多媒体应用无线网路技术.ppt
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1、1,Chapter 8 多媒體應用無線網路技術,Wireless Network Techniques for Multimedia Applications,2,課程目標,不論是有線網路或是無線網路,不論是否擁有最先進的技術,唯有提供豐富而多樣的應用服務,才能吸引使用者創造龐大的商機。就如同電子郵件是網際網路的殺手級應用,無線通訊的領域中除了語音通話服務外,如何創造出其他殺手級的應用以增加無線數據資料傳輸的使用率,是各家廠商面對的最大難題。現今各廠商莫不把注意力集中於多媒體應用上,因此本章節將介紹目前廠商針對於無線多媒體應用所成立之聯盟與推出的相關標準。,3,章節目錄,簡介無線應用協定 多媒
2、體訊息服務 Java 2微小版本J2ME 開放式服務閘道協議 OSA/Parlay and Parlay X 介紹OMA組織介紹 結語作業,4,Section 8.1簡介 Introduction,5,無線網路的特性,網際網路蓬勃發展,各式各樣的網路應用不斷興起。如何在無線網路上也能提供相同的服務無線網路的特性:無線電頻寬有限 資料傳送速度慢設備輕薄短小 螢幕小、鍵盤輸入不易計算能力不及個人電腦使用電池,6,通訊協定,專為無線環境設計各種通訊協定、程式語言。無線應用協定(Wireless Application Protocol,WAP)多媒體訊息服務(Multimedia Messaging
3、 Services,MMS)Java 2微小版本J2ME(Java 2 Platform,Micro Edition),7,國際組織,發展通訊協定的國際組織對於無線產業的未來有不可輕忽的重要性。開放式服務閘道協議(Open Service Gateway initiatives,OSGi)OSA/Parlay架構開放行動聯盟(Open Mobile Alliance,OMA)。,8,OSGi,OSGi定義的工作平台,讓使用者依據自己的需求,透過網路將遠端供應商提供的服務程式或加值服務下載至終端設備裝置,並可自動安裝執行。,9,OSA/Parlay,OSA/Parlay是一穩定而可彈性運用的系統
4、開發平台,上層之應用程式開發者只要利用OSA/Parlay提供的應用程式介面(Application Programming Interface,API),就可開發新的行動通訊服務,而不必接觸底層電信核心網路的協定。,10,OMA,OMA在推動無線通訊上所扮演的角色,則是在追求應用服務的互通性。像是多媒體訊息服務或是行動對講機(Push-to-talk over Cellular,PoC)這些常用的服務,都是OMA公佈的行動服務標準,成為各業者遵循的方針。,11,Section 8.2無線應用協定 Wireless Application Protocol,WAP,12,WAP Forum,在
5、1997年,Nokia、Ericsson、Motorola和P組成了無線應用協定論壇(Wireless Application Protocol Forum,WAP Forum)。負責制訂在無線網路上的通訊標準審核由工業界組織和標準團體所提出的無線網路應用通訊協定草案。目前 WAP 已併入 OMA 中。無線應用協定(Wireless Application Protocol,WAP)就是由WAP Forum所制訂的一組通訊協定。,13,WAP 的特性,採用 OSI 階層式的架構。模組化。各種承載網路(bearer network)都可做為WAP的底層,載送上層的資訊。基本上只定義了服務的架構,
6、並不會涉入實作的細節。所以像 3GPP 要為 MMS 另定詳盡的規格書。,14,WAP 的運作方式,無線應用協定閘道器(WAP GateWay,WGW)介在有線與無線網路的中間,負責協調雙方的溝通。一端為TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)。另一端為WAP的通訊協定。,WAP Gateway,Internet:TCP/IP,Wireless:WAP,15,WAP 2.0,2001年8月發表新的 WAP 2.0 的規格。與舊有版本 WAP 1.x 相容。整合許多在網際網路上既有的通訊協定(如TCP、HTTP),期望讓無線網
7、路上的WAP協定與網際網路協定整合,使得有線網路與無線網路間的溝通更為順暢。,16,無線應用協定架構,17,WAP 協定堆疊,WAP的堆疊架構圖如同圖8-1。承載服務(bearer service)傳輸服務(transport service)轉送服務(transfer service)議程服務(session services)應用平台(application framework)橫跨上述所有的層次的層次:安全服務(security services)服務探索(service discovery),18,圖 81 WAP 的協定堆疊,19,承載服務,WAP 網路可以架在支援IP的承載服務層:
8、如GPRS 不支援IP的承載服務層:如 GSM、SMSWAP設計的本意就是希望能夠在眾多不同的承載網路上提供相同的介面。即使底層的承載網路因科技的進步而改變,也不會影響到上層傳輸服務的運作。,20,傳輸服務(1/2),傳輸服務層將來自上層非結構化的資料(unstructured data)對應到下層的承載網路。傳輸服務分成兩大類:資料段(datagrams)服務和連線(connections)服務。資料段服務(非連結導向)不事先建立連線,每一筆資料間都是完整獨立地被傳送。如在支援IP的承載服務層之上使用的使用者資料段協定(User Datagram Protocol,UDP)如:在無支援IP的
9、承載服務層之上使用的無線數據協定(Wireless Datagram Protocol,WDP)。,21,傳輸服務(2/2),連線服務(連結導向)在支援IP的承載服務層之上,先建立連線才傳送資料。如無線輪廓傳輸控制協定(Wireless Profiled-TCP,WP-TCP)。WP-TCP針對無線通訊的環境將TCP進行最佳化以減少不必要的額外負荷,但仍保留基本TCP的功能,故可以與標準的TCP互動。,22,轉送服務,負責讓來自上層結構化的資料(structured data)在兩個網路實體間轉送。轉送傳輸服務層可能提供的服務項目包括:Hypermedia transfer:提供超媒體資料的轉
10、送。當下層是UDP或WDP時,這一層可採用WSP與WTP。當下層是WP-TCP,這一層可採用WP-HTTP。Streaming:提供轉送視訊(video)與音訊(audio)這樣同步撥放的資料。Message transfer:提供像email與即時訊息(instant message)這樣非同步的多媒體資料。為此WAP訂定了 MMS Encapsulation 以傳送多媒體資料。,23,無線議程協定(Wireless Session Protocol,WSP),針對無線網路低頻寬、高傳輸延遲的特性,提出的處理溝通雙方通訊的機制。WSP支援“採用主從架構(client-server archi
11、tecture)之上層應用程式”間的資料交換。WSP中訂定了存取網頁的協定標準,提供類似HTTP的功能。,24,無線交易協定(Wireless Transaction Protocol,WTP),處理來自使用者代理程式(User Agent,UA)與應用伺服器之間的請求和回應(request/response)。功能類似TCP,提供上層WSP可靠的傳輸服務。但相較於TCP,WDP的設計可減少無線手持裝置所需的運算時間與對記憶體的需求。在WAP 1.x的版本中,就是結合了WSP、WTP及WDP,在無支援IP的承載網路上傳送網頁超媒體資料。,25,無線輪廓超文件傳輸協定,Wireless Prof
12、iled-HyperText Transfer Protocol,WP-HTTP 定義 WAP 的設備必須支援那一些 HTTP 1.1 中提出的方法(method)。如果是 HTTP 用戶端必須支援GET/POST如果是 HTTP 伺服器則必須支援GET/HEAD/POST/OPTIONS 等方法。利用 WP-HTTP 可以達成上層 pull 與 push 的功能。WP-HTTP支援超媒體訊息內文的壓縮。,26,Push&Pull,Pull:傳統上用戶端向伺服器提出存取網頁的方式。推播(push):伺服器主動送出網頁給用戶端。PAP(Push Access Protocol)協定主動地將要傳送
13、的內容(push content)和傳遞方式的指令送到push代理閘道器。在無線的部份則使用在議程服務層的Push-OTA提供的服務,讓訊息從push代理閘道器送給WAP用戶端。,27,議程服務(1/2),議程服務就像OSI的議程層(session layer),讓不同網路實體建立、維持溝通的狀態,以便提出要求或傳送資料。議程服務可能提供的服務項目包括:Capacity negotiation:允許用戶端與網路端交換在傳輸上、管理上、描述上的規格與偏好。Push-OTA(Over The Air):將要推播(push)訊息從網路端的push代理閘道器(push proxy gateway)發送
14、到WAP用戶端,提供網路主動啟動的傳輸服務。實現於WSP或是WP-HTTP之上的協定。,28,議程服務(2/2),議程服務可能提供的服務項目包括:Sync:用於同步複製資料。Cookie:應用於超媒體傳送,讓應用程式在代理伺服器(proxy server)或用戶端上建立使用者的資料,做為下次連結的參考資訊。請參考HTTPState規格書。,29,應用平台(1/2),提供一個讓服務提供者與內容提供者可以快速地開發服務的應用環境。能提供的服務項目包括:WAE/WTA user-agent:規範支援WAE或WTA的手持行動設備應有的功能。無線應用環境(Wireless Application Env
15、ironment,WAE)在考量手持行動設備上僅能使用微型瀏覽器的情況下,提出適用的markup語言。無線電話應用(Wireless Telephony Application,WTA)則是在無線應用環境中,提供像是撥打電話、電話轉接等電話控制功能以提供電話服務。,30,應用平台(2/2),能提供的服務項目包括:Push:推播的技術能讓應用程式伺服器,主動將資料傳送到無線用戶設備上。Multimedia messaging:指MMS。Content formats:這部份列舉在WAP上適用的資料格式,例如彩色圖片、影音等資料格式。,31,安全服務(1/2),包括認證(authenticatio
16、n)、保障資料不會被篡改以確保資料傳輸的整體性(data integrity),保護使用者的隱私(privacy)與不可否認(non-repudiation)等安全考量。在不同的層次可使用不同的方式來提供安全性:Secure bearer:在承載網路上運作的安全機制。如 IP 網路上採用IPSec或使用IPv6本身提出的安全服務。Secure transport:在傳輸層上運作的安全機制。如 WP-TCP之上使用的 TLS(Transport Layer Security)。在WDP之上採用的無線傳輸層安全性(Wireless Transport Layer Security,WTLS)。,3
17、2,安全服務(2/2),在不同的層次可使用不同的方式來提供安全性:PKI(Public Key Infrastructure):提供公開密秘鑰匙(public-key)進行加密,以及對憑證(certificate)的管理。WIN(Wireless Identity Module):提供使用者資料的識別與認證。Authentication:用於認證用戶端與伺服器。如在議程服務層之可採用HTTP Client Authentication。在傳輸服務層之上可採用 WTLS(在WDP之上)與TLS(在TCP之上)。Cryptographic Libraries:在應用平台上,提供資料簽章的機制,避免
18、資料被修改或複製。,33,服務探索(Service Discovery),提供用戶得知系統提供那些服務的機制:外部功能性介面(External Functionality Interface,EFI):透過EFI可以在手持設備上加入一些嵌入式的功能模組,藉此使用WAE外的功能。組態設定(Provisioning):WAP系統提供的一個機制,讓無線手持設備取得必要的組態設定導航探索(Navigation discovery):這樣的機制讓手持設備發現網路提供的新功能。服務查表(Service lookup):提供像網域名稱系統(Domain Name System,DNS)這樣查詢的功能。,34
19、,存取全球資訊網,35,WAP 1.x 存取網站的方式,圖8-2是WAP1.0的全球資訊網存取範例。WAP閘道器位於WAP用戶端與Web伺服器間進行協定的轉換,將非連結導向(datagram)的無線承載網路上的傳輸協定(使用WSP、WTP、WTLS、WDP)轉成有線IP網路上連結導向的傳輸協定(使用HTTP、SSL與TCP)。SSL(Secure Sockets Layer):透過資料加密與對伺服器認證的安全機制提供安全性。SSL是TLS的前身。,36,WAP 1.x 與WAP 2.0 版本網站存取方式之差異,為了適應無線傳輸的環境,WAP 2.0引用TCP並加入設定的建議而改成WP-TCP,
20、另外引用HTTP以改成WP-HTTP。WP-HTTP取代了WSP和WTP。WP-TCP取代WDP。可以容易地與 HTTP 1.1/TCP 進行協定的轉換,而且利用資料壓縮或建議參數設定等方式,有效地使用無線IP網路。,37,圖 82 WAP 1.x 使用 WAP 閘道器存取網頁資料的範例,38,圖 83 WAP 2.0 使用 WAP 代理伺服器的範例,WP-HTTP(以HTTP*表示)與WP-TCP(以TCP*表示)。,39,WML與XHTML,無線標記語言(Wireless Markup Language,WML)是WAP 1.0 為了在無線環境中存取網頁而設計的標記語言,定義於WAE層。W
21、AP2.0 使用XHTML與CSS做為新的傳輸語言。串接式樣表(Cascading Style Sheets,CCS)用於描述文件顯示於瀏覽器上的方式,讓呈現(presentation)的方式與真正的資料分開。可延伸超文字標記語言(Extensible HyperText Markup Language,XHTML)是符合可延伸標記語言(eXtensible Markup Language,XML)規範的HTML版本。,40,WAP的優點,WAP為無線傳輸通訊市場提供了一個可以發展先進通訊應用技術,以及擷取網際網路的共通環境。WAP技術的發展,將可以縮小行動通訊和網際網路間的差距,使得更多的服
22、務在無線網路得以實現。,41,Section 8.3多媒體訊息服務 Multimedia Messaging Services,MMS,42,MMS 的特性,MMS提供無線通訊系統中多媒體訊息傳遞的解決方案。是WAP協定上層的應用,因此並不會因為底層傳輸方式變更或是使用不同的工作平台而無法動作。MMS採取公開標準。可傳送文字、圖形、鈴聲、影像、語音,使得訊息內容擁有動感以及聲光效果。MMS也定義了手機與E-mail的介面,使MMS也能提供E-mail的服務。,43,Section 8.3.1多媒體訊息服務基本架構,44,MMS 基本元件(1/2),MMS 架構中包含下列的元件:MMS用戶端(M
23、MS client)或稱為MMS用戶代理人(MMS User Agent,MMS UA)應用程式(Application)MMS伺服器(MMS server)提供多媒體訊息儲存的服務。MMS代理伺服器-中繼器(MMS proxy-relay)負責轉送多媒體訊息,也是與其他MMS系統互動的閘道器。MMS proxy-relay。可以整合在MMS伺服器之中。,45,MMS 基本元件(2/2),MMS 架構中包含下列的元件:電子郵件伺服器(E-mail server)提供MMS透過傳統網路上的E-mail傳送的服務。舊有無線訊息系統(legacy wireless messaging system)
24、提供支援現行各類型的無線訊息系統,包含了傳呼與SMS系統。當要想傳送多媒體訊息給無MMS功能的手機時,就會透過舊有無線訊息系統代送簡訊,告知其多媒體訊息的網址,就可透過網際網路來觀看。,46,圖 84 MMS 的基本架構,47,Section 8.3.2多媒體訊息服務的傳送流程,48,圖 85 MMS 用戶端和 MMS Proxy Relay 之間的介面,WAP閘道器與MMS proxy-relay間,採用HTTP協定來傳送MMS的訊息。WAP閘道器與MMS用戶端間,則可利用WAP 1.x訂定的無線議程協定(WSP)或是WAP 2.0的WP-HTTP來傳輸MMS訊息。,49,圖 86 MMS
25、操作流程圖,50,MMS 操作流程(1/3),步驟1.Originating MMS client使用WAP機制,將相關資訊與多媒體訊息一併封裝於M-Send.req的內容中,利用下層WSP傳送到發送端系統之Originating MMS proxy-relay。這個讓用戶端把資料傳給系統端的動作稱為WAP POST。步驟2.Originating MMS proxy-relay回應訊息M-send.conf表示已收到。步驟3.Originating MMS proxy-relay 將多媒體訊息轉送到目的地端系統之Target MMS proxy-relay。,51,MMS 操作流程(2/3)
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