Vorlesung Implications of Digital Life and Business (SS 2015)

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1 Vorlesung Implications of Digital Life and Business (SS 2015) Prof. Dr. Key Pousttchi Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Digitalisierung Universität Potsdam Hinweis: Dieses Skript dient der Ergänzung und ist nicht prüfungsrelevant.

2 Vorbemerkung: Was ist Wirtschaftsinformatik? (1) Neue Techniken, Vertriebskanäle, Produkte, Organisationsformen, Geschäftsprozesse Große Konvergenz durch Digitalisierung Virtualisierung der Unternehmen, Rationalisierungspotentiale Von der innerbetrieblichen zur überbetrieblichen Integration Software Engineering Datenbanksysteme... Informationsmanagement Electronic/Mobile Commerce Referenzmodellierung Integration Engineering... Fachkonzepte für betriebliche Anwendungssysteme,. z.b. PPS-Systeme, Handelsinformationssysteme Informatik Wirtschaftsinformatik Betriebswirtschaftslehre

3 Vorbemerkung: Was ist Wirtschaftsinformatik? (2) Mensch Aufgabe Technik System Anwendungssystem Teil der Technik Komponente Häufig auch Synonym für rechnergestützte Informationssysteme zur (Teil ) Automatisierung betrieblicher Aufgaben Rechnergestützte Informationssysteme Mensch Aufgabe Technik Anwendungssysteme im weiteren Sinne Hardware Anwendungsprogramme Betriebssysteme Technik Middleware Anwendungssysteme im engeren Sinne

4 Sieben Grundlagen der Digitalisierung Was bedeutet Digitalisierung? Wie funktioniert ein Computer? Wie funktioniert ein Datennetz? Wie funktioniert ein Mobilfunknetz? Was hat sich in Alltag und Wirtschaft bisher durch mobile Geräte verändert? In welchen Phasen verlief die Entwicklung mobiler Dienste? Warum nutzen Endkunden mobile Dienste? Universität Potsdam Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Digitalisierung (Prof. Pousttchi)

5 Ziele der Vernetzung Kommunikation Einfache und schnelle Nachrichtenübermittlung Einfacher und schneller Datenaustausch Vermeidung von Medienbrüchen Gemeinsame Datenhaltung Redundanzvermeidung (Aktualität, Datenpflege, Konsistenz,...) Lastverteilung Übergreifende Allokation von Rechenleistung Sicherheit Redundante Datenhaltung aus Sicherheitsgründen Zentrale Datensicherung

6 ISO/OSI (Schichten )Architektur

7 Entwicklung des Internet 1969 ARPANET mit 3 Rechnern Advanced Research Program Agency im Auftrag des US-Verteidigungsministeriums 1974 Standardisiertes Netzwerkprotokoll TCP (Transmission Control Protocol) Rechner weltweit verbunden 1992 Erster Web-Browser MOSAIC 1993 Ca. 1,2 Mio. Rechner verbunden 1994 Erster graphischer Web-Browser 1995 In den USA mehr s als Briefe 1998 Ca. 43 Mio. Rechner verbunden Jahr Hosts ,2 Mio ,8 Mio Mio Mio.

8 TCP/IP (1) Anwendungsnahe Protokolle IP (Internet Protocol) Abstraktionsebene: Schicht 3 des OSI Modells Zweck: Vermittlung von Datenpaketen im Netzwerk (Routing) TCP Dazu haben alle angeschlossenen Geräte eine eineindeutige Adresse im Netzwerk, die IP Adresse IP Ausnahme: Bestimmte reservierte Adressräume zur lokalen Verwendung > Die IP-Adresse ist 32 Bit lang (nach IPv4). Sie ist in 4 Byte zerlegt und wird durch Punkte voneinander getrennt: HTTP FTP... Internet-Adressierung mittels IP-Adresse > Übersetzung einer URL (Uniform Resource Locator) in eine IP-Adresse» = » wi2.wiwi.uni-augsburg.de =

9 TCP/IP (2) TCP (Transmission Control Protocol) Abstraktionsebene: Schicht 4 des OSI Modells Zweck: Gewährleistung einer zuverlässigen, geordneten Übertragung eines Byte Stroms von Start zu Zielknoten (Ende zu Ende) An: Von: Zerlegung einer Nachricht in Datenpakete durch TCP Vorwärtsbewegen der Datenpakete durch IP Sammeln und Ordnen der Datenpakete durch TCP An: Von: Router Router Router wkoenig@ wiwi.uni-frankfurt.de Router Router Router mertens@ wiso.uni-erlangen.de [MBK+04]

10 Internet Architektur Internet Backbones National Backbones Regional Backbones National Backbone Deutschland

11 Wichtige Internet Dienste Terminalemulation Telnet (TErminaL NETwork Protocol ), 1972 Dateitransfer FTP (File Transfer Protocol), 1973 Elektronische Post SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), 1982 POP(Post Office Protocol), 1984 Namensauflösung DNS (Domain Name System), 1984 World Wide Web HTTP (Hypertext Transfer Protocol), 1989

12 Standardisierung mittels RFCs Grund Keine der am ARPANET beteiligten Universitäten ist berechtigt, Standards für den militärischen Bereich festzulegen Vorgehensweise mit RFCs (Requests for Comment), derzeit existieren ca RFC Klassen required, recommended, elective, limited use, not recommended IETF (Internet Engineering Task Force) Universitäten, Industrie, (früher auch: Militär) RFC Verzeichnis unter:

13 Mobilfunkstandards Evolutionsstufen 2G 2.5G 3G 4G GSM Leitungsorientierte Datenübertragung CSD, HSCSD GPRS Paketorientierte Datenübertragung im Mobilvermittlungsnetz UMTS LTE Höhere Bandbreiten (Long Term im Zugangsnetz Evolution) + EDGE Paketorientierte Datenübertragung im Mobilvermittlungsnetz und verändertes Modulationsverfahren im Zugangsnetz 2.2.6

14 Beispiele für BTS [Quelle: MM] BSC

15 Arten des Handovers Intrazellenübergabe Interzellen /Intra BSC Übergabe BTS BTS BTS BSC BSC Inter BSC /Intra MSC Übergabe Inter MSC Übergabe BSC BSC BSC BSC MSC MSC MSC 2.2.4

16 Mobile Originated Call (MOC) Im Funknetz abgehender Ruf 2.2.4

17 Mobile Terminated Call (MTC) Im Funknetz ankommender Ruf 2.2.4

18 Add on: Aufbau Mobilfunknetz

19 Definition Mobilfunk Fernmeldedienst, der über Funksignale ein drahtloses Telefonieren von jedem Ort aus ermöglicht, außer Seefunk. [

20 CISCOSYSTEMS Mobilfunknetz Technische Infrastruktur, auf der die Übertragung der Mobilfunksignale stattfindet Mobilvermittlungsnetz Übertragung im Festnetz (selten auch über Richtfunk) zwischen den ortsfesten Einrichtungen des Mobilfunknetzes Funknetz Übertragung über die Luftschnittstelle zwischen einem Mobilfunkmast und dem mobilem Endgerät

21 Prinzipieller Aufbau am Beispiel GSM Aufteilung der Fläche in Mobilfunkzellen Makrozellen (Ø z.b km) 1 Mikrozellen (Ø z.b. 1 3 km) 1 Picozellen (Ø z.b m) 1 Sektorisierung von Zellen Aufteilung einer großen Funkzelle durch Ersatz der Rund strahlantenne durch mehrere Sektorantennen (z.b. 3x120 ) Erhöhung der Kapazität Anpassung an geographische Besonderheiten Antennen zur Versorgung einzelner Straßenzüge oder sogar Gebäude 1 Zahlenwerte für das D2-Netz [Voda2001], GSM 1800 z.b. bis max. Ø 8km

22 Infrastruktur [Voda2001]

23 Elemente im Funknetz: Mobilstation Mobilstation (Mobile Station, MS) Sendeleistung: max. 2 W (GSM 900) bzw. 1 W (GSM 1800) Mobiles Endgerät (Mobile Equipment, ME) IMEI (International Mobile Equipment Identity) Hinweis: Die IMEI kann mit der Eingabe *#06# angezeigt werden Subscriber Identity Module (SIM) Mobilfunknummer (Mobile Station ISDN Number, MSISDN) IMSI (International Mobile Subscriber Identification) International eindeutige 15 stellige GSM Teilnehmer ID TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) Beim Einbuchen zur Anonymisierung vergebene temporäre ID

24 Verbindungen im Funknetz Mobile Originated Call (MOC) Im Funknetz abgehender Ruf ugs. "Aktivgespräch" Mobile Terminated Call (MTC) Im Funknetz ankommender Ruf ugs. "Passivgespräch"

25 Handover und Roaming Handover Unterbrechungsfreie Gesprächsübergabe beim Wechsel der Mobilfunkzelle Roaming Nutzung eines fremden Mobilfunknetzes VPLMN (Visited Public Land Mobile Network) Liste gesperrter PLMN National Roaming International Roaming

26 Elemente im Funknetz: Basisstation Basisstationssystem (Base Station System, BSS) Funktechnische Versorgung einer oder mehrerer Funkzellen Basisstationssteuerung (Base Station Controller, BSC) Vermittlungsrechner mit Relaisfunktion zwischen MS und MSC Zuweisung von Funkkanälen Aufrechterhalten der Funkverbindung beim Handover Sende /Empfangsstation (Base Transceiver Station, BTS) Durchführung des Mobilfunkverkehrs von 1 3 Funkzellen Bestandteile: Antennenanlage und Funkausrüstung Typische Sendeleistung: W (GSM 900)

27 Elemente im Mobilvermittlungsnetz Mobilvermittlungsstelle (Mobile Switching Center,MSC) ISDN Vermittlungsknoten Computergesteuerte Schnittstelle zwischen den BSC und anderen MSC, ggf. auch allen anderen Telefon /Datennetzen (Gateway) Ein MSC Bereich umfasst mehrere BSS Kommunikation mit den Nutzer Datenbanken Koordination beim Handover (Intra MSC und Inter MSC) Unterstützung von Zusatzdiensten Operation and Maintenance Center (OMC) Steuerung und Überwachung aller Dienste/Komponenten Teilnehmerverwaltung, Abrechnungssystem Service Control Point Service Order Gateway Billing Gateway

28 Elemente im Mobilvermittlungsnetz Datenbanken Besucherregister (Visitor Location Register, VLR) Registriert alle MS, die im MSC Bereich eingebucht sind HLR AUC VLR EIR Heimatregister (Home Location Register, HLR) Anhand der Vorwahl und der ersten zwei Ziffern der Rufnummer ist das zuständige HLR festgelegt (also max Teiln./HLR) Statische Kundendaten (MSISDN, IMSI, Dienste/Umleitungen ) Dynamische Kundendaten (aktuelle VLR Adresse ) Authentifizierungszentrale (Authentication Center, AUC) Schlüsselungsinformationen für Einbuchen und Übertragung Endgeräte Datenbank (Equipment Identity Register, EIR) weiße Liste (genehmigte Mobiltelefone) graue Liste (zu überwachende Mobiltelefone) schwarze Liste (nicht genehmigte Mobiltelefone)