxen.
Unter „Reference File“ kann eine Datei angegeben werden, die von einem vorherigen Download stammt oder auf dem Lokalen Rechner erstellt wurde, um diese
mit der aktuell zu ladenden zu vergleichen. Dazu kann der Name und die Pfadangabe in dem Feld eingegeben werden oder die Datei kann durch den „Browse“Button direkt in der Ordnerstruktur des Rechners ausgewählt werden. Im letzten
Fenster „Down loaded URL“ kann ausgewählt werden, ob die Datei lokal abgespeichert werden soll. Damit das Eingabefeld aktiv wird, muss erst der Haken
gesetzt werden. Sodann kann eine Pfadangabe und ein Dateiname eingetragen
werden. Beim Abspeichern der Webseiten als html-Datei funktioniert es so, dass
die Webseite und alle Elemente wie Graphiken, andere html-Seiten oder Verweise, in der entsprechend eingestellten Tiefe, als flache html-Datei abgespeichert
werden. Die Graphiken werden als binär codierte Zeichen in der Datei gespeichert.
Der HTTP-Test funktioniert nur, wenn der Internet-APN im Parameter Set „O2
Internet“ zum Verbindungsaufbau genutzt wird.
23
1.3.8.4. WAP – Wireless Application Protocol
Abbildung 1.24: IP Tests Fenster mit den Einstellungen für WAP-Test
WAP-Seiten werden im Wireless-Markup-Language (WML) Format gespeichert.
Für dieses Format ist ein spezieller WML-Browser notwendig, um diese Seiten
ordnungsgemäß darstellen zu können. Im ersten Feld „Host“ wird in der ersten
Zeile die URL der WML-Seite angegeben. Der Gateway ist bei der Verbindung
ins O2 Netz auf 195.182.114.52 zu setzen. Dieser Gateway gilt jedoch nur für O2
Vertragskunden. Für O2 PrePaidkunden gilt der Gateway 195.182.114.114. Bei
„Settings“ können die Einstellungen beibehalten werden. Im dritten Feld „Files“ sollte ein Dateiname mit Pfadangaben eingetragen werden. Die Daten sollten
auch lokal als wml-Dateien gespeichert werden.
Der WAP-Test funktioniert nur, wenn der WAP-APN im Parameter Set „O2
WAP“ zum Verbindungsaufbau genutzt wird.
1.3.8.5. MMS – Multimedia Messaging Service
Der MMS-Test läuft nur erfolgreich ab, wenn die eigene Telefonnummer in den
„Mobile Properties“ eingetragen ist.
24
Hier gibt es drei Felder in denen folgende Einstellungen gemacht werden müssen.
Im Feld „Send MMS“ muss der O2 WAP-Gateway 195.182.114.52 eingetragen
werden. Auch hier gilt dieser nur für Vertragskunden, PrePaidkunden müssen den
Gateway 195.182.114.114
Abbildung 1.25: IP Tests Fenster mit den Einstellungen für MMS-Test
benutzen. Die MMS-URL von O2 lautet http://10.81.0.7:8002. Diese gilt für alle
Kunden von O2. In der Eingabezeile „To“ ist die Telefonnummer des Telefons
einzutragen, dass die MMS erhalten soll. Im konkreten Fall ist hier die Nummer
der O2-Loopkarte +491798104178 einzutragen. Alternativ kann hier auch eine eMailadresse eingetragen werden. Dann muss in dem Drop-Downmenü rechts
neben der Eingabezeile dementsprechend „e-Mail“ ausgewählt werden.
Das zweite Feld „Message Content“ dient dem Auswählen der Inhalte die per
MMS an das andere Telefon gesendet werden sollen. Hier können eine Text-,
Bild- sowie eine Audiodatei ausgewählt werden. Dafür ist jeweils ein „Browse“Button vorhanden mit dem die Dateien direkt in der Ordnerstruktur des Rechners
ausgewählt werden können.
25
Im letzten „Options“-Feld sollte die „Message Class“ auf Personal und die
„Priority“ auf Normal gesetzt werden.
1.3.9. Parallelbetrieb von kommerziellen Browser und APS
Es ist möglich, einen kommerziellen Browser wie z.B. Internet Explorer parallel
zum APS-MA zu betreiben. Hierzu wird über den APS-MA ein GPRS-Kontext
mit dem Internet-APN aktiviert und ein PING zu dem gewünschten HTTP-Server
gesendet. Hier ist zu beachten, dass die IP-Adresse des Servers bekannt sein muss,
weil ein PING mit APS-MA nur an eine IP-Adresse gesendet wird. Anschließend
ist der Browser zu starten und eine Verbindung zum nahen Ende des Tunnel
Device, auf dem lokalen Rechner, zu öffnen. Im konkreten Fall, hat das nahe
Ende des Tunnels auf dem lokalen Rechner die IP-Adresse 10.1.10.2. Es ist zu
beachten, dass der Browser keinen Proxy für diese IP-Adresse verwendet.
Mit dem Browser kann man nun solange navigieren, wie keine Seitenelemente
von anderen Servern benötigt werden. Diese Einschränkung bedeutet, dass man
sich nur auf einem Server bewegen kann. Ansonsten muss zunächst ein PING zu
einem anderen Server geschickt werden. Ein Beispiel: der Webserver der TUIlmenau hat die IP-Adresse 141.24.4.5. Nach einem erfolgreichen PING über
APS-MA an diese Adresse kann im Internet Explorer die Webseite durch
Eingeben von http://10.1.10.2 geladen werden.
1.3.10. Service Access Parameter einstellen
Über „Settings“ Æ „Service Access Parameter“ oder durch Drücken von
„Strg + A” gelangt man zu den Einstellungen der Service Access Parameter (siehe
Abbildung 1.26). Hier können vier Sets konfiguriert werden.
Im konkreten Fall werden mindestens zwei benötigt. Eines für Internetdienste, wie
FTP, HTTP sowie PING und eines für WAP-basierte Dienste, wie WAP-Seiten
oder MMS. Für die Benutzung der O2 Datenkarte mit dem APS werden wie oben
erwähnt zwei Parameter-Sets benötigt. Bei dem ersten, „O2 Internet“, muss der
„Access Point Name“ auf „internet“ gesetzt werden. „User Name“ und
„Password“ bleiben frei. Dieses Parameter-Set ist bei dem Verbindungsaufbau
26
für den FTP-, HTTP- und für den PING-Test zu verwenden. Im APS-MA ist
derzeit die Namensauflösung über die Luftschnittstelle nicht integriert. Dies ist
jedoch nach Aussage von AcTeSys geplant. Aus diesem Grunde ist das „DNS
Server“ Feld zwar schon vorhanden aber deaktiviert. Momentan kann die Namensauflösung nur über LAN erfolgen. Wenn keine Verbindung zum LAN
hergestellt ist, funktionieren der FTP- sowie der HTTP-Test nur wenn die Adresse
als IP-Adresse aufgelöst wurde. Das zweite Parameter-Set „O2 wap“ nutzt den
„Access Point Name“ „wap.viaginterkom.de“. Wie beim Internet-Set bleiben
Abbildung 1.26: Service Access Parameter
auch hier „User Name“ und „Password“ frei. Dieses Parameter-Set ist für den
WAP- sowie MMS-Test zu benutzten
1.3.11. Starten von automatischen Testszenarios
Mit APS-MA ist es möglich automatische Testszenarios ablaufen zu lassen. Diese
werden nur gestartet, wobei die Messungen alleine ohne Benutzerinteraktion
27
ablaufen. Dafür müssen die vorhandenen Szenarios geöffnet werden oder neue
erstellt
werden.
Diese
liegen
als
CFG-Dateien
im
Verzeichnis
C:\TCOM\TMAS\CFG bereit. Beim Starten der automatischen Tests, ist darauf zu
achten, dass das Telefon softwaretechnisch ausgeschaltet ist. Dies ist über die
Menüleiste des APS-MA, durch Drücken des Power Button
Während dem ausgeschaltetem Zustand ist der Power Button
solchen Test zu starten, ist der Start Scenario Button
, möglich.
grau. Um ein
zu drücken. Daraufhin
öffnet sich ein Dialogfenster (siehe Abbildung 1.27), in dem das gewünschte
Szenario ausgewählt werden kann.
Abbildung 1.27: Dialogfenster zur Auswahl der automatischen Tests
Nachdem ein Test gestartet ist, läuft er selbstständig. APS-MA schaltet das
Telefon softwaretechnisch ein und baut je nach Testszenario eine GPRSVerbindung auf. Daraufhin erfolgt das zyklische Ablaufen des Szenarios, je nach
Konfiguration läuft dies ein oder mehrere Male hintereinander ab. Um einen
automatischen Test zu beenden ist der Stop Scenario Button
zu drücken. Es
öffnet sich ein Fenster (siehe Abbildung 1.28), in dem der aktuelle Test angezeigt
wird.
28
Abbildung 1.28: Aktuell laufender Test mit der Möglichkeit zu Beenden
Mit „Stop Test“ wird der aktuelle Test beendet. Es kann passieren, dass sich
daraufhin das Sagem abschaltet. Nach Aussage von AcTeSys, muss vor dem Start
eines Testsszenarios das Endgerät in einen definierten Zustand gesetzt werden.
Der sicherste Zustand ist der ausgeschaltete Zustand. Nach dem Beenden des
Szenarios ist das Fenster mit „Close“ zu schließen.
Um ein neues Szenario zu starten oder mit dem interaktiven Betrieb fortzufahren,
muss das Telefon, sofern es nicht an die Stromversorgung angeschlossen ist,
wieder manuell eingeschaltet werden.
Weitere Informationen über Aufbau und Formatierung zu den CFG-Dateien sind
im Handbuch „ASCII Interface Description“ (APS_ASCII_Interface_Description.pdf) zu finden.
29
1.4. Air Performance System - Test Result Analyzer (APS-TRA)
Abbildung 1.29: Gesamtansicht Test Result Analyzer
Der Test Result Analyzer (APS-TRA) stellt die Daten dar, die über den Mobile
Analyzer (APS-MA) ausgelesen werden. Diese Daten werden in verschiedenen
Views dargestellt. Auf diese wird nachfolgend näher eingegangen. Bis auf Log
View können alle anderen Funktionen nur mit speziellen Testtelefonen, wie es das
Sagem OT 190 ist, ausgelesen und dargestellt werden. Log View ist bei allen
kommerziellen Telefonen verfügbar.
Es gibt zwei Betriebsmodi. Zum einen der „Online Mode“, hier wird die gerade
vom APS-MA geschriebene Projektdatei geöffnet und es können in Echtzeit alle
ausgelesenen Daten eingesehen werden. Der zweite Modus ist der Offline Mode.
Hier wird eine Projektdatei geladen, die von einem früheren Test stammt.
Beim Starten dieser Software kommt eine Abfrage, ob das aktuelle Profil
verwendet werden soll (siehe Abbildung 1.30). Das aktuelle ist das zuletzt
30
verwendete Profil. In den Profilen werden die Anordnungen der einzelnen Fenster
und diverse Parametereinstellungen gespeichert. (Siehe Kapitel 1.4.2).
Abbildung 1.30: Abfrage Profil beim Start von APS-TRA
Nach Drücken von „Ja“ wird das Profil geladen, falls „Nein“ gedrückt wird, startet die Software ohne ein Profil. Es folgt eine zweite Meldung, die anzeigt, dass
„MapInfo“ nicht ordnungsgemäß installiert ist (siehe Abbildung 1.31). Da in der
konkreten Hardwarekonstellation kein GPS-Empfänger für Ortsaufzeichnungen
vorhanden ist, wird auch das MapInfo nicht benötigt.
Abbildung 1.31: Fehlermeldung MapInfo
1.4.1. Menüleiste
Abbildung 1.32: Menüleiste im APS-TRA
31
dient dem Öffnen von vorhandenen Tracefiles. Mit dem
Der erste Button
zweiten Button
kann die Datei gespeichert werden. Der dritte Button
ist
Buttons dienen
zum Drucken der einzelnen Fenster. Die beiden folgenden
dem Umschalten zwischen dem Full- und Shortdecoding Modus der Fenster
Signalling View, Log View und MAC/RLC View. Dies kann für jedes der Fenster
individuell eingestellt werden. Mit Hilfe der nächsten beiden Buttons kann in den
Hexadezimal-Modus
gewechselt sowie die Zeitstempel
blendet werden. Mit dem Filterbutton
ein- und ausge-
können im Signalling View sowie
MAC/RLC View einzelne Nachrichten herausgefiltert werden. Z.B. nur Downlink
Messages im MAC/RLC View. Der folgende Button
dient dem Auswählen
aus mehreren Mobiltelefonen. Da hier nur ein Telefon verwendet wird, ist dieser
Button nicht notwendig.
Mit dem Online Mode Button
kann während dem Echtzeittest die Anzeige
unterbrochen werden, um in den einzelnen Fenstern zu scrollen. Wenn die Daten
aus dem Mobile Analyzer geliefert werden, laufen diese in den Fenstern konstant
durch und es kann nicht zurück gescrollt werden. Wird der Online Mode deaktiviert, werden die Daten weiterhin aufgenommen. Sobald der Umschaltbutton erneut betätigt wird, springen die drei Fenster jeweils zur aktuellen Position. Dieser
Button ist nur im Online Mode verfügbar.
1.4.2. Profile
Es ist möglich die Anordnung der Fenster und die Parametereinstellungen in Profilen abzuspeichern. Dazu muss im Menü: „FILE“ Æ „SAVE PROFILE AS…“
gewählt werden und im sich öffnenden Dialogfenster ein Name für das Profil eingegeben werden. Beim Neustart der Software erscheint eine Abfrage, ob das aktuelle Profil genutzt werden soll.
Ein anderes Profil ist über Menü: „FILE“ Æ „LOAD PROFILE…“ auszuwählen. Eine Veränderung des Profils kann über Menü: „FILE“ Æ „SAVE PROFILE“ gespeichert werden.
32
1.4.3. Signalling View
Abbildung 1.33: GSM-Schicht-3-Nachrichten Signalling View - Short Decoding
Im Signalling View werden die dekodierten GSM- Schicht 3 Nachrichten angezeigt, die das Mobiltelefon über die Luftschnittstelle an den Base Station Controller sendet und von diesem empfängt.
Zu jedem Eintrag wird ein Zeitstempel zugeordnet, um später die Auswertung zu
erleichtern. Mit diesem Zeitstempel können in den anderen Fenstern jeweils die
gleichen Zeitpunkte definiert werden. Dadurch ist es möglich zu überprüfen, was
zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer anderen Übertragungsschicht passiert.
Dieser kann mit
ein- und ausgeblendet werden. Mit den Umschaltbuttons
kann zwischen Full und Short Decoding gewechselt werden. Alternativ kann
auch mit einem Doppelklick auf die jeweilige Nachricht der Decoding Mode gewechselt werden. Der Short Decoding Mode zeigt die Schicht-3-Nachrichten im
Überblick als Klartext an und der Full Decoding Mode gibt alle Parameter auf der
Bitebene an (siehe Abbildung 1.34).
Downlink-Nachrichten (vom Netz an das Telefon gesendet) sind grau hinterlegt
und Uplink Nachrichten haben einen weißen Hintergrund.
33
Abbildung 1.34: GSM Schicht 3 Nachrichten Signalling View - Full Decoding
1.4.4. Log View
Im Log View werden alle Ereignisse aufgelistet, die über die Eingabeebene erfolgen, sowie Statusinformationen des Telefons. Beispielsweise werden hier die gewählte Nummer für eine Verbindung, Anzahl der übertragenen Bytes, Bestätigungen oder auch Fehlermeldungen angezeigt. Auch hier kann zwischen Full und
Short Decoding umgeschaltet sowie die Zeitstempel ausgeblendet werden. Im Full
Decoding Mode werden detaillierte Parameter angezeigt.
34
Abbildung 1.35: Log View - Short Decoding
1.4.5. MAC/RLC View
Abbildung 1.36: GSM Schicht 1 Nachrichten - MAC/RLC View
Im MAC/RLC View werden alle GSM-Nachrichten der ersten Protokollschicht
dargestellt, die für die GPRS Übertragung notwendig sind.
Ebenfalls wie beim Signalling View kann hier zwischen Full und Short Decoding
umgeschaltet werden. Dieses Fenster ist im Offline Mode zweigeteilt. Während
auf der linken Seite alle Nachrichten im Überblick dargestellt werden, ist auf der
rechten Seite die volle Dekodierung einer Nachricht zu sehen. Dies ist aber nur
35
möglich, wenn im linken Fenster eine Nachricht mit dem Cursor aktiviert ist. Die
jeweils aktive Nachricht wird durch einen schwarzen Balken invertiert. Auch hier
sind die Downlink-Nachrichten grau und Uplink-Nachrichten weiß hinterlegt.
1.4.6. Cell Information
Dieses Fenster zeigt Informationen zu leitungsvermittelten Verbindungen an. Im
linken Teil des Fensters ist der aktuelle Kanal dargestellt. Je nach dem bestehenden Zustand kann dies der Broadcast Channel oder der zugeordnete Traffic Channel sein. Auf der rechten Seite werden Parameter aus der aktuellen Zelle angezeigt, wie z.B. der Location Area Code oder der BCCH. Der Radio Link Timeout Wert stammt aus den System Informationen des BSS.
Abbildung 1.37: Fenster Cell Information
36
1.4.7. GPRS Cell Information
Dieses Fenster ist in fünf Karteireiter (Abbildungen 1.38 – 1.42) aufgeteilt. In
diesen können alle GPRS-relevanten Informationen angezeigt werden. Als Beispiele können hier die Anzahl der Timeslots, das Coding Scheme, IP-Adresse,
Delay Class, Ciphering Key oder die P-TMSI genannt werden.
Hier kann auch wiederum mit den Zeitstempeln der zeitliche Bezug zu den anderen Informationen genommen werden.
Abbildung 1.38: GPRS Cell Information – MAC-Info
37
Abbildung 1.39: GPRS Cell Information – RLC-Info
Abbildung 1.40: GPRS Cell Information – SM-Info
38
Abbildung 1.41: GPRS Cell Information – LLC-Info
Abbildung 1.42: GPRS Cell Information – MM-Info
39
1.4.8. Bar Graph
Abbildung 1.43: Bar Graph
Das Bar Graph Fenster (Abbildung 1.43) stellt das physische Interface durch vertikale Balken dar. Im linken Teil des Fensters werden Timing Advance (TA), die
Übertragungsleistung (MS PWR), die Empfangsqualität (Quality) und das RX
Level abgebildet. Das RX Level und Quality sind in je einen Full und Sub Wert
unterteilt. Auf der rechten Seite des Fensters werden die Empfangspegel der aktuellen Zelle sowie der sechs benachbarten Zellen dargestellt. Unter den Balken
werden jeweils die BCCH IDs und die BSICs angezeigt.
Unten links wird der Zeitstempel angezeigt, mit dessen Hilfe die entsprechenden
der Schicht-1- oder Schicht-3-Nachrichten gefunden werden können.
1.4.9. Scans
Abbildung 1.44 zeigt das Fenster „Scans“ welches die Ergebnisse des Frequenzscannens auflistet. Von allen Frequenzkanälen werden die Empfangsleistungen
aufgelistet. Dieser Überblick zeigt die Kanäle in die sich das Telefon einbuchen
könnte. Die RX-Level (Empfangsfeldstärke) haben die Einheit dBm. Die Zeitstempel befinden sich in diesem Fenster oben links unter der Titelzeile.
40
Abbildung 1.44: Gescannte Frequenzkänale mit den entsprechenden Empfangsleistungen
1.5. Weitere Informationen zum Air Performance System
Für zusätzliche Informationen sind die Systemhandbücher zum APS zu nutzen.
Diese befinden sich im Verzeichnis C:\TCOM\MANUAL.
Das Handbuch zum Mobile Analyzer ist „APS-MA_User_Guide.pdf“ und dementsprechend zum Test Result Analyzer „APS-TRA_User_Guide.pdf“. Weiterführende Informationen zu den automatischen Testszenariodateien können in
„APS_ASCII_Interface_Description.pdf“ nachgelesen werden.
Die Handbücher sind ebenso wie die komplette APS-Software in englischer Sprache verfasst.
41
2. DFÜ-Einwahl mit dem integrierten Modem
Hierfür wird die analoge Schnittstelle (TAE-Dose 13) des ISDN-Praktikums im
Raum H 1529 genutzt. Da das ISDN-Praktikum über eine Nebenstellenanlage
verfügt, müssen folgende Einstellungen in den Telefon- und Modemoptionen unter Systemsteuerung getätigt werden.
2.1. Betrieb an einer Nebenstellenanlage
Abbildung 2.1: Telefon- und Modemoptionen in der Windows-Systemsteuerung
Das Modem Conexant Intl HSFi V92 MiniPCI Modem auswählen und Eigenschaften klicken. In dem sich öffnenden Dialogfenster die Einstellungen wie im
gezeigten Bild setzen.
Maximale Übertragungsrate auf 115200 und „Vor dem Wählen auf Freizeichen warten“ deaktivieren.
42
Abbildung 2.2: Eigenschaften des integrierten Modems
Anschließend über „Systemsteuerung“ zu „Netzwerk- und DFÜ-Verbindungen“
wechseln. Hier bei der DFÜ-Verbindung „RZ_TUI - Nebenstellenanlage“ die
Eigenschaften aufrufen. Diese Verbindung wurde eingerichtet und kann entsprechend genutzt werden.
Das Komma in der Einwahlnummer 0,036776828 signalisiert eine Wählpause
zwischen der ersten 0 zur Amtsleitung und der Rufnummer des Einwahlservers im
Rechenzentrum der TU. Mit „Konfigurieren“ gelangt man zur Modemkonfiguration. Hier sollten die Einstellungen vorgenommen werden, wie im Bild 2.4 angezeigt werden.
43
Abbildung 2.3: Eigenschaften der DFÜ-Einwahlverbindung zum RZ der TU-Ilmenau
44
Abbildung 2.4: Modemkonfiguration
Abbildung 2.5: Eigenschaften der DFÜ-Einwahlverbindung zum RZ der TU-Ilmenau
45
Wenn alle Einstellungen wie zuvor beschrieben getätigt wurden, kann eine Verbindung erfolgreich aufgebaut werden. Die Übertragungsrate schwankt je nach
Einwahl zwischen 41,3 kbit/s und 46,6 kbit/s.
2.2. Betrieb ohne Nebenstellenanlage
Für einen solchen Betriebsmodus sollte in „Netzwerk- und DFÜ-Verbindungen“
zur DFÜ-Verbindung „RZ_TUI – ohne Nebenstellenanlage“ gewechselt werden.
Im Gegensatz zur Nutzung an der Nebenstellenanlage braucht hier vor der Einwahlnummer keine erste 0 zur Amtsleitung gewählt werden. In den weiteren Einstellungen müssen keine Veränderungen getätigt werden.
46
3. GPRS-Verbindung via Infrarot über Siemens S55
Hierfür wird die O2 Datenkarte in das Siemens S55 eingelegt und dann eingeschaltet. Zum Einschalten der Infrarotfunktion „Menü“ (Rechte Taste) drücken,
mit dem Cursor zum Feld „Einstellungen“ (unten Rechts) gehen und bestätigen.
Jetzt mit dem Cursor zu „Datenverbindungen“ nach unten blättern und diese bestätigen. Jetzt sollte überprüft werden ob bei „GPRS“ der Haken gesetzt ist. Ist dies
nicht der Fall, muss dieser gesetzt werden. Als nächstes muss überprüft werden,
ob der Haken bei „IrDA“ gesetzt ist. Dieser muss ebenfalls gesetzt sein, damit
eine Verbindung erfolgreich aufgebaut werden kann. Nach dem Aktivieren der
Infrarotverbindung muss kurz gewartet werden, bis das Telefon seine „IrDA“
Schnittstelle aktiviert hat. Danach kann wieder ins Hauptmenü des Telefons gewechselt werden bzw. das Telefon macht dies nach einiger Zeit automatisch. Im
Display werden oben in der Mitte das „IrDA“- und das „GPRS“-Symbol angezeigt.
Um eine Infrarotverbindung mit dem Compaq Rechner aufzubauen sollte das Telefon hinter den Rechner gelegt werden, so dass sich beide Infrarot-Ports „sehen“,
da IrDA eine Line-of-Sight benötigt.
Nachdem der Rechner das Telefon erkannt hat, erscheint in der Taskleiste unten
rechts das Symbol für die Infrarotverbindung (Abbildung 3.1).
Abbildung 3.1: Anzeige der IrDA-Verbindung zum Siemens S55
Bei erfolgreicher Infrarotverbindung wird in der Taskleiste folgendes Symbol
angezeigt:
Abbildung 3.2: Anzeige der aktiven IrDA-Verbindung
Über Systemsteuerung sollte zu den Telefon- und Modemoptionen gewechselt
werden. Das Siemens S55 wird als Modem Siemens S45 erkannt wie in der Ab-
47
bildung 3.3 zu sehen ist. Dieses ist auszuwählen und die Eigenschaften müssen
aufgerufen werden.
Abbildung 3.3: Telefon- und Modemoptionen – Modem Siemens S45
Die maximale Übertragungsrate ist auf 115200 einzustellen. Bei dem Karteireiter
„Erweiterte Optionen“ (siehe Abbildung 3.4) ist folgender Modeminitialisierungsbefehl einzugeben:
at+cgdcont=1,“IP“,“internet“
Der
allgemeine
Initialisierungsbefehl
lautet
at+cgdcont=<cid>,<PDP-
type>,“<APN>“. Durch diesen Initialisierungsstring wird ein Packet-Data-Protokoll-(PDP) Kontext aktiviert:
•
<cid> steht für „PDP-Context-Identifier“ und wird durch einen numerischen Parameter im Bereich 1-32 angegeben, der den jeweiligen PDPKontext definiert.
48
•
<PDP-type> ist eine Zeichenkette, die den jeweiligen PDP-Typ charakterisiert. Die möglichen Alternativen sind IP für die Verwendung des „Internet Protocol“ sowie PPP für die Verwendung des „Ponit-to-Point Protocol“.
•
<APN> ist eine Zeichenkette die auf den jeweiligen Access-Point-Name
verweist. Dieser ist providerabhängig und meistens ein logischer Name.
Der APN ist der Gateway-GPRS-Support-Node (GGSN), je nach Art des
PDP-Kontext unterscheiden sich die APNs. So gibt es APNs für WAPDienste und APNs für Internet. Letztere werden hier benötigt. Für O2
Vertragskarten ist es der APN „internet“. Für PrePaidkarten muss folgender Initialisierungsbefehl verwendet werden:
at+cgdcont=1,“IP“,“pinternet.interkom.de“
Für die andern Netzbetreiber sind alle Parameter zum Aufbau einer DFÜ-Verbindung über GPRS inklusive der Modeminitialisierungsstrings in den Tabellen im
Kapitel 4 einzusehen.
49
Abbildung 3.4: Eigenschaften Siemens S45 – Initialisierungsbefehle für die O2
GPRS-Verbindung
Nach dem Bestätigen wird zu den Netzwerk- und DFÜ-Verbindungen innerhalb
der Systemsteuerung gewechselt. Unter den bestehenden Verbindungen ist folgende Auszuwählen: „O2 GPRS S55 INFRAROT“. Durch Auswählen der Eigenschaften der Verbindung sollte das Modem (Siemens S45) und die richtige Rufnummer (*99***1#) überprüft werden.
50
Abbildung 3.5: Eigenschaften der DFÜ Einwahlverbindung O2 GPRS über Siemens
S55 Allgemein
Über den Konfigurieren Button gelangt man zu dem Dialogfenster „Modemkonfiguration“. Hier sollten alle Einstellungen, wie in Abbildung 3.6 dargestellt, ausgewählt werden.
51
Abbildung 3.6: Modemkonfiguration Siemens S45
In den weiteren Karteireitern die Einstellungen überprüfen, wie es in den folgenden Bilden dargestellt ist.
S55 - Optionen
52
S55 -Netzwerk
In den Einstellungen für TCP/IP müssen keine Veränderungen getroffen werden.
Die IP-Adresse und der DNS-Server sind automatisch zu beziehen. Nach Bestätigung kann die Verbindung aufgebaut werden. Benutzername und Kennwort sind
bei O2 GPRS-Verbindung nicht notwendig. Die Kennwortzeile zeigt jedoch nach
Aktivierung der „Kennwort speichern“-Option Sternsymbole „*“ (siehe Abbildung 3.9).
53
Abbildung 3.9: Verbindungsaufbau DFÜ Einwahlverbindung O2 GPRS über Siemens S55
Nach dem erfolgreichen Aufbau der Verbindung werden in einem Fenster die
Verbindungsdaten angezeigt.
Abbildung 3.10: Anzeige der erfolgreich aufgebauten DFÜ Einwahlverbindung O2
GPRS
54
4. Parameter für WAP, MMS und Internet der Mobilfunknetzbetreiber
4.1. GPRS Internet Parameter
Anbieter
APN (Zugangspunkt)
IP Adresse
Benutzername
Passwort
T-Mobile
Vodafone
E-Plus
internet.t-d1.de
web.vodafone.de
internet.eplus.de
dynamisch
dynamisch
dynamisch
t-mobile
eplus
tm
gprs
Einwahlnummer
*99#
*99# oder
*99***1#
*99***1#
Verbindungssicherheit
aus
aus
aus
primäre DNS Adresse
193.254.160.001
139.007.030.125
212.023.097.002
139.007.030.126
212.023.097.003
AT+CGDCONT=
1,"IP","web.
vodafone.de"
+cgdcont=1,"IP",
"internet.eplus.de",
"0.0.0.0"
sekundäre DNS
Adresse
Modemintialisierungsstring
Anbieter
AT+cgdcont=1,"IP",
"internet.t-d1.de"
O2 - Vertrag
O2 - Loop
internet
pinternet.interkom.de
standardmäßig zugewiesene
Adresse verwenden
Adresse verwenden
Benutzername
nicht notwendig
nicht notwendig
Passwort
nicht notwendig
nicht notwendig
*99# oder *99***1#
*99# oder *99***1#
aus
aus
primäre DNS Adresse
Adresse verwenden,
ansonsten 62.134.11.4
Adresse verwenden,
ansonsten 62.134.11.4
sekundäre DNS
Adresse
Adresse verwenden,
ansonsten 195.182.110.132
Adresse verwenden,
ansonsten 195.182.110.132
AT+CGDCONT=1,"IP",
"internet"
AT+CGDCONT=1,"IP",
"pinternet.interkom.de"
APN (Zugangspunkt)
IP Adresse
Einwahlnummer
Modemintialisierungsstring
Tabelle 4.1: GPRS Parameter zur DFÜ Internetverbindung über einen PC/PDA
55
4.2. GPRS WAP Parameter
Anbieter
Profilname
APN (Zugangspunkt)
IP Adresse
(Proxy Adresse)
(Gateway Server)
T-Mobile
Vodafone
D1 WAP GPRS
Vodafone WAP GPRS
wap.t-d1.de
wap.vodafone.de
193.254.160.2
139.7.29.1
t-mobile
d2
tm
wap
http://wap.t-d1.de
http://wap.vodafone.de
9201
9201
aus
aus
kontinuierlich
permanent
Benutzername
Passwort
Startseite (Homepage)
IP Port für WAP 1.x
Mobiltelefon
Verbindungstyp
Anbieter
E-Plus
O2 - Vertrag
O2 - Loop
E-Plus WAP GPRS
o2 WAP GPRS
o2 LOOP GPRS
wap.eplus.de
wap.viaginterkom.
de
pwap.interkom.de
212.23.97.9
195.182.114.52
195.182.114.114
Benutzername
eplus
nicht notwendig
nicht notwendig
Passwort
wap
nicht notwendig
nicht notwendig
Profilname
APN (Zugangspunkt)
IP Adresse
(Proxy Adresse)
(Gateway Server)
Startseite
(Homepage)
Mobiltelefon
IP Port für WAP 2.0
Mobiltelefon
Verbindungssicherh
eit
Verbindungstyp
http://wap.eplus.de
9201
http://wap.o2active http://wap.o2active
.de
.de
9201
9201
8080
8080
aus
aus
Aus
permanent
permanent
Permanent
Tabelle 4.2: GPRS WAP Parameter zur Konfiguration eine Mobiltelefons
56
4.3. MMS Parameter
Anbieter
T-Mobile
Vodafone
T-Mobile MMS
Vodafone MMS
mms.t-d1.de
event.vodafone.de
193.254.160.3
139.7.29.17
t-mobil
d2
Passwort
mms
wap
Mobiltelefon
9201
9201
aus
aus
permanent
permanent
MMS Relay-Server
http://mms.tmobile.de/servlets/mms
http://139.7.24.1/servlets/mms
Anbieter
E-Plus
O2 - Vertrag
O2 - Loop
E-Plus MMS
o2 MMS
o2 LOOP MMS
APN (Zugangspunkt)
mms.eplus.de
wap.viaginterkom.de
pwap.interkom.de
IP Adresse
(Proxy Adresse)
(Gateway Server)
212.23.97.153
195.182.114.52
195.182.114.114
Benutzername
mms
nicht notwendig
nicht notwendig
Passwort
wap
nicht notwendig
nicht notwendig
Mobiltelefon
9201
9201
9201
8080
8080
aus
aus
aus
permanent
permanent
permanent
Profilname
APN (Zugangspunkt)
IP Adresse
(Proxy Adresse)
(Gateway Server)
Benutzername
Verbindungstyp
Profilname
IP Port für WAP 2.0
Mobiltelefon
Verbindungstyp
MMS Relay-Server
http://mms/eplus http://10.81.0.7:8002 http://10.81.0.7:8002
Tabelle 4.3: MMS Parameter zur Konfiguration eine Mobiltelefons
57

Medienprojekt

Transcription

Similar documents

Chaos Computer Club

- make Blackforest

Auf gehts... Ein REAPER Benutzerhandbuch 4.40

Interbook GmbH

Studienarbeit

Voice over IP

Soft Footbed - VDK Trading

Katalog PC-Telekom 2016

Die perfekte Lösung für Ihr drahtloses Netzwerk.

Fahrzeugmanagement

Lehrerinfo - Lehrer.at

Rechtliche und Ökonomische Machbarkeit einer Kulturflatrate

Anforderungen an Ger te und Anlagen bei Vermarktung in den USA

BBC-Radio-DJ und Fun Lovin` Criminal Huey Morgan

Entwicklung 2G – 3G UMTS und IMT-2000 IMT

Rebekka Hartmann — Birth of the Violin

Intelligente Heimvernetzung

Zellulare Netze - Institute of Computer Science

UMTS

PE830 Instruction manual

Wie ist ein CD-Master richtig vorzubereiten

Technische Universität Ilmenau Fakultät für Elektrotechnik und