Mobile und drahtlose Informationssysteme: Technologien, Anwendungen, Märkte

358 Pages·2003·15.35 MB·German

by  Professor Dr. Franz Lehner (auth.)

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Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
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ISBN 978-3-540-43981-3 ISBN 978-3-642-55626-5 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-55626-5
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ren Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, aueh bei nur aus
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des Urheberreehtsgesetzes der Bundesrepublik Deutsehland vom 9. September 1965 in
der jeweils geltenden Fassung zulăssig. Sie ist grundsătzlieh vergtitungspfliehtig. Zuwider
handlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberreehtsgesetzes.
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003
UrsprOnglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2003
Die Wiedergabe von Gebrauehsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in die·
sem Werk bereehtigt aueh ohne besondere Kennzeiehnung nieht zu der Annahme, dass
solche Namen im Sinne der Warenzeiehen· und Markenschutz·Gesetzgebung als frei zu
betraehten wăren und daher von jedermann benutzt werden dtirften.
SPIN 10887682 42/3130-5 4 3 2 1 O - Gedruekt auf săurefreiem Papier
Vorwort
Die Zukunft des Internet ist mobil! Mobile Infonnationssysteme umfassen alle
Fonnen der Nutzung von mobilen Endgeraten, insbesondere PDAs und Handys zu
betrieblichen Zwecken. Die dynamische Entwicklung auf diesem Gebiet und die
zunehmende Integration in das Internet haben ein vollig neues Anwendungs- und
Geschaftsfeld entstehen lassen, das vor allem durch die erwarteten Marktpotenzia
Ie von hoher Relevanz ist. Unternehmen, die in der "Wireless Economy" erfolg
reich bestehen wollen, mfissen sich daher umfassend mit den Rahmenbedingun
gen und den eingesetzten Technologien auseinandersetzen.
Nach dem enonnen Aufschwung des Internet, der nicht zuletzt auf die Kommerzi
alisierung zurUckzufiihren ist, bahnt sich im Bereich mobiler Anwendungen eine
dem E-Commerce vergleichbare Entwicklung an. Mobile Commerce wird von
manchen sogar als Teilgebiet des E-Commerce verstanden. Diese Einordnung ist
aber weder ganz richtig noch eindeutig moglich, da Mobile Commerce zum einen
als Spezialisierung, Erweiterung oder besondere Auspragung des E-Commerce
verstanden wird, zum anderen jedoch besondere Merkmale aufweist, die M
Commerce als unabhiingiges und neues Anwendungsgebiet qualifiziert. Eine
Konvergenz ist durch die zunehmende Internetanbindung aber erkennbar. Unab
hangig von der akademischen Frage der richtigen Klassifikation oder Einordnung
ist damber hinaus eine generelle Bedeutungszunahme mobiler und drahtloser
Anwendungssysteme zu beobachten, die fiber das Thema Mobile Commerce weit
hinaus gehen.
Das vorliegende Buch gibt eine grundlegende und anwendungsorientierte Einfiih
rung zu allen Teilbereichen mobiler und drahtloser Anwendungen. Dabei wurde
darauf geachtet, dass neben den zellularen Funknetzen fUr den Fernbereich sowie
fUr lokale Anwendungen auch die in den Geraten selbst eingesetzte Technologien
(z.B. Mikrobrowser, Betriebssysteme) dargestellt werden. Weitere wichtige The
men betreffen die Sicherheit und die Lokalisierung. Abgerundet wird die Darstel
lung durch einen Anwendungsfiberblick und eine Beschreibung des Marktes fUr
mobile Anwendungen, der sich noch sehr heterogen und dynamisch prasentiert.
Das vorliegende Buch solI also einen umfassenden Uberblick geben und mit den
derzeit existierenden Produkten und Anwendungen vertraut machen. Die in die
sem Zusammenhang unvenneidliche technische Betrachtung des Themas wird
durch eine okonomische Perspektive sowie erkennbaren Trends erganzt und abge
rundet.
Das Buch richtet sich an Studierende in den Fachern Wirtschaftsinfonnatik und
Betriebswirtschaftslehre, aber auch an interessierte Praktiker und Entscheidungs
trager. Ziel ist dabei ein grundlegendes Verstiindnis der Technologiepotenziale
VI Vorwort
einschlieBlich der Grenzen und Probleme zu vermitteln und auf diese Weise auch
die Suche nach innovativen Anwendungsmoglichkeiten zu unterstiitzen. Es wurde
darauf geachtet, dass das Buch auch fUr Einsteiger lesbar ist. Der Leser erMlt ne
ben Grundlageninformationen auch Einblick in Entwicklungstrends sowie einen
urnfassenden Oberblick uber einen Zukunftsmarkt.
Das vorliegende Buch stellt gleichzeitig einen wichtigen Baustein im neu einge
richteten Forschungsschwerpunkt "Mobile Business" an der Universitat Regens
burg dar. Das generelle Ziel des Forschungsschwerpunktes besteht in der Er
schlieBung des neuen Anwendungsfeldes fUr die Wirtschaftsinformatik und im
Aufbau eines Kompetenzzentrums. Damit soU unmittelbar ein Beitrag zur Abde
ckung des neu entstandenen Wissensbedarfs geleistet werden.
Die Verwendung von Abkiirzungen und technischen Bezeichnungen war bei der
Behandlung des Themas nicht vermeidbar. Soweit die Erklarungen nicht ohnehin
im Buch enthalten sind, wird in diesem Zusammenhang auf das "Mobilex", ein
Nachschlagewerk und Glossar fUr Begriffe zum Mobile Computing, verwiesen.
Eine gedruckte Version kann direkt beim Autor bestellt werden. Die Begriffe kon
nen aber auch uber das Internet bzw. "mobil" uber ein WAP-fahiges Handy
abgerufen werden. Nahere Informationen dazu sowie auch zu den sonstigen Pro
jekten und Aktivitaten fmden sich im Internet unter
www-mobile.uni-regensburg.de.
An der Entstehung dieses Buches waren viele Personen beteiligt. Ich mochte da
her abschlieBend noch allen, die zur Verwirklichung wesentlich beigetragen ha
ben, herzlich fUr ihre Unterstiitzung danken. Hier sind insbesondere die Semmar
teilnehmer im Wintersemester 2001/2002 zu nennen, die im Rahmen ihrer
Seminarbeitrage wesentlich zur Informationsbasis und zur Entstehung einzelner
Textteile beigetragen haben. Von Herrn Holger Nosekabel stammt der Beitrag u
ber die Datensynchronisation. Ein besonderer Dank gebuhrt zuletzt noch Frau
Eva-Maria Sperger fur die miihevolle Formatierung des Manuskripts sowie fUr ihr
vielfaltiges Engagement rund urn die Vorbereitung dieses Buches.
Im Oktober 2002
FRANZ LEHNER
Inhaltsverzeichnis
1. Einfiihrung ...................................................................................... .
1.1 Motivation ........................................................................................ .
1.2 Begriffe und Definitionen ................................................................. 5
1.3 Charalcteristische Eigenschaften von mobilen Anwendungen .......... 10
1.4 Klassifikation von mobilen Anwendungen ....................................... 14
2. Grundlagen drahtloser Funknetze ..................................................... 17
2.1 Grundlagen der drahtlosen Ubertragung............................................ 17
2.1.1 Raummultiplex ...................................................................... 19
2.1.2 Frequenzmultiplex ..................... ............................................ 20
2.1.3 Zeitmultip1ex .............. ................ ........................................... 21
2.1.4 Codemu1tip1ex ........... ................ ..... ...................... ................. 21
2.1.5 Hybride Verfahren................................................................. 22
2.2 Zellu1are Netze und Aufbau von Mobilfunksystemen ....................... 23
2.3 Zellulare Funknetze fur den Fembereich und weitere Mobilfunk-
systeme .............................................................................................. 27
2.3.1 Mobilfunkstandards der ersten Generation (lG) .................. 27
2.3.1.1 A-, B-, C-Netze..................................................... 27
2.3.1.2 Ubersicht zu den IG-Systemen............................. 28
2.3.2 Mobilfunkstandards der zweiten Generation (2G) ............... 30
2.3.2.1 GSM-System......................................................... 31
2.3.2.2 TDMA-System gemaB IS-136 .............................. 55
2.3.2.3 CDMA-System gemaB IS-95................................ 58
2.3.2.4 PDC-System ......................................................... 60
2.3.2.5 Ubersicht zu den 2G-Systemen............................. 61
2.3.3 Mobilfunkstandards der dritten Generation (3G) .................. 62
2.3.3.1 UMTS ................................................................... 65
2.3.3.2 CDMA2000.......................................................... 75
2.3.3.3 UWC-136.............................................................. 77
2.3.3.4 Ubersicht zu den 3G-Systemen............................. 78
2.3.4 Auf dem Weg zur vierten Generation........ ........................... 79
2.3.5 Weitere Mobilfunksysteme.................................................... 81
2.3.5.1 Satellitensysteme .................................................. 81
2.3.5.2 Rundfunksysteme ................................................. 90
2.3.5.3 Bundelfunk und Paketdatenfunk........................... 94
VIII Inhaltsverzeichnis
2.3.5.4 Funkrufsysteme und Pagingdienste ...................... 97
2.3.6 Lokalisierungstechniken und Location Based Services......... 100
2.3.6.1 Technologien zur Lokalisierung ........................... 100
2.3.6.2 Anwendungen fur Location Based Services......... 105
2.3.6.3 Trends bei Location Based Services ..................... 111
2.4 Zellulare Funknetze fur den Nahbereich und drahtlose lokale
Netze .................................................................................................. 114
2.4.1 DECT..................................................................................... 115
2.4.2 PHS........................................................................................ 118
2.4.3 Drahtlose lokale Netze........................................................... 120
2.4.3.1 IEEE802.1l... ....................................................... 123
2.4.3.2 HIPERLAN .......................................................... 127
2.4.3.3 HomeRF ................................................................ 131
2.4.3.4 Bluetooth .............................................................. 133
3. Technologien fiir mobile Informationssysteme ....................................... 139
3.1 Protokolle und Dateniibertragung bei mobilen Anwendungen ........ .. 139
3.1.1 Das Web-Modell ................................................................ .. 139
3.1.2 Das WAP-Modell ................................................................ .. 142
3.1.3 Modellvergleich .................................................................... . 147
3.1.4 Push-und Pull-Anwendungen .............................................. . 148
3.2 Systemsoftware und Betriebssysteme fur mobile Gerlite .................. . 150
3.2.1 Microsoft Embedded Family ................................................ . 151
3.2.2 Palm OS ................................................................................ . 155
3.2.3 Symbian OS .......................................................................... . 158
3.2.4 Linux fur PDA ...................................................................... . 161
3.3 Datenspeicherung und Datenverwaltung .......................................... . 163
3.3.1 Datenverwaltung auf dem Server ........................................ .. 163
3.3.2 Datenformate bei mobilen Endgerliten ................................ .. 165
3.3.2.1 Windows CE ....................................................... .. 165
3.3.2.2 Palm OS .............................................................. .. 169
3.3.3 Datenspeicherung unter Windows CE ................................ .. 172
3.3.4 Zusatzspeicher fur mobile Endgerlite .................................. .. 176
3.3 .4.1 Charakteristika und Arten von Flash
Speicherkarten ...................................................... 177
3.3.4.2 Beispiele fur Speicherprodukte............................. 178
3.3.4.3 Dateisystem der SIM-lProzessorkarte................... 182
3.3.5 Dateisynchronisation mit SyncML ........................................ 183
3.3.6 Mobile Datenbanken.............................................................. 189
3.4 Markup-Sprachen und Mikrobrowser ................................................ 191
3.4.1 Hypertext Markup Language (HTML) .................................. 192
3.4.2 Wireless Markup Language (WML) ..................................... 194
3.4.3 Vergleich von Mikrobrowsem............................................... 199
Inhaltsverzeichnis IX
3.5 IMode................................................................................................. 206
4. Sicherheit bei mobilen Anwendungen und bei der
Dateniibertragung ...................................................................................... 209
4.1 Sicherheit als Herausforderung und Erfolgsfaktor. ............................ 209
4.2 Beispiele zur Sicherheitsproblematik mobiler Anwendungen ........... 211
4.2.1 Verlust eines mobilen Endgerates ......................................... 211
4.2.2 SMS Attacken ........................................................................ 212
4.2.3 PDA-Viren und Trojaner ....................................................... 213
4.2.4 Eavesdropping - Belauschen der Funkiibertragung .............. 214
4.2.5 SIM-Card Cloning ................................................................. 215
4.2.6 Ortung bzw. Peilung des Endbenutzers ................................. 215
4.2.7 Unsicherheitsfaktor W AP-Gateway ...................................... 216
4.3 Sicherheitsvorkehrungen fUr mobile Anwendungen .......................... 216
4.3.l Gerateebene und mobile Betriebssysteme ............................. 216
4.3.2 Sicherheitsmechanismen aufSmartcards ............................... 218
4.3.3 Sicherheit in Offentlichen Funknetzen ................................... 220
4.3.4 Sicherheit in lokalen drahtlosen Netzen ................................ 224
4.4 Sonstige SicherheitsmaBnahmen.................. ...................... ............ .... 229
4.4.1 Virtual Private Network. ........................................................ 229
4.4.2 Einsatz kryptografischer Verfabren ..................... .................. 229
4.4.3 Public-Key-Infrastructure ...................................................... 230
5. Markt ffir mobile AnweDdungen oDd MarktteilDehmer .................... 233
5.1 Anwendungsuberblick ...................................................................... 233
5.1.1 Anwendungsfelder - Auf der Suche nach
"Killerapplikationen"............................................................. 233
5.1.2 Trends und Marktentwicklung ............................................... 237
5.1.3 Besonderheiten beim Benutzerverhalten und Akzeptanz
mobiler L6sungen ............................... .................. ... ....... ... .... 241
5.2 Gestaltungsfelder und Marktcharakteristik ....................................... 244
5.2.1 Die mobile WertschOpfungskette .......................................... 244
5.2.2 Geschaftsmodelle und Kostenverrechnung fUr mobile
Anwendungen ........................................................................ 248
5.2.3 MarktUberblick ...................................................................... 252
5.2.3.l Marktsituation in den verschiedenen Markten ...... 252
5.2.3.2 Der Markt fur Handys ........................................... 258
5.2.3.3 Der Markt fUr PDAs ............................................. 260
5.3 Ausgewahlte Marktteilnehmer und Akteure im Mobile Business .... 265
5.3.1 Oberblick aber Marktsegmente und Griindungsdynamik. ..... 265
5.3.2 Netzwerkoperatoren. .............................................................. 267
5.3.3 Service Provider .................................................................... 270
5.3.4 Hardware-und Infrastrukturhersteller ................................... 277
X Inhaltsverzeichnis
5.3.5 Content Aggregator und mobile Portale ................................ 279
5.3.6 M-Commerce und M-Services .............................................. 283
5.3.7 Wireless Application Service Provider (WASP) .... ............... 285
5.3.8 Weitere Marktteilnehmer. ...................................................... 292
5.4 Standardisierungsgremien und sonstige Interessensgruppen ............ 299
5.4.1 Institutionen mit Offentlicher Bedeutung .............................. 300
5.4.2 Entwicklungs-und Standardisierungsgremien ..................... 302
5.4.3 Kommerziell orientierte Zusammenschliisse ........................ 307
5.4.4 Sonstige Initiativen ............................................................... 310
6. Ausblick ... ...... .......................................... ..................................................... 313
Literatur ........................................................................................................... 315
Internet-Quellen ............................................................................................... 327