WAP: Protocolo multiservicio para Comunicaciones - UTN

WAP: Protocolo multiservicio para
Comunicaciones Móviles
Tomás Sanjuan
Director General División Radio España
Co-authors: Eugenio López Almansa,
Rafael Burriel
Alcatel España
Ramirez de Prado 5,
28045 Madrid
España
Tel. :
34 91 330 4782
Fax :
34 91 330 5036
E-mail :
[email protected]
Americas 2000 Forum
WAP: Protocolo multiservicio Comunicaciones
Móviles
Abstract: Esta ponencia describe las
características principales del protocolo
WAP (Wireless Application Protocol), el
cual es una especificación apoyada por la
mayoría de la industria y los operadores,
con la intención de fusionar la
funcionalidad del ordenador y del teléfono
móvil en un único dispositivo. En la
ponencia se describe a grandes rasgos su
arquitectura, así como los componentes
que lo forman. Al final, se muestra un
ejemplo práctico del protocolo, aplicado a
la gestión de los mensajes almacenados
en un buzón de voz.
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1.
Introducción
El protocolo de aplicaciones inalámbricas
WAP (Wireless Application Protocol), surge
como resultado del interés de la industria y
los operadores de telecomunicaciones, por
combinar las dos tecnologías con más
amplio desarrollo, presente y futuro,
Internet y las Comunicaciones Móviles
Digitales, en sus diferentes variantes
tecnológicas (GSM, GPRS, DECT, UMTS,
etc.).
El objetivo de esta tecnología es dotar a
los terminales móviles de servicios
avanzados de datos, así como la de servir
de plataforma abierta de comunicaciones,
para el desarrollo de aplicaciones que
puedan ser utilizadas por el usuario desde
su terminal móvil. Un ejemplo de estos
servicios avanzados sería la posibilidad de
acceso a los contenidos de Internet desde
el terminal móvil. No obstante, WAP
mejora además los servicios tradicionales
de las redes móviles (desvíos de llamada,
llamada en espera, etc.), dotando al
terminal móvil de interfaces de usuario que
le permiten controlar el funcionamiento del
servicio.
De manera similar a como funcionan los
navegadores convencionales que manejan
páginas HTML, los terminales móviles que
soportan
WAP
incorporan
un
micronavegador que permite acceder a la
información deseada utilizando el lenguaje
WML, adaptado a las limitaciones que
suponen un teclado y pantalla reducidos y
una red inalámbrica.
2.
WAP como estándar de-facto
En Diciembre de 1997 se promovió un
"WAP Forum" por varios fabricantes de
terminales móviles, al que se han ido
incorporando hasta 120 socios. El primer
conjunto de estándares de WAP fue
publicado en Abril de 1998, con terminales
actualmente en funcionamiento, (WAP1.0).
Las siguientes especificaciones (WAP 1.1)
fueron publicadas en abril-99, y se están
anunciando actualmente tanto terminales
como servidores. El último conjunto de
especificaciones
está
disponible
actualmente (WAP 1.2) y todavía no hay
equipamiento.
WAP se ha convertido en un estándar de
facto para el desarrollo de servicios en
sistemas de comunicaciones móviles
digitales, al estar apoyado y promovido por
la mayoría de los fabricantes de
infraestructura de telecomunicaciones e
informática presentes en el mundo (Alcatel,
Motorola, Nokia, Siemens, Intel, IBM, entre
otros) y las más importantes compañías
operadoras de telefonía móvil (Telefónica
Móviles, ATT, France Telecom, etc.), las
cuales, en su conjunto, controlan el 90%
del trafico de voz y datos generado en el
mundo.
No es un estándar en el completo sentido
de la palabra, puesto que la asociación de
industrias que lo apoya (Forum WAP), no
es ningún organismo internacional de
estandarización. No obstante, este foro
mantiene
estrechas
relaciones
con
diferentes organismos, tales como:
• World Wide Web Consortium (W3C)
• European Telecommunication
Standards Institute (ETSI)
• Telecommunications Industry
Association (TIA),
• Internet Engineering Task Force (IETF)
• European Computer
Association (ECMA).
Manufacturers'
lo cual hace prever, que en un futuro no
muy lejano, y a medida que vaya siendo
adoptado
por
los
fabricantes
de
infraestructura móvil y por los operadores,
se convertirá en estándar en el más amplio
sentido de la palabra.
3.
WAP EN LA 3G de Móviles
El servicio de acceso a Internet desde un
usuario móvil, en condiciones de empezar
a competir con el acceso fijo, no es factible
sin superar la limitación de velocidad de la
red móvil.
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Para solucionar este problema GSM ha
desarrollado el standard GPRS (General
Packet Radio Services). Éste básicamente
introduce la capacidad de conmutación de
datos en modo paquete, en todo el ámbito
de la red móvil (que incluye el tramo
"terminal"---"interfaz aire"---"estación radio
base"). La velocidad de transferencia
máxima que se puede conseguir en la red
es de 160 Kbps
GPRS en la red no sólo soluciona la
limitación de velocidad de transferencia,
sino que ofrece dos nuevas características
muy atractivas para el usuario final y para
el operador: 1) asignación dinámica de
recursos radio de la red y 2) posibilidad de
tarificar en función del "volumen de datos
transferidos", y no únicamente basándose
en la "duración de la comunicación".
datos hasta 384 Kbps nominales por
transceptor y finalmente UMTS-IMT2000
ofrecerá una velocidad de transferencia
hasta 2Mbps, que competirá directamente
con las prestaciones del acceso a través
de redes fijas.
Como ejemplo, el GSM actual emplea
hasta 7 minutos para enviar un correo
electrónico con documento adjunto de 10
páginas; GPRS emplearía 28 segundos y
EDGE 10 segundos (todos a sus
velocidades nominales). El SMS con su
limitación de 160 caracteres y su poca
fiabilidad no es un candidato estable.
4.
Arquitectura WAP
En la figura siguiente, podemos observar,
el entorno de funcionamiento del sistema.
EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution)
mejora la velocidad de transferencia en
WML
Filtro
HTML/XML
Internet
WML
Proxy WAP
WML
Red
HTML/XML
WML
Inalámbrica
Móvil
WML
PSTN
Servidor
Servidor
WTA
Web
Figura 1. WAP: configuración de referencia
El terminal móvil posee una aplicación
similar a un navegador de internet (llamado
micro-browser o micro-navegador), que le
permite visualizar páginas en la pantalla
escritas en un lenguaje similar al HTML
pero optimizado para su uso en terminales
móviles. Este lenguaje se denomina WML
(Wireless Markup Language).
Cuando el terminal lanza una petición
WAP, el proxy WAP se encarga de traducir
su petición a una del tipo HTTP y de
enrutarla a través de la red Internet, de
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forma que el cliente WAP pueda realizar
peticiones de información al servidor Web.
4.1
Cuando el servidor Web contesta, el proxy
WAP realiza el proceso inverso, es decir,
traduce la pagina Web recibida por el
protocolo HTTP, de formato HTML a WML
y la enruta al terminal móvil a través de la
red inalámbrica mediante el protocolo
WAP. Adicionalmente, este proxy codifica
las respuestas del servidor Web en un
formato binario compacto, que es
interpretado por el cliente.
La pila de protocolos WAP comparte
muchas características similares a Internet.
El servidor WTA (Wireless Telephony
Application) da acceso WAP a las
facilidades
proporcionadas
por
la
infraestructura de telecomunicaciones del
proveedor de acceso a la red, permitiendo
el control de los servicios de red, mediante
funciones de telefonía que pueden ser
accedidas desde el terminal móvil, vía
WML.
• Capa de Aplicación (WAE o Wireless
Application Environment)
Componentes de la arquitectura
WAP
WAP divide el conjunto de funciones
necesarias
para
asegurar
el
funcionamiento
del
sistema,
en
subconjuntos o capas funcionales basadas
en criterios de homogeneidad de las
funciones dentro de una misma capa.
Estas capas son:
• Capa de Sesión (WSP o Wireless
Session Protocol)
• Capa de Transacciones (WTP
Wireless Transaction Protocol)
o
• Capa de Seguridad en Transporte
(WTLS o Wireless Transport Layer
Security)
• Capa de Transporte (WDP o Wireless
Datagram Protocol)
Internet
WAP
HTML
JavaScript
OTROS SERVICIOS Y
APLICACIONES
CAPA DE APLICACIÓN (WAE)
CAPA DE SESIÓN (WSP)
HTTP
CAPA DE TRANSACCIONES (WTP)
TLS-SSL
TCPIP
UDP/IP
media
CAPA DE SEGURIDAD (WTLS)
CAPA DE TRANSPORTE (WDP)
Protocolos portadores:
PCS1900
IS-136
CDMA
CDPD
PDC-P
iDEN
etc.
Figura 2. Modelo de capas WAP e Internet
Como podemos observar en la figura,
estas capas de protocolo irán por encima
de las diferentes tecnologías utilizadas
para dar el servicio. Se trata por tanto de
una
tecnología
global
y
abierta,
independiente
de
los
protocolos
portadores utilizados para proveer el
servicio (GSM, DECT, CDMA, PHS, etc.).
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La arquitectura modular de WAP, además,
habilita que otras aplicaciones y servicios
puedan utilizar la pila de protocolos a
través de interfaces bien definidas. De
esta forma, aplicaciones externas pueden
acceder a las capas de sesión,
transacción, seguridad y transporte
directamente, sin pasar por las capas
superiores.
tipos de aplicaciones externas. El primer
ejemplo corresponde a una típica
aplicación WAP. El segundo se
correspondería con aplicaciones y
servicios que requirieran solo servicios de
transacciones, con o sin seguridad. El
tercer ejemplo sería utilizado por
aplicaciones
que
solo
requirieran
transporte de datagramas, con o sin
seguridad.
En la siguiente figura, se puede observar
la pila de protocolos WAP para diferentes
Figura 3. Ejemplos de pilas de protocolos WAP
Cada capa es responsable de una
determinada funcionalidad y dialoga con
su homóloga en la otra parte, mediante
mensajes o unidades de protocolo
completamente formalizados (PDUs o
Protocol Data Units), que viajan como
campos
de
datos
en
mensajes
intercambiados por la capa inferior.
Cada capa solicita servicios a la inferior o
recibe contestaciones de ella a través de
diálogos mediante la utilización de
primitivas, también formalizadas. Estas
primitivas son utilizadas por el cliente o el
servidor para enviar y recibir PDU’s de
una forma normalizada. Cada una de ellas
puede ser de cuatro tipos: Petición,
Indicación, Respuesta y Confirmación.
• Las primitivas del tipo Petición son
realizadas por el cliente y se utilizan
cuando una capa superior solicita un
servicio de la capa inmediatamente
inferior.
• Las primitivas del tipo Indicación
sirven para notificar a la capa
inmediatamente superior del servidor
de las actividades solicitadas por el
cliente.
• Las primitivas del tipo Respuesta se
utilizan como acuse de recibo de la
recepción de una primitiva de tipo
Indicación procedente de la capa
inmediatamente inferior.
• La capa que proporciona el servicio
requerido en el cliente, utiliza el tipo de
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primitiva Confirmación, para notificar
que la actividad ha sido completada.
funciona por encima del servicio de
datagramas (WDP) seguro o no.
En
solicitudes
de
servicios
con
confirmación, los cuatro tipos de primitivas
son enviados y recibidos. Por el contrario,
para servicios no confirmados, solo la
petición del servicio es enviada por el
cliente, y la indicación de la petición
recibida por el servidor.
Actualmente, esta capa esta compuesta
de servicios adaptados para aplicaciones
basadas
en
navegación
Web,
proporcionando la siguiente funcionalidad:
Estos diálogos se realizan a través de los
llamados puntos de acceso al servicio
(SAPs), los cuales identifican las
interfaces entre capas adyacentes dentro
del equipo.
• Semántica
y
funcionalidad
del
HTTP/1.1
en
una
codificación
compacta adaptada al interfaz aire.
• Negociación de las características del
Protocolo.
• Suspensión
de
la
sesión
y
reanudación de la misma con cambio
de sesión.
4.1.1 Capa de aplicación (WAE)
4.1.3 Capa de transacciones (WTP)
El Entorno Inalámbrico de Aplicación
(WAE) es un entorno de aplicación que
permite a los proveedores de servicios,
construir aplicaciones para una amplia
variedad
de
plataformas
(JavaOs,
Windows CE, etc.) de una forma sencilla y
eficiente. Incluye un micro navegador, que
posee la siguiente funcionalidad:
El Protocolo Inalámbrico de Transacción
(WTP) funciona por encima del servicio de
datagramas, tanto seguro como no
seguro, proporcionando las siguientes
funciones:
• Un lenguaje denominado WML similar
al HTML, pero optimizado para su uso
en terminales móviles.
• Un lenguaje denominado WMLScript,
similar al JavaScript
• Aplicaciones de telefonía inalámbrica
(WTA), incluyendo interfaces de
programación (WTAI) y servicios de
telefonía
• Formatos de contenido (imágenes,
registros en agenda de teléfonos,
información de calendario, etc.).
4.1.2 Capa de Sesión (WSP)
El Protocolo Inalámbrico de Sesión (WSP)
proporciona a la Capa de Aplicación de
WAP, un interfaz con dos tipos de
servicios de sesión: Un servicio orientado
a conexión que funciona por encima de la
Capa de Transacciones (WTP), y un
servicio no orientado a conexión que
•Tres clases de servicio de transacciones:
Ø Peticiones inseguras unidireccionales.
Ø Peticiones seguras unidireccionales.
Ø Transacciones seguras bidireccionales
(petición-respuesta)
• Seguridad usuario-a-usuario opcional.
• Concatenación de PDUs y retraso de
acuses de recibo para reducir el numero
de mensajes enviados
• Transacciones asíncronas.
4.1.4 Capa de seguridad (WTLS)
La Capa Inalámbrica de Seguridad de
Transporte (WTLS) es un protocolo
basado en el estándar SSL, utilizado en el
entorno Web para proporcionar seguridad
en la realización de transferencias de
datos.
Este
protocolo
ha
sido
especialmente
diseñado
para
los
protocolos de transporte de WAP y
optimizado para ser utilizado en canales
de comunicación de banda estrecha. Para
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este protocolo se han
siguientes características:
definido
Móvil /
las
WAP Proxy
WAP Proxy /
Móvil
SAP - Aplicación
Confirmación
Petición
PDUs
WAE
WAE
Respuesta
Confirmación
Petición
Indicación
SAP - XXX
PDUs
W-XXX
W-XXX
Confirmación
Petición
Respuesta
Indicación
SAP - Transporte
PDUs
WDP
WDP
Figura 4. Arquitectura del protocolo WAP
(W-XXX: Genérica entre Aplicación y Transporte y Seguridad)
• Integridad de los datos. Este
protocolo asegura que los datos
intercambiados entre el terminal y un
servidor de aplicaciones, no han sido
modificados y no es información
corrupta.
Adicionalmente, el WTLS puede ser
utilizado
para
la
realización
de
comunicación segura entre terminales, por
ejemplo para operaciones de comercio
electrónico entre terminales móviles.
• Privacidad de los datos. Este
protocolo asegura que la información
intercambiada entre el terminal y un
servidor de aplicaciones no puede ser
entendida por terceras partes que
puedan interceptar el flujo de datos.
4.1.5 Capa de Transporte (WDP)
• Autentificación.
Este
protocolo
contiene servicios para establecer la
autenticidad del terminal y del servidor
de aplicaciones.
• Denegación de servicio para datos
que no han sido suficientemente
verificados.
El Protocolo Inalámbrico de Datagramas
(WDP) proporciona un servicio fiable a los
protocolos de las capas superiores de
WAP y permite una comunicación
transparente
sobre
los
protocolos
portadores existentes.
Dado que este protocolo proporciona un
interfaz común a los protocolos de las
capas superiores, las capas de Seguridad,
Sesión y Aplicación pueden trabajar
independientemente de la red inalámbrica
sobre la que esté trabajando el sistema
(GSM, CDMA, PHS, etc.).
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5.
Ejemplo de aplicación WAP:
Gestión de mensajes en buzón de
voz
En este apartado, veremos un ejemplo de
aplicación WAP aplicado a la gestión de
los mensajes almacenados en un buzón
de voz, aprovechando el acceso a la
funcionalidad de la infraestructura de
telecomunicaciones que proporciona el
servidor WTA.
La siguiente figura muestra el intercambio
de mensajes entre las diferentes
entidades. El buzón de voz del operador
informa al servidor WTA de que tiene
mensajes almacenados no escuchados
por el abonado (NewMessages). Como
resultado de esta acción, el servidor WTA
crea una página WML en forma de menú,
con una cabecera que identifica cada uno
de estos mensajes, y la envía a la pantalla
del
terminal
móvil
del
abonado
(DisplayMenu). El usuario selecciona del
menú el mensaje que desea escuchar,
enviándose
una
petición
con
dicha selección al servidor WTA
(request(Mensaje1)), el cual la retransmite
al buzón de voz (Play(Mensaje1)). El
sistema del buzón de voz, como resultado
de esta petición, hace una llamada al
terminal móvil del usuario (MakeCall),
establece la conexión, y transmite el
mensaje solicitado.
6.
Aplicaciones
Con el micro-navegador se puede acceder
de forma bidireccional a
• Bancos, saldos, transferencias
• Bolsa, órdenes compra-venta valores
• Estado del
alternativas
tráfico,
congestión
• Tiempo: parte meteorológico
• Correos electrónicos, fax
• Agenda personal, bases de datos.....
El lenguaje WML también está soportado
por un protocolo de transacciones "pull " y
"push", El primero consiste en la
tradicional petición y retirada de
información y la segunda (previa
programación por el usuario) permite
recibir "alertas" de forma asíncrona
consistente en notificaciones cuando
alguna condición (cotización de un valor
de bolsa, condición atmosférica, tráfico
etc...) alcance un umbral preestablecido,
evitando de esta manera consultas
repetitivas.
7.
Conclusiones
La convergencia entre telefonía móvil e
Internet es lo que marca la diferencia
entre la evolución de los sistemas de
segunda generación, como GSM, y los
sistemas móviles de tercera generación. Y
la tecnología que hará posible dicha
convergencia tiene ya un nombre propio:
WAP. Actualmente hay abiertas varias
líneas de investigación, a fin de aumentar
la funcionalidad del protocolo. Entre la
funciones que se esperan para un futuro
se encuentran: transporte de datos
orientado a conexión, calidad de servicio
APIs para voz, integración de SIM’s con
WAP, telecarga de aplicaciones, etc.
• Noticias, deportes
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Cliente WAP
Server
WTA
Red Móvil
Buzón de
voz
New Messages(… .)
Buzón de voz
1.- Mensaje1
2.- .Mensaje2
3.- Mensaje 3
Display Menu
Request (Mensaje1)
OK
EXIT
Play (Mensaje1)
Call Indication
Make Call
Accept Call
Connection Established
Figura 5. Ejemplo de aplicación WAP. Buzón de voz
8. Enlaces
Forum WAP. http://www.wapforum.org
PortalWAP: http://www.portalwap.com
9. Acrónimos
EDGE
GPRS
GSM
HTML
HTTP
PDU
SSL
WAE
WAP
WDP
WML
WSP
WTA
Enhanced Data for GSM
Evolution
General Packet Radio
Services
Global System for Mobile
Communication
HyperText Markup Language
HyperText Transfer Protocol
Protocol Data Unit
Secure Socket Layer
Wireless Application
Environment
Wireless Application Protocol
Wireless Datagram Protocol
WAP Markup Language
Wireless Session Protocol
Wireless Telephony Appl.
WTAI
WTLS
WTP
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Wireless Telephony App.
Interface
Wireless Transport Security
Layer
Wireless Transaction Protoc.