Mobilní komunikační zařízení – maturitní otázka

osetrovatelstvi

 

Otázka: Mobilní komunikační zařízení

Předmět: Ošetřovatelství

Přidal(a): vnl.xf

 

 

Historie a prvopočátky

Základní kameny mobilní komunikace najdeme již v první polovině 19. století – již v roce 1837 sestrojil Samuel Morse první telegraf, ten byl samozřejmě závislý na propojení dráty. K telegrafu se váže jedna zajímavost – 18. října 1842 prováděl Morse experiment, při němž část telegrafních drátů vedla pod vodou, aby dokázal, že i dráty natažené pod vodou přenášejí signál.

 

Radiové přenosy

Dalším z průkopníků bezdrátových přenosů byl Angličan D. E. Hughes, který v roce 1879 dokázal vygenerovat a zachytit signály přenesené pomocí radiových vln. Ze začátku prováděl pokusy v laboratoři, ale protože chtěl výsledky ověřit také na větší vzdálenosti, přesunul se do ulic Londýna, čili šlo o první mobilní přenosy. V roce 1901 přenesl signál přes Atlantický oceán a radio se tak začalo úspěšně používat v lodní dopravě. Ve stejném roce Marconi instaloval radio na parní nákladní automobil – několik metrů vysoká anténa se před jízdou musela sklopit. Další vynález sice nepoužívá radiové vlny, ale byl pravděpodobně prvním mobilním telefonem v autě. Roku 1910 zprovoznil Švéd L. M. Ericsson ve svém automobilu telefon – šlo o běžný telefon, který ovšem nebyl dráty připojen do sítě, ale byly u něj dvě dlouhé kovové tyče, které se připojili na telefonní kabely kdekoliv po cestě. V desátých a dvacátých letech minulého století došlo k velkému a zpočátku naprosto nekontrolovanému rozvoji radiového vysílání. Počátkem dvacátých let se v USA začaly používat mobilní radiové stanice, které fungovaly v pásmu 2 MHz. Používaly je pouze policejní a vojenské složky a většinou šlo pouze o přijímače. Průkopníkem v používání radia byla detroitská policie, kde v roce 1921 zprovoznili první auto s radiopřijímačem morseovky a o sedm let později již přenášeli také hlas.

 

Radiotelefony pro veřejnost

První řešení pro veřejnost představily společnosti AT&T a Southwestern Bell 17. června 1946 v Saint Louis. Byly to radiotelefony montované do automobilů, které používaly šest kanálů v pásmu 150 MHz (kvůli častému rušení se později používaly pouze tři kanály). Jelikož antény v autech nebyly příliš výkonné, propojovaly se radiotelefony skrze hlavní výkonnou anténu. Radiotelefon podle kvality signálu vybral nejvhodnější z antén, které byly rozmístěny po kraji a propojeny s hlavní centrálou běžnými telefonními kabely. Celý systém vysvětluje následující obrázek z článku, který roku 1946 seznamoval s mobilní radiotelefonií.

 

První generace analogových cellulárních sítí

Zřejmě první komerční síť cellulárních telefonů spustila v květnu 1978 společnost Batelco v Bahrajnu. Šlo o malou cellulární síť původně určenou pro královskou rodinu, ale dostupnou i obyvatelům Bahrajnu. Bylo použito zařízení japonské firmy Matsushita/Panasonic původně vyvinuté pro japonskou policii.

V Evropě byla cellulární síť spuštěna roku 1981. Síť NMT450 (Nordic Mobile Telephone System) pracující na frekvenci 450 MHz byla spuštěna v Dánsku, Švédsku, Finsku a Norsku. Roku 1985 byla ve Velké Británii spuštěna síť TACS na frekvenci 900 MHz, v Západním Německu a Rakousku síť C-Netz, ve Francii Radiocom 2000 a v Itálii RTMS. V Evropě tudíž existovalo několik rozdílných sítí, zatímco v USA pouze síť AMPS. V roce 1982 proto Evropská komise pro pošty a telekomunikace (sdružující 26 evropských telekomunikačních společností) spustila projekt Groupe Spéciale Mobile (GSM), která měla vyvinout celoevropskou mobilní telefonní síť. Bylo rozhodnuto, že nová síť bude plně digitální a bude pracovat na frekvenci 900 MHz.

Novou éru bezdrátové komunikace odstartovaly laboratoře firmy Bell, které roku 1947 zformovali koncept tzv. cellulárního (buňkového) systému pro mobilní komunikaci. Princip tohoto systému spočívá v seskupení buněk, které tvoří vysílač i přijímač signálu. Cellulární síť odstartovala 1. generaci bezdrátové telefonní technologie (1G) a postupně začala nahrazovat tehdejší standard používaný radiotelefony (0G). První komerční využití této myšlenky však přišlo až roku 1979 v Tokiu.

 

GPS

Co znamená GPS

Systém NAVSTAR – GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System – oficiální název) stojí na vrcholu dlouhodobého vývoje rádiových navigací. Stal se její nejmodernější metodou, která pro svou činnost využívá soustavu navigačních družic, obíhajících Zemi na základě přesně určených podmínek a nepřetržitě vysílajících datové informace.

 

Historie

Vznik satelitních navigačních systémů se datuje do druhé poloviny 20. století. U jejich zrodu stály především armádní zájmy. V roce 1960 započalo US-NAVY s umísťováním družic systému TRANSIT na oběžnou dráhu. Hlavním úkolem tehdy bylo určování polohy plavidel. Tento systém byl v roce 1964 uvolněn i pro civilní použití a nyní slouží zejména majitelům civilních jachet.. Od roku 1996 je globální polohový systém na základě rozhodnutí prezidenta USA kontrolován vládním výborem IGEB (Interagency GPS Executive Board), jehož úkolem je sledování vývoje systému a jeho usměrňování v souladu se zájmy národní bezpečnosti. Kromě toho IGEB provádí i dohled na zajištění dostupnosti GPS pro celosvětové mírové využití (vědecké i komerční) a podporuje mezinárodní spolupráci v této oblasti.

 

Využití GPS

Vojenské účely

Zařízení pro příjem GPS jsou integrovány do letadel, tankerů, lodí i ponorek, tanků i pozemní vojenské techniky. Kromě navigačních aktivit je systém využíván k označování cílů a navádění raket, je součástí vzdušné podpory a montuje se i do „chytrých” zbraní.

 

Zemědělství

Satelitní navigace pomáhá zemědělcům k vyšší produktivitě a účinnosti stávajících metod obdělávání půdy. Mnoha uživatelům slouží k řízení speciálních postupů, zejména při aplikací chemických a průmyslových hnojiv. Navigace také poskytuje lokální data o pozemcích a je možné z ní vyčíst například zamoření polí plevelem nebo onemocnění pěstovaných kultur.

 

Letectví

Satelitní navigace je v leteckém průmyslu využívána v mnoha oblastech. Navigační systémy letadel pomáhají při řízení téměř všech manévrů, která jsou letadla nucena provádět. Jedná se o pomoc při vzletu i přistávání, stroje jsou pod neustálou GPS kontrolou i během svého pobytu ve vzduchu, trasy letadel jsou předem pevně naplánovány a jejich dodržování je pod neustálou kontrolou . Důvodem je jednak bezpečnost provozu, jednak i jeho ekonomika. Absolutní výhodou systému GPS je i kontrola polohy letadel nad oceánem, která by jinak nebyla z pozemních vysílačů možná. Letadla jsou pod kontrolou nejen ve vzduchu. Hustota provozu na letištích se natolik zvýšila, že bylo nutné vyvinout pozemní systémy řízení pohybu letadel, které využívají ke své činnosti soustavu GPS.

 

Životní prostředí

Satelitní navigace umožňuje vyhodnocovat přesné informace o přírodních jevech, které probíhají na velkých plochách. Tímto způsobem je možné předpovídat rychlost postupu lesních požárů, vzdušných vírů a jiných nebezpečných jevů a chránit tak životy i majetek na dotčených územích.

 

Námořní doprava

Satelitní navigace poskytuje vyjímečnou přesnost a velký potenciál pro námořníky a manažery v námořní dopravě. Za zmínku stojí nejen využití pro navigaci při cestách oceány, ale také zmapování a označení nebezpečných míst, mělčin, a podobně. Rybářské flotily využívají satelitní systém k přesnému navedení do oblastí s optimálním výskytem ryb a za jeho pomoci jsou schopny i mapovat cesty migrace ryb. Rychlý přístup k informacím o přesné pozici, rychlosti a kurzu šetří čas i palivo a zefektivňuje práci i cestování.

 

Záchranný systém

Satelitní navigace se rychle stává standartem i v jednotkách záchranného systému. Možnost rychlého určení místa nehody, požáru nebo ztroskotání lodi nebo letadla a následná schopnost být na toto místo rychle naveden se stává novou cestou pro zlepšení a zefektivnění práce výše uvedených složek.

 

Železniční doprava

Většina železničních soustav je provozována na jednokolejných tratích. Precizní znalost polohy vlaků pomáhá předcházet nehodám, zachovává plynulost dopravy a minimalizuje nákladná zpoždění, způsobená kontrolami zajišťujícími bezpečný vjezd na volnou trať. Satelitní navigace také poskytuje zvukové signály a informace o důležitých uzlech nebo železničních přejezdech. Monitoruje tak pohyb vozidel a zajišťuje bezpečnost provozu. Současné technologie umožňují také plně automatizovaný provoz vlaků.

 

Volný čas

Technologie satelitní navigace pomohla překonat mnoho utrpení a rizik, které byly do té doby s aktivním využíváním volného času spojeny. Přenosné přijímače umožňují absolvovat cesty v neznámých oblastech s pocitem jistoty, bez obav ze ztráty orientace. Jsou využívány k určování polohy, směru, rychlosti, vzdáleností a času. Outdooroví nadšenci jsou za pomoci GPS ve dne i v noci schopni přesně dosáhnout vytčeného cíle a vrátit se na místo určení aniž by bloudili nebo se vystavovali zbytečnému nebezpečí.

 

Vesmírné projekty

Satelitní navigace oživuje a posiluje vesmírný výzkum a operace prováděné ve vesmírném prostoru. Pomáhá také řídit a kontrolovat polohu satelitů na oběžné dráze. Využitím speciálních algoritmů budou již brzy satelity schopny navádět se automaticky čímž se usnadní provoz pozemních řídících středisek. Rakety a kosmické lodě budoucnosti budou schopny startovat, pracovat na oběžné dráze a poté se vrátit na Zemi pod neustálým řízením a kontrolou satelitním navigačním systémem.

 

Pozemní doprava

Schopnosti satelitní navigace, umocněné informačními technologiemi a moderními systémy řízení pomáhají při řešení všech činností, týkajících se plánování pozemní dopravy. Jsou využívány ke sledování pohybu a polohy vozidel, k plánování nejefektivnějších tras a mohou se stát zdrojem výnosů, plynoucích z asistence při provozování integrovaného systému dopravy.

 

Zeměměřičství, mapování

Satelitní navigace je využívána jak k zodpovězení jednoduchých otázek týkajících se plánování, tak k přesnému stanovování linií nebo komplexních věcí při výstavbě infrastruktury v urbanistických centrech. Pomocí této revoluční technologie jsou dva lidé během krátkého času schopni získat velké množství kontrolních bodů, důležitých pro přesné zakládání staveb. Zakládání a mapování systému pozemních cest i železničních tratí může být také prováděno na základě této mobilní platformy a významně ušetřit čas i peníze.

 

Čas

Díky přesnosti atomových hodin, používaných v družicích je satelitní navigační systém využíván k synchronizaci hodin a mnoha událostí po celém světě. Čas atomových hodin je extrémně přesný, jeho odchylky dosahují hodnot nanosekund. Je tak přesný, že jsou na něm závislé i společnosti, pro které hraje přesné načasování událostí životně důležitou úlohu. Například světové investiční a bankovní společnosti se denně spoléhají na přesnost systému z důvodu celosvětově simultánního provádění finančních transakcí.

 

Mobilní telefony

Historie

Jeden z prvních mobilních telefonů na našem trhu je pověstný Sony CM-DX 1000, na který vzpomínají „mobilní pamětníci“. Stalo se tak v roce 1996 a tento telefon si nemohl jen tak někdo dovolit. Jeho pořizovací cena totiž tehdy šplhala až ke dvaceti tisícům korun, za což jste v té době pořídili například 5 kvalitních praček nebo dvě velmi luxusní televize. Jeho displej byl pouze čtyřřádkový, mohli jste si do něj uložit padesát kontaktních telefonních čísel a mohli jste samozřejmě kromě volání také posílat smsky. Tento telefon patřil mezi špičkové, které na trhu neměly konkurenci.

 

Chytré telefony

Od dob příchodu mobilního telefonu Nokia 7650 na český trh se objevil nový termín, o němž so hovoří čím dál tím častěji – chytrý telefon neboli smatrphone.

 

Čím se odlišuje od normálního mobilu?

Prakticky jen softwarovou výbavou. Běžný telefon nelze po zakoupení nijak rozšiřovat (výjimku tvoří instalace javových aplikací, které mají ovšem omezené možnosti) a veškerá manipulace se softwarem se omezuje na přehrání firmware v autorizovaném servisu. Smartphony obsahují vlastní operační systém, pro který jsou k dispozici tisíce dalších pokročilých aplikací. Chytré telefony si je nutné představit jako křížence nezi obyčejným mobilem a kapesním počítačem. Vypadají jako normální přístroje , bývají ovšem o něco větší a těžší, za což obvykle nabízejí větší display.

 

Pro koho jsou určeny?

V první řadě to budou techničtí fandové, v odborné hantýrce označováni jako technoidi nebo geekové, kteří jsou nadšeni z každého nového pokusu elektroniky ve svém okolí, baví je zkoušet a nalézat nové možnosti jako uplatnění. Takový chytrý telefon je pro ně hračkou, která jim udělá opravdovou radost.

Další skupinou mohou být lidé, kteří společně se svým telefonem používají i nějaké PDA (kapesní počítač), popřípadě nosí s sebou notebook. Chytrý telefonmůže být přínosem pro manažery či osoby na vedoucích postech. Mají totiž skvěle propracovaný systém organizace času, v podstatě neomezenou databázi kontaktů a určitě přijde i vhod možnost práce s kancelářskými dokumenty.

Smartphony rozhodně nejsou pro běžné uživatele, kteří svůj telefon používají pouze pro volání nebo psaní SMS. Chytrý telefon se v jejich kapse stane jen zbytečnou luxusní zátěží navíc. Naštěstí je už na první pohled odrazující vyšší cena, která je samozřejmě vyšší, než u běžných přístrojů.

 

Některé funkce mobilního telefonu

Bluetooth

S technologií Bluetooth se nesetkáme pouze v mobilech, ale postupem času ve většině elektroniky, která některým způsobem potřebuje komunikovat se svým okolím. Jedná se o standard bezdrátového přenosu dat na malé vzdálenosti (do deseti metrů). Využít ho tak můžeme nejenom k propojení telefonu s počítačem, ať už stolním, kufříkovým nebo i kapesním, ale i k propojování dvou mobilů, dvou počítačů nebo k připojení různých periferií – tiskáren, klávesnic, počítačových myší.

 

IrDA – infračervený port

Infračervený port slouží podobně jako Bluetooth k bezdrátovému propojení telefonů navzájem nebo počítače s mobilem. Jediný rozdíl spočívá v tom, že dosah této technologie je omezený na maximálně několik desítek centimetrů, a navíc musejí být obě komunikující zařízení v přímém dohledu. Na druhou stranu je ale infraport daleko rozšířenější než Bluetooth a najdete ho i ve starších telefonech.

 

MMS

Je zkratkou výrazu Multimedia Messaging Systém neboli systém pro zasílání multimediálních zpráv – nemusíme se tak omezovat na pouhý text jako u SMS, ale můžeme do zpráv vložit fotografii nebo zvukovou nahrávku. Možnosti MMS se tak docela blíží e-mailům, jak jsme na ně zvyklí z osobních počítačů.

 

E-mailový klient

U mobilních telefonů vyšší třídy, které jsou někdy též nazývané „manažerské“, je už samozřejmou výbavou e-mailový klient, který umožňuje číst a odesílat elektronickou poštu bez nutnosti mít k dispozici počítač připojený k Internetu. Je samozřejmé, že práce s poštou není tak komfortní jako na počítači, až na malé vyjímky můžeme zapomenout na práci s přílohami a ani malý display a klávesnice neposkytuje dostatečný komfort pro práci s dalšími texty. Pokud ovšem čekáme na nějaký důležitý mail nebo jiný potřebujeme nutně napsat, pak je tato funkce doslova k nezaplacení.

 

Přehrávač MP3

Další audio funkcí moderních telefonů je schopnost přehrávat zvukové soubory. Nejrozšířenější formát je MP3, najdou se ale i takové, které umí přehrát WAV,ACC nebo WMA.

 

Fotoaparát

Čím dál tím častěji se v mobilních telefonech setkáme s vybavením,které doposud existovalo jen samostatně – fotoaparátem. Fotit pomocí mobilu je dnes doslova móda a výhody z toho plynoucí jsou nadsazeně: telefon u sebe máme vždy, což se u fotoaparátu říci nedá, navíc přirozenou fotografii můžeme ihned poslat pomocí MMS nebo e-mailu.

 

Wi-Fi

Wi-Fi (nebo také Wi-fi, WiFi, Wifi, wifi) je standard pro lokální bezdrátové sítě (Wireless LAN, WLAN) a vychází ze specifikace IEEE 802.11. Název Wi-Fi je slovní hříčka vůči Hi-Fi (tzn. analogicky k high fidelity – vysoká věrnost), která by se dala chápat jako zkratka k wireless fidelity (bezdrátová věrnost), název však ve skutečnosti zkratkou není. Původním cílem Wi-Fi sítí bylo zajišťovat vzájemné bezdrátové propojení přenosných zařízení a dále jejich připojování na lokální (např. firemní) sítě LAN. S postupem času začala být využívána i k bezdrátovému připojení do sítě Internet v rámci rozsáhlejších lokalit a tzv. hotspotů. Wi-Fi zařízení jsou dnes prakticky ve všech přenosných počítačích a i v některých mobilních telefonech. Úspěch Wi-Fi přineslo využívání bezlicenčního pásma, což má negativní důsledky ve formě silného zarušení příslušného frekvenčního spektra a dále častých bezpečnostních incidentů.

 

Struktura bezdrátové sítě

Bezdrátová síť může být vybudována různými způsoby v závislosti na požadované funkci. Ve všech případech hraje klíčovou roli identifikátor SSID (Service Set Identifier), což je řetězec až 32 ASCII znaků, kterými se jednotlivé sítě rozlišují. SSID identifikátor je v pravidelných intervalech vysílán jako broadcast, takže všichni potenciální klienti si mohou snadno zobrazit dostupné bezdrátové sítě, ke kterým je možné se připojit (tzv. asociovat se s přístupovým bodem). Nejjednodušším způsobem, jak bezdrátovou síť skrýt, je zamezit vysílání SSID. Připojující se klient pak musí SSID předem znát, jinak se nedokáže k druhé straně připojit. Protože je však SSID při připojování klienta přenášeno v čitelné podobě, lze ho snadno zachytit a skrytou síť odhalit.

 

Ad-hoc sítě

V ad-hoc síti se navzájem spojují dva klienti, kteří jsou v rovnocenné pozici (peer-to-peer). Vzájemná identifikace probíhá pomocí SSID. Obě strany musí být v přímém rádiovém dosahu, což je typické pro malou síť nebo příležitostné spojení, kdy jsou počítače ve vzdálenosti několika metrů.

 

Infrastrukturní sítě

Typická infrastrukturní bezdrátová síť obsahuje jeden nebo více přístupových bodů (AP – Access Point), které vysílají své SSID. Klient si podle názvů sítí vybere, ke které se připojí. Několik přístupových bodů může mít stejný SSID identifikátor a je plně záležitostí klienta, ke kterému se připojí. Může se například přepojovat v závislosti na síle signálu a umožňovat tak klientovi volný pohyb ve větší síti (tzv. roaming).

 

Zabezpečení sítě

Problém bezpečnosti bezdrátových sítí vyplývá zejména z toho, že jejich signál se šíří i mimo zabezpečený prostor bez ohledu na zdi budov, což si mnoho uživatelů neuvědomuje. Dalším problémem je fakt, že bezdrátová zařízení se prodávají s nastavením bez jakéhokoliv zabezpečení, aby po zakoupení fungovala ihned po zapojení do zásuvky. Nezvaný host se může snadno připojit i do velmi vzdálené bezdrátové sítě jen s pomocí směrové antény, i když druhá strana výkonnou anténu nemá. Navíc většina nejčastěji používaných zabezpečení bezdrátových sítí má jen omezenou účinnost a dá se snadno obejít. Různé typy zabezpečení se vyvíjely postupně a proto starší zařízení poskytují jen omezené nebo žádné možnosti zabezpečení bezdrátové sítě. Právě kvůli starším zařízením jsou bezdrátové sítě někdy zabezpečeny jen málo. V takových případech je vhodné použít zabezpečení na vyšší síťové vrstvě, například virtuální privátní síť.

 

Zablokování vysílání SSID

Zablokování vysílání SSID sice porušuje standard, ale je nejjednodušším zabezpečením bezdrátové sítě pomocí jejího zdánlivého skrytí. Klienti síť nezobrazí v seznamu dostupných bezdrátových sítí, protože nepřijímají broadcasty se SSID. Bohužel při připojování klienta k přípojnému bodu je SSID přenášen v otevřené podobě a lze ho tak snadno zachytit. Při zachytávání SSID při asociaci klienta s přípojným bodem se používá i provokací, kdy útočník do bezdrátové sítě vysílá rámce, které přinutí klienty, aby se znovu asociovali.

 

Kontrola MAC adres

Přípojný bod bezdrátové sítě má k dispozici seznam MAC adres klientů, kterým je dovoleno se připojit. Útočník se může vydávat za stanici, která je již do bezdrátové sítě připojena pomocí nastavení stejné MAC adresy (pokud je na AP tato funkce aktivní).

 

WEP

Šifrování komunikace pomocí statických WEP klíčů (Wired Equivalent Privacy) symetrické šifry, které jsou ručně nastaveny na obou stranách bezdrátového spojení. Díky nedostatkům v protokolu lze zachycením specifických rámců a jejich analýzou klíč relativně snadno získat. Pro získání klíčů existují specializované programy.

 

WPA

Kvůli zpětné kompatibilitě využívá WPA (Wi-Fi Protected Access) WEP klíče, které jsou ale dynamicky bezpečným způsobem měněny. K tomu slouží speciální doprovodný program, který nazýváme prosebník (suplikant). Z tohoto důvodu je možné i starší zařízení WPA vybavit. Autentizace přístupu do WPA sítě je prováděno pomocí PSK (Pre-Shared Key – obě strany používají stejnou dostatečně dlouhou heslovou frázi) nebo RADIUS server (ověřování přihlašovacím jménem a heslem).

 

WPA2

Novější WPA2 přináší kvalitnější šifrování (šifra AES), která však vyžaduje větší výpočetní výkon a proto nelze WPA2 používat na starších zařízeních.

 

Zdroje najdete uvedeny zde:

  • https://biologie-chemie.cz/zdroje-vnl-xf/
  • Shelly Brisbin – Wi-fi
  • Ondřej Pohl – Využijte svůj mobil naplno!
  • http://cs.wikipedia.org/wiki/Personal_Digital_Assistant
  • http://cs.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi
  • http://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pv109/2003/xrambous_index.htm
  • Informace poskytla Magda K.





Další podobné materiály na webu: