Ausarbeitung 1 - Software and Systems Engineering

TUM – Überfachliches Hauptseminar am Lehrstuhl Broy in Zusammenarbeit mit der
Firma Detecon, SS 2004
Thema:
Konvergenz der Endgeräte: Telefonieren, Mailen,
Calendering und ... mit einem einzigen Gerät?
Autor: Michael Riedel
Teil 1: Konvergenz Heute und Morgen........................................................................ 2
1.
2.
3.
Geräteklassen................................................................................................... 2
1.1.
Mobiltelefone.............................................................................................. 2
1.2.
Handhelds .................................................................................................. 4
1.3.
Mobile PCs................................................................................................. 5
1.4.
Spezialgeräte ............................................................................................. 6
Funktionalität .................................................................................................... 6
2.1.
Telefonie .................................................................................................... 6
2.2.
Messaging.................................................................................................. 8
2.3.
Büroanwendungen und Groupware ......................................................... 10
2.4.
Web-Anwendungen.................................................................................. 11
2.5.
Multimedia und Unterhaltung ................................................................... 12
2.6.
Identifikation und Kontrolle ....................................................................... 13
Konvergenzszenarien ..................................................................................... 14
3.1.
Szenario 1: Allround Smartphone oder Handheld .................................... 15
3.2.
Szenario 2: Vernetzte Geräte................................................................... 16
4.
Anhang A: Glossar.......................................................................................... 17
5.
Anhang B: Literaturverzeichnis ....................................................................... 19
5.1.
Web.......................................................................................................... 19
5.2.
Zeitschriften.............................................................................................. 19
5.3.
Studien und Whitepapers ......................................................................... 19
Teil 1: Konvergenz Heute und Morgen
Schon heute ist Mobilkommunikation weit mehr als die Möglichkeit jederzeit und
überall telefonieren zu können. Mobile Endgeräte, im Volksmund „Handys“, sind nicht
nur die Nachfolger von Festnetztelefonen oder Autotelefonen. Insbesondere in den
letzten zehn Jahren, seitdem also die zweite digitale Mobilfunkgeneration
massentauglich geworden ist, bringen sie mehr und mehr zusätzliche Funktionalität mit.
Beispielsweise ergänzen mobile Endgeräte den klassischen Briefverkehr, durch die
Möglichkeit Textnachrichten zu versenden. Auch viele Aufgaben aus dem Bereich
Personal Information Management (PIM), die früher auf Papier oder mit speziellen
Taschencomputern erledigt wurden, übernehmen sie schon erfolgreich. Dies umfasst
beispielsweise Telefon- und Adressbücher, Kalender oder Notizzettel.
Im folgenden geht es zunächst darum, wie genau diese Konvergenz (lat.:
Zusammenstreben) verschiedenster Funktionalität im Endgerät heute aussieht. Darüber
hinaus wird ein Ausblick vermittelt, welche Funktionen in Zukunft einfließen können.
Schließlich werden die Auswirkungen der Konvergenz auf die Endgeräte für
Mobilkommunikation der dritten und vierten Generation erklärt.
1.
Geräteklassen
Um Konvergenz verstehen zu können, müssen zunächst die verschiedenen derzeit
gebräuchlichen Mobilfunk-Endgeräte betrachtet werden. Diese sind extrem vielfältig,
und lassen sich auf verschiedenste Art kategorisieren. Im folgenden soll der Formfaktor
das Hauptkriterium sein.
Unterteilt man nach diesem, findet man die im folgenden beschriebenen
Geräteklassen. Dabei stellt sich heraus, dass der Formfaktor ein gutes Kriterium ist, da
er oft in direktem Zusammenhang mit dem funktionalen Schwerpunkt des Geräts steht.
1.1. Mobiltelefone
Die am weitesten verbreitete Klasse mobiler Endgeräte sind „Handys“, also
Mobiltelefone. Sie sind relativ klein, und darauf ausgelegt, von ihren Benutzern ständig
mitgeführt zu werden. Die meisten von ihnen passen daher bequem in die Hosentasche.
Der Schwerpunkt der Mobiltelefone liegt, wie der Name andeutet, bei der Telefonie.
Daher sind sie alle mit der dazu nötigen Hardware ausgestattet. Das sind zum einen
Lautsprecher und Mikrofon, zum anderen die Funkkomponenten, die zur Anbindung an
Mobilfunknetze dienen.
Wie Festnetztelefone haben Mobiltelefone eine Tastatur zum wählen von
Rufnummern. Diese enthält meist nur numerische Tasten und einige zusätzliche Knöpfe
zur Steuerung des Geräts. Alphabetische Tastaturen sind nicht üblich, weshalb die
Eingabe von Text über die numerischen Tasten erfolgen muss. Dies ist hochgradig
unergonomisch, wird aber von vielen Benutzern praktiziert.
Alle heutzutage gängigen Mobiltelefone haben Displays, die Informationen zu
Telefonaten anzeigen, aber auch für zusätzliche Funktionen genutzt werden. Diese
Displays waren bisher meist schwarz-weiß-LCD-Panels, aber farb-LCD-Panels sind
mittlerweile gebräuchlicher. In Zukunft werden auch Polymer-Displays, sogenannte
OLEDs zum Einsatz kommen.
Trotz dieser grundlegenden Gemeinsamkeiten zwischen allen Mobiltelefonen, sind
verschiedene Bauweisen üblich. Zum einen gibt es Blocktelefone, wie beispielsweise
das alte Nokia 6150, das Nokia 6600, das Siemens SX1 oder das Sony Ericsson T630.
Daneben sind auch Klappmodelle wie das Motorola MPx200 oder der Nokia
Communicator 9500 üblich. Die Communicator-Modelle von Nokia sind jedoch, im
Gegensatz zu den meisten anderen Klapptelefonen, der Länge nach klappbar.
Schließlich gibt es noch eine ganze Reihe weniger gebräuchlicher Bauweisen. Oft
sind diese von ausgefallenen ästhetischen Zielsetzungen geleitet, wie zum Beispiel bei
den Geräten der Marke Xelibri. Dies kann zu ungewöhnlichen Anordnungen von Display
und Tastatur führen, oder zu Schiebe- und Rotationsmechanismen anstelle des
Klappgelenks. Einige Modelle, wie das Xelibri 8, verzichten nahezu vollständig auf
Tasten, und lassen sich durch Sprachkommandos bedienen.
Interessanter als die Bauweise ist die Funktionalität die ein Mobiltelefon mitbringt.
Obwohl alle Geräte dieser Klasse sprachorientiert sind, bieten einige mittlerweile
Unterstützung für eine beachtliche Menge an Datendiensten. Herkömmliche
Mobiltelefone sind hierbei meist auf einfaches Messaging in Form von SMS beschränkt.
Sogenannte Feature-Phones bringen darüber hinaus PIM-Anwendungen, WebBrowser, e-Mail-Funktionen und Ähnliches mit. Auch die Synchronisierung des
Datenbestands mit anderen Geräten, zum Beispiel PCs gehört dazu. Ist ein Gerät
beliebig mit eigener Software erweiterbar spricht man manchmal von einem ApplicationPhone. Die Synchronisierung mit anderen Geräten ist hier oft eher spartanisch.
Geräte die viel Funktionalität mitbringen, beliebig erweiterbar sind, zuverlässig und
flexibel synchronisieren und viele Kommunikationsprotokolle beherrschen werden unter
dem Begriff Smartphone zusammengefasst. Beispiele hierfür sind das Motorola
MPx200, das Nokia 6600, das Sony Ericsson P900 oder das Siemens SX1.
Meist haben Smartphones ein relativ großes farbiges Display. Dies ist kein
Unterscheidungskriterium, sondern ergibt sich aber aus der Anforderung dem Nutzer
komfortablen Zugang zu den Anwendungen und Daten zu bieten. Es erlaubt den
Smartphones auch mit Multimedia Inhalten umzugehen, so dass sie oft Musik- und
Video-Wiedergabe unterstützen. Mit der zunehmenden Verbreitung von eingebauten
Kameras, die bei allen Mobiltelefonen zu beobachten ist, ist das allerdings auch kein
Kriterium für Smartphones. (Zur genaueren Unterteilung der Geräteklasse siehe
[CAN2003] S.87)
1.2. Handhelds
Neben Mobiltelefonen werden auch Personal Digital Assistents (PDAs) zunehmend
als Endgeräte für den Mobilfunk verwendet. Diese Geräte, oft auch Handheld Computer
oder Palmtop Computer genannt, sind hauptsächlich für die Verwaltung der
persönlichen Daten ihres Benutzers gedacht. Im Gegensatz zu Mobiltelefonen bringen
sie von Haus aus viele Anwendungen aus dem PIM-Bereich mit, sind durch Software
erweiterbar und synchronisieren ihre Daten mit PCs.
PDAs sind um einiges größer als Mobiltelefone, und wirken oft flächiger. Fast die
gesammte Vorderseite wird in der Regel von einem Display eingenommen, das meist
druckempfindlich ist, und auch zur Eingabe dient. Eine Tastatur ist selten vorhanden,
kann jedoch meist als gesondertes Gerät angeschlossen werden.
Im Gegensatz zu Mobiltelefonen wurden PDAs ursprünglich nicht in Mobilfunknetze
eingebunden. Solche unvernetzten Geräte tauchten erstmals mit dem Apple Newton
auf, sind noch heute weit verbreitet, beispielsweise mit dem PalmOne Zire21.
Doch schon seit einiger Zeit gibt es Modelle die drahtlose lokale Netze (WLAN) oder
Nahbereichsnetze (Bluetooth) unterstützen. Diese werden in der Regel als ConnectedHandhelds bezeichnet. Allerdings bleibt der Begriff Connected-Handheld manchmal
Geräten vorbehalten, die auch Mobilfunknetze nutzen. Beispiele hierfür sind PalmOne
Tungsten W, O2 Xda II oder Yakumo Omikron. Diese Geräte bieten meist auch
Telefonie, sind aber trotzdem eher Daten- als Sprachorientiert.
Connected Handhelds werden manchmal auch als Smartphone-Handhelds
bezeichnet, da sie in ihrer Funktionalität den oben beschriebenen Smartphones
gleichen. Der Begriff Smartphone soll im folgenden allerdings den kleineren
mobiltelefonartigen Geräten vorbehalten sein. (Für eine allgemeinere Definition siehe
[WIKI], Stichwort Smartphone.)
1.3. Mobile PCs
Stationäre PCs sind schon seit geraumer Zeit größtenteils in Netzwerke
eingebunden. Notebooks sind ihnen heute, was Ausstattung und Leistung angeht,
ebenbürtiger als je zuvor. Sie haben durch drahtlose lokale Netze die Möglichkeit
gleichzeitig mobil und vernetzt zu sein.
Mobilfunk wird bei Notebooks meist nur genutzt, wenn lokale Netze temporär nicht
zur Verfügung stehen, z.B. auf Reisen. Oft wird das Mobilfunknetz nicht direkt genutzt,
sondern von einem anderen Gerät zur Verfügung gestellt. Viele Mobiltelefone,
insbesondere Smartphones, stellen dazu ihre Verbindung ins Mobilfunknetz über Kabel,
Infrarot oder Bluetooth zur Verfügung.
Es werden aber zunehmend auch Erweiterungskarten für Notebooks angeboten, die
es zum eigenständigen mobilen Endgerät machen. Noch ist die mobile Nutzung von
Notebooks stark eingeschränkt, aber neue Konzepte, machen die Geräte attraktiver für
Mobilfunknutzung. Kleine und leichte Subnotebooks und vor allem Tablet-PC lassen
sich sehr gut Unterwegs nutzen. Robuste Modelle, oft als „ruggedized“ bezeichnet,
lassen sich auch im harten Arbeitsalltag und in der Industrie einsetzen. Beides verleitet
zur Nutzung von Mobilfunknetzen.
1.4. Spezialgeräte
Neben den beschriebenen universell einsetzbaren Endgeräten, gibt es viele
Branchenspezifische Geräte die Mobilkommunikation nutzen oder nutzen werden. Eine
umfassende Aufzählung würde den gegebenen Rahmen sprengen. Es sei aber erwähnt,
dass solche Geräte in Branchen wie Baugewerbe, Verkehr, Logistik, Lagerhaltung,
Gesundheits-, Rettungs- und Sicherheitswesen und Millitär eine Rolle spielen. (Siehe
[ARC2003] S.1-4, [DM2002] und [FEDEX])
Auch solche Geräte werden von der Konvergenz der Endgeräte betroffen sein. Denn
sobald diese weit genug fortgeschritten ist, können viele Spezialaufgaben von
universellen Geräten übernommen werden.
2.
Funktionalität
Wie Anfangs erwähnt, beherrschen mobile Endgeräte eine große Menge
verschiedener Funktionen. Andere sind noch kaum in Endgeräten anzutreffen, wären
aber dennoch sinnvoll. Um zukünftige Konvergenz zu verstehen, sollte man die
wichtigsten Funktionen kennen.
Dabei ist es zunächst unerheblich, wie sich die Funktionen in mobile Endgeräte
integrieren lassen. Einige benötigen Anpassungen an der Hardware, andere benötigen
neue Netzfunktionen, während manche sich durch simple Software realisieren lassen.
Es geht vielmehr darum, welche Funktionen für die Nutzer der Endgeräte relevant sind.
2.1. Telefonie
Die Telefonie ist heute die Kernfunktionalität der meisten Endgeräte, was vor allem
daran liegt, dass die Geräteklasse der Mobiltelefone zur Zeit bei weitem die verbreitetste
ist. Viele Geräte werten Sprachtelefonie durch Komfortfunktionen auf, beispielsweise
mit Freisprecheinrichtung, Aufnahmefunktion oder Sprachsteuerung. Zur Zeit bahnen
sich außerdem ein paar völlig neue Varianten von Telefonie und Sprachdiensten an.
Ein innovatives Beispiel hierfür ist die „Push to Talk“-Funktion (PTT). Es handelt sich
dabei um einen reinen Sprachdienst, der es Nutzergruppen erlaubt nach dem WalkieTalkie-Prinzip miteinander zu kommunizieren.
Allerdings ähnelt nur der Ablauf der PTT Kommunikation der Benutzung von WalkieTalkies. Die Sprachübertragung läuft über Mobilfunknetze ab, und ist im Standard „PTT
over Cellular“ (POC) festgelegt. Dieser baut auf „Voice over IP“ (VoIP) auf, und soll auch
zwischen verschiedenen Netzen funktionieren.
Die Kommunikation läuft wie folgt ab: Zunächst tritt man einer
Kommunikationsgruppe bei, was etwa der Kanalwahl beim Funk-Walkie-Talkie oder den
Buddy-Listen beim textbasierten Instant-Messaging entspricht. Um den Mitgliedern der
Gruppe etwas mitzuteilen, hält man nun einfach die PTT-Taste gedrückt, und spricht.
Man wird von allen Teilnehmern der Gruppe in Echtzeit gehört, ohne dass diese
abheben müssen. Daher sind Freisprecheinrichtungen oder Headsets zu empfehlen.
Die Anzahl der Teilnehmer einer Kommunikationsgruppe ist prinzipiell unbegrenzt. Es
kann allerdings immer nur einer gleichzeitig Sprachrecht haben. Durch die Verwendung
des verbindungslosen VoIP verursacht die alleinige Existenz der Gruppe keinen
Datenverkehr und sie kann beliebig lang bestehen. Datenverkehr und die damit
verbundenen Kosten fallen nur durch Senden und Empfangen an. (Siehe [SIE2004].)
Ein weiteres neuer Dienst ist die Video-Telefonie, die über einen reinen Sprachdienst
hinaus geht. Um Video-Telefonie zu unterstützen, müssen Endgeräte Display und eine
Kamera ausreichender Qualität haben, und breitbandige Übertragungsverfahren
beherrschen (z.B. GPRS, EDGE, W-CDMA).
Kameras und Displays sind oftmals schon vorhanden, allerdings meist in
entgegengesetzter Richtung auf dem Endgerät angebracht. Für Video-Telefonie muss
die Kamera aus der selben Richtung aufnehmen, in der das Display zu sehen ist.
Manche Geräte bringen haben daher eine drehbare Kamera. Andere, wie beispielsweise
das Siemens U15, haben zwei Kameras: eine für Fotografie und eine für VideoTelefonie.
Neben den neuen Konzepten, spielt auch die technologische Entwicklung auf dem
Gebiet der Telefonie eine große Rolle. Die Übertragung von Sprache mit VoIP wird nicht
auf PTT begrenzt bleiben. Abgesehen davon, dass VoIP schon eine wichtige Rolle
innerhalb der Netze der Betreiber spielt, gibt es auch die Möglichkeit VoIP auf dem
gesamten Weg von Endgerät zu Endgerät zu nutzen. Standards die hierbei
Addressierung und Verbindungsaufbau regeln, sind beispielsweise das Session
Initiation Protocol (SIP) oder H.323. Geräte die diese Standards beherrschen können
Telefongespräche völlig unabhängig vom Netzbetreiber über das Internet führen, z.B.
wenn günstige lokale Netze verfügbar sind.
Exzessive Nutzung von VoIP ist wegen der paketorientierten Übermittlung derzeit mit
Qualitätsproblemen verbunden. Im Gegensatz dazu lässt sich die Anbindung von
Mobiltelefonen an drahtgebundene Telefonsysteme relativ problemlos erreichen. Dazu
kann der DECT-Standard für Schnurlostelefonie oder das Bluetooth Cordless Telephony
Profile verwendet werden.
2.2. Messaging
Neben der Telefonie ist derzeit das Messaging, also das Senden und Empfangen von
Textnachrichten, die wichtigste Funktion von Mobiltelefonen.
Die dafür vorgesehenen Dienste SMS, EMS und MMS sind allerdings stark
eingeschränkt. EMS überwindet zwar die Längenbeschränkung von SMS, und MMS
bietet vielfältige multimediale Möglichkeiten, doch konzeptionelle Einschränkungen
bleiben. Die Systeme sind geschlossen und befinden sich in der Hand der
Netzbetreiber. Interoperabilität mit den vielfältigen Messaging-Diensten des Internet ist
kaum gegeben.
Der wichtigste Messaging-Dienst des Internet ist zweifellos e-Mail. Dieser Dienst
leidet nicht unter den Einschränkungen von SMS, EMS oder MMS, ist allerdings auch
nicht für den mobilen Einsatz konzipiert. Die Nutzung von e-Mail über Mobiltelefone war
daher bislang wenig alltagstauglich.
Viele Mobiltelefone boten früher überhaupt keine Möglichkeit auf e-Mails zuzugreifen.
Seitdem die meisten Modelle einen WAP-Browser (siehe weiter unten) mitbringen,
lassen sich e-Mails zumindest über entsprechende WAP-Dienste abrufen und
verschicken. WAP-basierte e-Mail Clients haben allerdings den Nachteil, dass
Nachrichten nicht auf dem Endgerät gespeichert werden, und bei jedem Zugriff erneut
über das Mobilfunknetz geladen werden müssen.
Diese Nachteile können umgangen werden, indem Endgeräte mit vollwertigen e-MailClients ausgestattet werden. Diese rufen e-Mails über POP oder IMAP ab, und
versenden sie per SMTP. Sie können dabei Komfortfunktionen, wie die Speicherung von
Nachrichten, das sortieren nach Kategorien, freie Suche oder die sichere Übertragung
per SSL anbieten. Auch kann ihre Benutzerschnittstelle besser an die Gegebenheiten
des jeweiligen Endgeräts angepasst werden, als eine WAP-Seite.
E-Mail Clients sind bei vielen derzeit erhältlichen Featurephones und Smartphones
bereits vorhanden. Auch können sie leicht in Software implementiert werden, weshalb
für viele Telefone mit verbreiteten Betriebssystemen und für die meisten Handhelds
derartige e-Mail-Clients verfügbar sind. Allerdings ist nicht jeder dieser Clients für die
komfortable mobile Nutzung von e-Mail geeignet. Oft sind sie wenig ausgereift und die
Benutzbarkeit lässt zu wünschen übrig. Zudem hat e-Mail-Nutzung mit POP oder IMAP
immer das Problem, das der Client selbst nach neuen Nachrichten fragen muss („pull“),
und nicht vom Server über deren Eingang benachrichtigt wird („push“).
Mit RIM Blackberry ist ein proprietärer e-Mail Push-Dienst auf dem Markt, der e-Mails
zeitnah bis auf das Mobilgerät liefern kann. Blackberry besteht aus einer ServerKomponente, einem Client und einem Kommunikationsprotokol zwischen den beiden.
Die Server-Komponente prüft einen Mail-Server über POP oder IMAP regelmässig auf
neue Nachrichten, und leitet diese an den Client weiter. Auch eine direkte Anbindung an
die Mail-Server von Microsoft Exchange, Lotus Notes und an einige Web-Mail-Dienste
ist möglich. (Siehe [RIM].)
Die Client-Komponente kann in beliebige Endgeräte eingebaut werden. Allerdings ist
sie derzeit fast nur in den Connected-Handhelds von RIM zu finden, die ebenfalls unter
dem Namen Blackberry bekannt sind. Diese sind auf e-Mail spezialisiert, und haben
daher auch eine kleine Tastatur.
Die Möglichkeiten, die ein spezialisiertes System wie Blackberry bietet, lassen
erahnen, welches Potential in anderen Messaging-Diensten steckt, wenn sie sinnvoll auf
mobile Endgeräte umgesetzt werden. Hierfür bieten sich die zahlreichen InstantMessaging Dienste an, wie beispielsweise ICQ, AOL Instant Messenger (AIM) oder
MSN Messenger. Das Problem dabei ist, dass es für all diese Systeme keine Standards
gibt. Der Zugriff auf mehrere von ihnen lässt sich jedoch in einem einzelnen Client
zusammenfassen. Eine solches System wäre annähernd so unkompliziert wie SMS,
aber weitaus mächtiger, günstiger, flexibler und offener.
Des weitern bieten sich klassische Dienste wie Internet Relay Chat (IRC) für eine
mobile Nutzung an, da sie leichtgewichtig sind und dem Endgerät keine übertriebenen
multimedialen Fähigkeiten abverlangen. Gleiches gilt für Newsgroups im Usenet (NNTP)
und RSS-Feeds.
2.3. Büroanwendungen und Groupware
Durch den Übergang von PDAs und Mobiltelefonen zu Connected-Handhelds und
Smartphones, wird eine ganze Reihe an PIM- und Büroanwendungen auf mobilen
Endgeräten verfügbar. Bei den PIM-Anwendungen handelt es sich beispielsweise um
Adressbücher, Kalender und Aufgabenlisten. Bei den Büroanwendungen seinen
insbesondere Programme zum Betrachten und Bearbeiten von Texten, Tabellen,
Grafiken oder Präsentationen genannt. Außerdem kleine Hilfsanwendungen wie
Taschenrechner, Wörterbücher oder Finanzplaner.
Die PIM-Anwendungen und Bürodokumente werden in der Regel nicht
ausschliesslich auf dem mobilen Endgerät bearbeitet. Sondern meist auch auf einem
PC. Zudem sind solche Daten oft nicht einer einzelnen Person zugeordnet, sondern
werden im Team bearbeitet. Daher kommt es in diesem Bereich vor allem auf
zuverlässige Möglichkeiten zum Abgleich von Daten zwischen verschiedenen Geräten
und Personen an.
Bei PDAs ist das Abgleichen von Daten mit einem PC schon seit langem üblich. Der
Vorgang wird Synchronisation genannt, und läuft meist über eine serielle Schnittstelle
oder USB ab. Oft ist auf dem PC eine Software vorhanden, die speziell für die
Kommunikation mit dem PDA oder Telefon geschrieben wurde. Es gibt aber auch
standardisierte Protokolle, z.B. das XML-basierte SyncML oder VCard zum Austausch
einzelner Visitenkarten. Auch Bluetooth eignet sich zur Synchronisation, und bringt ein
eigenes Profil dafür mit, das allerdings nicht von allen Endgeräten unterstützt wird.
Mit einem stationären PC zu synchronisieren hat den Nachteil, dass die Daten des
Endgeräts unterwegs nicht auf dem aktuellen Stand gehalten werden können.
Außerdem werden die relevanten Daten oft ohnehin nicht auf einem PC verwaltet,
sondern auf einem zentralen Server. Mit SyncML ist es möglich direkt mit diesem zu
kommunizieren, auch über Mobilfunknetze. Dies vermögen auch einige proprietäre
Lösungen (siehe [CT07] S.120).
Eine alternative zur Synchronisation ist der Direktzugriff auf die benötigten Daten
eines Servers. So sind Clients für proprietäre Groupware Server, wie z.B. Lotus Notes,
Novell Netware oder Microsoft Exchange auch auf Mobilgeräten denkbar. Diese könnten
die Fähigkeiten sowohl der Groupware als auch des Endgeräts voll ausschöpfen. Auch
einige offene Protokolle bieten sich für den mobilen Zugriff auf gemeinsam genutzte
Daten an. Beispielsweise FTP oder WebDAV für beliebige Dateien oder LDAP für
Adressen und Personendaten.
2.4. Web-Anwendungen
Einige der bisher beschriebenen Funktionen aus dem Bereich Groupware und
Messaging, bildet man im PC-Bereich gern auf web-basierte Lösungen mit Thin-Clients
ab. Die Programmlogik liegt dabei auf einem zentralen Server(-cluster), während die
Clients nur einen Web-Browser benötigen, um die Benutzerschnittstelle darzustellen.
Solche Web-Anwendungen sind auch mit mobilen Endgeräten nutzbar. Hierfür gibt es
mit WAP und iMode spezielle Systeme, die ähnlich wie das World-Wide-Web
funktionieren. Die dabei verwendeten Übertragungsprotokolle und
Seitenbeschreibungssprachen sind an die Anforderungen kleiner mobiler Endgeräte
angepasst.
Neben WAP oder iMode ist auch das normale Web (also HTML-Seiten die über
HTTP oder HTTPS übertragen werden) zunehmend mit Smartphones oder ConnectedHandhelds nutzbar. Dies wird durch die immer besser werdenden Displays begünstigt.
Die Websites müssen aber dennoch für das kleinere Format angepasst werden. Das
kann server-seitig geschehen, indem der Webserver mobile Endgeräte als solche
erkennt, und ihnen angepasste Versionen der einzelnen Seiten generiert.
Da viele Website-Betreiber ihre Angebote nicht für Mobilgeräte anpassen, ist ein
Browser sinnvoll, der auch große Websites vernünftig auf kleinen Displays darstellt. Die
Firma Opera beispielsweise bietet einen Browser für Symbian Geräte mit Series60
Oberfläche an. Dessen Small-Screen Rendering Technik passt Websites client-seitig so
an, das kein horizontales Scrollen nötig ist, egal wie breit die Seite ursprünglich war.
(Siehe [OPER].)
Über die beschriebenen Web-Systeme lassen sich vielfältige Dienste anbieten, die
nicht von speziellen Endgeräten abhängig sind. Sie können aber auch einfach zum
bereitstellen von Information dienen. Solche Web-Inhalte lassen sich nicht nur auf dem
mobilen Endgerät betrachten, sondern auch erstellen. Dies ist insbesondere bei WebLogs beliebt, und unter dem Begriff Mo-Blogging bekannt [BLOG]. Aber auch Wikis und
Content-Management-Systeme (CMS) unterstützen das web-basierte Erstellen von
Inhalten mit mobilen Endgeräten.
Wenn die Fähigkeiten des mobilen Web-Browsers nicht als Grundlage eines
bestimmten Dienstes brauchbar sind, kann der Einsatz von Web-Services in Betracht
gezogen werden. Diese benutzen HTTP oder HTTPS, und das darauf aufbauende
SOAP-Protokoll. Für die Nutzung eines Web-Services muss ein spezieller Client
vorhanden sein, der beispielsweise mit Java oder .NET erstellt wurde. Web-Services
sind daher gut geeignet um die Funktionalität mobiler Endgeräte auf einfache Weise zu
ergänzen. (Siehe zum Beispiel [W3C] oder [J2ME].)
2.5. Multimedia und Unterhaltung
Eine wichtige Gruppe von Anwendungen, die sich nur bedingt mit Web-Anwendungen
oder Web-Services realisieren lässt, ist Multimedia. Damit sind Funktionen gemeint die
audio-visuelle Erlebnisse vermitteln. Trotz der eingeschränkten Fähigkeiten der
Endgeräte ist mobiles Multimedia schon relativ erfolgreich. (Siehe [JMB].)
Bisher ging es in diesem Bereich vor allem um Klingeltöne, Logos und kleine
Filmschnipsel. Mittlerweile haben viele Geräte eingebaute Kameras, sodass auch
Fotografie und Filmaufnahme möglich ist. Außerdem ist die Wiedergabe von Musik
möglich, die im Gerät gespeichert oder über Radio empfangen wird. Um wirklich
multimedial zu werden, müssen mobile Endgeräte die verschiedensten Dateiformate
abspielen können (z.B. Midi, MP3, AAC, Ogg Vorbis, MPEG, DivX, Windows Media,
Real Networks).
Mindestens genauso wichtig ist die Fähigkeit die Multimedia-Daten zu beziehen und
zu verwalten. Dazu ist ein vielfaches an Speicherplatzes notwendig, als bisher in
Mobiltelefonen üblich war. Neben internem Speicher können daher auch
Wechselmedien verwendet werden (z.B. Compact Flash, SD-Card, Memory-Stick).
Als Bezugsquelle multimedialer Inhalte sind neben den eingebauten
Aufnahmegeräten vor allem die Download- und Streaming-Dienste der Netzbetreiber
vorgesehen. Es gibt allerdings einige Alternativen dazu, zum Beispiel den neuen
Fernsehstandard DVB-T. Dieser liefert Fernsehen in digitaler Qualität, und kann auch
von mobilen Geräten empfangen werden. Eine andere Alternative ist der Tausch mit
anderen Nutzern. Um das zu ermöglichen können mobile Endgeräte Zugriff zu den
berüchtigten P2P-Tauschbörsen bieten oder einschlägige Protokolle wie BitTorrent
verwenden. Derzeit interessanter ist allerdings der Tausch von Multimedia über
Nahbereichsnetze, wie Bluetooth.
Da einige Urheber multimedialer Inhalte deren freie Verbreitung ablehnen, werden
manche durch Digital Restrictions Management (DRM) geschützt. Mobile Endgeräte
werden in Zukunft solche Verfahren unterstützen müssen.
Ein Endgerät das gute Unterstützung für Multimedia bietet und durch Software
erweiterbar ist, ist eine gute Basis für Computerspiele. Bisher werden solche Spiele
meist in Java programmiert und sind eher einfacher Natur. Mit dem Nokia N-Gage und
seinem Nachfolger N-Gage QD gibt es mobile Endgeräte die auf Spiele spezialisiert
sind. Dies macht sich insbesondere durch die angepasste Tasten, höhere
Rechenleistung und die 3D-Fähigkeit bemerkbar.
Trotz der gezielten Entwicklungen in Richtung des Spielemarktes gibt es bislang
kaum Ansätze, die das Potential richtig nutzen. Durch die Anbindung an Mobilfunknetze
und die Ausstattung mit Nahbereichsfunk, könnten Mobilfunkgeräte eine ideale Plattform
für Multiplayer-Spiele sein.
2.6. Identifikation und Kontrolle
Mobilgeräte werden mit Hilfe einer eingebauten SIM-Karte vom Netzbetreiber
authentisiert, und erhalten so Zugang zum Mobilfunknetz. Die SIM-Karte oder das
Endgerät selbst kann auch Zertifikate für Authentisierung gegenüber anderen enthalten.
Dadurch kann das Endgerät beispielsweise eine Sichere Verbindung zu einem Server
aufbauen, ohne sich dabei auf die Integrität des Netzbetreibers oder die Sicherheit des
Netzwerks verlassen zu müssen.
Um noch mehr Sicherheit zu gewährleisten könnten mobile Endgeräte mit
Biometrischen Sensoren ausgestattet werden. Fingerabdruck-Sensoren bieten sich an,
da die Geräte ohnehin in der Hand gehalten werden. Denkbar ist auch, eine vorhandene
Kamera für Gesichtserkennung oder Iris-Scan zu nutzen.
Wird das Endgerät vom Netzbetreiber oder einem Dritten authentisiert, kann es mit
einer digitalen Identität verknüpft werden. Diese kann über Single-Sign-On-Lösungen
anderen Dienstleistern im Internet verfügbar gemacht werden. Ebenso können
Zertifikate dazu benutzt werden sich gegenüber anderen Geräten im Lokalen Netz zu
authentisieren.
Authentisierung und Identitätsmanagement ermöglichen die Personalisierung von
Diensten und Geräten. So kann beispielsweise eine Fotokamera verschiedene
Einstellungen speichern, und diese verwenden, je nach dem wer sie gerade benutzt.
Selbiges gilt für eine HiFi-Anlage, für viele Gegenstände in einem intelligenten Haus
oder für ein Auto.
Darüber hinaus können andere Geräte auch gezielt kontrolliert werden. Das mobile
Endgerät wird dabei zur flexiblen Fernbedienung mit Rückkanal [TR04]. Diese kann
sowohl über Nahbereichsnetze, als auch über Mobilfunknetze funktionieren. Neben der
Bedienung der heimischen Unterhaltungselektronik, ist auch Anlagensteuerung und
Fernüberwachung (z.B. per Video) möglich. Letztendlich könnten mobile Endgeräte
eines Tages auch mit dem Schlüssel für Haus oder Auto konvergieren.
Während das noch nicht praktikabel ist, gibt es bereits Software die es Connected
Handhelds erlaubt andere Rechner zu steuern. Beispielsweise über SSH oder Windows
Terminal Dienste.
3.
Konvergenzszenarien
Wie wird die Konvergenz der Endgeräte nun weitergehen? Wird es tatsächlich Geräte
geben, die Telefonieren, Mailen, Calendering, Multimedia und viele weitere Funktionen
bieten? Im folgenden werden einige mögliche Entwicklungen beschrieben, und
anschließend an Hand von zwei Szenarien verdeutlicht.
Wenn die derzeitige Entwicklung voran schreitet, wird tatsächlich immer mehr
Funktionalität in den Endgeräten konvergieren. Dies gilt sowohl für Smartphones als
auch für Connected-Handhelds. Das Moorsche Gesetz über die Leistungssteigerung in
der Mikroelektronik, gilt in abgeschwächter Form auch hier. Daher ist anzunehmen, dass
fast alle vorgestellten Funktionen demnächst auch in kleinformatige Geräte passen
werden. (Siehe Szenario 1)
Obwohl die Konvergenz möglichst vieler Funktionen in einem Gerät verlockend
scheint, gibt es auch andere Tendenzen. Eine davon ist, die gewünschten Funktionen
auf eine vielzahl eigenständiger Geräte verteilen. (Siehe Szenario 2)
3.1. Szenario 1: Allround Smartphone oder Handheld
Wie schon heute, wird man auch in Zukunft versuchen möglichst viel Funktionalität in
einem Gerät unterzubringen. Was dabei heute oft vergessen wird, ist, dass sich gute
Funktionalität nicht automatisch aus der Summe aller Funktionen ergibt. Es kommt viel
mehr auf eine konsequente Umsetzung des Endgeräts an. Dabei sollten idealer Weise
die Anforderungen des Kunden im Mittelpunkt stehen („User-Centric“, [BLO2004] S.11).
Zu den Faktoren, die für die konsequente Umsetzung von Funktionalität eine Rolle
spielen, gehören unter anderem Bedienbarkeit, Robustheit, Zuverlässigkeit, Sicherheit
und die Konnektivität zu anderen Geräten. Außerdem müssen die einzelnen Funktionen
auch in kleinen Details stimmig implementiert sein.
Die Konvergenz sehr vieler Funktionen in ein einziges Gerät hat den Vorteil, dass der
Benutzer immer alles nötige dabei hat, und von anderen Geräten unabhängig ist.
Wegen der nötigen Leistungsfähigkeit solcher Geräte ist anzunehmen, dass sie viele
Funktionen auch Offline verfügbar machen. Im Vergleich zu Notebooks bleiben die
Mobilgeräte relativ handlich, was für Smartphones noch mehr gilt als für ConnectedHandhelds.
Die Beschränkung auf ein einziges Gerät hat aber auch Nachteile. Zum einen bleiben
viele Funktionen ungenutzt, zum anderen ist die Benutzerschnittstelle durch die geringe
Größe stark eingeschränkt. Es wird schwierig sein über diese Benutzerschnittstelle viele
verschiedene Funktionen zu verwalten. Auch müssen bei der Abwägung zwischen
Laufzeit, Rechenleistung und Speicher mehr Abstriche gemacht werden, je mehr
Funktionen unterstützt werden. Auf diesem Gebiet sind wiederum die ConnectedHandhelds den Smartphones überlegen.
3.2. Szenario 2: Vernetzte Geräte
Der Ansatz Funktionen auf viele spezialisierte Geräte zu verteilen und diese
untereinander zu vernetzen (z.B. per Bluetooth [BT]), behebt einige Nachteile
monolithischer Geräte. Die Konvergenz entsteht hierbei durch das Zusammenspiel der
einzelnen Funktionalitäten.
Meist spielt eines der Geräte dabei eine zentrale Rolle, und koordiniert das
Zusammenwirken der anderen. Dieses Gerät gewährleistet dann auch die Anbindung an
Mobilfunknetze, und wird daher als Personal Mobile Gateway (PMG) bezeichnet
[IXI2002]. Die anderen Geräte erledigen ihre Arbeit wenn möglich unauffällig im
Hintergrund („Silent Servants“, [BLO2004] S.18). Dies stellt einen Schritt in Richtung
„Pervasive Computing“ dar, also der Durchdringung des Alltags mit Computertechnik.
In einem solchen Szenario kann das eigentliche Mobilfunk-Endgerät, also das PMG,
recht klein sein und eingeschränkte Funktionalität bieten. Im Extremfall ist es auf
Netzanbingung, Authentisierung und Kontrolle beschränkt, sinnvoller ist aber, wenn es
auch grundlegende Telefonie bietet. Da ein solches Gerät keine großen Displays oder
Tastaturen braucht, ist es in den verschiedensten Formaten umsetzbar. Es könnte
aussehen wie die heutigen Xelibris oder in eine Armbanduhr integriert sein.
Um komfortabler mit so einem Gerät zu telefonieren, kann ein drahtloses Headset
angeschlossen werden, wie es auch heute schon üblich ist. Um Messaging zu
ermöglichen kann auf externe Displays und Tastaturen zurückgegriffen werden. Bei den
Displays werden in naher Zukunft flexible Polymerdisplays und e-Paper eine Rolle
spielen. Die Tageszeitung kann dann in Verbindung mit dem PMG auch zum Betrachten
von e-Mails genutzt werden. Um Nachrichten zu verfassen kann eine externe Tastatur
mit dem PMG verbunden werden, wie es heute bei PDAs üblich ist. Neue Konzepte wie
Laser-Tastaturen oder Stifte mit Schrifterkennung sind noch mobiler.
Die eigenständigen Displays können auch für Multimedia genutzt werden. Zum
Speichern und Verwalten der Inhalte bietet sich ein separates Gerät an, das eine
hochwertige Kamera enthält. Der Erfolg von Apples iPod zeigt, dass gerade im Bereich
Multimedia Geräte erfolgreich sein, deren Funktionalität auf das wesentliche Beschränkt
ist. Für Spiele bieten sich spezialisierte Geräte nach dem Vorbild des Nintendo
Gameboy an. Sowohl Multimedia als auch Spiele können aber von der Vernetzung über
das PMG profitieren.
Einige der Geräte die mit einem PMG verbunden sind, lassen sich als sogenannte
Wearables in Kleidung oder Mode-Accessoires einbauen. Auch die oben erwähnten
Personalisierungs- und Kontrollfunktionen bleiben mit PMGs möglich. Gerade diese
Anwendung, also das Zusammenspiel verschiedenster Geräte, ist die Stärke des
Konzepts.
4.
Anhang A: Glossar
3GPP
Third Generation Partnership Project
Bluetooth
Nahbereichs Funktechnik, vor allem zur Vernetzung von Peripheriegeräten
DECT
Digital Enhanced Cordless Telecommunication
DRM
Digital Rights Management / Digital Restrictions Management
DVB
Digital Video Broadcast
EDGE
Enhanced Data Rates for GSM Evolution
EMS
Extended Message Service
FOMA
Freedom Of Mobile Multimedia Access (3G-Dienst in Japan, Videotelefonie)
FTP
File Transfer Protocol
GPRS
General Packet Radio Service
GSM
Global System for Mobile Communication
H.323
Eine Sammlung von Protokollen, die audiovisuelle
Kommunikationsverbindungen über paketorientierte Netze ermöglichen
HTML
Hypertext Markup Language
IMAP
Internet Message Access Protocol
iMode
Ein Web-System für mobile Endgeräte
IMS
IP-basiertes Multimedia Subsystem
IP
Internet Protocol
LDAP
Lightweight Directory Access Protocol
MMS
Multimedia Messaging System
NNTP
Network News Transport Protocol
P2P
Peer-to-Peer
PC
Personal Computer
PDA
Personal Digital Assistent
PIM
Personal Information Management
PMG
Personal Mobile Gateway
PoC
PTT over Cellular
POP
Post Office Protocol
PTT
Push to Talk
RFID
Radio Frequency Identification
RSS
Rich Site Summary / RDF Site Summary / Really Simple Syndication
SALT
Speech Application Language Tags
SIP
Session Initiation Protocol
SMS
Short Message Service
SMTP
Simple Mail Transfer Protocol
SOAP
Simple Object Access Protocol
SSH
Secure Shell
SSL
Secure Sockets Layer
SVG
Scalable Vector Graphics
SyncML
Synchronization Markup Language
UMTS
Universal Mobile Telecommunications System
VCard
Standard zum Austausch von Personen Daten (Visitenkarten)
VoiceXML
Eine Beschreibungssprache für interaktive verbale Kommunikation
VoIP
Voice over IP
WAP
Ein einfaches Web-System für mobile Endgeräte
W-CDMA
Wideband Code Division Multiple Access
WebDAV
WWW Distributed Authoring and Versioning
WLAN
Wireless Lokal Area Network
WWW
World Wide Web
XML
Extensible Markup Language
5.
Anhang B: Literaturverzeichnis
5.1. Web
[BLOG]
Mobile Web Log http://www.moblogging.us/
[BT]
Bluetooth Nahbereichsfunk http://www.bluetooth.com
[BTDB]
Informationen über Geräte mit Bluetooth http://www.bluetooth-db.de
[FEDEX]
Informationen über den Einsatz von Mobilfunk bei FedEx
http://de.itronix-europe.com/upload/casestudy/germany/Fedex.pdf
[FOMA]
Ein 3G Dienst in Japan http://foma.nttdocomo.co.jp/english/
[INHA]
Datenbank erhältlicher Mobiltelefone http://www.inside-handy.de/
[J2ME]
Java für mobile Endgeräte http://java.sun.com/j2me
[JMB]
Ein Multimedia-Portal für Handys http://www.jamba.de
[OPER]
Browser-Hersteller Opera http://www.opera.com
[W3C]
Web-Standards http://w3.org
[WIKI]
Die Wikipedia Enzyklopädie http://en.wikipedia.org/
5.2. Zeitschriften
[CO03]
Connect 03/2004 Vereingite Motor-Verlage GmbH, Stuttgart
http://www.connect.de
[CO04]
Connect 04/2004 Vereingite Motor-Verlage GmbH, Stuttgart
http://www.connect.de
[CT07]
c’t 07/2004 Heise Zeitschriften Verlag Hannover
http://ctmagazin.de
[TR04]
Technology Review 04/2004 Heise Zeitschriften Verlag, Hannover
http://www.technologyreview.de
5.3. Studien und Whitepapers
[ARC2003]
MALIK KAMAL-SAADI, DAVID MCQUEEN, FREDA BENLAMLIH „Future Mobile
Computing“ ARC Group, 2003
[BLO2004]
PETER BLOMEYER-BARTENSTEIN „Trends der Mobilkommunikation im
internationalen Umfeld und ihre wirtschaftlichen Auswirkungen –
Technische und wirtschaftliche Grundgedanken“ April 2004
http://www4.in.tum.de/lehre/seminare/tdmk/ss04/folien/Einleitung/folien.ppt
[CAN2003]
CHRISS JONES, RACHEL LASHFORD, ANDY BUSS „EMEA Mobile Device Trends
2003“ Canalys, 2003
[DM2002]
DATAMONITOR „Mobile Business: Opportunities for Logistics Providers“
Datamonitor, 2002
[IXI2002]
EDGAR AUSLANDER „Industry Convergence – Device De-Convergence“ IXI
Mobile Inc., 2002
http://www.ixi.com/PDF/londonibc2002.pdf
[LEOS2003] TIM LUKE, STUART JEFFREY, SANGWAN KANG, ALAN HELLAWELL „Mobile
Phone Operating Systems“ Lehman Brothers, 2003
[LETE2003]
STUART JEFFREY, TIM LUKE, SANGWAN KANG, HIROSHI YAMASHINA, MATT
JONES „Telecom Equipement“ Lehman Brothers, 2003
[SIE2004]
SIMENS MOBILE „Whitepaper - Push-to-Talk over Cellular“ 2004
http://www.siemens-mobile.de/repository/211/21191/
Push_to_talk_over_Cellular_d.pdf