departament: electronică și calculatoareold.unitbv.ro/portals/31/sustineri de...
TRANSCRIPT
Universitatea Transilvania din Brașov
Școala Doctorală Interdisciplinară
Departament: Electronică și Calculatoare
Ing. Alexandru-Nicolae BALICA
Contribuţii la controlul m-Business al
comunicațiilor om-mașină
Contributions to m-Business Control of
Human-to-Machine Communications
Conducător ştiinţific
Prof.dr.ing. Florin SANDU
BRAȘOV, 2014
MINISTERUL EDUCAŢIEI NAŢIONALE
UNIVERSITATEA „TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV BRAŞOV, B-DUL EROILOR NR. 29, 500036, TEL. 0040-268-413000, FAX 0040-268-410525
RECTORAT
D-lui (D-nei) ..............................................................................................................
COMPONENŢA
Comisiei de doctorat Numită prin ordinul Rectorului Universităţii „Transilvania‖ din Braşov
Nr. 6773 din 21.07.2014
PREŞEDINTE: - Conf. univ. dr.ing. Carmen GERIGAN
DECAN - Fac. de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor
Universitatea „Transilvania‖ din Brașov
CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: - Prof. univ. dr. ing. Florin SANDU
Universitatea „Transilvania‖ din Braşov
REFERENŢI: - Prof. univ. dr. ing. Ion BOGDAN
Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi‖ din Iași
- Prof. univ. dr. ing. Tudor PALADE
Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
- Prof. univ. dr. ing. Iuliu SZEKELY
Universitatea „Sapientia‖ din Cluj-Napoca
Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: 20.09.2014,
ora 11, sala NII-1.
Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să
le transmiteţi în timp util, pe adresa Universității „Transilvania‖ din Brașov sau pe
adresa de e-mail [email protected]
Totodată vă invităm să luaţi parte la şedinţa publică de susţinere a tezei de
doctorat.
Vă mulţumim.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
1
CUPRINS
Pg.
teză
Pg.
rezumat
Lista de Acronime 5 7
1 Introducere 9 8
1.1 Oportunitatea monetizării tranzacțiilor în telecomunicațiile mobile om-
mașină 9 8
1.2 Contextul actual al serviciilor de comunicații mobile 11 8
1.3 Obiectivul tezei 14 9
1.4 Organizarea tezei 14 9
1.5 Notă asupra terminologiei 15 9
2 Clasificarea tehnologiilor de acces în telecomunicații mobile 16 10
2.1 Evoluția paradigmei accesului susținută de evoluția tehnologică 17 10
2.1.1 De la semne la voce, date și servicii 17 10
2.1.2 Stadiul teleserviciilor în comunicațiile mobile 18 10
2.1.3 Controlul business în comunicațiile mobile 20 11
2.2 Condiționarea serviciilor de noile tehnologii telecom 22 11
2.2.1 Standarde și instituții de reglementare în comunicații mobile 22 11
2.2.2 Conexarea serviciilor cu monetizarea în telecomunicații 29 13
2.2.3 Tehnologii avansate de comunicații mobile și impactul lor asupra
serviciilor 30 14
2.3 Concluzii 46 17
3 Contribuții la modelele de dezvoltare a serviciilor în telecomunicaţii mobile 48 18
3.1 Modele de creștere în comunicațiile mobile 48 18
3.1.1 Prognoză și consultanță în domeniul serviciilor de comunicații 48 18
3.1.2 Inovarea în domeniul comunicaţiilor mobile 49 18
3.1.3 Modele de creștere a serviciilor 52 19
3.1.4 Perspectiva Singularității vs. Evoluția Nedisruptivă 57 20
3.2 Problematica modelului clasic de profit 62 22
3.2.1 Utilizatorii ca vectori ai schimbării în serviciile mobile 62 22
3.2.2 Riscul de congestie a traficului 64 23
3.2.3 EoP - End of Profit - pentru operatorii de telecomunicații mobile 66 23
3.3 Contribuţii la soluţiile tehnice pentru problemele business în comunicații
mobile 66 23
3.3.1 Consolidarea şi partajarea resurselor la nivelul operatorilor 66 23
3.3.2 Operatori virtuali - închirierea reţelei de telecomunicații mobile 67 24
3.3.3 Descărcarea traficului în rețele multimodale 68 24
3.3.4 Dispoztive in Spatiul Alb spectral 68 24
3.3.5 Context și propuneri pentru o viziune e-Business a implementării
serviciilor 69 24
3.4 Orientarea pe servicii – schimbare a paradigmei în comunicațiile mobile 69 25
3.4.1 Cloud ca suport pentru implementarea „totul ca serviciu‖ 71 25
3.4.2 Modelul participativ al rețelelor sociale 73 26
3.4.3 Noile așteptările ale utilizatorilor „alfabetizați digital‖ 74 26
3.4.4 Pieţele emergente: catalizator al evoluţiei 74 27
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
2
3.4.5 Adoptarea m-Commerce 75 27
3.4.6 Fezabilitatea fuziunii telecom-financiar 75 27
3.4.7 Noua paradigmă aplicațională 75 27
3.5 Integrarea unei platforme de comunicații și instrumentație pe principiul
Rețelelor Inteligente 76 28
3.5.1 Rețele inteligente de comunicații 76 28
3.5.2 Arhitectura avansată de calcul și comunicații – ATCA 78 29
3.5.3 ATCA-as-a-Service - Integrare M2M și participare colaborativă 81 30
3.6 Concluzii 83 32
4 Contribuții la clasificarea şi strategia de implementare a serviciilor
monetare mobile 85 33
4.1 Serviciile cu valoare adăugată (VAS) ca bază a modelelor de tranzacționare 85 33
4.1.1 Evoluția modelului VAS către m-Business 85 33
4.1.2 Perspectiva pseudo-OSI asupra serviciilor 87 33
4.1.3 Servicii de tranzacții financiare mobile 89 34
4.1.4 Tehnologia NFC – premisă pentru plăți mobile 90 35
4.2 Modelul tranzacțional m-Business pentru operațiuni financiare 92 35
4.2.1 Implementarea valutelor alternative prin Mobile Money 93 36
4.2.2 Servicii financiar-bancare mobile – m-Banking 98 38
4.2.3 Plăți mobile – m-Commerce 100 38
4.2.4 Servicii de plată intermediate de operator 103 39
4.2.5 Modalități de acces mobil la servicii monetare 103 39
4.2.6 Servicii și aplicații financiare Mobile Money în Cloud 106 41
4.2.7 „Tranzacții monetare‖ în comparație cu „monetizarea tranzacțiilor‖ 110 42
4.2.8 Securitatea datelor în plățile mobile 110 43
4.2.9 Modelul m-Government 115 43
4.3 Validarea modelului m-Business printr-o soluție de monitorizare a
reîncărcării mobile 117 44
4.3.1 Contextul traficului mobil 117 44
4.3.2 Valoarea adăugată în serviciului de reîncărcare studiat 118 44
4.3.3 Concluziile testului de reîncărcare 121 45
4.4 Considerarea aspectelor culturale şi geografice în implementarea m-
Business 121 45
4.4.1 Metodologia originală „LOCALE‖ 121 45
4.4.2 Stadiul m-Business în țările dezvoltate 124 46
4.4.3 Evaluarea metodei „LOCALE‖ pentru m-Business în economiile
emergente 125 46
4.4.4 Validarea metodologiei „LOCALE‖ printr-un studiu de caz în
Regiunea Kurdistan din Irak 127 46
4.5 Soluție originală – Controlul accesului la servicii financiare mobile 130 47
4.5.1 Preambul – situația pe piață 130 47
4.5.2 Contextul accesului la servicii 130 47
4.5.3 Scenariul business – Business Case 132 48
4.5.4 Dezvoltarea aplicației 133 49
4.5.5 Variante și concluzii 135 49
4.6 Concluzii 136 50
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
3
5 Implementarea comunicațiilor om-mașină pentru controlul
echipamentelor de la distanță 138 51
5.1 Studiul integrării telematicii cu telecomunicațiile mobile 138 51
5.2 Platformă e-Learning bazată pe tele-măsurare 139 51
5.2.1 Virtual Electro Laboratory 139 51
5.2.2 Integrarea componentelor Hardware 141 52
5.2.3 Logica aplicației în intercomunicarea LabVIEW - website 142 53
5.3 Performanțele transferului de date mobile pentru tele-măsurare 143 53
5.3.1 Obiectivul integrării testării mobile 144 53
5.3.2 Descrierea sistemului integrat de comunicaţii pentru tele-măsurare 144 54
5.3.3 Metodologia de testare 148 54
5.3.4 Perspectivele integrării comunicaţiilor M2M mobile în tele-măsurare 150 55
5.4 Implementarea accesului de la distanță la o platformă de comunicații
avansate ATCA 151 55
5.4.1 Capabilitățile platformei 151 56
5.4.2 Integrarea Hardware în perspectiva conexiunii de la distanță 153 56
5.4.3 Accesul mobil la platformă 153 56
5.4.4 Propunerea unui mod de operare sistolic 153 57
5.4.5 Perspectiva integrării de servicii IN 154 57
5.5 Concluzii 155 57
6 Contribuții la dezvoltarea și implementarea controlului Business în
Internetul obiectelor (IoT) 157 58
6.1 Scheme colaborative de comunicare mașină-om-mașină 157 58
6.1.1 Servicii tipice telecomunicațiilor om-mașină (H2M) și mașină-mașină
(M2M) 157 58
6.1.2 Paradigma interacțiunii multirol-multinivel în Internetul lucrurilor
(IoT) 162 59
6.1.3 Monitorizarea în modelul bilateral de producție-consum 169 61
6.1.4 Provocări ale sistemului colaborativ și soluții specifice 170 61
6.2 Integrarea infrastructurii distribuite prin rețele sociale 171 61
6.2.1 Utilizarea rețelelor sociale ca mediu pentru monitorizare și control de
la distanță 172 61
6.2.2 Implementarea cu XMPP a interacțiunii mașină-om-mașină 174 62
6.2.3 Telematică prin rețeaua socială Twitter 177 63
6.3 Analiza fluxului de date M2M pe platforma ATCA 189 66
6.3.1 Posibilități de conectare și testare 189 66
6.3.2 Utilizarea mediului simulat în testare 190 66
6.3.3 Dezvoltarea de aplicații în simulator 193 67
6.3.4 Procesarea de pachete pe platforma ATCA 40G 195 67
6.3.5 Oportunități de extindere și monetizare 197 68
6.4 Concluzii 198 68
7 Concluzii și contribuții originale 200 69
Bibliografie 210 74
Scurt rezumat (română/engleză) A22 A1
Curriculum Vitae A23 A2
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
4
CONTENTS
Pg.
thesis
Pg.
abstract
Acronym List 5 7
1 Introduction 9 8
1.1 The opportunity in monetizing mobile H2M transactions in
telecommunication 9 8
1.2 Current context of services in mobile communications 11 8
1.3 Thesis’ objective 14 9
1.4 Thesis’ structure 14 9
1.5 Regarding the terminology 15 9
2 Classification of access technologies in mobile telecommunications 16 10
2.1 Access paradigm evolution supported by technical advancement 17 10
2.1.1 From signs to voice, data and services 17 10
2.1.2 Teleservices status in mobile communications 18 10
2.1.3 Business control in mobile communications 20 11
2.2 Services conditioning by the new telecom technologies 22 11
2.2.1 Standards and regulations institutions for mobile communications 22 11
2.2.2 Connecting the telecom services with monetization 29 13
2.2.3 Advances technologies in mobile communications and their impact
on services 30 14
2.3 Conclusions 46 17
3 Contributions to the development models of services in mobile
telecommunications 48 18
3.1 Growth models in mobile communications 48 18
3.1.1 Prognosis and consultancy in the field of communication services 48 18
3.1.2 Innovation in mobile communications 49 18
3.1.3 Services growth models 52 19
3.1.4 Singularity vs. Non-disruptive evolution 57 20
3.2 Classic growth model issues 62 22
3.2.1 The users as change vectors in mobile services 62 22
3.2.2 Traffic congestion risk 64 23
3.2.3 EoP - End of Profit - for mobile operators 66 23
3.3 Contributions to technical solutions for business problems in mobile
communications 66 23
3.3.1 Consolidating and sharing resources at operator level 66 23
3.3.2 Virtual operators - renting the mobile network 67 24
3.3.3 Traffic off-loading in multimode network 68 24
3.3.4 White Space devices 68 24
3.3.5 Context and proposal for e-Business vision on services
implementation 69 24
3.4 Service orientation – change of paradigm in mobile communications 69 25
3.4.1 Cloud as support for ―as a Service‖ implementation 71 25
3.4.2 Participative model of social networks 73 26
3.4.3 New expectations from the digitally versed generation 74 26
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
5
3.4.4 Emerging markets: pole of evolution 74 27
3.4.5 m-Commerce adoption 75 27
3.4.6 Viability of Telecom-Financial fusion 75 27
3.4.7 The new app paradigm 75 27
3.5 Integrating a communication and instrumentation platform on the
principles of Intelligent Network 76 28
3.5.1 Intelligent Network of communications 76 28
3.5.2 Advanced calculus and communication platform – ATCA 78 29
3.5.3 ATCA-as-a-Service - M2M integration and collaborative
participation 81 30
3.6 Conclusions 83 32
4 Contributions to the classification and implementation strategy of mobile
monetary services 85 33
4.1 Value added services (VAS) as a base for transaction models 85 33
4.1.1 VAS model evolution towards m-Business 85 33
4.1.2 Pseudo-OSI offer on services 87 33
4.1.3 Mobile financial transaction services 89 34
4.1.4 NFC as premises for mobile payments 90 35
4.2 m-Business transactional model for financial operations 92 35
4.2.1 Implementing virtual currencies via Mobile Money 93 36
4.2.2 Mobile banking and financial services – m-Banking 98 38
4.2.3 Mobile payments – m-Commerce 100 38
4.2.4 Operator payment Services – carrier billing 103 39
4.2.5 Mobile access to monetary services 103 39
4.2.6 Services and Mobile Money financial applications in the Cloud 106 41
4.2.7 ―Monetary transactions‖ vs. ―Monetizing the transactions‖ 110 42
4.2.8 Data security in mobile payments 110 43
4.2.9 m-Government model 115 43
4.3 Monitoring and testing solution of mobile recharge system for m-Business
model validation 117 44
4.3.1 Mobile traffic values and context 117 44
4.3.2 The added value in the recharge service under study 118 44
4.3.3 Recharge testing conclusions 121 45
4.4 Considering the cultural aspects in m-Business implementation 121 45
4.4.1 Original methodology ―LOCALE‖ 121 45
4.4.2 m-Business status in developed countries 124 46
4.4.3 Evaluating ―LOCALE‖ method for m-Business in emerging
economies 125 46
4.4.4 Validating the proposed ―LOCALE‖ methodology through a case
study in Kurdistan Region, Iraq 127 46
4.5 Original solution – Access control to mobile financial services 130 47
4.5.1 Prerequisites – market stage 130 47
4.5.2 Access to services capabilities 130 47
4.5.3 Business Case 132 48
4.5.4 App development 133 49
4.5.5 Further developments and conclusions 135 49
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
6
4.6 Conclusions 136 50
5 Implementing H2M communication for remote equipment control 138 51
5.1 Study on telematics integration with mobile telecommunication 138 51
5.2 e-Learning platform for remote measuring 139 51
5.2.1 ―Virtual Electro Laboratory‖ 139 51
5.2.2 Integration of hardware components 141 52
5.2.3 Application logic and website design 142 53
5.3 Performance study of mobile data transfer for remote measuring 143 53
5.3.1 Objective of integrating the mobile testing 144 53
5.3.2 Description of the integrated telecom system for remote measuring 144 54
5.3.3 Testing methodology 148 54
5.3.4 Perspectives for integrating M2M communications in remote
measuring 150 55
5.4 Integrating remote access to an advanced telecommunication platform
(ATCA) 151 55
5.4.1 Platform capabilities 151 56
5.4.2 Hardware integration enabling the remote connexion 153 56
5.4.3 Mobile access to the platform 153 56
5.4.4 Systolic operation proposal 153 57
5.4.5 IN services integration possibility 154 57
5.5 Conclusions 155 57
6 Contributions to developing and implementing the Business control in the
Internet of Things (IoT) 157 58
6.1 Collaborative schemes for machine-human-machine communication 157 58
6.1.1 Typical services in H2M and M2M telecommunications 157 58
6.1.2 Multipurpose-multilevel interaction paradigm in the Internet of
Things (IoT) 162 59
6.1.3 Monitoring in the bilateral production-usage model 169 61
6.1.4 Challenges to the collaborative system and specific solutions 170 61
6.2 Distributed infrastructure integration via social networks 171 61
6.2.1 Social network as a medium for monitoring and control of industrial
measurement data 172 61
6.2.2 XMPP implementations for H2M interaction 174 62
6.2.3 Telematics via Twitter social network 177 63
6.3 M2M flow analysis on ATCA platform 189 66
6.3.1 Connection and testing possibilities 189 66
6.3.2 Simulated environment usage for testing 190 66
6.3.3 Applications development in simulated environment 193 67
6.3.4 Packet processing on ATCA 40G 195 67
6.3.5 Expansion and monetizing capabilities of the study 197 68
6.4 Conclusions 198 68
7 Conclusions and original contributions 200 69
References 210 74
Short abstract (Romanian/English) A22 A1
Curriculum Vitae A23 A2
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
7
Lista de Acronime
Lista de acronime de mai jos conține termenii cei mai relevanți pentru activitatea de cercetare prezentată.
Termenii folosiți în mod predilect țin de implementarea și arhitectura serviciilor și a rețelelor de telecomunicații
mobile din punct de vedere software și hardware.
ATCA Advanced Telecom Computing Architecture (also AdvancedTCA)
BS Bearer Service
BSS Business Solutions and Services
CSCF Call Session Control Function
DPI Deep Packet Inspection
H2M Human to Machine (People to Machine)
IN Intelligent Network
IoT Internet of Things
IPR Intellectual Property Rights
M2M Machine to Machine
OSS Operational Solutions and Services
OTT Over the Top Players
P2M People to Machine
PaaS Platform as a Service
PCRF Policy and Charging Rules Function
SaaS Software as a Service
SCE Service Creation Environment
USSD Unrestricted Supplementary Service Data
VAS Value Added Service
VI Virtual Instrument (LabVIEW)
x2M Machine/Human to Machine
Denumirile complete au fost lăsate și folosite în original pe parcursul lucrării, fiind preponderent în limba
engleză. Lista exhaustivă de acronime a fost de asemenea redată fiind însoțită de traducerile termenilor în limba
română.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
8
1 Introducere
Operatorii de telefonie mobilă vor trebui să devină instituții bancare. În ciuda riscurilor puse în evidență
ciclic de centralizarea instituțiilor financiare, această strategie este singura în măsură să asigure un viitor sustenabil
operațiunilor monetare mobile. In acest moment fiind aprox. 6 miliarde înscrieri, achiziţia de telefoane şi apelurile
de voce şi date cunosc cea mai mare creştere tehnologică din istorie. Această creştere exponenţială are implicaţii
asupra interacţiunilor sociale (de exemplu, reţelele sociale) şi face tehnologia mobilă să fie integrată din ce în ce mai
mult în viaţa personală. Două treimi din utilizatori sunt în ţări în curs de dezvoltare cu 90% din populaţia globului
sub acoperire radio mobilă în curând. Aceste valori dau măsura impactului socio-politic al tehnologiilor de
comunicaţie moderne. Pe parcursul lucrării elaborăm pe marginea impactului telecomunicaţiilor mobile, avantajele
şi provocările curente.
1.1 Oportunitatea monetizării tranzacțiilor în telecomunicațiile mobile om-mașină
Telecomunicații mobile avansate constituie baza implementării serviciilor financiare mobile. Rata de adopție
a serviciilor financiare mobile prin telefonia mobilă constituie șansă unică pentru cei ce nu au acces la servicii
bancare clasice [1] fiind unul din punctele forte ale acestor servicii în astfel de spații geografice sau sociale.
Telecomunicațiile mobile avansate înseamnă în acest moment (2013-2014) transfer de voce și date, timp de
conexiune nelimitat, disponibilitate 24/7, flexibilitate în tarifare, varietatea opțiunilor, transfer de date în Cloud,
interconexiune cu alți utilizatori și prezență non-stop on-line. Toate aceste avantaje și opțiuni au transformat
telecomunicațiile mobile din accesoriu în necesitate. Efectul pozitiv al acestei intruziuni acceptate este însă
posibilitatea oferită serviciilor clasice bancare de a se manifesta în mediul on-line și mobil. Datorită
telecomunicațiilor mobile avansate, un alt pol tehnologic a luat amploare sub forma implementării la scară largă,
industrială, a inter-conectivității și măsurătorilor la distanță. Activitatea pe care am desfăşurat-o în domeniul
virtualizării echipamentelor de măsurare a fost pusă în conexiune cu investigațiile legate de optimizarea transferului
de date de mare viteză în sisteme de măsurare la distanță. În acest mod, contribuțiile și concluziile legate de
serviciile monetare mobile sunt validate şi prin implementări în cadrul tehnic existent. Testele de transfer de date au
fost folosite ca suport pentru soluţiile prezentate în ultima parte a lucrării.
1.2 Contextul actual al serviciilor de comunicații mobile
Conform măsurătorilor CISCO [2], rata de penetrare a telefoniei mobile va fi de un mobil per capita în jurul
anului 2015, aceasta însemnând mai mult de 7 miliarde terminale conectate, incluzând aici şi modulele machine-to-
machine (M2M). Reţeaua de telefonie mobilă s-a extins mai mult decât reţeaua de distribuție electrică și nu invers.
Telecomunicaţiile mobile se dovedesc a fi un serviciu stabil, complex şi manevrabil (scalabil).
Pentru perioada 2012-2016 prognozele arată aprox. 700 milioane de terminale mobile avansate
(smartphones) cu o cotă de piață dominantă. În acest context, tranzacțiile financiare mobile ajungând la aprox. 12
miliarde dolari, la fiecare tranzacție putând fi aplicat un comision (de ex. 2,75%) într-un peisaj social în care peste
90% din plăți vor fi făcute cu telefonul mobil în loc de cash [3]. Evidentul conflict între posibilitățile tehnice și
cutumele sociale fiind unul din punctele pe care se concentrează tot în capitolul 4.
În ce privește strict mobile money firmele de analiză au prezentat cifre de creștere ilustrative. De exemplu, o
creștere de la 160,5 la 212,2 milioane utilizatori ai plăților mobile cu o creștere anuală de aproximativ 42% din 2011
în 2016 (Sandy Shen, research director) [4]. Juniper Research prognostichează că în 2014 aproape 300 milioane
(reprezentând o rată de 1 la 5) de terminale mobile avansate vor suporta tehnologia NFC iar totalul tranzacțiilor prin
NFC va fi de $50 miliarde. Terminalele de vânzare NFC, POS NFC (Point of Sales), vor avea o creștere anuală
medie de 50% de la 3,9 milioane unități în 2011 la 43,4 milioane unități în 2017 potrivit firmei suedeze de analiză
Berg Insight [5].
Rețeaua de agenți mobili ce pot furniza servicii monetare (de exemplu, de reîncărcare top-up) este mai
complexă decât rețeaua de servicii bancare clasice, aceasta din urmă putând fi inexistentă, rezultând fenomenul de
incluziune financiară prin intermediul serviciilor mobile. Implementarea tehnică se face, așadar, în concordanță cu
aspecte locale ale pieții, aspect pe care îl tratăm în capitolul 4 în secțiunea dedicată intermedierii aspectelor culturale
şi geografice în implementarea serviciilor.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
9
1.3 Obiectivul tezei
Direcțiile de studiu ale tezei sunt tranzacțiile monetare și monetizarea tranzacțiilor, a transferurilor de date în
rețea, în perspectiva creșterii traficului de date de măsurare în preconizatul IoT (Internet of Things – Internetul
Obiectelor). În această perioadă am identificat slăbirea modelului clasic de profit, adaptarea pieței de telecomunicații
la aplicații personalizate mobile, precum și interconectivitatea crescândă a utilizatorilor între ei și cu mediul socio-
economic înconjurător atât prin rețele sociale cât și prin aplicații de prezență și de plată.
Coordonata centrală a lucrării o constituie investigarea și propunerea de metode de monetizare pentru a veni
în întâmpinarea producătorilor de tehnologie mobilă în vederea satisfacerii dorinței operatorilor pentru o
implementare sustenabilă. Necesitatea adaptării implementărilor pe tranzacții atomice (unice) este necesară în urma
diversificării și personalizării modalității de transfer a informației în cadrul sistemelor integrate IoT și prin rețelele
de socializare. Principiul colaborativ curent provoacă paradigma curentă centralizată în telecomunicațiile mobile.
Adaptarea la noile realități ale pieței include și implementarea de noi sisteme ce pot audita în mod avantajos pentru
ambele părți asemenea tranzacții.
1.4 Organizarea tezei
Capitolul 1 – Introducere și descriere obiectivelor tezei.
Capitolul 2 – Realizarea unei clasificări și investigare a tehnologiilor și serviciilor în contextul standardizării
și reglementării.
Capitolul 3 – Contribuții la dezvoltarea paradigmelor de dezvoltarea a serviciilor în telecomunicaţii mobile.
Capitolul 4 – Contribuții la clasificarea serviciilor monetare mobile cu valoare adaugată și la controlul
accesului la servicii monetare mobile.
Capitolul 5 – Managementul distanței (managementul infrastructurii distribuite). Contribuţii în tele-măsurare
şi îmbunătăţirea performanţei în transferurile de date te tip Machine to Machine în serviciile cu valoare adăugată din
telecomunicaţii mobile.
Capitolul 6 – Integrarea unei platforme de comunicații avansate (ATCA) pe modelul rețelelor inteligente.
Captarea potențialului rețelelor sociale în implementarea de comunicații x2M. Soluții avansate de procesare a
pachetelor pentru discriminarea fluxurilor în comunicații industriale.
Capitolul 7 – Concluzii finale şi prezentarea contribuţiilor.
1.5 Notă asupra terminologiei
Termenii actuali, preponderent anglo-saxoni, descriu și familiarizează utilizatorii cu noi servicii. Aceștia se
generează din dorința furnizorilor de servicii mobile de folosi cuvinte-umbrelă prin alăturarea unora tehnici din
telecomunicațiile mobile cu alții din domeniul financiar-bancar, precum mobile wallet cu diferitele sale variante.
Titlul tezei „Contribuții la controlul m-Business al comunicațiilor om-mașină” include termeni ce semnifică
orientarea pe servicii în telecomunicațiile mobile (m-). Achiziția de date de măsurare de la distanță prin integrări
software și hardware ce denotă interacțiunea (comunicarea) între om și mașină și contribuțiile aduse controlului și
investigării fluxurilor de date precum cele ilustrate prin aplicațiile rulate pe platforma ATCA sunt desemnate
corespunzător. Modalitățile de interacțiune și control al operațiunilor financiare prin aplicața mobilă originală
dezvoltată în vederea lansării în producție la un operator major din Orientul Mijlociu este implicită în contextul
referințelor la controlul m-Business. Am optat pentru utilizarea cratimei în m-Business. Acest lucru este interșanjabil
cu scrierea mobile Business sau mBusiness, la fel cum poșta electronică (electronic mail) este prescurtată e-mail în
dicționarele tehnice, alături de forma fără cratimă email. Forma cu cratimă este în continuare utilizată, fiind chiar
obligatorie în documentele RFC (Requests for Comment) ale IETF, vezi capitolul 2.2.1 legat de standarde și
instituţii de standardizare. Vom folosi însă email dar e-Commerce, m-Business, m-Commerce deoarece sunt forme
cursive, ce descriu combinația mediu electronic,mobil-mediu clasic.
Cuvântul monetizare semnifică în limba română „a bate de monedă” sens ce poate fi extins, precum în limba
engleză, în urma utilizării în mediul operațiunilor financiare mobile, la utilizarea în schimburi a unei valute
electronice virtuale. Vom utiliza termenii de monetizare a tranzacțiilor și tranzacții monetare conform cu sensul
descris în subcapitolul 4.2.7 unde insistăm pe diferențele și caracteristicile acestor tipuri de operațiuni în mediul
mobil.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
10
2 Clasificarea tehnologiilor de acces în telecomunicații mobile
În acest capitol sunt prezentate implementările curente în telecomunicaţiile mobile şi evoluţia ce a avut loc la
nivel de model de implementare (paradigmă) pe partea de acces radio şi partea din centrală (core). Evoluţia unui
standard dintr-altul punând bazele spre finalul capitolului la elaborarea unei perspective unitare legată de integrarea
accelerată a tehnologiei informaţiei în viaţa socială şi profesională fiind posibilă chiar singularitatea tehnologică.
Faptul că serviciile de telecomunicaţii mobile sunt disponibile nonstop şi datorită tot mai crescutei mobilităţi
a utilizatorilor (prin roaming şi handover) supun tehnologiile din telecomunicaţii şi paradigmele de implementare şi
exploatare la noi şi noi provocări. Una din cele mai recente provocări este implementarea unui model de exploatare
care să permită utilizatorilor interacţiunea socială. Această adoptare a telefoniei mobile în sfere din ce în ce mai
diverse ale activităţilor socio-umane fac din telecomunicaţiile mobile unul din pilonii dezvoltării tehnologice
viitoare. Este necesar transfer de date foarte înalt şi o creştere a fiabilităţii din ce în ce mai mare. În acest cadru, pe
parcursul lucrării voi puncta avantajele implementării pe scară largă a serviciilor monetare mobile în
telecomunicaţii, acestea având inclusiv rolul fluidizării traficului, creşterii veniturilor şi asigurării inovaţiei la nivelul
companiilor de telecomunicaţii mobile.
2.1 Evoluția paradigmei accesului susținută de evoluția tehnologică
2.1.1 De la semne la voce, date și servicii
Telecomunicaţiile mobile, aşa cum le cunoaştem în acest moment, au început prin servicii de voce ce s-au
numit Bearer Services (servicii purtătoare), iar ce era adiţional Teleservices (servicii la distanţă). Diferenţa în
abordare între Bellheads (standardul ATM) şi Netheads (IP) ilustrează diferenţa între două viziuni: una a
malthusienilor [6] şi una a cornucopienilor [7] de la începutul anilor '70. Suporterii ATM preziceau că Ethernetul va
claca şi lățimea de bandă nu va fi capabilă să suporte numărul din ce în ce mai mare de cereri. Pe de altă parte,
susţinătorii Ethernet/IP (cornucopienii) prevedeau că traficul va putea fi utilizat în vederea servirii cererilor. Lupte
de genul acesta între modalităţile de standardizare continuă încă [8], un exemplu recent (n.a. 2011) îl constituie
standardizarea protocolului Transport MPLS (Multiprotocol Label Switching) pentru managementul reţelei de
telecomunicaţii (OAM – Operations, Administration, and Maintenance). Aceste exemple ne arată cum poate fi
implementat şi folosit mai apoi un standard sau tehnologie atât din punct de vedere tehnic dar şi din punct de vedere
politic. Procesul adoptării este lent fiind caracterizat de stabilitate.
Figura 2-1. Ciclul de viață al serviciilor
2.1.2 Stadiul teleserviciilor în comunicațiile mobile
Trecerea dinspre rețeaua PLMN către rețele de telecomunicații axate pe oferte de servicii a fost impulsionată
de introducerea modelului rețelei inteligente (Intelligent Network) ce se bazează pe decizii logice administrate la
nivel central. Odată cu aceasta s-a implementat controlul facil la ofertele TS/BS existente (de exemplu, activarea
Call Frowarding a devenit mult mai ușoară) acestea devenind funcții de bază în telecomunicații. Serviciile asigurate
de reţele au căpătat cicluri de dezvoltare din ce în ce mai scurte, cu centrare pe cerinţele utilizatorului. Etapele
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
11
dezvoltării și implementării serviciului (a se vedea Figura 2-1) sunt diversificate după apariţia IP, iar evoluţia
tehnologică a permis accesarea conţinutului prin mai multe medii – comutaţia de fluxuri multimedia.
2.1.3 Controlul business în comunicațiile mobile
Sistemele de suport business în telecomunicații sunt denumite generic BSS (Business Support Systems) și
sunt adesea luate în considerare împreună cu sistemele de suport al operării (OSS - Operations Support Systems). În
contextul prezentei lucrări, voi considera BSS în principal pentru asigurarea serviciilor de telecomunicații. BSS
include contractarea (la toate nivelele, până la cel al tranzacțiilor elementare), taxarea, facturarea. Pentru
managementul produselor – al bunurilor și, mai ales (în contextul telecom) al serviciilor – BSS asigură suport pentru
dezvoltare, ofertare și vânzare – inclusiv catalogare și tarifare. Controlul e-Business are în vedere o cât mai
mare participare a clientului în toate fazele ciclului de viață al serviciilor. În contextul tehnologiilor Cloud, BSS
comandă crearea de instanțe ale serviciilor „la cerere”, funcție de necesități dar și de disponibilități – care
reprezintă parametrizări, adică concretizări ale claselor ce devin obiecte.
Logica Business cuprinde o serie de Reguli / Procese / Evenimente Business ce pot fi formalizate cu BPMN -
Business Process Modeling Notation (a se vedea, http://www.bpmn.org) și SBVR (Semantics of Business
Vocabulary and Rules) – a se vedea, http://www.omg.org/spec/SBVR. BSS are în vedere separarea nivelului
(superior) business de nivelul de control și de nivelul (inferior) de date. Din punct de vedere al OSS, fiecare dintre
aceste nivele este văzut ca un nivel virtual de către nivelele inferioare, iar nivelul business reprezentat – expus uzual
printr-un SLA (Service Level Agreement) – constituie o convenție asupra (nivelului calității) serviciilor.
Ciclul de viață al informației în BSS este determinat de nivele diverse de înregistrare, inventariere,
catalogare, expunere, auditare sau arhivare, de mecanisme avansate de securizare, formatare, compresie, consistență,
de necesitățile de translatare, adaptare de protocol sau căutare-descoperire. Controlul business în telecomunicații se
integrează cu funcția intrinsecă de planificare a alocării de resurse, echilibrate dinamic la toate nivelele rețelelor de
acces și de control.
2.2 Condiționarea serviciilor de noile tehnologii telecom
2.2.1 Standarde și instituții de reglementare în comunicații mobile
Implementarea telefoniei mobile la scară largă trebuie realizată în condiţii de inter-operabilitate. Identificarea
actorilor în industrie şi a planurilor acestora reprezintă, de asemenea, identificarea căilor de evoluţie tehnologică.
Pentru ca o nouă tehnologie să fie de succes trebuie ca aceasta să fie standardizată, altfel riscul enclavizării şi al
dispariţiei sunt mari. În concluzie, ţelurile standardizării sunt înlăturarea dependenţei de un singur furnizor
(commoditization), asigurarea compatibilităţii şi interoperabilităţii, asigurarea siguranţei în operare şi a reproducerii
la acelaşi nivel de calitate a tehnologiei. Procesul creării standardelor pornește cu o propunere supusă unei perioade
de definitivare urmând ca versiuni intermediare ale ei să fie evaluate pe baza experienţei membrilor grupului pentru
ca la final să fie publicată forma considerată optimă sau testată conform cerinţelor pentru care a fost elaborată.
ISO – Organizaţia internaţională de standardizare (International Organization for Standards) este o
confederaţie internaţională de stabilire a normelor în domenii diverse exceptând domeniul electric-electronic şi
telecomunicaţiile ce cade în sarcina IEC. Datorită faptului că asigură o reprezentare a fiecărui stat participant, are o
componentă politică importantă. Pentru telecomunicaţii mobile, ca exemplu, standardul ISO/IEC 18092 ce se referă
la Near Field Communication [9].
ITU-T / IMT-2000 – Uniunea internaţională de telecomunicaţii este a doua cea mai veche organizaţie
internaţională (1865). Unul din cele mai importante aporturi ale ITU-T îl reprezintă sistemul de semnalizare nr.7
(SS7 – Signalling Systen No. 7) cu canal dedicat de semnalizare – out-of-band signaling – standardul Q.700, apărut
în 1988 și modificat în 1993. Funcționalitatea modulară a SS7 dată de către TCAP poate fi exploatată atât ca
concept cât și ca implementare, propunerea noastră în capitolul 4 ține de implementarea monetizării tranzacțiilor. La
nivel fizic, prin interceptarea de mesaje, ilustrăm acest lucru în capitolul 6.
IMT-Advanced sunt sisteme mobile ce includ noile capabilităţi ale IMT ce depăşesc pe cele ale IMT-2000.
Printre consecinţele specificaţiilor în cazul IMT-2000 se găsesc reducerea costurilor în implementare, flexibilitatea,
compatibilitatea cu alte servicii din cadrul IMT şi cu cele din reţelele fixe, capacitatea de a se lucra (inter-working)
cu alte sisteme de acces radio, terminale mobile ce pot fi folosite internaţional, aplicaţii, servicii şi echipamente
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
12
intuitive (user-friendly), roaming internaţional, date de transfer de 100 Mbps în condiţii de mobilitate sau 1 Gbps ca
ţintă fixă a datelor. Avantajele sunt încurajarea creşterii dar poate exista şi un dezavantaj – a se vedea problema
congestiei în subcapitolul 3.2 legat de provocările aduse de mărirea bandei şi suportul de aplicaţii diverse.
IEC – Comisia Electrotehnică Internaţională (International Electrotechnical Commission) este o organizaţie
internaţională, complementară standardizării ISO, ce este formată din membrii activi în industriile electrică,
electronică sau adiacente. În domeniul mobile payment standardul NFC (Near Field Communication) a fost mai întâi
standardizat de IEC pentru ca apoi să fie aprobat şi de către ECMA [10]. A se vedea capitolul 3 referitor la plăți
mobile ce include prezentarea componentelor implicate în NFC şi modalităţile de interconectarea a acestora.
IEEE – Institutul Inginerilor în Electrotehnică şi Electronică (Institute of Electrical and Electronics
Engineers) are cel mai mare număr de membri. Pentru activitatea în tehnologia informaţiei IEEE este foarte
cunoscut în special datorită familiei de standarde IEEE 802 ce se bazează pe LAN/MAN şi includ IEEE 802.3
Ethernet, IEEE 802.11 WiFi (Wireless networking), IEEE 802.16 WiMAX.
WSC – Cooperarea Internaţională a Standardelor (World Standards Cooperation) reuneşte ISO, ITU şi IEC
aliniind astfel standardizarea generală a ISO cu specificaţiile în domeniul telecomunicaţiilor al ITU şi cel în
domeniul electrotehnic al IEC. Misiunea organizaţiei este să asigure, pe cât este posibil [11], standardizarea unică şi
fără dublu efort în domeniile adiacente.
ANSI – Institutul Naţional American de Standardizare (The American National Standards Institute) este o
organizaţie privată, non-profit din Statele Unite care reprezintă de fapt forul coordonator în relaţia cu producătorii
autohtoni şi este reprezentantul acestei ţări la ISO. Primul limbaj de programare American Standard Fortran
(FORTRAN 66), aprobat în 1966 şi publicat AS X3.9-1966 [12] precum şi limbajul de programare C standardizat ca
ANSI X3.159-1989 [13] (ANSI-C).
ETSI şi TISPAN – Institutul European de Standarde în Telecomunicaţii (European Telecommunications
Standards Institute) este o organizaţie independentă, non-profit, în industria de telecomunicaţii a furnizorilor de
echipamente şi operatorilor din Europa care are o influenţă globală (motto: World Class Standard). ETSI este
cunoscut pentru crearea 3GPP şi pentru definirea unor standarde IPTV centrate pe IMS/NGN.
Figura 2-2. Ecosistemul standardelor în telecomunicaţii
3GPP – 3rd Generation Partnership Project reprezintă colaborarea între diferite organizaţii internaţionale
sau naţionale de standardizare în vederea elaborării unui standard unic pentru reţelele mobile de generaţia a treia.
Standardele 3GPP sunt denumite Releases (Versiuni), ultima în acest moment este Release 11 iar cea curentă în
exploatare este Release 6 cu Release 7 din ce în ce mai răspândită odată cu adoptarea arhitecturii LTE (Long Term
Evoution) de tot mai mulţi operatori de telefonie mobilă.
3GPP2 – Pentru că implementarea iniţială în telefonia celulară a fost făcută şi prin CDMA (Code Division
Multiple Access) nu numai prin TDMA (Time Division Multiple Access) au rezultat tehnologii 2G diferite şi
concurente ce au înlocuit reţelele telefonice mobile de tip analogic. 3GPP reprezintă standardizarea 3G UMTS a
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
13
tehnologiei GSM pe când 3GPP2 reprezintă CDMA2000, pasul 3G al cdmaOne-IS-95. Diferenţa majoră este de
producători. Acesta este aşadar un exemplu în care producătorul a decis piaţa.
IETF – Deşi standardizarea Ethernet este în sarcina IEEE prin IEEE 802.3, regularea traficului pe Internet a
devenit la fel de importantă ca standardele telecom deoarece diferenţa între cele două medii iniţial diferite este acum
anulată, a se vedea convergenţa. IETF (Internet Engineering Task Force) este organizaţia care se ocupă cu
reglementarea protocoalelor Internetului. Acest lucru înseamnă de fapt standardizarea unor practici viabile şi
performante [14] (best practices) în traficul Internet legat de rutare, transport, securitate. IoT (Internet of Things) şi
Smart Grid sunt două dintre direcţiile viitoare de investigaţie ale IETF. Interconexiunea echipamentelor electronice
creează un ecosistem în care virtualizarea informaţiei este aproape completă. Acest lucru are categoric o influenţă
asupra comportamentului nostru legat de toate operaţiile monetare curente – a se vedea digitizarea banilor în
capitolul 3.4 legat de Cloud computing şi în capitolul 4.2 legat de mobile payment.
ECMA – ECMA International [15] este acum o societate internaţională a producătorilor de tehnologie şi
aparatură electronică, scopul fiind acela de a standardiza tehnologia în câmpul IT şi CE (Computer Electronics) prin
comitete tehnice (Technical Comitees) sau grupuri de lucru (Task Groups)..
GSMA – GSM Association este o asociaţie a operatorilor de telefonie mobilă din întreaga lume responsabilă
cu promovarea, implementarea standardizată şi suportul operatorilor, precum şi reglementarea relaţiilor între
operatori sau între operatori şi guvernele ţărilor în care activează (800 de operatori la nivelul anului 2012).
Instituțiile de standardizare din România – Sarcina lor constă în corelarea informaţiilor disponibile
internaţional cu cele din ţară, cazul ASRO (Asociaţia de Standardizare din România), asigurând traducerile adecvate
şi popularizând standardele internaţionale. Atât ASRO cât şi RENAR (Asociaţia de Acreditare din România) sau
ANCOM (Autoritatea Naţională pentru Administrare şi Reglementare în Comunicaţii) sunt organizaţii dublate de
organisme ale Uniunii Europene.
ASRO – Organizaţia are o bogată istorie în România [16] începând cu înfiinţare în 1927 a Comitetului
Electrotehnic Român, membru IEC. Standardele pot fi achiziţionate contra cost, efectele standardizării ISO fiind o
componentă importantă a dezvoltării unei afaceri prin garantarea respectării unor procese şi proceduri recunoscute.
ANCOM (ANRCTI) – Spre deosebire de ASRO care este o organizaţie neguvernamentală, ANCOM este o
autoritate publică autonomă, sub control guvernamental. Din acest punct de vedere piaţa românească de
telecomunicaţii manifestă particularități legate de viteza de transfer a conexiunii de date Internet [17], răspândirea
neuniformă pe teritoriul României sau absenţa unui MVNO, operator de telefonie mobilă virtual (Mobile Virtual
Network Operator). Lipsind operatorii virtuali sau de mici dimensiuni, piaţa telefoniei mobile în România a fost
monopolizată, fiind menționată într-un raport din 2011 al Consiliului Concurenţei din România [18].
Contextul Mobile Payment – Acest capitol rezumativ al instituţiilor şi organizaţiilor de standardizare
regionale sau mondiale are un corespondent în lucrarea de faţă în seria de producători de tehnologie în domeniul
tranzacţiilor monetare mobile m-Payment (mobile payment) prezentați în capitolul 4. Împreună alcătuiesc un binom
standardizare-implementare. Acesta pune în evidenţă relaţia mult mai profundă ce există între producători şi clienţi
în cazul standardizării unui sistem universal de plată digitală mobilă. Aceste direcţii sunt prezentate în subcapitolul
3.2 legat de viitorul în telecomunicaţii şi problemele datorate congestiei, End of Profit, securitatea traficului şi
calitatea serviciului, precum şi de soluţiile adoptate de operatori şi aspecte legate de ciclicitate în subcapitolul 3.3.
2.2.2 Conexarea serviciilor cu monetizarea în telecomunicații
PLMN (Public Land Mobile Network, Figura 2-3) reprezintă topologia cea mai răspândită în momentul de
faţă în telecomunicaţii, fiind baza sistemului celular de telecomunicaţii. Toate dezvoltările ulterioare trebuie să ţină
cont de această implementare sau trebuie să considere înlocuirea ei completă (overhaul).
Evoluţia PLMN este ilustrată de IMS (IP Multimedia System) şi NGN (Next Generation Networks) prin
trecerea la un sistem IP şi convergenţa fix-mobil. LTE strict este de generaţie 3,9G cu rate de transfer downlink de la
86,4 Mbps la 326 Mbps [19]. Instalările iniţiale UMTS 3G au fost bazate pe specificaţiile 3GPP Release 99 ce
includeau voce şi date. Saltul la 4G este realizat doar de LTE Advanced ce are rate de transfer downlink de până la
1Gb/s şi este compatibil cu 3,9G LTE. În practică însă, datorită compatibilităţii LTE cu LTE Advanced,
implementarea LTE 3GPP Release-8 este văzută ca introducerea direct în 4G. Cu toate acestea, în ultima decadă
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
14
(între 2000 și 2010), creşterea constantă a traficului mobil datorată folosirii terminalelor mobile în modul de
comunicare ”infotainment” (information & entertainment, informaţie şi distracţie) este nesustenabilă existând
pericolul congestiei când investiţiile necesare nu mai pot fi acoperite [20].
Figura 2-3. Schema generală PLMN cu Billing şi VAS
Singura soluţie practică a acestei probleme o reprezintă creşterea veniturilor pentru a asigura o şi mai redusă
durată de livrare pe piaţă (TTM – Time to Market) a celor mai recente şi inovatoare tehnologii precum LTE
Advanced. Pentru a realiza acest lucru o soluţie este utilizarea la scară largă a produselor cu valoare adăugată (VAS
– Value Added Services) în reţelele de telecomunicaţii mobile, în sfera serviciilor. Acestea au o mare rezistenţă la
erori, sunt pregătite deja pentru trafic de mare încărcare şi lungă durată şi au caracteristici ce le fac potrivite pentru
soluţii SaaS (Software as a Service) beneficiind de o calitate a serviciului ridicată. În capitolele dedicate plăţilor
mobile voi pune în evidenţă robusteţea soluţiilor VAS axate pe transferuri monetare prin exemple din industrie şi
teste de anduranţă specifice reîncărcării creditului (Top-Up).
2.2.3 Tehnologii avansate de comunicații mobile și impactul lor asupra serviciilor
2.2.3.1 Aria de acoperire radio şi a serviciilor
Din punctul de vedere al utilizării de servicii monetare mobile accesul trebuie să fie diversificat şi foarte
răspândit astfel că pe lângă accesul la serviciile clasice de telecomunicaţii, utilizatorii să poată beneficia de o
inducţie crescută şi confortabilă. Un exemplu foarte bun de determinare a maturităţii pieţei de telecomunicaţii şi a
stabilităţii sistemelor informatice în general este gradul de utilizare al serviciilor de e-guvernare. Atât pentru cetăţeni
cât şi pentru companii, e-Guvernarea simplifică procedurile administrative şi reduce birocraţia la nivelul aparatului
administrativ al statului, din moment ce 40% dintre cetăţenii UE având acces la servicii de e-guvernare [21].
Accesul Radio – este principalul punct de acces pentru utilizatori, trebuie să fie scalabil, flexibil şi din ce în
ce mai performant. Presiunea ultimilor ani în domeniul transferului de date se reflectă mai ales în partea de acces
radio în telecomunicaţii mobile. În cadrul 3G UTRAN echipamentele RNC conform 3GPP Release 99 şi mai apoi
Release 5 şi 6 au acumulat din ce în ce mai multe responsabilităţi de rutare, făcând posibile intercomunicarea
reducând traficul în amonte spre core în cazurile de hand-over (schimbarea punctului de acces radio direct prin
interfaţa Iur dintre două Radio Network Controler).
Prin trecerea către o arhitectură all-IP (doar IP) în EUTRAN, s-a deschis posibilitatea implementării în
telecomunicaţii a tuturor serviciilor disponibile prin Internet, ba chiar implementarea unora specifice mobilităţii
intrinseci a telecomunicaţiilor mobile. Aceste lucruri au făcut ca traficul de date să crească extrem de mult (a se
vedea subcapitolul 3.2 în partea de Core Network statistici CISCO legate de traficul de date în telecomunicaţiile
mobile), iar posibilităţile companiilor de telecomunicaţii care să susţină implementări de genul celor făcute pentru
UTRAN sunt din ce în ce mai reduse (a se vedea End of Profit). În ciuda scăderii veniturilor ARPU din traficul de
voce şi a migrării către servicii de streaming operatorii nu pot ignora posibilitatea menţinerii utilizatorilor în cadrul
reţelei fie şi prin aplicarea unei proceduri de descărcare din reţeaua mobilă în reţeaua broadband.
Public Land Mobile Network (PLMN) – datorită succesului tehnologiei celulare este cea mai răspândită
topologie a reţelei de telecomunicaţii mobile. Încorporează partea de acces radio (RA) şi partea core network (CN).
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
15
IMS – Evoluţia necesară la nivelul topologiei PLMN a început cu 3GPP Release-5 IP Multimedia Systems
(IMS) din dorinţa de a oferi servicii de tip Internet prin GPRS şi mai apoi s-a stabilit implementare all-IP. Deşi nu
acţionează ca un standard de aplicaţii, reprezintă un standard de interconectare. Acest lucru este posibil deoarece
nivelul de control (Control Layer) este orizontal izolând reţeaua de acces de nivelul de servicii (Sevice Layer).
VoLTE – IMS suportă aplicaţii precum High Performance Push to Talk (HPPTT) şi One Voice denumit mai
apoi Voice over LTE (VoLTE) ce rezolvă înlocuirea serviciilor clasice de voce și SMS. În contextul spectaculoasei
creşteri [22] prognozate pentru LTE pentru intervalul următor [23], Voice over LTE şi IMS sunt vitale pentru
acoperirea pieţei de către 4G, LTE riscând să ajungă altfel un simplu mediu de transport (dumb pipe) deoarece
existenţa aplicaţiilor mobile pentru terminalele mobile avansate de tip smartphone va mări migrarea utilizatorilor
către soluţii Voice over IP (VoIP). Acesta ar fi un scenariu disruptiv al VoIP pentru monetizarea apelurilor de voce
în LTE, făcut posibil de propriul serviciu de date al LTE.
NGN – Next Generation Network este un standard ETSI care prin implementarea all-IP la nivelul centralei
îndeplineşte dezideratul convergenţei IMS în telefonia fixă. Funcţionarea NGN este structurată pe trei nivele de
access (Access Levels): User Network Interface (UNI), Network to Network Interface (NNI) și Application to
Network Interface (ANI). Delimitarea responsabilităţilor relevă abordarea distribuită în contextul externalizării şi
interconectării dintre diverse tehnologii, produse şi producători. NGN corespunde conceptului de Internet of
Things/Objects şi al Cloud Computing.
ATCA – În acest moment ne confruntăm cu comprimarea timpilor de livrare pe piaţă (Time to Market –
TTM) a noilor tehnologii pentru acoperirea cât mai rapidă a nevoilor de trafic. ATCA este un model hardware ce
satisface nevoile de fiabilitate, disponibilitate şi utilitate (Reliability, Availability, and Serviceability). Modelul
tehnic propus Advanced Telecommunications Computing Architecture (ATCA sau AdvancedTCA), reprezentând o
structură hardware bazată pe plăci-interfeţe într-un cadru de tip rack (dulap). ATCA are o fabric (structură, reţea) de
conexiuni de mare viteză (de exemplu, 10 gigabit Ethernet - 10GE) analoagă plăcii de bază a calculatoarelor
personale, fiind în fapt o evoluţie de mare viteză a PCI (de exemplu, de la cei 1024MBs ai PCIX la 10+Gbps în
cazul PCIMG3.0 [24]). Implementarea ATCA este independentă de tipul de conexiune între echipamente însemnând
prin aceasta că poate lucra cu mai multe tipuri de plăci (fabric agnostic). Datorită plăcilor ce pot fi dezvoltate
independent, este mult mai flexibilă şi reduce timpul de dezvoltare la mai puţin de un an şi se bazează pe un model
tehnologic deja cunoscut, în speţă IEC 60297.
WiMAX – Parte a portofoliului de standarde IEEE, WiMAX a constituit un competitor serios pentru LTE
mai ales în pieţele asiatice.
2.2.3.2 Modelul de Management al Reţelelor de Comunicaţii
Prin implementările ATCA în LTE, convergenţa tehnică IMS a 3GPP cu reţelele de acces radio non 3GPP şi
convergenţa mobil-fix prin Next Generation Network, se intensifică interconectarea. Modelul de administrare a
rețelei, vezi Figura 2-4, trebuie să răspundă provocărilor evoluției paralelele a ofertei serviciilor prin Cloud și
managementul externalizat al rețelei. Aceste aspecte ale adaptării modelului de administrare le abordăm în capitolul
3.4 legat de schimbarea paradigmei în telecomunicațiile mobile).
Nivelul de management al afacerilor în comunicaţii: analiza evoluţiei (inclusiv cu predicţie financiară), a
calităţii, a aspectelor comerciale (direct implicate în modelul facturare – extins la înregistrarea şi evaluarea
tuturor evenimentelor din reţea).
Nivelul de management al Serviciilor: crearea, administrarea şi contorizarea serviciilor.
Nivelul de management al Reţelei: alocarea resurselor distribuite: configurare, monitorizare şi control.
Nivelul de management al Elementelor de Reţea: comanda nodurilor de reţea – transmiterea, colectarea şi
procesarea informaţiilor (înregistrări) de stare (inclusiv alarme) în vederea automatizării mentenanţei
hardware şi software.
Metode de Management al Reţelelor – Conține metode orientate pe protocol-SNMP (Simple Network
Management Protocol), metode bazate pe modelul client/server, metode bazate pe agenţi mobili, metode specifice
TMN (Telecom Management Networks). Aceste servicii sunt cele pe care operatorii de telefonie mobilă trebuie să
se axeze pentru rentabilitate, servicii cu valoare adăugată. Cea mai importantă gamă de servicii cu valoare adăugată
poate fi cea ce suportă aplicaţiile monetare mobile, în condiţiile universalizării conectivităţii.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
16
Momentul actual – vitezele de transfer în telecomunicaţii mobile sunt la un nivel destul de bun şi partea
aplicativă cunoaşte un real progres. Următorul pas este integrarea telefonului mobil ca o unealtă de plată directă,
realizându-se evoluţia spre un spaţiu digitizat complet.
Sisteme moştenite (Legacy systems) – conceptul de sisteme moştenite este un aspect foarte important în
dezvoltarea şi implementarea serviciilor de telecomunicaţii în acest moment. Implicaţiile sale sunt relevante atât în
materie de costuri (CAPEX) cât şi în materie de servicii oferite utilizatorilor. Motivul pentru care existenţa sistemele
moştenite devine foarte importante țin de costurile înlocuirii tuturor componentelor şi a duratei acestei intervenții.
Convergenţa – convergenţa telecomunicaţiilor se referă la unificarea în aceeaşi reţea a mai multor servicii
de telecomunicaţii, în principal core-ul de telefonie fixă cu cel mobilă. Din acest motiv se mai numeşte şi
convergenţa reţelei. Convergenţa propune unificarea reţelelor unui operator şi la nivelul distribuţiei. Prin aceasta se
oferă utilizatorilor mai multe servicii, având un caracter disruptiv. Precum implementarea LTE aceasta intervine cu
schimbări la nivel de Core Network.
Figura 2-4. Modelul tradițional de administrare a rețelei de telecomunicații
Motivaţiile adoptării convergenţei ţin de aspectele economice, tehnologice şi aşteptările utilizatorilor. Acest
lucru este făcut atât pentru a unifica costurile şi a le reduce, dar şi pentru a avea pe piaţă o imagine robustă şi
integrată, de încredere, în faţa utilizatorilor. Tehnologiile ce pot suportă aceste servicii denumite acum convergente
sunt IMS, SIP, IPTV, VoIP, VCC (Voice call continuity, apel continuu în comutare de circuite şi pachete) și DVB-
Handheld. Toate aceste tehnologii sunt suportul de comunicaţie, şi aduc schimbări la nivelul arhitecturii operatorului
de telefonie mobilă la intrarea acestuia în schemă convergentă cu altă tehnologie. Convergenţa duce la strategii
precum Fixed Mobile Substitution (FMC) ce reprezintă încurajarea utilizării telefonului mobil în medii sau situaţii în
care în mod tradiţional se foloseşte la telefonia fixă. Acest fapt introduce aşadar telefonia mobilă în spaţii din ce în
ce mai largi din activitatea personală sau profesională.
În planul m-Payment, odată cu introducerea RFID sau NFC, mai multe dispozitive pot comunica prin
intermediul reţelei de telefonie mobilă creând astfel posibilitatea apariţiei de aplicaţii monetare din ce în ce mai
evoluate care se pot adapta prezenţei acestor tehnologii în piaţă. RFID (Radio Frequency Identification, identificarea
prin radiofrecvenţă) este o metodă de identificare automată ce se bazează pe stocarea şi accesul la distanţă pentru
transferul de date folosind „transpondere‖ pasive (etichete, marcaje) ”RFID tags”. NFC este în mod similar o
tehnologie de transfer de apropiere între dispozitive diferite echipate cu chip-uri speciale. Există mai multe
modalităţi de a capitaliza pe baza convergenţei şi mai multe modalităţi de a o implementa, în funcţie de dimensiunea
şi modelul de afacere dorit de compania de telecomunicaţii. Quadruple play, triple play, dual play sunt denumirile
comerciale derivate și se referă la numărul de servicii disponibile de la aceeaşi firmă de telecomunicaţii.
2.2.3.3 Terminale Mobile Avansate
Modalitatea de implementare la scară largă de servicii monetare şi administrative de pe telefonul mobil
presupune şi existenţa unor terminale mobile de o calitatea foarte bună şi cu penetrabilitate crescută în rândul
utilizatorilor. Terminalele mobile performante au potenţat servicii deja disponibile în reţelele de telefonie. Din punct
de vedere aplicativ ne gândim la seria de aplicaţii (apps, applications) ce pot fi suportate de telefonul mobil.
Ţinând cont de capabilităţile aplicaţiilor s-a impus din punct de vedere comercial termenul de „telefoane
inteligente” - smartphones. Intrat mai apoi şi în limbajul curent, smartphones semnifică plus valoarea noilor servicii
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
17
disponibile pe telefonul mobil. Utilizăm pe parcursul tezei termenul de terminal mobil avansat pentru a desemna
terminalele pe care le putem folosi în telecomunicaţii mobile şi ale căror capabilităţi depăşesc realizarea de apeluri
de voce, deoarece se caracterizează prin capabilităţi ce ţin de funcţionalitate cum ar fi memorie, ecran cu rezoluţie
înaltă, capabilităţi multimedia (de exemplu, boxe, cameră foto/video, redare video, redare sunet la calitate înaltă).
Inteligenţa este dată de serviciile pe care le suportă ce ţin de capabilităţile reţelei de telefonie mobilă sau GPS.
Pentru cazul particular al piețelor emergente, producătorii de terminale mobile și software au oferte speciale.
Interesul comunității depășește accesul la telecomunicații mobile, deoarece dezvoltarea întregii infrastructuri ITC
asigură accesul la educație și contribuie la îmbunătățirea actului de administrare locală și guvernare, precum și un
mediul de afaceri mai performant. Terminale mobile smartphones speciale au început a fi produse pentru piețele
emergente similar ofertei de la începutul implementării telefoniei mobile, când au fost produse și telefoane robuste
și ieftine. În acest moment (n.a. în 2013, în 16 din 24 națiuni studiate, peste 80% din populația avea un telefon
mobile, pe când terminalele mobile avansate nu erau încă la fel de răspândite – studiu Pew Survey [25]).
Pentru că suntem prima generaţie ce folosim telefonul mobil în mod curent şi cotidian, această parte a
evoluţiei tehnologice în telecomunicaţii este una din cele mai controversate (de exemplu, reducerea populaţiei de
albine a fost legată chiar şi de prezenţa reţelelor de telecomunicaţii mobile [26]) dar progresul constant în domeniu
dublat de reglementare şi informarea corectă au un efect benefic asupra calităţii serviciilor de telecomunicaţii. Rolul
terminalului urmând să se extindă odată cu adoptarea lui ca portofel mobil şi unealtă de tranzacţii monetare sau cu
sarcini administrative din ce în ce mai importante, el devine o unealtă firească în toate activităţile noastre,
integrându-se în cele mai diverse aspecte ale vieţii de zi cu zi. Evoluţia terminalelor mobile urmează prin recentele
implementări (cum ar fi interoperabilitate, disponibilitatea conexiunilor radio, manevrabilitatea mărită (ecran cu
atingere – touchscreen), reducerea dimensiunilor, reducerea costurilor) creşterea exponenţială prezisă în cadrul
teoriei întoarcerilor accelerate, a se vedea capitolul 3.1.4 legat de revoluţia tehnologică şi singularitate.
2.3 Concluzii
Această parte a lucrării a contribuit la stabilirea de legături între organismele de reglementare și cerințele
curente. Dependențele existente între reglementare, inovație și presiunea pieței constituie una din informațiile
majore, necesare stabilirii unei oferte de servicii și demarării implementării de noi aplicații. Folosindu-ne de acest
tip de observații, am contribuit la accesul monetar mobil printr-o aplicație mobilă, descrisă în cadrul capitolului 4.
Figura 2-5. Contribuțiile capitolului 2 în cadrul
modelului de management al rețelelor de comunicații
Activitatea de cercetare prezentată în capitolul 2 se înscrie în cadrul investigării modelelor rețelei de
telecomunicații mobile și al metodelor de management al acesteia. Folosind modelul de management al rețelelor
precum în Figura 2-5, putem înscrie activitatea descrisă în acest capitol în cele două straturi inferioare, de transport
și interconexiune a elementelor dintr-o rețea. Voi folosi aceste concluzii la elaborarea propunerilor din capitolele
viitoare menite să îmbunătățească performanța și rentabilitatea sistemelor de telecomunicații mobile prin
implementarea de servicii.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
18
3 Contribuții la modelele de dezvoltare a serviciilor în telecomunicaţii
mobile Pornind de la evidentul progres tehnologic dar şi de la istoricul abordării utilizatorilor faţă de noile tehnologii
în general (de exemplu, calculatoarele personale) avem acum suficiente date statistice şi experienţă de piaţă încât
viitorul telecomunicaţiilor să nu ne fie complet necunoscut. Există noţiune de ciclicitate, repetitivitate, durată de
viaţă a unei tehnologii sau produs şi timp de dezvoltare.
3.1 Modele de creștere în comunicațiile mobile
3.1.1 Prognoză și consultanță în domeniul serviciilor de comunicații
Multe din mişcările pieţei sunt în acest moment anticipate (news analytics). Pentru anticiparea şi intervenţia
în volumul mare de informaţie disponibilă se folosesc algoritmii analitici de tranzacţionare. Aceştia studiază
volumul, valoarea, sursa, noutatea, dispoziţia pe piaţă, relevanţa şi alţi factori eterogeni în determinarea succesului
unei oferte publice la bursă. În telecomunicaţii există firme ce au ca scop de activitate analiza pieţei şi tehnologiilor
telecom. Prin activitatea lor standardizează modul de evoluţie: definesc criterii de dezvoltare şi scări de mărimi
pentru actorii telecom prezenţi cu produse pe piaţă. Un astfel de exemplu este Gartner Consulting [27] ce au
identificat factori de clasificare a companiilor, în mai multe domenii, unii din cei mai cunoscuţi fiind Magic
Quadrant („cvadrantul magic‖) şi Hype Cycle [28] (ciclul aşteptării).
3.1.2 Inovarea în domeniul comunicaţiilor mobile
În faza iniţială, serviciile de date erau destul de puţin utilizate dar investiţia în reţea trebuia acoperită
(CAPEX – Capital Expenditure). Neutilizat şi foarte costisitor, acest serviciu de date trebuia monetizat.
Figura 3-1. Exemple în cadrul celor trei poli ai integrării
O infrastructură costisitoare şi distribuită geografic (de exemplu, partea de acces radio înlocuită sau adusă la
zi prin GPRS, UMTS sau LTE) trebuie valorizată pentru a realiza amortizarea costurilor şi, în final, pentru a pune la
dispoziție un serviciu integrat. Paralela merge mai departe prin existenţa congestiilor şi limitărilor de reţea în cazul
serviciilor de date pe de o parte şi a poluării produse de o reţea feroviară extinsă – în fiecare domeniu existând
limitări (caps) în ce priveşte traficul (de exemplu, cel de trenuri trebuie redus în zonele rezidențiale din cauza
poluării fonice, cel de date trebuie regularizat şi tarifat corespunzător).
Parte integrantă a procesului de telecomunicaţii este şi efectul, denumit plastic, disruptiv [29] al unei
tehnologii noi, inovative. Un exemplu contemporan (2014) îl reprezintă dronele, aparatele de zbor autonome (UAV -
Unmanned Aerial Vehicle) ce modifică radical modul de abordare și soluționare în domenii variate precum
industrial, civil sau militar [30]. Aceasta înseamnă nu doar înlocuirea paradigmelor trecute ci o evoluţie ce „arde‖
(elimină) etape intermediare şi nu reprezintă norma dar afectează sisteme colaterale ce devin în acest fel învechite
sau redundante (de exemplu, utilizarea fotografiei digitale a dus la sfârşitul pozelor film şi a fotografiei clasice).
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
19
Figura 3-2. Cei trei poli ai integrării legați de inovaţie – Medierea prin investiţii şi convergenţă tehnică
Medierea – în telecomunicaţii din cauza echipamentelor moştenite se impune o altă cale, şi anume medierea.
În cazul telecomunicaţiilor există trei piloni ai integrării fiecare fiind strâns legat de ceilalți. Evoluţia dintr-o
tehnologie în alta poate fi directă sau există un salt, de exemplu, de la implementarea EDGE se poate trece în HSPA.
Există mai mulţi termeni tehnico-economici în uz pentru a desemna abordarea afacerii pentru o firmă activă în
domeniul telecomunicaţiilor şi în orice alt domeniu din acest punct de vedere. Unii din cei mai subliniaţi sunt:
sinergie, convergenţă, agregare, verticalizare. Propunem şi termenul mediere, deoarece o negociere trebuie să aibă
loc între aspectele implicate: ce mediu de transmisie este folosit (ce tehnologie), ce servicii să fie puse la dispoziţia
utilizatorilor, şi cum se va face instalarea în câmp a reţelei pentru a fi accesată de utilizatori. Această târguire este
făcută cu reducerea CAPEX, OPEX şi mărirea veniturilor prin, de exemplu, ARPU – Average Revenue per User
(venit mediu pe utilizator). În acest fel utilizatorului îi este oferit un mediu de acces şi servicii la care are acces într-
un mod competitiv din punct de vedere al preţurilor. Inovaţia va mâna şi ghida medierea, îngăduind cele mai bune
soluţii pentru satisfacerea în mod echitabil a cerinţelor existente la implementare având în vedere aspectele
financiare, ale echipamentelor şi tehnologiilor moştenite sau continuarea serviciior deja existente.
3.1.3 Modele de creștere a serviciilor
Din punct de vedere matematic, creşterea organică, naturală a unei organizaţii, a unui produs sau idei
reprezintă o funcţie sub-liniară, în care creşterea (panta) este sub 1 exprimat în scară logaritmică. Aceasta face ca pe
măsură ce produsul se maturizează ritmul de creştere încetineşte, consumă mai puţine resurse şi în final se opreşte.
Acest model de creştere este denumit creştere limitată (economy of scale) unde creşterea este încetinită şi, foarte
important, resursele necesare la dublarea mărimii nu sunt dublul resurselor la mărime iniţială, ci, datorită pantei sub
unitare, reprezintă doar aproximativ 75% creştere [31]. Modelul sub-liniar are aşadar marele avantaj că este scalabil,
aceasta reprezentând marea calitate a organismelor vii. Însă, dacă modelul sub-liniar este cel natural, aplicabil
organismelor vii, beneficiind, este adevărat, de o reducere la nivelul resurselor pe măsură ce evoluează, nu acelaşi
model de creştere, limitat, îl dorim evoluţiei economice, tehnologice, ideilor şi explorării ştiinţifice.
Evoluţia este, aşadar, direct dependentă de numărul de invenţii ce pot duce la redemararea creşterii [32].
Motorul acestei creşteri supra-liniare în scară logaritmică este dat de observaţia că în mediile moderne de lucru (cum
ar fi oraşele sau companiile) numărul mai mare de membri duce şi la o creştere a inovaţiei, a veniturilor - în paralel,
este de asemenea adevărat, cu creşterea poluării, a bolnavilor şi infracţiunilor pe cap de locuitor etc. În
telecomunicaţii, limitarea malthusiană a resurselor este foarte evidentă, una dintre cele mai importante limitări
venind din partea canalului de transmisie.
Exemplificări industriale – Ciclicitatea la nivelul telecomunicaţiilor mobile, din punct de vedere al
arhitecturii reţelei, este recunoscută în faza iniţială 2G prin acumularea de funcţiuni la nivelul core. Urmează apoi
realocarea acestora mai aproape de utilizatorul final în 3G prin implementarea MGW ca unic responsabil de
transcodarea şi rutarea traficului inter-RNC (datorită interfeţei Iur), continuând cu minimizarea amprentei radio în
LTE (3.9G şi 4G) şi implementarea la scară largă a convergenţei, readucând un grad din nou mai mare de
importanţă părţii core a reţelei mobile, responsabilă cu medierea diferitelor tehnologii.
Legat de produsele în telecomunicaţii, acestea sunt un model de afacere ce ilustrează cel mai bine provocările
legate de durata de viaţă din ce în ce mai redusă a echipamentelor. Realitate valabilă atât la nivelul echipamentelor
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
20
de comutare, cele radio sau de date, dar chiar şi la nivelul utilizatorilor prin reînnoirea ofertei de terminale mobile.
În cazul echipamentele reţelei (PLMN), acestea sunt aduse la zi sau înlocuite în urma implementării noilor standarde
ce nu suportă vechile, deja, vechile echipamente. Echipamentele moştenite (legacy) pot avea şansa menţinerii în
funcţiune şi păstrării rolului iniţial, dar acest lucru depinde de tipul de serviciu implementat (de exemplu, serviciul
de voce prin 3G MSC este deseori păstrat, la început, alături de LTE) însă chiar şi aşa durata de viaţă a
echipamentelor este din ce în ce mai scurtă, pretându-se la aduceri la zi sau înlocuiri HW (upgrade). În cazul
echipamentelor destinate utilizatorilor, disponibilitatea a noi şi noi terminale mobile avansate constituie o paradigmă
în avantajul operatorului, a se vedea subcapitolul 3.2.1 legat de influența utilizatorilor, monetizându-se pe acest nou
model de piaţă.
Figura 3-3. Hype Cycle – Ciclul aşteptărilor
Hype Cycle este la antiteza cultural lag (decalajului cultural) [33]. Decalajul cultural este cel care ne
interesează în telecomunicaţii mobile de asemenea. IMS, LTE, Location Based Services (LBS) sunt tehnologii care
au apărut la începutul anilor 2000 dar care nu au constituit o masă critică din parte utilizatorilor, operatorii stocând
aceste servicii pentru perioada următoare. Acest decalaj este însă benefic, dând posibilitatea evoluţiei să fie făcută în
etape mai clare, economice. Concluzia legată de ciclicitate este că asigură evoluţia dacă este însoțită de demararea
ciclului crescător, în caz contrar ar duce la stagnare şi, în final, dispariţie. Toate aceste aspecte, care întăresc
dependenţa de tehnologie din momentul de faţă (al cărei grad se măreşte prin intermediul telecomunicaţiilor mobile
şi al tranzacţiilor monetare) reprezintă fenomenul numit singularitate şi sunt caracteristicile celei de-a cincea stări
[34] a evoluţiei tehnico-economice, aspect pe care îl detaliem în cadrul capitolului 3.1.4 următor legat de revoluția
tehnologică.
3.1.4 Perspectiva Singularității vs. Evoluția Nedisruptivă
Revoluţia tehnologică în telecomunicaţii mobile reprezintă schimbarea modelului tehnologic şi de profit
pentru companiile de telecomunicaţii în contextul mai larg al avansului tehnologic. Prin evoluţia calităţii serviciilor
şi a puterii de procesare mobile (datorată terminale mobile avansate) se pune la dispoziţia utilizatorului un nivel de
acces mai stabil şi cu rate de transfer mai înalte. În cadrul revoluţiei tehnologice se petrece o transformare a
telecomunicaţiilor. Fondul mai larg al evoluţiei este preconizat să fie unul de singularitate tehnologică, urmând să
prezentăm în cadrul acestui capitol premizele acestei teorii şi implicaţiile ei pentru serviciile monetare mobile.
3.1.4.1 Calitatea serviciilor (QoS)
Calitatea serviciilor în telecomunicaţii a mers până în acest moment pe nivelurile inferioare ale stivei OSI –
s-a asigurat transmisia corectă a datelor independent de valoarea acestora. Următorul pas în calitatea serviciilor
fiind, efectiv, niveluri diferite de calitate a transmisiei pentru aplicaţiile mobile. Lista de termeni ce exemplifică
preocuparea pentru o calitate a serviciului includ: Quality of Experience (QoE), Service Quality Management
(SQM), Customer Experience Management (CEM), Key Quality Indicators (KQIs). Relaţia acestora pentru a atinge
Key Performance Indicators (KPIs) este discutată în momentul în care se stabilesc nivele de suport (Service level
Agreement – SLA). Calitatea serviciului, pentru a suporta servicii monetare mobile, trebuie să fie foarte mare.
Datorită evoluţiei terminalelor mobile şi a posibilităţii codării la sursă a informaţiei, aplicaţiile trebuie să asigure
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
21
prin intermediul smartphone-urilor o siguranţă în exploatare ce doar se bazează pe capabilităţile de bază ale reţelei
în domeniul transportului de informaţie confidenţială.
3.1.4.2 Creșterea accelerată – exponențială
Legea lui Moore postulează implicit creșterea vitezei de procesare. De remarcat cum ciclul de creştere
repetitivă ne duce din nou la Germanium, astfel încât se extrage din el un nou element capabil a-l înlocui: evoluţie
prin creştere ciclică accelerată. Această creștere nu este însă sinonimă cu creșterea exponențială cu întoarceri
accelerate așa cum am detaliat în subcapitolul 3.1.3. De asemenea, măsurarea corectă este preț-performanță rezultată
din calcularea per secundă per dolar (calculations per second per constant dollar) și nu în funcție de viteza pe
tranzistor. Corelarea Teoremei lui Moore cu teoria Singularității tehnologice este, așadar, susținută de exemple din
industrie existând până în acest moment resurse pentru continuarea inovației. Progresul tehnologic este prezent în
extinderea conectivității și mobilității, atât în spaţial social cât și în cel industrial prin obiecte care comunică în
Internetul lucrurilor (IoT), a se vedea subcapitolul 6.1 referitor la comunicarea și propunerile în IoT.
Cu toate acestea, din punct de vedere uman, creșterea exponențială nu este ușor de perceput. Deși unele
dintre adagiile legate de comportamentul uman și studiul istoriei în general sunt legate de repetarea istoriei sau
studierea trecutului pentru a prezice viitorul, se ignoră că validitatea acestor afirmații se păstrează doar pentru
cazuri individuale, experiențe repetate, liniare. Generalizarea acestei perspective către avansul științific și tehnologic
nu pare a avea aceeași validitate.
3.1.4.3 Saltul exponențial - Singularitatea
În contextul ciclicităţii evoluţiei tehnologice şi a graficului aşteptării (Hype Cycle), putem ține cont și de
teoriile legate de Information System (IS), a se vedea și capitolul următor. Impactul evoluţiei tehnologice este
măsurat prin Unified Theory of Acceptance and Use of Technology (UTAUT) [35] din Figura 3-4 ce se doreşte o
teorie cât se poate de completă asupra modelului de acceptare şi utilizare a unei tehnologii de către utilizatori [36].
În cadrul aceleaşi explicaţii a adopţiei tehnologice de către societate obţinută prin Hype Cycle, teoria vine în
completarea modelului de aşteptare. Se adaugă noi informaţii şi clasificări în vederea calibrării parametrilor de care
ţine o implementare tehnică, pentru a asigura succesul acesteia.
Figura 3-4. Teoria unificată a acceptării și folosirii tehnologiei (sursa Venkatesh et al.)
Impactul pozitiv al telefoniei mobile asupra calităţii vieţii este exemplificat prin implementarea de servicii
medicale, de mărirea libertăţii de expresie, de alte aspecte socio-economice precum diferenţa în sexe, încurajarea
liberei iniţiative (a se vedea subcapitolul 3.2.2 legat de congestie), reducerea corupţiei (de exemplu, introducerea
sistemului de plată prin telefonul mobil, M-PAESA, în Afganistan pentru plata poliţiştilor) şi creşterea interacțiunii
dintre organizațiile guvernamentale și cetățeni. În acest cadru al evoluţiei prin salt înainte, tranzacţiile monetare
mobile (mobile money) sunt cel mai bun exemplu, primii paşi putând fi făcuţi din partea producătorilor (cum ar fi
implementarea plăţii mobile pentru serviciile infotainment [37]). Schimbarea de paradigmă cu axare pe oferirea de
servicii şi integrarea prin convergenţa mobilă a utilizatorului într-un spaţiu mai larg constituie transformarea, saltul
înainte pe care operatorul trebuie să îl efectueze.
Revoluţia tehnologică (Singularitatea) – Revoluţia industrială a ultimei jumătăţi de secol XIX a influenţat
dezvoltarea politico-socială a societăţii. În prima fază echipamentele mecanice şi electro-mecanice au atras alocarea
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
22
resurselor umane în relaţii economico-sociale nemaiîntâlnite până atunci pentru ca mai târziu evoluţia tehnologică să
înlocuiască elementul uman din muncile robotizate. Continua asimilare a tehnologiei în cadrul socio-economic a
făcut ca natura umană se evolueze dependent de progresul tehnologic realizat.
Pentru că rata progresului tehnologic este supra-liniară iar natura umană este construită pe ‖economia de
scală‖ (economy of scale) cu creşterea sub-liniară în scară logaritmică, acest progres tehnic este realizat în acest
moment cu ajutorul sistemelor de calcul. Tocmai această dependenţă face ca ritmul de creştere să fie mai mare decât
îl putem noi înţelege. Acest stadiu al evoluţiei umane în care interdependenţa om-putere de calcul artificială nu mai
poate fi evitată, iar programele de calcul sunt capabile să se auto-îmbunătăţească se numeşte singularitate
tehnologică [38].
Creşterea exponenţială este cel mai bine ilustrată de Legea lui Moore. Aceasta prezintă observaţia legată de
creşterea exponenţială în timp a densităţii tranzistorilor în circuitele integrate. Legătura Legii lui Moore cu
singularitatea tehnologică vine din faptul că această creştere exponenţială nu poate fi susţinută de om fără ajutorul
computaţional-algoritmic al tehnologiei. Din acest moment, datorită influenţei inteligenţei artificiale, pentru om nu
mai este posibil să înţeleagă acum un moment viitor. Acest salt tehnologic ultra-rapid introduce o diferenţă tehnico-
culturală atât de mare încât este imposibil pentru om a o aproxima, denotând momentul de singularitate.
3.1.4.4 Evoluția nedisruptivă în telecomunicații mobile
Evoluția nedisruptivă este o creștere ne-revolutionară în pas cu inerția culturală ce influențează rata de
adopție a noilor tehnologii. În contrast cu premisele singularității avem de-a face cu o variantă în care progresul
tehnologic este urmat de perioade de acomodare și evoluții treptate în cadrul aceluiași model.
Din punct de vedere al paradigmei aplicative în telecomunicațiile mobile axate pe servicii, găsim o
corespondență cu funcționalitatea mini-apps sau a widget-urilor aplicațiilor mobile (de exemplu Android). Acestea
sunt utilizate pentru a înlesni accesul la o funcție (serviciu) al aplicației, utilizat în mod curent. În perspectiva
singularității tehnologice, telefonia mobilă joacă un rol important în contextual mobilității și a accesului la
informație, asigurând progresul științific și tehnologic – ca suport pentru activități IoT sau domotică, de exemplu.
3.2 Problematica modelului clasic de profit
3.2.1 Utilizatorii ca vectori ai schimbării în serviciile mobile
Comportamentul utilizatorilor a compresat ciclul aşteptărilor (t) şi a modificat oferta operatorilor de telefonie
mobilă în faţa noilor cerinţe de trafic – a se vedea detaliile despre congestia traficului. Aceasta reprezintă
schimbarea paradigmei operatorilor de telecomunicaţii dintr-o ofertă axată pe tehnologie pe una axată pe aplicaţii şi
terminale mobile. Implementarea tranzacţiilor monetare mobile este în acest moment (n.a. 2014) în punctul de
maximă inflaţie şi aşteptări. Structura reţelei de telefonie mobilă este suficient de bine dezvoltată pentru a susţine în
acest moment aceste tranzacţii datorită consumului mic de date necesar pentru validarea unei tranzacţii – a se vedea
şi studiul nostru de Load and Stress în subcapitolul 4.3, prin care se atestă faptul că echipamentele telecom pot face
faţă traficului suplimentar.
Altă situaţie, în care utilizatorii dictează modelul topologic, reprezintă implementarea alături de LTE a unor
servicii adiţionale, ce ar putea chiar înlocui modelul clasic al fibrelor optice pentru acces broadband. Pentru această
înlocuire, de asemenea, se aşteaptă părerea utilizatorilor, deoarece numai o adoptare rapidă şi o reîntoarcere
garantată a investiţiei mai poate convinge operatorul a investi (CAPEX) într-o nouă topologie: „The technological
capabilities are there. The question is whether there is a business model.‖
Figura 3-5. Modelul acceptării tehnologiei (stânga, sursa Davis et al.)
și modelul acțiunii raționale (dreapta, sursa Fishbein & Ajzen)
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
23
Opţiunea utilizatorilor se reflectă şi în forma şi aspectul fizic al echipamentelor folosite. Exemple ce țin de
eșecul în utilizarea tehnologiilor și implementarea în mod practic putem găsi de la începutul evoluției tehnologice.
Telefoanele mobile au constituit un element de status social încă de la prima apariţie, datorită libertăţii de mişcare,
identificându-se cu independenţa individuală şi afirmarea libertăţii. Din această cauză telefoanele mobile au
cunoscut un real succes în toate părţile lumii, indiferent de costuri. Mai apoi, îmbrăţişarea de către utilizatorii online
a social media şi transferul infotainment către telefoanele mobile au constituit tot atâtea metode de autorealizare
(self-actualization) potrivit nivelurilor din ierarhia lui Maslow [39].
Prin aceste exemple suntem convinşi că impactul telecomunicaţiilor mobile este unul ce transcende tiparele
clasice de comunicare şi implicaţiile acestora sunt foarte largi. În implementarea unui nou serviciu operatorii ţin
cont acum de aşteptarea de către piaţă (hype) şi decalajul cultural (cultural lag). Ca o tehnologie în vârful
aşteptărilor în hype cycle, tranzacţiile monetare mobile sunt direct interesate de toate aceste aspecte. Adăugarea în
portofoliu a tranzacţiilor monetare trebuie să fie făcută în aşa fel încât să răspundă nevoilor utilizatorilor şi să poată
fi capitalizată de către operatori pentru a putea suporta implementarea propriu zisă şi chiar extinderea reţelei în
contextul măririi traficului de date independent de tranzacţiile monetare.
3.2.2 Riscul de congestie a traficului
Creşterea traficului de date mobil în 2010 a fost de 2,6 ori mai mare față de 2009. O triplare a traficului a
avut loc şi în 2009 faţă de 2008 [2]. Traficul de date mobil din 2010 fiind de trei ori mai mare decât tot traficul
Internet în anul 2000 [2], o situaţie aparte a congestiei se datorează excesului de trafic de semnalizare. O altă situaţie
în care operatorii au fost puşi a fost creşterea neuniformă a traficului pe zone geografice. Este deja cunoscut modelul
Erlang de aproximare a numărului de conexiuni în funcţie de numărul de utilizatori predispuşi să efectueze apeluri,
dar în acest caz, evoluţia traficului a fost prea bruscă. Rezolvarea acestei probleme nu poate fi făcută prin simpla
extindere a densităţii punctelor de acces radio (de exemplu, Noduri B, RNC-uri) ci prin adoptarea unei tehnologii
predictive a congestiei (predictive management). Se combină predicţia cu realocarea resurselor radio acolo unde este
nevoie.
Congestia are aşadar ca soluţii îmbunătăţirea echipamentelor de acces radio şi adaptarea RAN prin metode
predictive. Nedovedindu-se însă suficiente, aceste două modalităţi sunt însoţite de alte măsuri ce modifică topologia
telecomunicaţiilor actuale. Una din cele mai simple măsuri a fost limitarea traficului de date prin eliminarea
ofertelor fără limită de transfer [40] - un trend ce a început imediat după explozia traficului din anii 2010-2011 (end
of freeism).
În final, factorul decisiv în formarea noilor modele de trafic mobil de date de mare viteză îl constituie înşişi
utilizatorii. Aproximările curente [41] plasează dorinţele viitoarea ale utilizatorilor către mai multă flexibilitate şi
disponibilitate decât pe viteză de transfer.
3.2.3 EoP - End of Profit - pentru operatorii de telecomunicații mobile
Cifrele consumului de date [2] ar justifica monetizarea acestuia pentru a acumula resursele necesare
investiţiilor în infrastructura RAN. Dar operatorul este prins între incapacitatea RAN de a oferi servicii de date
nelimitate şi de lipsa veniturilor în cazul în care ar exista o taxare strictă a traficului: întrucât mare parte a traficului
reprezintă infotainment, utilizatorii pot alege să nu îl vizioneze până în momentul în care sunt sub o acoperire
gratuită sau ieftină (de exemplu, Wi-Fi). 1% din utilizatori au 30% din traficul lunar în reţea, acest procent urmând
să scadă în perioada următoare la 20%, rezultând un consum simetric: primii 20% utilizatori generează 80% din
trafic iar ultimii 80% restul de 20%).
3.3 Contribuţii la soluţiile tehnice pentru problemele business în comunicații mobile
3.3.1 Consolidarea şi partajarea resurselor la nivelul operatorilor
Prin consolidare înţelegem acţiunile pe care le iau companiile de telecomunicaţii, operatori cât şi producători,
în vederea implementării unor sisteme din ce în ce mai noi şi a monetizării acestora. Unul din modelele ce răspunde
acestei nevoi o reprezintă externalizarea părţii operaţionale a reţelei către un producător de echipamente de
telecomunicaţii, în speţă, către acela care a fost sursa echipamentelor în cazul fiecărui operator în parte. Pentru
operator accentul cade pe oferirea de servicii astfel că sunt vitale studierea pieţei, elaborarea de strategii, câştigarea
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
24
de noi clienţi şi implementarea de noi proiecte. Alt model, în cazul operatorilor consacraţi, este partajarea părţii
operaţionale între doi sau mai mulţi operatori. Reducerea costurilor în domeniul păţii operaţionale se poate face şi
prin unirea prin achiziţie, prin combinare (merger) între doi operatori.
3.3.2 Operatori virtuali - închirierea reţelei de telecomunicații mobile
În cadrul operatorilor de telefonie mobilă, în vederea reducerii costurilor a fost elaborat un model virtual de
operator mobil, Mobile Virtual Network Operator (MVNO) văzut ca o subdiviziune independentă a MNO fără
infrastructură proprie şi, mai ales, fără licenţă şi spectru radio propriu. Ofertele MVNO rămân însă foarte variate,
caracterizate de segmentarea pieţei şi ţintirea acestor segmente (cum ar fi oferte specializate pentru oamenii de
afaceri, pentru muncitorii relocaţi din ţările de origine, pentru categorii demografice de nişă). Modelul financiar al
MVNO este unul variat iar avantajele sale pentru utilizatori reprezintă personalizarea ofertei, înscriindu-se în ciclul
mai larg al re-orientării operatorilor clasici către partea aplicativă. Există operatori virtuali ce funcţionează pe baza
veniturilor generate din publicitate precum şi alţii care aparţin în mod exclusiv marilor lanţuri de magazine sau
afaceri, diversitatea acestora caracterizând modelul natural de distribuţie al utilizatorilor şi al presiunii indirecte pe
care aceştia o realizează asupra ofertei, a se vedea subcapitolul 3.2.1 legat de utilizatori ca vectori ai schimbării.
Ultimul model abordat în conjuncţie cu evoluţia modelului operatorului mobil ţine de flexibilizarea sa din
punctul de vedere al infrastructurii. În acest mod, reţeaua de telefonie mobilă, prin convergenţa cu transmisia prin
satelit şi Internet broadband, devine un mediu de transmisie complet integrat. Din punctul de vedere al tranzacţiilor
monetare mobile, acest model al operatorului înseamnă o mai mare personalizare prin intermediul MVNO-urilor şi o
mai mare uşurinţă în implementare ca o parte a largii palete de produse şi servicii în telecomunicaţii.
3.3.3 Descărcarea traficului în rețele multimodale
Descărcarea traficului (Offloading) sau session continuity (cu menținerea transparentă a sesiunii) este
posibilă datorită succesului tehnologiei broadband în implementare [42], a se vedea şi descrierea făcută în capitolul
2.2 vis-a-vis de aria de acoperire a reţelelor. Descărcarea poate fi implementată de către operator înspre propria
reţea Wi-Fi în caz că aceasta există, revitalizând această soluţie de acces, sau poate exista o colaborare între
operatori pentru a îngădui transferul de trafic între reţelele lor. În cazul LTE opţiunea descărcării devine obligatorie
din moment ce acoperirea nu este la fel de extinsă ca cea 3G, existând posibilitatea întreruperii traficului odată ce
aria de acoperire EUTRAN se termină.
3.3.4 Dispoztive in Spatiul Alb spectral
WSD (White Space Devices) sunt reprezentate de o colecție de propuneri (de exemplu, IEEE 802.11af, IEEE
802.22 precum și cele generate de White Spaces Coalition) ca spațiul radio eliberat de televizune odată cu trecerea
în digital să fie utilizat pentru conexiuni de mare viteză (de exemplu, broadband, wireless, super Wi-Fi).
Transmisia de date în spectrul liber constituie o oportunitate pentru traficul M2M (Machine-to-Machine) în
contextul IoT (Internet of Things/Objects) ce are nevoie de condiții de fiabilitate mai stricte sau canale de transmisie
dedicate, diferite de modelul 3G. Caracteristicile transmisiei de informație M2M au făcut ca firme precum Neul
(www.neul.com) să dezvolte stații de bază (Base Stations) destinate traficului M2M ce funcționează în spațiul alb.
Distribuite cu un plan tarifar adecvat utilizării industriale, a fost implementat, astfel, un model tehnologic și de
afacere Network-as-a-service (NaaS).
3.3.5 Context și propuneri pentru o viziune e-Business a implementării serviciilor
Pentru a combate riscul transformării reţelei într-un simplu mediu de transport (a se vedea dumb pipe în cazul
LTE contracarat de IMS prin VoIP), trebuie să se insiste pe o diversificare a serviciilor. În cadrul strategiei de
mărire a veniturilor, se urmăreşte şi distribuirea de terminale mobile, operatorul fiind direct interesat de evoluţia
terminalelor mobile avansate atât din punct de vedere tehnic cât şi al preţului de vânzare. ARPU poate fi mărit în
acest caz prin participarea la vânzarea terminalelor mobile, operatorul fiind parte integrantă a strategiei de vânzare a
acestora. Deep Packet Inspection constituie o alternativă obligatorie de investiție și inovație tehnică pentru controlul
canalului de transmisie. Aplicații precum cele propuse în subcapitolul 6.3 reprezintă o modalitate de captare a noi
venituri și întăririi controlului legal asupra mediului de transmisie.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
25
3.4 Orientarea pe servicii – schimbare a paradigmei în comunicațiile mobile
Urmând investigației cauzelor și soluțiilor curente la problemele ridicate de stadiul actual al implementării
rețelelor de telecomunicații din perspectiva serviciilor, acest capitol trece în revistă motivele pentru care adoptarea
serviciilor monetare prin telecomunicații mobile este oportună și posibilă. Acest lucru poate fi realizat de plățile
mobile și de către implementarea de servicii IoT ce țin de investigarea discriminată a traficului. Propunerea mea,
susținută de observațiile legate de fiabilitatea serviciilor monetare studiate în capitolul 4 și de a celor de investigarea
pe pachete a traficului în telecomunicații din capitolul 5 și 6 în contextul IoT, este că serviciile mobile trebuie
direcționate spre implementarea de cerere/ofertă în domeniul IoT în plus față de info-tainment.
Cloud computing este un termen general ce implică livrarea de servicii găzduite pe Internet. Aceste servicii
pot fi împărțite în trei categorii Infrastructure-as-a-Service (IaaS), Platform-as-a-Service (PaaS) and Software-as-a-
Service (SaaS). IaaS pune la dispoziția utilizatorilor spațiu de stocare și alocare virtuală, precum și programe
dedicate pentru control și management – API (Application Program Interface), fiind un nivel utilitar al ofertei as-a-
Service. PaaS în Cloud este definit ca un set de unelte de dezvoltare software găzduite pe infrastructura furnizorului
de servicii. În felul acesta, în modelul PaaS se elaborează software de acces, nu se realizează doar accesul precum în
IaaS. Accesul în PaaS se face prin portaluri sau elemente de program instalate locale. Un exemplu îl constituie
aplicațiile mobile GoogleApps. Modelul SaaS este cel mai complet și complex fiind un model de dezvoltare a
produsului. În acest caz furnizorul pune la dispoziția clientului un produs complet, ce conține infrastructura,
modalitatea de acces și produsul software liber pentru configurare și exploatare. Prin SaaS, de exemplu, un
producător propune unui operator ca toată aglomerarea de servere, servicii IT și departament de dezvoltare și
mentenanță să fie externalizate, eliberând resurse și efort de management din partea acestuia. În telecomunicații
mobile întâlnim SaaS ca model de livrare a soluțiilor VAS. În subcapitolul 4.3 legat de testele de reîncărcare
prezentăm un rezultat al validării efectuate pe produse disponibile în producție.
3.4.1 Cloud ca suport pentru implementarea „totul ca serviciu”
Din punctul de vedere al serviciilor, principalul avantaj al accesului prin Cloud este posibilitatea
implementării ofertelor de telecomnicații as-a-Service (ca serviciu). În acest moment s-au impus trei categorii mari
în oferta as-a-Service, a se vedea Figura 3-6.
Figura 3-6. Clasificarea ofertelor principale as a Service ilustrînd interdependența și ordinea
Din punctul de vedere al ultimelor tendințe IaaS este cel mai bine poziționat, cu cea mai mare creștere într-o
piață ce totalizează, de exemplu, 131 miliarde USD în 2013, potrivit Gartner [43]. Aceste cifre sunt consistente cu
faptul că echipamentele și serviciile (”everything-as-a-Service”) sunt utilizate în domenii ce țin de e-Business, cum
ar fi comerțul online, trafic de date monetare în tranzacții financiare etc.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
26
Noile paradigme ce înlocuiesc modalitățile clasice de management al afacerii sunt Transaction-as-a-Service,
Information-as-a-Service, Collaboration-as-a-Service sau Mobility-as-a-Service. Observăm că orice poate fi
integrat în Cloud, rezultatul este registrul foarte larg de capabilități ce pot fi livrare ca serviciu, susținând
terminologia Everything-as-a-Service sau Anything-as-a-Service.
Cloud computing aduce și plus valoare prin sinergia colectivelor organizate organizațional vertical. In
extenso, norul computațional este catalizator al sinergiei colective și al evoluției cognitive deoarece comunicarea
umană și comportamentul social ne provoacă și îmbunătățesc inteligența [44]. Următorul pas al acestei evoluţii ar fi
suprapunerea modelului Cloud peste nevoia umană de lucru în echipă şi beneficiile cognitive ce se nasc din aceasta.
Deşi lucrul în Cloud este bazat pe un model individual în acest moment, prin accesul ubicuu al resurselor se poate
realiza o partajare a resurselor. Din aceste resurse comune, prelucrate în mod eficient, se poate obţine plus-valoare,
după cum detaliem și în subcapitolul 4.2.1 legat de impactul valutelor alternative susținute de comunități și alte
metode de organizare comunală a utilizatorilor.
3.4.2 Modelul participativ al rețelelor sociale
Acest model a fost utilizat la implementarea valutelor criptate în vederea generării și distribuției acestora, a
se vedea subcapitolul 4.2.1. Modelul participativ are un efect sinergetic, valoarea adăugată adusă de contribuțiile
colective în slujba unui scop comun fiind mai mare decât suma intrărilor individuale în parte (inputs). Este o
exprimare a creșterilor exponențiale restartate detaliate în subcapitolul 3.1.4 Din punct de vedere al modelului de
afaceri, Distributed Computing și modelul contribuției colective, se constituie într-o oportunitate de noi venituri.
Captarea intrărilor individuale în modelul contribuțiilor colective o constituie, de exemplu, crowd sourcing
ce poate avea diferite surse de inovare (crowd accelerated innovation). O altă utilizare o constituie investigația
științifică când un utilizator se poate implica și pune la dispoziție calculatorul personal sau pentru puterea de calcul
sau propriul său timp pentru a investiga, în comun cu alți membri ai aceleași comunități, cazuri legate de probleme
stringente în medicină sau știință. De exemplu, platforma World Community Grid este bazată pe BOINC ce sunt
descrise drept „programe open-source pentru calcule voluntare şi calcule în reţea‖ a căror misiune este de a „folosi
timpul liber al calculatorului dumneavoastră (Windows, Mac, Linux sau Android) pentru a trata boli, a studia
încălzirea globală, a descoperi pulsari şi multe alte tipuri de cercetări ştiinţifice‖, a se vedea
http://boinc.berkeley.edu/. Alături de considerațiile făcute în legătură cu implementarea valutelor alternative, a se
vedea subcapitolul 4.2.1, modelul participativ este puternic influențat și încurajat de accesul mobil și de prezența pe
rețelele sociale. Prin cazurile studiate și lucrările implementate în capitolul 6 argumentăm extinderea ariei de
acoperire a serviciilor IoT prin rețele sociale, susținând trecerea dinspre Internetul infotainement către un Internet al
obiectelor în urma transportului de informație de tranzacționare și a informației tehnice. Paradigma aplicațională
detaliată în subcapitolul 3.4.7 de mai jos, nu va face decât să lărgească interacționabilitatea cu sisteme avansate de
comandă și control, în model PaaS, direct de pe telefonul mobil.
3.4.3 Noile așteptările ale utilizatorilor „alfabetizați digital”
Generația millenials („milenară‖) e prima generație crescută și maturizată în noul mileniu [45]. Se remarcă
cum cerințele acestui grup de utilizatori sunt explicite, exigențele lor sunt rafinate și exprimate direct, existând un
nivel rapid de răspuns din partea acestora în privința acceptării sau refuzului unei tehnologii noi. Millennials sunt
dispuși să găsească noi modalități în a-și coordona activitatea socială și economică personală, fiind receptivi la noi
aplicații, așadar sunt dispuși să încerce. Din toate acestea nu este surprinzător că este normal ca acești utilizatori să
își pună amprenta, de a personaliza mediul digital ce îi înconjoară. Cu alte cuvinte, demonstrează o flexibilitate mare
în abordare fiind susceptibili la noi tehnologii.
Ponderea lor crește rapid în rândul populației active – în 2025 millennials vor reprezenta 75% din forța de
muncă globală, iar în țările Nordului Africii și Orientului Mijlociu această pondere este chiar mai mare. Orientarea
ofertei de servicii și produse către această categorie de vârstă este o necesitate. În cadrul modelului m-Business,
noile generații de utilizatori vor constitui principalul segment țintă în adopția noilor servicii monetare și a
controlului în domeniul domoticii. Implementările curente, precum cele prezentate în capitolul 4 următor, nivelul de
acceptare și creștere a încrederii sunt asigurate, a se vedea testele de încărcare prezentate în subcapitolul 4.3.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
27
3.4.4 Pieţele emergente: catalizator al evoluţiei
Un model normal de afacere este acela de a căuta noi piețe în care rata de penetrare este relativ scăzuta
existând premizele unei adoptări a produsului și a creșterii cifrei de afaceri foarte rapid. Companiile de
telecomunicații își măresc aria geografică de acoperirea cu servicii aducând expertiza acumulată în piețele deja
occidentale saturate în zonele cu economii emergente. Prin faptul că poate elimina sau reduce semnificativ corupția
și birocrația, două elemente negative pregnante ale unei economii emergente sau în tranziție, sistemele financiare de
pe telefonul mobil sunt posibile, acceptate și chiar necesare, mai mult decât în țările occidentale.
Prin livrarea de soluții telecom în țări cu economie emergentă, acestea vor cataliza eforturi de implementare a
altor servicii de bază, legate de infrastructura energetică, rutieră sau alimentarea cu apă. Deseori, investițiile și
implementarea de soluții telecom au loc, în aceste condiții, above the grid sau ahead of the grid (peste sau înainte de
rețelele clasice de utilități, în special cea electrică). Acest context duce la inovație la nivelul serviciilor și a
modalității de implementare, piețele emergente fiind un catalizator al evoluției serviciilor telecom. Nu trebuie
ignorat că țările cu economie emergentă au, în general, o populație foarte numeroasă, în special tânără, a se vedea
implicațiile legate de millennials detaliate în subcapitolul 3.4.3 precedent, penetrarea telefoniei mobile în Orientul
Mijlociu, de exemplu, o precede pe cea din S.U.A [46].
3.4.5 Adoptarea m-Commerce
Adoptarea efectuării de operațiuni financiare în telecomunicațiile mobile constituie o schimbare de model
(paradigmă) din partea operatorilor. Șansa operatorilor în telecomunicații mobile este implementarea de servicii
monetare. Acestea pot aduce niveluri de profitabilitate la nivelul apelurilor de voce inițiale sau chiar mai mari,
asigură utilizarea fiabilă a rețelelor în special în spațiul urban (unde au fost făcute investiții consistente în
infrastructură telecom), se pot baza pe securitatea implicită a datelor într-o conexiune mobilă celulară (criptare și
confidențialitate, a se vedea subcapitolul 4.2.8 legat de securitatea plăților mobile și, nu în ultimul rând, se pot baza
pe un model cultural deja acceptat al utilizării telefonului mobil.
Operațiunile financiare ce se pot face prin servicii monetare mobile sunt cele de încărcare/reîncărcare a
creditului (model fiabil, vital pentru operatorii de telecomunicații în țările în curs de dezvoltare), remitențe
(trimiterea de bani internațional, sub formă de credit de voce), administrare fiscală, rettention (ofertarea și) păstrarea
utilizatorilor curenți), votul electronic mobil, sondaje, referendumuri.
3.4.6 Fezabilitatea fuziunii telecom-financiar
Aplicațiile financiare mobile au avantajul de a pune în circulație informație monetară. Serviciile m-Business
se află la confluența telefoniei mobile și a tranzacțiilor financiare. Pentru implementarea unitară și mai rapidă se
poate considera o singură entitate de control și implementare. Cum interfața cu utilizatorul o constituie operatorul,
acesta poate prelua anumite sarcini din partea unei instituții bancare.
Operatorul poate integra mai multe servicii financiare datorită provocării OTT ce găsesc infrastructura radio
și core gata disponibilă, iar în cazul în care au la dispoziție bandă din partea operatorului pot implementa servicii
adiționale (de exemplu, VoIP, info-tainment, e-Government, servicii financiare). Operatorul poate apela la carrier
billing (a se vedea capitolul 4.2.4) pentru captarea diferitelor plăți pe factura de telefonie mobilă. O altă modalitate
poate veni din sens invers, din partea producătorilor HW și SW, ce se pot lansa, ca MVNO, direct în telecomunicații
(de exemplu, Google în Spania), sub pretextul asigurării de servicii de date în roaming pe terminalele mobile.
Observăm interesul pentru apropierea produselor de plată mobile cât mai aproape de utilizatori atât din partea
operatorilor cât și din partea instituțiilor financiare. Operatorii de telefonie mobilă devin intermediarii operațiunilor
financiare și depozitarii informației monetare.
3.4.7 Noua paradigmă aplicațională
În urma răspândirii terminalelor mobile avansate smartphone acestea creează un alt model de interacțiune al
utilizatorului cu operatorul de telefonie mobilă. Producătorii de servicii au putut implementa mult mai ușor aplicații
folosind modelul PaaS rezultând o întreagă gamă apps. Numărul aplicaților crește foarte mult în contextul curent al
răspândirii smartphone. Acestea sunt orientate în principal către servicii infotainment. Prin aplicația originală
propusă în subcapitolul 4.5 un operator de telefonie poate utiliza fiabilitatea unui mediu de acces precum USSD
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
28
pentru a asigura o interfață mai flexibilă și ergonomică la servicii monetare către poprii agenți de vânzări. Aria de
servicii ce pot fi acoperite de aplicațiile mobile apps este foarte variată, din acest motiv putem vorbi despre un
model de interacțiune generalizat, o paradigmă aplicațională.
Potențialul telefonului mobil în conjuncție cu o aplicație poate fi, însă, foarte mare. Un exemplu de aplicație
care necesită doar două-trei acțiuni din partea utilizatorului este Colorimetrix, un app de tip test analyser ce
convertește orice smartphone într-un spectrofotometru, furnizând măsurători semicantitative de colorimetrie ale unor
eșantioane. Singurele cunoștințe medicale necesare în acest proces sunt inserate în aplicație pentru a decoda corect
imaginea. Descentralizarea de servicii medicale prin servicii de diagnosticare ieftine și portabile are potențialul de a
revoluționa limitările curente în consultarea pacienților. Alte aplicații pot ține de agricultură și alimentație publică
(de exemplu, monitorizare sau evidență de produse în industria alimentară), monitorizarea traficului și a poluării (de
exemplu, prin intermediul unei aplicații instalate de către participanții efectiv la trafic, nemaiexistând nevoia de a
organiza un sistem de urmărire specializat, dedicat, costisitor și distribuit pe teren).
Efectul disruptiv al paradigmei aplicaționale poate fi resimțit în toate aspectele viații sociale. Un exemplu
relativ recent, la nivelul anului 2014, este popularitatea unui sistem de taximetrie alternativ https://www.uber.com.
Impactul major al aplicațiilor mobile apps asupra modului de interacțiune în domeniul serviciilor, duce la o lărgire a
ariei de aplicabilitate a apps, constituind un model de succes pentru implementarea de servicii monetare mobile a se
vedea aplicația originală AsiaPlus în subcapitolul 4.5.
3.5 Integrarea unei platforme de comunicații și instrumentație pe principiul Rețelelor
Inteligente
3.5.1 Rețele inteligente de comunicații
În Reţelele Inteligente (Intelligent Networks – IN) înşişi clienţii (persoane fizice sau juridice) – şi nu numai
producătorii, proprietarii şi/sau operatorii sistemelor – sunt aceia care pot concepe, dezvolta, instala, administra şi
exploata și scoate din uz serviciile. Această orientare pe servicii, permite o abordare „de jos în sus‖, pornită de
utilizatori.
Arhitectura Rețelelor Inteligente este orientată pe liberul acces la resurse, rezultând efectiv democratizarea
accesului și liberalizarea dezvoltării, instalării, configurării, administrării, exploatării serviciilor. Inițial, Rețelele
Inteligente de Comunicații au reprezentat extensii ale reţelelor clasice de telefonie PSTN (Public Switched
Telephone Networks) care au devenit SSP (Service Switching Points) prin adăugarea unui detector de coduri de
servicii – declanșator al serviciului prin invocarea SCP (Service Control Points) – inițial constituite la nivel central
în super-calculatoare pe bază FSL (Flexible Service Logic).
Figura 3-7. Arhitectura IN standard adaptată pentru ATCA
Principalele nivele arhitecturale ale Rețelelor Inteligente de Comunicații sunt:
Service Switching Point (SSP) unde sunt rezidente funcțiile de comutare SSF (Service Switching
Functionality), CCF (Call Control Functionality) etc.
Service Control Point (SCP) ce implementează SCF (Service Control Functionality) și SDF (Service Data
Functionality).
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
29
Service Creation Environment (SCE) ce reprezintă mediul de creare (sau adaptare) a serviciilor (uzual de
pe clienți web, tot mai des thin clients – tablete sau smartphones).
Service Management Point (SMP) ce reprezintă un nivel intermediar de administrare și stocare a serviciilor
- de exemplu, ca fișiere XML; în contextul acestei lucrări, remarcăm în mod special XPDL (XML for
Process Description Language).
În perspectiva utilizării modelului IN în integrarea platformei ATCA, am luat în considerare caracteristicile
platformei, a se vedea descrierea în subcapitolul 3.5.2. Putem considera unitatea centrală (SCP) ca un un sistem de
intrare, comandă și control ce poate fi substituit de către platforma ATCA.
3.5.2 Arhitectura avansată de calcul și comunicații – ATCA
Prezentăm integrarea hardware și software de procesare de pachete pe o platformă ATCA (Advanced
Telecom and Computing Architecture). Radisys/Continuous Computing PP50 este introdus ca un sistem avansat cu
arhitectură multi-procesor cu diverse firmware și soluții de management. Focusul este pe construirea unui mediu de
dezvoltare, configurare software și de gestionare a cererii (application management) utilizabil pe multiple sisteme de
operare (de exemplu, Linux și RMI-OS). Platforma ATCA, a se vedea Figura 3-8, după cum am prezentat în
subcapitolul 2.2.3 dedicat tehnologiilor avansate în comunicații este standardul industrial utilizat pentru livrarea de
soluții în domeniul procesării de pachete și implementării LTE [47].
3.5.2.1 Șasiul platformei utilizate
Accentul este pus pe capacitățile avansate de prelucrare de pachete, cu detalii asupra mediului specific
construi, configurare, fluxul de dezvoltare și aspectele practice ale DPI (adâncime Packet Inspection) de cercetare.
Figura 3-8. Partea frontală a platformei ATCA 40G
utilizate în cercetarea în cadrul Universității „Transilvania” din Brașov
ATCA reprezintă o soluție cu putere de calcul înaltă, produsă în ultimul deceniu. Baza performanței
transferului de date constă în standardul construcției unui back-plane (în genul motherboard), a se vedea Figura 3-9.
Cadrul standard raft (shelf), este conform cu reglementările PIGMG (PCI Industrial Computers Produceri Group)
[48], cu o magistrală comună "InfiniBand" de 40 Gbps (switching fabric), a se vedea Figura 3-9. Diferite plăci
(module, lame) pot fi utilizate împreună prin conexiuni directe, beneficiind de lățime de bandă foarte mare [49]
pentru transferuri locale [50]. Această matrice de interconectare (fabric) este esențialul arhitecturii ultra-rapide
ATCA [51] constituind un avantaj în fața conectării prin adaptoare suplimentare, predispuse la blocaje.
3.5.2.2 Structura și accesul la platforma ATCA
Dulapul (rack) de montare al ATCA, produs de către Radisys/Continuous Computing este de tipul SH61 40G
cu 6 fante disponibile în partea frontală și 6 în partea din spate via RTM (Rear Transition Module). Pentru
redundanță există 3 surse de alimentare.
Reconfigurarea plăcilor conectate este asigurată de faptul că conectorul rămâne la fel (the shelf) doar plăcile
sunt înlocuite [52], putând exista variante scalări hardware pentru a întâmpina diferite cerințe ale aplicațiilor [53].
Plăcile conectate în activitatea de cercetare desfășurată în cadrul Institutului Universității Transilvania sunt
următoarele: FlexCore ATCA-FM40 – plăci utilizabile pentru Ethernet switching, ATCA-XE80 – plăci
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
30
computaționale, ACTA-PP50 – plăci pentru procesarea pachetelor (acestea fiind elementul principal al integrării
fiiind prezentate în detaliu) și ATCA-9100. Pentru accesul la platformă am implementat un sistem de pornire/oprire
de la distanță, cu relee controlate pentru a declanșa contactori de putere, a se vedea subcapitolul 5.4.
Figura 3-9. Amplasarea zonei de comutație Infiniband 40G pe platofmra ATCA
3.5.2.3 Sub sistemul de procesare de pachete
Platforma 40G ATCA are două plăci PP50, cele de sus în partea frontală, a se vedea Figura 3-8, fiecare cu
două procesoare de pachete RMI-NetLogic-Broadcom - tip XLR732 - care au o arhitectură super-scalară. Fiecare
procesor este un MIPS64 multi-core (fără Interlocked Pipeline Stages) și fiecare nucleu poate rula 4 threads
rezultând un total de 8 x 4 = 32 nuclee virtuale/procesor). Memoria este de 2 x 8 = 16GB DDR2, cu 16Mb L2 Cache
și segmentare, având TCAM (Ternary Content-Addressing Mode..
Fluxurile de date sunt fi redirectate fără a fi despachetate și doar un procesor de pachete [54] va inspecta în
timp real având capacitatea să facă acest lucru pe milioane de threads de streaming simultan, în dispozitivele de
securitate. DPI (Deep packet Inspection) [55] permite identificarea aplicației, discriminarea datelor în flux [56] și
controlul traficului [57]. De exemplu, fluxurile selectate sunt replicate pentru analiză specială și sinteza imediată a
răspunsului adecvat.
Structura hardware a platformei ATCA este următoarea:
1 buc - Şasiu (shelf) de tip Advanced TCA FlexChasis SH61 cu 6 sertare (slots).
2 buc – plăci (blade) de procesare centrală CPU cu 2.
2 buc – plăci (blade) de comutaţie de nivel 2,5 OSI; 8 porturi 10GbE.
2 buc – plăci (blade) pentru procesare de pachete (PP – Packet Processing).
2 buc – plăci (blade) de procesare digitală a semnalelor cu 8 procesoare DSP.
Sistemul ATCA 40G utilizat are două module (plăci) pentru procesarea de pachete, fiecare cu câte două
astfel de procesoare având o arhitectură super-scalară cu câte 6 căi de procesare a aplicaţiilor simultan cu câte 4
Gbps, deci 24 Gbps pe ansamblu.
3.5.3 ATCA-as-a-Service - Integrare M2M și participare colaborativă
În vederea realizării de investigație de pachete pe platforma ATCA 40G am avut nevoie de datele tehnice
legate de funcționarea internă a plăcilor responsabile cu DPI.
3.5.3.1 Integrarea sistemului software
Sistemele de operare (OS) nu sunt recomandate pentru a rula pe bază de fire de procesare (threads), astfel
încât acestea rulează pe bază de nucleu (core), de exemplu, Linux pe N nuclee (N 1) și RMI-OS pe 8-N nuclee, pe
partea de sus față de un bootloader XLR.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
31
Exemplul de comenzi bootloader date pentru a descărca kernel-ul Linux pentru pornire (boot) prin rețea a
XLR este mai jos. Prin intermediul portului 1GbE frontal (specificat de gmac0) se configurează adresa IP
172.17.69.5 cu net-masca 255.255.0.0. Comanda pentru a specifica adresa IP gateway 172.17.0.254 este:
PP50-1 $ ifconfig -i gmac0 -a 172.17.69.5 -n 255.255.0.0 -g 172.17.0.254
Apoi, portul 1GbE frontal este deschis și fișierul kernel corespunzător, vmlinux-PP50 este copiat (pe
Compact Flash SSD – Solid State Disk – al PP50), din directorul pp50 de pe serverul NFS cu adresa IP
172.16.0.168 de comanda tftpc:
PP50-1 $ tftpc -s 172.16.0.168 -b 1024 -f pp50/vmlinux-pp50 ; the buffer specification -b 1024
is not mandatory.
Apoi, acest fișier kernel, în format ELF (Executable and Linkable Format) este încărcat în core XLR prin
comanda elfload:
PP50-1 $ elfload
Acum, putem lansa orice program specific cu comanda userapp. De exemplu:
userapp xlr_loader xlr_hybrid=RMI_OS_APP_NAME linux_cpu_mask=000000f kuseg_start_lo=0x20000000
kuseg_size_lo=0x20000000
O aplicație RMI-OS poate declanșa o aplicație Linux scriind un mesaj în această memorie partajată. Kernel-
ul Linux pune acest mesaj în inelul de mesaje aflat în grija intermediarului (handler) FMN ce ar trebui să transmită
cererea aplicației corespunzătoare din spațiul userland.
În acest scop, CCPU_A monitorizează Linux pe core0 ... core (N-1) și monitorizează RMI-OS pe coreN ...
core7. Porturile dedicate GMAC0-3 sunt înregistrate și controlate de Linux (fiind disponibil pentru nfsroot).
Porturile generice XGMAC0 și XMGAC1 sunt înregistrate în Linux, dar controlate de RMI-OS – aplicațiile lor ar
trebui să execute comanda xlr_net_init() pentru a inițializa cele două XGMAC (în rețeaua generică a XLR),
asociindu-le în mod logic cu descriptori liberi.
3.5.3.2 Mediul de dezvoltare și XLS SDK
În scopul de a produce aplicații de procesare de pachete, am implementat pe un PC auxiliar independent un
mediu de dezvoltarea sub CentOS Linux ce rulează NetLogic-Broadcom SDK V.1.4 (Software Development Kit)
pentru familia XLR și un instrument de cross-compilare. În ceea ce privește funcționalitatea de boot prin rețea,
serverul principal este instalat pe o placă XE80 dar un server secundar a fost de asemenea testat pe acest PC.
3.5.3.3 Premizele investigării de pachete
Am realizat integrarea unei configurații de prelucrare de pachete pe o platforma ATCA performantă.
Cercetarea aplicată legată de integrarea propriu-zisă implică mult mai mult timp în telecomunicații până la realizarea
„primului apel”. Efortul meu a fost orientată spre un lanț complet de dezvoltare – un mediu de programare,
instalarea SDK și un „depozit de proiecte” – salvate pe același calculator extern ce are și funcția de consolă.
Am prezentat câteva studii de caz practice, cu detalii privind configurațiile software. Resursele software
Trillium Radisys pentru PP50 și cele NetLogic-Broadcom XLR SDK [58] au fost puse împreună ca să permită
dezvoltarea și testarea de aplicații și servicii, în domenii avansate de telecomunicații [59] (de exemplu, LTE
Gateway-uri de servire sau descărcare Internet).
Investigarea funcțiilor și integrarea platformei au constituit primul pas în integrarea acesteia în vederea
realizării accesului, a se vedea subcapitolul 5.4 și, mai apoi, implementării și testării de aplicații DPI precum cele
prezentate în subcapitolul 6.3 în vederea susținerii propunerilor noastre legate de monetizarea tranzacțiilor și
utilizarea serviciilor clasice de comunicații pentru servicii din Internetul obiectelor.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
32
3.6 Concluzii
Pentru a pune în evidenţă ciclurile de producţie şi valoarea noilor implementări am prezentat din perspectivă
financiară efectul pe care îl are evoluţia topologiei reţelei de telecomunicaţii mobile 3GPP. Am prezentat efectele
benefice ale convergenţei tehnice, împreună cu riscurile legate de scăderea relevanţei operatorului de
telecomunicaţii mobile într-un sistem integrat (a se vedea dumb-pipe). Considerațiile legate de aspectele ciclice ale
abordărilor tehnice și de afaceri în telecomunicații mobile au fost prezentate într-o conferință internațională [Bal11].
Predicţiile în cazul evoluţiei telecomunicaţiilor sunt prezentate pe larg în cadrul capitolului 3.1 legat de
ciclicitate, unde se face şi prezentarea firmelor ce au ca scop analiza pieţei de telecomunicaţii şi realizarea
prognozelor. Parte a prognozelor o constituie şi teoriile evoluţiei pieţei, în acest context prezentăm Unified Theory
of Acceptance and Use of Technology (UTAUT) din cadrul Information Systems (IS) ce reprezintă un model mai
complex de influenţă în ciclul adopţiei unei tehnologii de către utilizatori.
Cu toate acestea, concluzia generală este că telecomunicaţiile se schimbă atât de rapid încât este foarte greu
să controlezi toţi parametrii pentru o implementare fiabilă şi rentabilă, existând un nivel de frustrare la nivelul
operatorilor în identificarea acestora. Parametrii depăşiesc cadrul tehnic măsurabil al performanțelor și indicatorilor
unui sistem ceea ce provoacă modelul clasic rezultând decizii mai precaute („if you can‟t measure it, don‟t do it”)
din partea operatorilor și producătorilor.
Rezultatul este că operatorii de telecomunicaţii mobile şi companiile de telecomunicaţii suferă o adaptare
continuă la cerinţele pieţei dar nu pot face acest lucru în condiţiile convergenţei, crescutei mobilităţi şi declinului de
venituri ARPU. De asemenea, implementarea de noi şi noi tehnologii, atât în partea de acces radio (de exemplu, la
nivel de macro-celule, femto-celule, EUTRAN) cât şi în partea core (de exemplu, prin IMS) nu mai poate fi
susţinută. Schimbarea paradigmei operatorului este ilustrată în capitolul 3.3 referitor la soluţiile în telecomunicaţii:
convergenţa prin IMS, implicarea în ciclul de distribuţie al terminalelor mobile avansate, acceptarea/facilitarea
apariţiei de MVNO, consolidarea prin vânzarea activelor şi prin externalizarea părţii operaţionale. În finalul acestei
secţiuni am ilustrat prin exemplul angrosist cum telecomunicaţiile mobile devin un mediu de transport al serviciilor
oferite prin telefoanele mobile avansate.
Acest schimbări în topologie a reţelei şi de paradigmă a serviciilor pentru companiile de telecomunicaţii
mobile implică costuri şi schimbări ce pot fi depășite de o implementare la scară largă a plăţilor monetare mobile.
Operatorul mobil joacă rolul esenţial de mediator în cadrul acestei strategii, în cadrul secţiunilor anterioare noi
stabilind această măsură, calea de mijloc, ca fiind cea urmată până acum. Pentru viitor, propunem o liberalizare
(popularizare) a plăţilor mobile, în cadrul mai larg al ţintirii segmentate a pieţei, nediscriminativ dar personalizat,
adaptabil – acestea fiind principalele calităţi ale noii stagii de evoluţie tehnologică şi virtuală.
O bună cunoaștere a modelelor de creștere și descreștere a serviciilor ne va permite managementul ciclurilor
de viață și determinarea momentului optim de lansare a noilor servicii/scoatere din uz a vechilor servicii, în legătură
cu modelul de afaceri al partenerilor (clienți). Elementul de originalitate adus de această perspectivă e aplicarea
modelelor de comunicație x2M pe care este orientată această lucrare. Procesul de configurare și concluziile legate de
integrarea platformei ATCA pe modelul serviciilor (as-a-Service) au fost publicate în cadrul unei conferinței
internaționale [Bal8].
În acest capitol am descris și influența pe care rețelele de socializare o au asupra utilizatorilor în ce privește
comportamentul legat de utilizarea de aplicații financiare mobile. În capitolul 4 este continuată această direcție prin
studiul aplicațiilor mobile în domeniul financiar.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
33
4 Contribuții la clasificarea şi strategia de implementare a serviciilor
monetare mobile
4.1 Serviciile cu valoare adăugată (VAS) ca bază a modelelor de tranzacționare
Value Added Services (VAS) reprezintă genul de operațiuni disponibile în telecomunicațiile mobile ce sunt
complementare serviciilor de bază. Implementate la început ca servicii adiționale de genul îmbunătățirii
accesibilității și tarifării prin introducerea notificărilor de prezență la inițiator în cazul apelului pierdut sau planuri de
control și tarifare din ce în ce mai complexe, serviciile VAS au luat o amploare considerabilă sfârșind prin a fi
încorporate în pachete de servicii oferite de o altă componentă a telecomunicațiilor mobile, Intelligent Network.
Serviciile VAS sunt condiționate de trei mari direcții:
1. care sunt posibilitățile tehnice
2. care sunt limitările (de securitate și de disponibilitate atât tehnică, cât și de piață)
3. care sunt soluțiile din punct de vedere tehnic pentru întărirea securității și pentru o poziționare cât mai bună
pe piață a acestor produse
Legat de posibilitățile tehnice, răspundem în prima parte a acestui capitol, ne continuăm apoi investigațiile în
prtea a doua în care este detaliat conceptul de nor informațional (Cloud Computing) și de implicațiile lui. Pentru
elaborarea de soluții prezentăm concluziile pe baza experienței acumulate în domeniul telecomunicațiilor și studierii
trendurilor actuale.
4.1.1 Evoluția modelului VAS către m-Business
Descrierea inițială a VAS acoperea operațiunile legate de apelurile de voce pentru ca apoi să se extindă
asupra celor de tarifare. Oferirea acestor servicii în funcție de amplasarea geografică aduce un nou nivel de
personalizare a acestora prin Location Based Services (servicii bazate pe poziționare geografică). Rezultatul a fost
diferențierea între operatori prin servicii și nu prin acoperirea rețelei sau planuri tarifare mai dezvoltate. Acest nivel
de personalizare (customisation) este cel țintit de operatori și se realizează prin dezvoltarea de aplicații interne (in-
house) sau externalizarea acestor servicii unui terț (third-party) ce devine astfel furnizor de servicii VAS (VASP-
VAS Provider) sau furnizor de conținut (CP-Content Provider). Metodele de interconnectare variază de la SMPP
(Short message peer-to-peer protocol) până la IP.
Conversia VAS din servicii suplimentare atașate sistemului de comunicație prin voce sau mesagerie la
servicii suplimentare video, știri și de tarifare complexe a fost făcută în timp. Sistemele au devenit adiționale Core
Network și sunt interfațate direct cu Intelligent Network. Termenul VAS s-a transformat și descrie acum mai multe
tipuri de servicii, cele mobile sub umbrela MVAS (Mobile VAS). Acesta a fost traseul VAS: de la implementarea
unor servicii adiționale menite să mărească veniturile (ARPU), la externalizarea lor și personalizarea conținutului,
mai ales cel difuzat pe telefonul mobil.
Externalizarea responsabilității administrării sistemelor a reprezentat primul pas spre distribuirea
nelocalizată ce va desemna Cloud computing. În contextul amintit în capitolul 3.2 legat de provocările modelului
clasic de profit importanța sistemelor cu valoare adăugată devine cu atât mai importantă. Principiile de
implementare VAS au reprezentat sursa inovației la nivelul serviciilor. Paradoxal, rolul acestor servicii este asigurat
în condiții de congestie, End-of-Profit și în prezența echipamentelor de generație mai veche, deoarece asigură
flexibilitate și adaptabilitate din partea operatorului.
În contextul utilizării terminalelor mobile avansate serviciile monetare devin disponibile pe mobil.
Posibilitatea monetizării activităților sociale desfășurate prin telefonul mobil reprezintă noua formă de utilizare a
serviciilor cu valoare adăugată. Avantajul extraordinar al acestei situații este însă utilizarea și disponibilitatea de a
utiliza telefonul mobil aproape oriunde, deci poate fi utilizat pentru operații terțe care pot aduce venit operatorului.
4.1.2 Perspectiva pseudo-OSI asupra serviciilor
Standardizarea este bazată pe standardele de comunicații deja existente și pe stiva OSI (Open System
Interconnect), în straturi (layers) suprapuse, oferind modularitatea implementării de noi servicii – verticalizare.
Rigiditatea standardelor tehnice duce la coeziune și stabilitate. Putem face o paralelă între modul de funcționare a
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
34
stivei OSI și modul de implementare a noilor servicii. Stiva OSI este cea care a făcut posibil Cloud Computing prin
însăși interconectivitatea oferită. Rețelele de implementare sunt structurate pe un sistem orizontal cu responsabilitate
distribuită contrar controlului vertical din stiva OSI. În același timp, fiecare serviciu este o mini-stivă OSI.
Viziunea noastră legată de monetizarea operațiunilor în sistemele VAS presupune și implementarea unui strat
adițional (din punct de vedere logic) în stiva OSI. Propunerile noastre constau în
monetizarea ca parte esențială a protocolului de transfer, ca o parte a unui nivel din stivă, sau
monetizarea la fiecare nivel (Layer) al stivei
Prima propunere are anumite similarități cu implementarea TCAP (Transaction Capabilities Application
Part) din stiva de protocoale SS7. Principiile SS7 și OSI sunt utile, așadar, și pentru standardizarea monetizării:
crearea unui număr redus de nivele cu puține interacțiuni între ele, colectarea funcțiilor înrudite în același nivel,
crearea posibilității de modificare a funcțiilor unui nivel, fără afectarea celorlalte, crearea pentru fiecare nivel de linii
de demarcație (interfețe) spre nivelul adiacent inferior și superior.
Propunerea noastră se înscrie, așadar, în modelul de serviciu al TCAP ce este un strat aplicativ în stiva SS7
pentru transportul INAP (IN Application Part) în Rețele Inteligente și MAP (Mobile Application Part) în rețelele de
telefonie mobilă. Mesajele TCAP sunt transmise prin cablurile care conectează echipamentele. Primitivele TCAP
sunt transmise între aplicație și stiva TCAP locală. Toate mesajele TCAP sunt primitive, dar există primitive care nu
sunt mesaje, cum ar fi cele transferate numai în interiorul echipamentului local. O primitivă TCAP este compusă din
una sau mai multe componente TCAP.
Propunerea noastră, în acord cu viziunea implementării monetizării pe scară largă, este ca un strat adițional
de informație monetară să fie implicit prezent în transferul de informație între componente, peste cele existente ale
stivei OSI [60]. Se poate presupune că traficul de date va conține el însuși informație monetară necesară achitării
costului transferului în rețea. Aceasta înseamnă că monetizarea devine parte esențială a protocolului de transfer, ca
o parte a unui strat din stivă alături sau separat de TCAP. Altă oportunitate ar fi monetizarea la fiecare nivel (Layer)
al stivei.
Stratul de monetizare nu este doar necesar transportului de informație monetară dar și util transferului
propriu zis în rețea. Prin monetizarea implicită a transferului de date în rețea, acesta poate fi redirecționat în funcție
de tipul de informație monetară pe care o accesează. În capitolul 4.2.1 detaliem implementările cu valute alternative
iar în subcapitolul 6.3 propunem o integrare a platformei avansate de telecomunicații (ATCA) pentru investigația de
pachete ce deschide posibilitatea filtrării și manipulării datelor în mod diferit, inclusiv după costul asociat fiecărui
tip de pachet.
Datele tranzacționate în Internetul obiectelor devin, în acest fel, monetizate implicit. Se poate propune un
sistem de monitorizare, control și plată integrat, pentru Smart Grid. În subcapitolul 6.1.1.3. detaliem acest tip de
integrare pe verticală a rețelei de măsurare și telefonie realizabil în cadrul Smart Grid. Controlul politicilor de
tarifare devine cu atât mai important în acest context, a se vedea subcapitolul 6.1.2.3 în detaliem aspecte legate de
monetizarea efectivă a traficului IoT în contextul PCRF deschis de către investigarea pe pachete.
4.1.3 Servicii de tranzacții financiare mobile
Operațiunile monetare prin telefonul mobil reprezintă forma curentă de manifestare a conceptului VAS. În
cazul adopției tehnologiilor este vorba și despre dorința utilizatorilor de a le încorpora în obiceiurile socio-
profesionale curente. Printr-un sistem de administrare electronică a taxelor, a licitațiilor, a evidenței persoanelor, a
cererilor și aprobărilor, folosind autentificarea prin semnături electronice nu diferite cu mult de banala autentificare
IMAP/POP3 (email), se poate introduce transparență în cadrul actului de guvernare și funcționării instituțiilor
publice. De exemplu, reducerea birocrației, a corupției, precum și clarificarea eventualelor conflicte sau neclarități
între competențele diferitelor structuri administrative (de ex: cadastru, administrare agricolă și dezvoltări
imobiliare). Sistemul actual de monetizare a operațiunilor este constrâns însă de venituri slabe pentru a adopta aceste
noi strategii de e-guvernanță și implementare de servicii mobile cu valoare adăugată. Aceste aspecte le detaliem în
același capitolul 3.2. Necesitatea continuării elaborării VAS este împinsă de momentul End of Profit în
telecomunicații și de faptul că utilizatorii doresc să le fie adresate nevoile în mod personal.
Serviciile monetare mobile cu valoare adăugată de genul Mobile Banking au avantajul de a integra nativ
operațiuni financiare. Monetizarea în folosul operatorului constituie primul pas în transformarea acestora în sevicii
mobile cu valoare adăugată.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
35
4.1.4 Tehnologia NFC – premisă pentru plăți mobile
NFC (Near Field Communication – comunicare radio de proximitate) este puternic asociată plăților mobile
deoarece reprezintă cea mai răspândită interfață de acces în momentul plății. Comunicarea este de asemenea posibilă
între un dispozitiv NFC și un cip NFC nealimentat la vreo sursă, numit tag. Implementarea se bazează pe RFID
(Radio Frequency Identification) care folosește unde electromagnetice UHF pentru a transmite informație între un
tag activ sau pasiv și un cititor. Această tehnologie este însă mai evoluată decât cea folosită în contactless smart
card pe care o întâlnim, de exemplu, în formatul cărților de credit ce conțin un cip cryptoprocessor (procesor
„criptat‖). Diferența între NFC și contacless smart card este că în ultimul caz nu există transfer bidirecțional de
informație. Acest lucru face ca NFC să fie incorporabil terminalelor mobile avansate sau oricăror echipamente
electronice ce au nevoie de sincronizare (de ex: WiFi, Bluetooth, pasul inițial, sincronizarea este făcut prin
intermediul NFC - bootstraping).
Figura 4-1. Simbolurile Contactless Card și NFC N-Mark
Pentru toate activitățile NFC tipul de securitate este același, bazat pe autentificare și posibilitatea folosirii
unui telefon mobil în locul mijloacelor clasice (de exemplu, bilete de transport sau acces, carduri, cupoane). În ciuda
unei strategii globale și unificate de implementare a NFC, există numeroase implementări în desfășurare și altele
programate. Din punct de vedere al implementării tehnologiei ne aflăm în panta inițială de creștere marcată de rata
de adopție și popularitate, lucruri ce nu țin întotdeauna de producător, iar inflexiunea exponențială este așteptată în
2016. Dificultăţile ţin de interdependența și colaborarea necesară între actorii implicați. Aceste instituţii (bancă,
operator, magazine, producători telecom) au nevoie de timp pentru a-şi armoniza viziunea de implementare. În noua
paradigmă de interconectare și conectare la Internet a obiectelor, traficul NFC poate fi generat și de transmisia de
informație M2M (Machine-to-Machine).
4.2 Modelul tranzacțional m-Business pentru operațiuni financiare
Sub umbrela Mobile Commerce (m-Commerce) putem include în acest moment mai multe forme de
autentificare și plată prin telefonul mobil ce au avansat pentru a construi servicii financiare mobile complete.
Revoluția accesului mobil a dus la reconsiderarea modelului de afacere electronic (electronic business) prin
includerea și adăugarea modelului de afacere mobilă (mobile business).
Figura 4-2. Perspectivă holistică asupra m-Commerce (Tiwari ș.a, 2006)
Trecerea de la comerțul electronic la comerțul electronic mobil implică apariția unor noi domenii de activități
fără dispariția celor de la început. Potrivit clasificării Tiwari ș.a., 2006 [61], diferențierea între modelele mobile și
electronic precum și între comerț (commerce) și afacere (business) duce la relații de incluziune și adăugare, a se
vedea Figura 4-2. La nivel electronic între comerț (e-Commerce) și afacere (e-Business) relația este una de
incluziune, în mare parte modelul mobil este inclus în cel electronic, cel puțin la început. Termenul "business"
include toate activitățile desfășurate de o companie pentru a produce și vinde bunuri și servicii: activitatea de
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
36
marketing, achiziții, relații clienți (Customer Resource Management) și resurse umane (Human Resource
Management). Conform acestei abordări, operațiunile m-Commerce sunt o parte (un subset) al operațiunilor m-
Business cu m-Business fiind o parte integrantă a e-Business, cel puțin în faza inițială. Logica evoluției accesului ce
apoi migrează pe acces mobil este astfel susținută de terminologia folosită. Modelul de afacere poate fi completat cu
e-guvernanța și m-guvernanța în condițiile în care aspecte ale guvernării țin de buna administrare a resurselor fiscale
și interacțiunii cu cetățenii. E-guvernarea, implementată ca modalitate de acces electronic la datele personale poate
fi extinsă prin accesul mobil la aceste date și aplicații. Viabilitatea m-Governement o detaliem în subcapitolul 4.2.9
și o validăm prin studiul descris în subcapitolul 4.3 – un test industrial de reîncărcare electronică a cartelelor pre-
paid.
În timp ce în țările dezvoltate studiile despre modalitatea de implementare a telefoniei mobile sunt justificate
de dezvoltarea treptată ce duce la scenarii complexe (a se vedea Schejter ș.a. legat de studiul segmentării
utilizatorilor de telefonie mobilă în SUA [62]) de care trebuie ținut cont la introducerea unui nou produs sau a unei
noi oferte, în țările cu economie emergentă nu există această problemă sau nu în același grad de preocupare; orice
aplicație implementată eficient va putea câștiga rapid teren în lipsa altui mediu concurent de telecomunicație sau de
servicii bancare și tranzacționare financiară.
Convergența în telecomunicații este susținută de VAS și mai apoi de mobile money. Principiul unificării și
utilizării unei singure rețele de livrare a serviciilor, face joncțiunea cu principiul Smart Grid de livrare a energiei, în
sens mai larg (de utilități), susținut de comunicațiile x2M. Controlul și eficientizarea consumului energetic,
colectarea de date, procesarea, toate acestea se pot face într-un sistem de control unic, printr-o singură rețea,
convergentă. Monetizarea inițială a serviciilor prin VAS clasic este extinsă în cadrul distribuției energetice unde am
studiat mecanismele de tele-măsurare. Soluţiile de îmbunătățire a colectării datelor din sistemele Machine-to-
Machine vor fi prezentate în cadrul capitolului 5.
4.2.1 Implementarea valutelor alternative prin Mobile Money
Din punct de vedere tehnic mobilitatea de acces prin telefonul mobil o include pe cea legată de accesul la
informație monetară. Acestea sunt realizate prin terminale mobile avansate și aplicații practice intuitive. Aplicațiile
de tip Cloud se pot orienta, așadar, pe suportarea de sisteme de reîncărcare POS (Point of Sales) după cum subliniem
prin testarea unui sistem de încărcare electronică în capitolul 5.
Motivele pentru care m-Money (bani pe telefonul mobil) poate şi trebuie să fie implementat:
rate de transfer foarte mari (high data tranmission)
ușurința în exploatare datorată terminalelor mobile avansate (user interface)
capacitate de stocare mărită în Cloud (high data storage)
digitizarea banilor prin lipsa utilizării bancnotelor
mobilitatea oferită de rețelele de telecomunicații
penetrare mărită a rețelelor telecom, mai mare decât cea a calculatoarelor
securitatea inerentă transferurilor de informație în telefonia mobilă prin interfața radio
servicii pe bază de poziție geografică (location based servies)
Virtualizarea monetară – trecerea tranzacționării în domeniul digital – are și un aspect ideologic și filozofic
prin lipsa taxării dar pune și condiții de responsabilitate personală, principii de bază ale teoriei libertariene. Mobile
Money pot fi și monedele „virtualizate‖ ce sunt distribuite utilizatorilor fără existența unei Bănci Centrale – o Bancă
Centrală are, printre altele, rol de emitere. Un sistem paralel de plată este în acest moment cel pus la dispoziție de
către Bitcoin (BTC). Bitcoin reprezintă o valută complet digitală, descentralizată, neavând o autoritate centrală
(engleză: mint), iar transferul se face între posesori în mod direct (peer-to-peer). Datorită modului de creare prin
algoritmi și de transfer cu verificare distribuită (chei publice și private), Bitcoin mai este denumit și valută criptată
(cryptocurrency). Alături de Bitcoin o pleiadă de alte valute digitale au apărut (de exemplu: Litecoin, Peercoin,
Namecoin), similare în scop, generare și transfer în vederea schimburilor sau plăților.
Generarea și transmisia necentralizată – Din punct de vedere istoric, valutele digitale necriptate sunt
primele apărute. Valutele digitale sunt puternic legate de serviciile de socializare on-line (social networking
services) a se vedea capitolul 4.2.1. Este și normal, pentru a demara un proiect fără o autoritate centrală a cărui
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
37
adoptare depinde de opțiunea personală a fiecăruia, trebui să existe o presiune socială (influențare) din partea unui
grup de utilizatori, în acest caz, cei ce folosesc deja valuta virtuală. Popularizarea ideilor se face prin social media
sau prin suportul oferit de o organizație (website).
Exemplul cel mai puternic de „transmutație” dinspre social networking înspre sistemele de plată digitală,
virtuală, îl constituie Hub Culture. Ven este moneda lansată de HUB Culture, unul din siturile cu servicii sociale în
rețea. Valutele digitale criptate introduc posibilitatea generării acestora în mod electronic, fără o structură de stocare
și distribuire centralizat, ci direct între cei implicați în schimb (peer-to-peer).
Valuta Cod Anul apariției Fondator Website
Bitcoin BTC 2009 Satoshi Nakamoto bitcoin.org
Litecoin LTC 2011 Coblee litecoin.org
Peercoin PPC 2012 Sunny King peercoin.net
Namecoin NMC 2011 Vinced dot-bit.org
Yacoin YAC 2013 pocopoco yacoin.org
Novacoin NVC 2013 Balthazar novacoin.org
Primecoin XPM 2013 Sunny King primecoin.org
Feathercoin FTC 2013 Peter Bushnell feathercoin.com
Anoncoin ANC 2013 Meeh anoncoin.net
Tabel 4-1. Valute digitale criptate (cryptocurrencies)
Avantajele securității și lipsei unui controlor central, precum și modul de generare și de autentificare a
transferurilor pe principiile „prima tranzacţie este tranzacţia reală― şi „istoricul cel mai lung este istoricul adevărat―
fac ca Bitcoin să fie nativ construit pentru implementare distribuită nelocalizată (Cloud computing) și pentru a pune
la dispoziția comunităților un instrument de participare directă în fluxul economic. Securitatea joacă un rol
important în noua paradigmă valutară în vederea succesului operațiilor cu valută digitală. Din punctul de vedere al
securității datelor, acest lucru este foarte bine documentat, utilizatorii având la dispoziție tutoriale cu indicații [63]
pentru a-și proteja datele. În speță, protejarea conturilor Bitcoin din portofelele virtuale, și creare de noi portofele
virtuale. Terminologia folosită (Paper Wallet, Hardware Wallets, Mobile Wallet) este cea din e-Commerce.
Monetizarea per tranzacție este o funcție importantă în generarea de venituri, cu atât mai mult în contextul
actual. Comisionul pe tranzacție constituie atuul VAS în implementare. Cazul Bitcoin poate fi extrapolat mai apoi în
telecomunicații mobile, prin mobile wallet. Momentan, un magazin va plăti 2-3% din valoarea tranzacției atunci
când un card de credit este folosit. On-line, PayPal comisionează cu 2,2-2,9%, alături de un comision unic per
tranzacție (30 cenți). Deși costurile per tranzacție sunt mari, utilizatorii sunt preocupați și de viabilitatea, simplitatea
și disponibilitatea universală a unei soluții alternative. Prin faptul că ar scădea sau elimina tarifarea transferurilor
monetare Bitcoin devine, de fapt, un contra-candidat al tranzacțiilor monetare clasice – costurile de procesare
(payment processing costs) ar fi eliminate față de cazul utilizării cardurilor de credit.
Contribuția distributivă combinată cu anonimitatea duce și la rezolvarea de cazuri complexe în medicină prin
colaborarea deschisă a participanților (a se vedea www.fold.it) și implementarea IPR (Intellectual Property Rights).
Principiile de funcționare ale valutelor digitale sunt:
democrație participativă (participative democracy)
conștiință colectivă (collective consciousness)
contribuție distributivă (distributive contribution)
Valutele alternative unt un sistem monetar complementar și catalizator al cooperării intra-comunitare.
Sistemul barter devine din nou relevant, ca un subset sau alternativă la sistemul monetar clasic. Activitățile susținute
în acest mod sunt cele umanitare (de exemplu, școlarizarea copiilor din familii sărace sau îngrijirea temporară a
bătrânilor fără posibilități). Implementarea practică a acestui sistem sub formă de ajutor umanitar este cel al Time
Banking [64] (valută-timp), inițiat de Edgar S. Cahn. Acest tip de inițiative câștigă teren în fața comerțului de masă
tocmai datorită adaptabilității ofertei (customizing, personalizare). Această manifestare se înscrie în modelul
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
38
cultural-economic centrat în jurul comunităților (community based economics – economie ce deservește o
comunitate).
Pornind de la exemplul Bitcoin, se observă și clasifică în patru faze stagiile de acomodare și introducere a
valutelor alternative criptate:
1. Introducerea și experimentarea – caracterizată printr-o penetrare foarte redusă, limitată la un grup restrâns
de utilizatori. Imposibilitatea utilizării valutei în interacțiuni de schimb.
2. Popularizarea (adaptarea) – libertatea de tranzacționare și ușurința inițială la explorare (mining) au dus la
implementarea de site-uri și domenii de schimb cu vizibilitate (de exemplu, Silk Road).
3. Faza investițională – potențialul valutelor alternative atrage investitori financiari interesați de o eventuală
capitalizare majoră, ca urmare cresc implementările ce țin de creșterea interacțiunii cu utilizatorii, în
vederea achiziționării de valută alternativă și realizării de tranzacții în acest mod. Aceasta este faza curentă.
4. Adoptarea și utilizarea în masă – ultima fază preconizată (în acest moment), cu efect disruptiv din punct de
vedere tehnologic și social.
Rata de adopție a acestor noi modalități de interschimb poate fi îmbunătățită prin operarea de pe telefonul
mobil ținând cont de avantajele mobilității, disponibilității și securității. Aspectele de securitate ale utilizării
telefonului mobil în tranzacții monetare sunt detaliate în capitolul 4.2.8 legat de securitatea datelor iar fiabilitatea
transferului monetar mobil o ilustrăm prin testul de încărcare din capitolul 4.3.
4.2.2 Servicii financiar-bancare mobile – m-Banking
Pentru cei fără cont și fără telefon, m-Money propune direct saltul înainte dacă se oferă servicii bancare prin
telefonul mobil. De la carduri bancare la e-Banking, primele servicii m-Banking au fost cele prin SMS, acestea
stabilind modul de interacțiune semi-standardizat prin telefonul mobil cu o instituție bancară: mesaje de notificare și
mesaje de sondare (push and pull messages). Propunerea noastră este includerea în portofoliul de servicii a obținerii
de noi informații. Se pot adăuga informații de tip M2M legate de mediul înconjurător (de exemplu, temperatură,
vreme) sau legate de spațiul personal al utilizatorului (de exemplu, valoarea curentă a facturii de energie electrică,
consumul de apă sau gaz). Informațiile de tip M2M ar fi stocate în același mod ca cele de autentificare și balanță a
contului curent sau balanță a contului de voce în telefonia mobilă. Extinderea propunerii pentru acest model o facem
în capitolul 6.
Implementarea de servicii mobile banking în țările în curs de dezvoltare conține un leit-motiv suprinzător, în
care un operator local este asociat cu o bancă (de exemplu, din 2011 Fortis și MTN în Nigeria). Pe lângă bănci,
companiile de transfer de bani precum Western Union Money Transfer, Money Gram, Huntington Bankshares au
implementat la rândul lor sisteme adiționale de realizare de transferuri prin intermediul telefonului mobil.
Transferurile monetare se pot clasifica și prin modul de trimitere-primire a banilor: Cash to Mobile (transfer prin
agenție către telefonul mobil), Mobile to Cash (transfer electronic prin telefonul mobil, ridicarea de cash la agenție),
Mobile to Mobile (transfer complet electronic, digitizarea banilor).
Identificăm ca o necesitate continua îmbunătățire a interfeței și accesibilității serviciilor prin aplicații
dedicate și personalizate ce corespund nevoilor utilizatorilor. Acest tip de interfață îl propunem în secțiunea acestui
capitol dedicată realizării unei interfețe de acces la servicii monetare de încărcare a creditului (a se vedea descrierea
AsiaPlus în subcapitolul 4.5).
4.2.3 Plăți mobile – m-Commerce
Caracteristicile e-Commerce sunt moștenite de către m-Commerce. Modelul de afaceri (e-Business) conține
deja rețelele sociale. Prin comunicarea între utilizatori se obțin referințe de încredere duale (dyadic relationship) iar
prin interacțiunea direct cu producătorul se reduce riscul tranzacției din punctul de vedere al clientului (triadic
structure). Guo ș.a. [65] ilustrează importanța existenței comunicării între client și ofertant înainte de realizarea
tranzacției, folosind modelul comerțului electronic din rețeaua Taobao, în 2010. Comerțul mobil, este la intersecția
comerțului electronic și al operațiunilor mobile. În practică, se află în zona cojuncției mobile e-Comerce completate
de servicii mobile precum LBS (Location Based Services – servicii bazate pe localizare geografică). Aplicațiile
mobile dedicate precum LBS sunt apanajul telecomunicațiilor mobile, posibile doar datorită mobilității, iar
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
39
împreună cu operațiuni de comerț electronic dau m-Commerce, a se vedea Figura 4-2. Această clasificare poate fi
adusă la zi datorită apariției e-Government (implicit și a m-Government) precum și a social commerce ce semnifică
comerțul realizat prin rețelele sociale. Efectele acestei paradigme comunicaționale în comerțul electronic sunt însă
benefice extinderii și implementării de aplicații în vederea comunicației IoT și tele-măsurării, subiect elaborat în
capitolul 6.
În afara aplicațiilor, accesul la plăți mobile de pe telefonul mobil se realizează prin mediile de acces stabilite
ale telefoniei mobile (de exemplu, prin STK, USSD, SMS) nefiind nevoie de implementări adiționale din acest
punct de vedere, după cum descriem mai jos în capitolul 4.2.5 legat de modalitățile de acces la serviciile monetare
mobile.
Câțiva parametri importanți care fac posibil comerțul mobil în momentul de față:
omniprezența (ubiquity)
confortul (convenience)
conectarea imediata/instant (instant connectivity)
personalizarea (personalization)
Convergența utilizării terminalelor mobile avansate și a aplicațiilor mobile pentru realizarea de plăți mobile
reduce riscul perceput de utilizator și încurajează adoptarea de noi servicii pentru comerțul electronic mobil
(m-Commerce).
4.2.4 Servicii de plată intermediate de operator
Plata la operator constituie una din modalitățile operatorilor de a contracara OTT (Over the Top Services) și
veniturile slabe din traficul de voce. Prin carrier billing s-a realizat majoritatea plăților prin telefonul mobil în mai
multe piețe ale lumii în 2011 [66] potrivit MEF Mobile, marcând creșterea interesului pentru folosirea telefonului
mobil pentru plăți din Brazilia până în Orientul Mijlociu și Asia de de Sud-Vest. O cunoscută implementare este
plata aplicațiilor Google Play prin opțiunea carrier billing. Plata direct la operator a permis introducerea în
experiența cotidiană a posibilității utilizării telefonului mobil ca mijloc de plată. Decontarea se face din contul pre-
plătit (pre-paid) al utilizatorului sau se adaugă facturii telefonice periodice. Modelul carrier billing constituie una
dintre premizele propunerii noastre dezvoltate în capitolul 4.2 legat de oportunitatea implementării la scară largă a
sistemelor monetare mobile prin aplicații dedicate, ce pot fi personalizate, pentru a atrage digitizarea și virtualizarea
banilor.
4.2.5 Modalități de acces mobil la servicii monetare
După prezentarea operațiunilor posibile în cadrul comerțului mobil, ne interesează identificare modalității de
acces la acestea din punctul de vedere al utilizatorului. Contribuțiile noastre la acest subiect se axează pe transmisia
USSD și prin rețele de socializare, descrise mai jos în acest capitol prin realizarea unei interfețe intuitive pentru
accesul USSD în capitolul 4.5.
4.2.5.1 USSD
USSD (Unstructured Supplementary Service Data) este un protocol în telefonia mobilă GSM pentru
transmisia instantanee de informație și configurare asigurând o legătură la nivel de semnalizare MAP (Mobile
Access Part) între telefonul mobil și reţeaua de bază (core network). Prin acest procedeu, precum în cazul SMS, se
folosește canalul de semnalizare pentru transmisia de informație – bidirecțională dar simplex. Diferența între cele
două protocoale este că accesul USSD este direct, fără un colector intermediar de mesaje de tipul SMSC (SMS
Center) și, în plus, mesajele nu sunt stocate la sursă sau la destinație.
Pasul firesc al USSD a fost să implementeze interogări legate de informație monetară. Primele implementări
au ținut de contul curent de credit de voce sau date (informații despre consum sau aprovizionare a balanței), în
ultima vreme fiind implementate sisteme de plată și sisteme financiare mobile.
USSD beneficiază așadar de o serie de calități care îl apropie, paradoxal, de noua paradigmă aplicativă în
telecomunicații mobile. Propunerea noastră este utilizarea mediului de acces USSD pentru construirea de aplicații
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
40
interactive în domeniul tranzacțiilor financiare mobile care să corespundă nivelului de interacțiune existent în
momentul de față pentru utilizatori prin terminalele mobile avansate (smartphones).
4.2.5.2 STK
Încapsularea serviciilor pe cartela SIM a dus la conceptul SUA (SIM Application Toolkit) ce permite accesul
SIM la servicii și realizarea de interogări independent de telefonul mobil sau rețea. Evoluând din 2G (GSM 11.14)
până în 4G (3GPP 31.111) standardul SAT a evoluat către USAT (UMTS SIM Application Toolkit) pentru a defini
funcționarea în cadrul rețelelor post 2G, mai generic referite prin CAT (Card Application Toolkit).
Primele exemple de implementare de plată mobilă au fost făcute prin STK, pentru a beneficia de
posibilitatatea codării întregului volum de informație al aplicației în applet Java și instalarea pe SIM carduri speciale.
4.2.5.3 SMS
După cum arătăm în capitolul 4.2.2 legat de mobile banking interacțiunea utilizator-bancă se poate face în
două moduri, la cererea utilizatorului (pull) sau trimiterea unui mesaj de notificare de către bancă în anumite cazuri
specifice (push). Mesajele la cerere sunt de tip interogativ sau de tip activ prin care se realizează operațiuni
financiare efective de către utilizator. Monetizarea acestui trafic este posibilă și există un acord de implementare
între bancă și operator. Gradul de securitate al SMS este, de asemenea, în discuție, deoarece nu există criptare pentru
mesajul în sine în canalul de semnalizare. Din această cauză, serviciile bancare mobile îngăduie interogări, inițierea
de cereri sau confirmări prin SMS din partea utilizatorilor în conjuncție cu sistem de autentificare (token). Efectul
este însă mărirea complexității soluției, cu riscul creșterii disconfortului de acces, lucru ce s-a dovedit foarte
important în noua paradigmă aplicativă.
4.2.5.4 Browsing mobil
Modelul e-Business are ca mediu de acces Internetul și protocolul HTTP, translația serviciilor financiare în
on-line făcându-se prin realizarea accesului la date personale și operațiuni financiare odată ce acestea au fost
integrate electronic (baze de date, servere, interconexiuni internaționale) de parte băncilor.
4.2.5.5 Aplicații mobile – "apps"
Paradigma aplicațională în domeniul accesului mobil la servicii financiare este reprezentată de
implementarea de aplicații în medii de programare diferite (de exemplu, Java, versiuni C, XML) pentru diferite
sisteme de operare mobile sau producători de terminale (de exemplu, Android, iOS, Microsoft).
Rolul furnizorilor de servicii financiare a devenit unul limitat în implementarea de aplicații, acesta fiind doar
controlate dar evoluția acestora și implementarea efectivă putând fi externalizate. Costurile de mentenanță, de
instalare și suport s-au redus față de mediile de implementare clasice (de exemplu, STK) sau, mai ales, în cazul
dezvoltării de aplicații de acces specializate și personalizate.
În cadrul evoluției aplicațiilor mobile, rolul monetizării tranzacțiilor este cu atât mai mare cu cât aceste tipuri
de tranzacții pot fi monitorizate, auditate și cuantificate, rezultând estimări realiste, corecte și instantanee ale
costurilor pentru părțile implicate (utilizator – client, distribuitor – operator, furnizor – instituție financiar-bancară).
Implicarea mediului academic în dezvoltarea de aplicații este ilustrată de Universitatea Oxford prin OxCEPT, o
aplicație de plată securizată disponibilă pentru toate sistemele de operare mobile majore. Gratuită la instalare,
aplicația va taxa cu 0,05% fiecare tranzacție efectuată.
Creșterea utilizării aplicațiilor mobile, reprezentând o piață de 77 miliarde dolari până în 2017, va face ca
orice utilizator să furnizeze date prin 100 de aplicații apps pe zi conform Gartner [67]. Aplicațiile apps oferă acces
nemijlocit utilizatorilor la oferte ale producătorilor de servicii (altfel spus, implementând un app un ofertant se poate
găsi în contact direct cu orice utilizator). Prin modelul interacțiunii se dezvoltă o paradigmă a aplicațiilor apps.
Aceasta presupune extinderea apps către servicii (de consum, de m-Business) și către dispozitive mobile (wearable
devices). În 2014 suntem în primele stadii ale fazei de aplicații de consum, infotainment, urmată de servicii monetare
mobile m-Business pentru ca în final să poată fi integrate prin Cloud, dar folosind ca interfață de acces applicațiile
apps, o varietate de dispozitive electronice – variante casnică a IoT. Apps devin modul de acces către domotică
(Home IoT).
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
41
MBI (Mobile Business Intelligence) precum aplicațiile pe care se bazează în mediul mobil, așa cum le-am
prezentat mai sus, reprezintă șansa utilizatorilor de a consulta și interacționa cu datele personale ce țin de servicii
financiare și nu numai, din orice alt domeniu, odată implementat IoT (Internet of Things). Contribuțiile noastre din
capitolul 6 se constituie într-o aplicație de monetizare a traficului de date (de exemplu, poate fi un model al
traficului mobil) și alte propuneri legate de implementarea de servicii IoT prin simpla integrare VAS la servicii deja
existente.
4.2.6 Servicii și aplicații financiare Mobile Money în Cloud
Dacă m-Money reprezintă prima fază a digitizării operațiunilor financiare, prin accesul la conturile și
cardurile de credit de pe telefonul mobil, m-Wallet reprezintă pasul al doilea prin conversia telefonului mobil în
depozitar al contului și un înlocuitor al cardului.
4.2.6.1 Rolul "mobile wallet" în Cloud
Descentralizarea și digitizarea valutelor, duce la virtualizarea informației monetare. Conținutul portofelului
nostru devine unul „virtual‖, digitizarea și utilizarea portofelului în format electronic este firească. Avantajul major
al serviciilor financiare mobile prin Cloud este transparența și lipsa taxării suplimentare a transferurilor, toate
acestea în condiții de siguranță. Un exemplu pozitiv și celebru de implementare îl constituie utilizarea m-Wallet
pentru a combate corupția. Sistemul M-PAESA a fost folosit pentru plata polițiștilor afgani: polițiștii au fost plătiți
pentru prima oară direct, fără intermediari (intermediari care, de obicei, își însușeau o mare parte din sumă [68]).
Aplicațiile de plăți monetare prin m-Wallet sunt însă prezente, primordial, în piețe dezvoltate. Direcția pe care o
susținem și noi este, însă, implementarea de servicii financiare mobile în părți ale globului unde ar reprezenta un
serviciu complet nou, atât ca funcționalitate cât și ca rezultat, a se vedea capitolul 4.4. Prin Cloud, m-Wallet devine
accesibil de oriunde, de pe orice mediu. Potențialul de creștere al tranzacțiilor financiare mobile poate fi atins prin
înțelegerea mecanismelor din cadrul Social Commerce Networks.
4.2.6.2 Exemple "m-Wallet" prin NFC
Din partea companiilor de cărți de credit/debit consacrate, au fost implementate variante de acces online la
cărțile de credit (a se vedea V.me de la Visa și MasterPass – PayPass Wallet Services – de la MasterCard).
Companiile IT&C au implementat propriile sisteme m-Wallet. Google a dorit introducerea m-Wallet și a NFC
(http://www.google.com/wallet/) folosing sintagma "Make your phone your wallet" („Folosește telefonul mobil ca
un portofel”) [69] sau "Goodbye wallet. The phone will take it from here" („La revedere, portofelului! Telefonul se
ocupă de acum înainte”) [70] ce descriu ambiția producătorului și ținta tehnologiei. În acest efort, Google nu este
singura companie ci este parte a unei colaborări între Citibank, Mastercard, First Data, Sprint și puncte de vânzare.
Datorită complexității infrastructurii tehnice și administrative legate de implementarea NFC prin m-Wallet, acest tip
de lansări pe piață se realizează în comun de mai multe firme. Similar Google wallet a fost ISIS, un consorțiu a cărui
componentă bancară a fost Visa [71] alături de AT&T, T-Mobile USA și Verizon Wireless.
4.2.6.3 Exemple neconvenționale de implementare m-Wallet
Față de aceste implementări din țările dezvoltate, o altă abordare a avut loc în cadrul socio-economic în curs
de dezvoltare al țărilor africane, deoarece utilizatorii înșiși au fost catalizatorii unui serviciu de plată folosind
telefonul mobil. A avut loc o inovație venită de la nivelul străzii, un exemplu de jos în sus (bottom-up) de
implementare a unui sistem de remitențe (remittance – trimiterea de credit de la sursă la destinație fără contact
direct). Apărut pentru prima dată în Uganda, denumit SENTE (bani), a fost baza unui întreg concept de folosire în
comun a unui telefon mobil pentru a înlesni transferul de bani, creat și administrat de utilizatori, fără o autoritate
centrală. Procesul se bazează pe reîncărcarea creditului unei cartele telefonice a unui terț (3rd party). Prin acest
sistem orice telefon mobil devine un bancomat (ATM) și se aduc servicii bancare acolo unde nu există o
infrastructură bancară, ba chiar poate în lipsa unei infrastructuri de energie electrică (fenomen denumit outside the
grid). În comparație cu utilizatorii occidentali ce folosesc servicii monetare mobile în conjuncție cu aplicații
infotainment și cheltuind sume mici, utilizatorii din economiile emergente folosesc telefonul mobil pentru operațiuni
financiare vitale, în sume mai mari (relativ la puterea de cumpărare locală) și sunt direct implicați în dezvoltarea
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
42
rețelei și a aplicației. Ingeniozitatea ideii derivă din simplitatea de implementare, un factor esențial îl constituie însă
încrederea în sistemul de plată și în derularea tranzacției.
4.2.6.4 Exemple "mobile wallet" fără NFC
Implementarea aceasta (M-PAESA) în țări sărace sau în curs de dezvoltare deschide calea obținerii de credite
și micro-finanțări din moment ce prin telefonul mobil se câștigă acces la servicii monetare mobile. Un caz particular
îl prezintă, alături de grupul țărilor africane, sub-continentul indian. Datorită volumului mare de tranzacții ce trebuie
operate pe secundă fiabilitatea este foarte importantă (de exemplu, soluția firmei Monitise – http://www.monitise
.com/how – pentru m-Money a trebuit să suporte un trafic de 2500 tranzacții pe secundă [72]). Evoluția acestui
sistem, constă în furnizarea datelor contului către cartela SIM cu NFC astfel încât să fie posibilă plata în magazine –
tranziția de la m-Money la m-Wallet.
Altă variantă în lipsa NFC o constituie asocierea cardului (contului bancar) la un cont de email disponibil
prin Square. Prezintă așadar risc crescut de securitate dar este și mult mai comod. Legătura cu o plată mobilă poate
fi urmărită în cazul în care se folosește pentru accesul la email o interfață de pe un telefon mobil - și tranzacția prin
email devine tranzacție financiară mobilă dar de tip OTT (telefonia mobilă este doar canal de transmisie).
4.2.6.5 Producători
Lista producătorilor de servicii monetare este lungă, combinată cu cei ce activează în domeniul serviciilor
VAS clasice al reîncărcării top-up precum și al plăților mobile (mPayment) sau mobile banking. Aceste firme au
strânse legături cu principiile de funcționare pre-paid în telefonia mobilă pe a căror bază se adaugă funcționalități
legate de m-Money: Comviva, Fronde Anywhere, Fundamo, Gemalto, Luup, Monitise, Obopay, Sybase 365,
eServGlobal, Utiba, M-COM (firma neo-zeelandeză care se ocupa de sisteme pre-paid si BankAnywhere - un sistem
de m-Banking), epay (Euronet Worldwide), Monitise (aplicații m-Money) și alții. Implementarea de NFC este, în
general, în afara scopului producătorilor VAS deoarece nu dețin suficiente capabilități pentru a implementa tot lanțul
necesar: bancă, producător cartele SIM compatibile NFC, etc
4.2.7 „Tranzacții monetare” în comparație cu „monetizarea tranzacțiilor”
Exemplele m-Business (m-Payment, m-Banking) descrise anterior implementează tranzacții mobile.
Tranzacțile monetare sunt totalitatea operațiunilor ce implică schimb financiar, bani. Monetizarea tranzacțiilor
reprezintă totalitatea procedurilor prin care se poate contoriza, audita, cuantifica traficul de date, de voce, de
informație de orice fel, prin intermediul rețelei de telecomunicații mobile. Prin exemplele din capitolul precedent am
ilustrat modalitățile prin care actori financiar-bancari consacrați s-au adaptat la noile paradigme de interacțiune
online-mobil cu clienții. Un proces similar are loc în tot restul domeniilor vieții sociale, de la politică și administrație
publică la industria alimentară și, bineînțeles, în industrie.
Comisioanele per tranzacție sunt o moștenire a sistemului bancar clasic. Prin implementarea plății cu cardul
la terminale POS, transferurile inter-bancare sunt comisionate. Potrivit unei anchete din 2013 a Consiliului
Concurenței, în România, comisionul inter-bancar în sistemele VISA și MasterCard este de 1% și respectiv 1,2%,
mai mare decât maximul european de 0,8% [73]. Această valoare mare a comisioanelor aduce venituri și alte servicii
adăugate (VAS), precum descoperirea de cont ce este foarte utilizată, o valoare totală din 2009 a comisioanelor
legate de descoperirea de cont în S.U.A fiind de 38,5 miliarde dolari (potrivit Moebs Services [74]). Acest tip de
operațiuni, odată integrate accesului mobil, pot mări și profitabilitatea operatorului. Este adevărat, tot din această
cauză, existența unei bariere și a unor clauze de acord cu utilizatorul devin din ce în ce mai importante. Reținem însă
că din punct de vedere tehnic acestea pot fi implementate.
Monetizarea tranzacțiilor poate fi extinsă asupra tele-măsurării, a telematicii şi a implementării Smart Grid.
Modelul tranzacțional în perspectiva inter-conectării obiectelor (Internet of Things) și al comunicațiilor mașină-
mașină (M2M) devine cu atât mai important, a se vedea considerentele suplimentare în capitolul 6.1.2.3
Monetizarea IoT și a traficului M2M. Identificarea acestor posibilități o susținem prin contribuțiile noastre la
integrarea echipamentului de telecomunicații ATCA la implementarea DPI pentru streaming de date M2M în
capitolul 6.3 Analiza fluxului de date M2M pe platforma ATCA.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
43
4.2.8 Securitatea datelor în plățile mobile
Din punctul de vedere al securității datelor transmise în telefonia mobilă, acesta implică canalul radio,
transmisia de date all-IP în rețea și tehnologia sistemelor de plată mobilă, în particular NFC. Securitatea pe canalul
radio GSM este cea mai ridicată dintre sistemele celulare și este bazată pe două componente: autentificare și
criptare. Aspectele de securitate în toată rețeaua GSM sunt detaliate în recomandările GSM Recommendations: 02.09
Security Aspects, 02.17 Subsciber Identity Modules, 03.20 Security Related Network Functions și 03.21, Security
Related Algorithms.
Figura 4-3. Distribuția sistemelor de securitate în PLMN GSM
Mecanismul de protecție GSM este implementat prin trei elemente diferite, ce trebuie să funcționeze
simultan pentru ca mecanismele de securitate să funcționeze (IMSI, TMSI, LAI (Local Area Identity) și Ki): cartela
SIM, terminalul mobil, rețeaua, a se vedea Figura 4-3 pentru distribuirea securității între elementele rețelei. În noile
evoluții GSM, GPRS, UMTS, LTE, securitatea la nivel radio este îmbunătățită și prin implementarea all-IP la
nivelul rețelei problema fraudei în domeniul telecom converge cu chestiunile legate de securitatea și calitatea
serviciului transferului de date.
O modalitate de securitate a transmisiei este codarea fiecărui pachet prin IPsec (Internet Protocol Security –
IP security suite protocol) ce asigură protecția transparentă pentru orice trafic de aplicație. În cadrul capitolului 6
propunem o soluție de filtrare a stream-ului de date, folosind implementarea ATCA. Din punctul de vedere al
securității transmisiei datelor în transferurile m-Business (ce conțin informație monetară sau cu caracter personal)
aceste transferuri trebuie realizate în condiții de maximă certitudine. În același timp, s-a observat (a se vedea
capitolul 4.2.3 legat de m-Payment) că percepția de siguranță poate crește semnificativ, deși în mod subiectiv, prin
efectul avut de către referințele și recomandările primite (de exemplu, din partea cunoscuților sau doar a altor
utilizatori din rețele sociale).
Riscul la nivelul aplicațiilor și al telefonului mobil – Sunt identificare două tipuri de încredere: tare și slabă
(soft). Cazul tare corespunde cazurilor în care încrederea depinde de calitatea conexiunii (de exemplu, accesul WiFi
într-un mall poate să nu fie considerat sigur de unii utilizatori pentru realizarea de tranzacții financiare mobile) sau
de reputația slabă a interfeței (de exemplu, un website care a fost virusat mai demult). Cazul slab (soft) depinde de
aspecte intrinseci, mult mai personale, mult mai subiective din partea utilizatorilor (de exemplu, folosirea acelui
website sau aplicație în trecut cu succes sau venind sub umbrela unui brand recunoscut - Google Play etc).
Prin tehnologiile antifurt se încearcă protejarea datelor personale ale utilizatorilor atât din punct de vedere al
utilizării serviciilor infotainment cât și din punct de vedere al accesului la informație monetară în vederea realizării
de operațiuni și a accesului la informație IoT din domeniul domoticii (Home IoT) sau al aplicațiilor personalizate.
4.2.9 Modelul m-Government
e-Government devine m-Government prin utilizarea telefonului mobil. Un aspect ne-evident este că serviciile
de e-guvernare pot fi privite ca servicii cu valoare adăugată. Deși serviciile cu valoare adăugată sunt cele ce măresc
veniturile (de exemplu, ARPU), în cazul tranzacțiilor din cadrul e-Government (de exemplu, plata taxelor, vot
electronic, identificare virtuală, proceduri legale și administrative cu autoritățile locale și guvernamentale prin
mediul mobil) acestea nu ar trebui taxate.
e-Guvernarea înseamnă și comunicarea prin noile medii sociale. Actualele implementări e-Government țin de
deschiderea unui portal prin care se asigură accesul la cât mai multe servicii administrative ale statului. Prin accesul
la servicii de pe terminale mobile se lărgește aria de acoperire și utilizare (e-Incluziune). Exemplul cel mai celebru
este cel al Estoniei. Avantajat de o arie geografică mai mică, populație mai restrânsă și compactă, guvernul a trecut
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
44
la implementarea rapidă a politicilor de e-Guvernare făcând ca la final guvernul estonian să fie campion la
integrarea digitală a serviciilor sale (de ex: plata taxelor) iar populația a migrat spre folosirea acestor servicii încă
din 2006 [75]:
infrastructură: semnătură digitală, ID, e-Citizen și x-Road
e-Society: e-Democracy portal, e-School, e-Voting
e-Government: e-Cabinet
4.3 Validarea modelului m-Business printr-o soluție de monitorizare a reîncărcării
mobile
4.3.1 Contextul traficului mobil
Transmiterea de date prin interfața radio a crescut substanțial de la alocările inițiale de spectru mobil.
Disponibilitatea permanentă și mobilitatea în creștere (handover și roaming) permit utilizarea acestei paradigme de
comunicare la alte domenii, cum ar fi interacțiunea socială, de streaming mobil sau acces omniprezent la tehnica de
calcul. Singura soluție practică la această problemă este creșterea a veniturilor. Sprijinim aceste afirmații prin testul
nostru practic, de laborator industrial, pentru o soluție de reîncărcare a abonaților. Testul folosește hardware
industrial, care poate susține traficul de testare simulat. Cererile de reîncărcare sunt generate la nivel local și
comunicarea se face local pe un server în format de interfață proprietar. Utilizarea resurselor (memorie, procesor) si
performanța (cereri de succes sau nu) sunt măsurate, studiate și extrapolate.
4.3.2 Valoarea adăugată în serviciului de reîncărcare studiat
Caracteristicile principale – Operatorul telecom poate acorda aceste servicii furnizorilor VAS prin sub-
contractare păstrând doar provizionarea de date față de sistemele de VAS și gestionarea interfețelor prin stratul de
serviciu. Detalierm în subcapitolul 3.5 legat de integrarea unei platforme avansate de telecomunicații care sunt
principiile IN-SCP de servire și prelucrare a informației. Pentru VAS cu valoare monetară conexiunea este în mod
necesar cu IN.
Studiul cazului particular al traficului VAS – În cazul nostru, sistemul VAS este conectat prin 1Gb LAN
și, deci, eventualele decalaje în prelucrarea nu sunt cauzate de TCP/IP. Performanța VAS depinde, practic, de cât de
mult trafic se poate procesa. Performanța în studiul nostru de caz – în general în sistemele de telecomunicații și
special în sistemul nostru de reîncărcare pe baza VAS – este numărul de reîncărcare/interogare/încercări care pot fi
tratate. Acești parametri depind de platformele hardware utilizate, performanța SW a aplicațiilor și de caracteristicile
de trafic.
Figura 4-4. Test de reîncărcare mobilă pe durata a câtorva ore, în condiţii Load and Stress
VoMS sar
Încărcări pe minut
nereușite
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
45
Detaliem un studiu de caz pentru reîncărcare mobilă folosind o schemă atractivă întâlnită în sistemele mai
multor operatori. Infrastructura industrială este VoMS (Voucher Management System – Sistemul de Management
Voucher). Echipamentul de testare are la bază serverele Oracle Sun V440 și V240. Eficiența serviciului de
reîncărcare studiat este atât de bună încât el poate fi rulat pe un sistem cu memorie RAM subdimensionată (4GB),
comparativ cu 8 sau chiar 16 GB necesari de obicei în producție.
Măsurarea noastră permite calcule cu formule de extrapolare liniară pentru BHRA (Busy Hour Recharge
Attempts – încercări de reîncărcare la ore de vârf). Echipamentul de laborator pentru simularea condiţiilor de sarcină
(load and stress) a permis o viteză emulată de 6,7k BHRA (o încercare de reîncărcare, RA – Recharge Attempt, la
fiecare 216000 μs = 0,216s), dar rezultatele măsurate ar putea fi ușor extrapolate la valoarea de 50k BHRA (valoarea
țintă maximă). Rezultatul este că în jur de 250 RA pe minut, care reprezintă 16k RA pe oră sunt prelucrate în mod
corect cu erori ocazionale și, în acest caz, datorate caracteristicilor de testare. Performanța sistemului de reîncărcare
a fost confirmată. Pentru cele două sesiuni de testare, pentru un test de o oră și pentru un test de durată mai lungă,
vezi și Figura 4-4, sunt marcate diferit încearcările finalizate cu succes și cele nereușite.
Medierea ca SaaS – Beneficiile VAS sunt evidente din opțiunile oferite: abonații pot experimenta noi
modalități de a accesa infotainment și rețele sociale și pentru a opera cu bani (de exemplu, remitențe, e-Banking,
reîncărcare). Există mai mulți termeni tehnico-economici, care se pot aplica pentru abordarea VAS în
telecomunicaţii: sinergie, convergență și agregare (ultima în raport cu NGN). În opinia noastră, cea mai importantă
problemă în dezvoltarea de servicii în Cloud prin resurse distribuit-partajate este medierea. O abordare
tranzacțională, programată în noile metode de integrare de afaceri în SaaS ar contribui esențial la reducerea
CAPEX/OPEX și îmbunătățirea ARPU.
VAS ca soluție pentru problemele de congestie – LTE-Global Mobile Broadband promite o latență mai
mică, care va sprijini jocuri multiplayer, rețele sociale, conferințe video de înaltă calitate și o nouă generație de alte
aplicații interactive în timp real. Acesta este motivul pentru care dezvoltarea viitoare în telecomunicații va folosi
tehnici de predicţie pentru gestionarea congestiei – a se vedea paragraful 3.2.2. Evoluția are o primă fază de mare de
creștere, saturație și apoi scădere, după cum detaliem în paragraful 3.1.3 dedicat modelelor de creștere a serviciilor.
4.3.3 Concluziile testului de reîncărcare
Studiul nostru de caz prezintă utilizarea de bani prin intermediul telefoanelor mobile – o provocare tehnică în
cadrul gamei largi de servicii cu valoare adăugată care pot fi oferite. După identificarea parametrilor VAS și a
principalelor caracteristici ale unui scenariu de încărcare și de trafic real, am adus în discuție unele posibile
îmbunătățiri folosind tehnologii Cloud Computing. Testele de laborator au subliniat limitele specifice de
performanță.
4.4 Considerarea aspectelor culturale şi geografice în implementarea m-Business
4.4.1 Metodologia originală „LOCALE”
Termenul LOCALE, împrumutat din sistemul de configurare al platformelor, îl voi utiliza pentru a sublinia
particularităţile unei arii geografice sau culturi, ţări sau regiuni, în vederea mai bunei înţelegeri a influenței pe care
le pot exercita din punct de vedere socio-economice la implementarea și dezvoltare de servicii monetare mobile.
Aceste caracteristici, fac ca implementarea de servicii monetare mobile financiare, inclusiv de e-Guvernare, să fie
sau nu potrivite, după caz. În caz pozitiv, se poate eventual anticipa modalitatea de implementare, după cum voi
ilustra prin exemple.
În graficul implementării serviciilor avem pentru moment 2 dimensiuni:
1. timpul
2. evoluția arhitecturală a serviciilor și tehnologiei (voce, date, infotainment)
Putem adăuga o a treia dimensiune care reprezintă cel mai bine aspectul specific al implementării acestora:
3. LOCALE (aspectele socio-economice şi culturale ale zonei de distribuție a serviciului) – dacă economia
este emergentă, gradul de penetrare a telefoniei mobile, acoperirea cu energie electrică etc.
Importanța metodologiei LOCALE pentru mediul de afaceri este enormă în contextul globalizării. Este
aproape obligatoriu ca firmele, prin strategia de implementare, să se imerseze în cultura locală [76]. Studiul
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
46
diferențelor a fost făcut într-o primă fază între țări ce făceau parte, covârșitor, din spațiul european sau de cultură
occidentală (de exemplu, prima ediție din 1996 a cărții [77] lui Richard D Lewis conține doar 25 de țări). Descrierea
culturii ca set de reguli sociale nescrise și ca sumă de diferențe între grupuri de persoane din părți diferite ale
globului constituie o arie de cercetare distinctă. Identificarea acestei probleme și realizarea de studii în această
direcție a fost posibilă odată cu globalizarea producției și mobilitatea forței de muncă. Parte a studiului comunicării
inter-culturi, Geert Hofstede a introdus teoria dimensiunilor culturale (cultural dimensions theory). Aspectele legate
de comunicarea inter-culturală în desfășurarea muncii și a activităților sociale ating foarte multe câmpuri de studiu
(de exemplu, antropologie, studii culturale, psihologie). Modul de transmisie al informației, este clasificat potrivit
lui Edward T. Hall în funcție de cultura participanților [78]. Această diferență o putem ilustra prin contrastul dintre
oferta telecom în țările dezvoltate și o piața emergentă ca cea a Regiunii Kurdistan din Irak. De asemenea se
introduce ideea de „programare colectivă‖ (collective programming) pentru a exprima caracteristicile comune ce
sunt rezultatul unei conviețuiri laolaltă. Această idee vine în suportul conceptului de participare colaborativă pe care
îl detaliem în sub-capitolul 6.1.
4.4.2 Stadiul m-Business în țările dezvoltate
Ca un preambul la cazul particular de adopție tehnologică în piețele emergente facem comparația cu situația
din țările dezvoltate. Sistemele de plată mobile și posibilitatea integrării de servicii financiare alături de controlul
IoT de pe telefonul mobil, reprezintă un factor disruptiv pentru multe implementări anterioare.
4.4.3 Evaluarea metodei „LOCALE” pentru m-Business în economiile emergente
În ciuda lipsei de experiență în domeniul tehnicii de calcul într-o țară sau regiunea, tehnologia mobilă
constituie o modalitate de avans tehnologic în salt. Acest lucru devine unul din cele mai importante efecte colaterale
ale implementării telecomunicațiilor mobile în țări fără un istoric în domeniul comunicațiilor. Observațiile noastre
precum și studiile efectuate confirmă că implementarea de servicii monetare mobile asigură legitimitate acestui salt,
lărgind aria de influență a telecomunicațiilor mobile.
În momentul de față, este mai simplă sau mai ușor accesibilă plata prin intermediul telefonului mobil în țări
din economii emergente, deoarece reprezintă singura alternativă posibilă schimbului cash. Acest lucru este
considerat de observatorii occidentali drept un paradox (de exemplu: în 2011, „este mai ușor să folosești telefonul
mobil pentru a plăti taxiul în Nairobi decât în New York” [79]). Apărută ca o reacție la analiza SWOT ce a fost
considerată utilă pe cazuri particulare (o voi folosi la rândul său în definirea scenariului m-Business, Business Case,
pentru aplicația Android – a se vedea subcapitolul 4.5), teoria strategiei competitivității pune în balanță forțele
externe globale în vederea definirii unui model general.
Rolul major jucat de tehnologie va fi extraordinar deoarece este pentru prima dată, în 2014, când populația
mondială de aproximativ 7,2 miliarde va fi depășită de numărul de telefoane mobile. Importanța accesului mobil,
este ilustrată printr-un citat din Muhammad Yunus: „Atunci când ai un telefon mobil este ca și cum ai un permis
pentru ieșirea din sărăcie în câțiva ani‖ [80 ]. Modul de management al timpului este important deoarece
perspectiva asupra activităţilor economice este în felul acesta foarte diferit de la o naţiune la alta chiar (Chronemics),
punctualitatea fiind apreciată și considerată esențială în unele culturi dar ignorată în altele.
4.4.4 Validarea metodologiei „LOCALE” printr-un studiu de caz în Regiunea Kurdistan din Irak
Din punct de vedere al telecomunicațiilor, potențialul zonei este crescut fiind o dezvoltarea greenfield. Dintre
cei trei operatori dominanți, Zain avea în 2013 aproximativ 14 milioane abonați, Asiacell are aproximativ 10
milioane, iar Korek aproximativ 5 milioane [81]. Utilizatorii nu au alte referințe tehnologice decât cele oferite pentru
prima oară de operatorii de telefonie mobilă, din acest motiv popularizarea serviciilor are loc în paralel cu instruirea
abonaților despre cum să le utilizeze.
Sensibilitatea la diferențele culturale constituie unul din cele mai recente atuuri ale modelului de afaceri. În
ce privește tranziția e-Business către m-Business în țările cu economie emergentă, această trecere se face printr-un
salt înainte (leap forward, a se vedea sub-capitolul 3.1 legat de modele de creștere în telecomunicații mobile)
deoarece nu există un istoric al implementărilor, ci este un teritoriu virgin. Folosirea dimensiunilor culturale pentru
rafinarea ofertei în funcție de cererea locală devine un avantaj major.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
47
Figura 4-5. Comparație între dimensiunile culturale din Irak, România și Suedia potrivit Geert Hofstede
(sursa http://geert-hofstede.com/iraq.html)
Evitarea incertitudinii (Uncertainty Avoidance Index – UAI) – privind cronologia istorică. Distanța
decizională sau fermitatea structurii de putere (Power Distance Index – PDI) – foarte mare în societatea kurdă și
în administrația locală și centrală. Raportul masculinitate-feminitate (Masculinity versus Feminity – MAS) – prin
excelență, datorită influenței factorilor religioși și păstrării unei societăți rurale în secolul XXI, societatea kurdo-
irakiană este una centrată pe masculinitate. Orientarea pe termen lung (Long-term orientation – LTO) – în urma
aceluiași context istoric devastator, timpul de pace a fost privit ca un interludiu între încleștări armate intense de
lungă durată. Raportul individualism-colectivism (Individualism versus Collectivism – IDV) – Din punct de
vedere social, nu politic, colectivismul societății kurde este ilustrativ. Raportul indulgență-reținere (Indulgence
versus Restraint – IVR) – Contextul conservator al societății kurde lasă puțin spațiu de exprimare sau experimentare
membrilor săi, în orice domeniu ar dori. Toate aceste concluzii sunt utile inițierii de servicii monetare mobile și
dezvoltării unui peisaj al integrării tehnologice. Aceste preferințe am încercat să le identific pentru a fi utile în
dezvoltarea de aplicații, a se vedea aplicația Android detaliată în subcapitolul 4.5.
4.5 Soluție originală – Controlul accesului la servicii financiare mobile
Am propus integrarea USSD (Unstructured Supplementary Service Data) – un mediu de control fiabil și
universal valabil – pentru consolidarea controlului afacerilor prin aplicații – apps. Prin aceasta am pus, practic, un
mediu de creare de servicii SCE (Service Creation Environment), la dispoziția operatorilor din economiile
emergente și, de asemenea, cu o aplicabilitate directă la realizarea controlului mobil imediat în IoT (Internetul
obiectelor).
4.5.1 Preambul – situația pe piață
Aplicația noastră este destinată operatorilor de telecomunicații, pentru a răspunde cerințelor specifice legate
de reîncărcare și poate fi extinsă pentru a implementa interogare și control al cererilor de alocare a resurselor în
viitorul Smart Grid și în sistemele M2M.
4.5.2 Contextul accesului la servicii
Utilizarea și riscurile actuale – Operatorii de telecomunicații se bazează pe cadre USSD sau IVR
(Interactive Voice Response) ca să pună la dispoziția abonaților o modalitate de interogare-interacțiune cu datele
personale de cont (de exemplu, interogare sold) sau pentru a permite declanșarea unui set de operații de către agenți
autorizați (de exemplu, rețeaua de agenți de vânzări distribuiți geografic).
Utilizând soluții specializate cu valoare adăugată (VAS) operatorul va crește prezența locală, permițând
persoanelor selectate (agenți comerciali) să preia povara de a distribui cartele de reîncărcare (vouchers) și de a
reîncărca direct conturile abonaților. Orice cadru USSD începe cu „*‖ și se termină cu „#‖. Câmpurile intermediare
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
48
sunt, de asemenea, separate cu „*‖. Un exemplu de cadru USSD pentru reîncărcare este *123*123456789012# unde
123 reprezintă codul scurt (SC) urmat de un număr de 12 cifre ale codului unui voucher de reîncărcare (HRN –
Hidden Recharge Number). Cadrele USSD devin prea complexe pentru o utilizare ușoară și rapidă. În plus, un agent
are nevoie de control de cont (de exemplu, schimbarea parolei, transferuri la și de la un alt agent, vizualizarea
tranzacției). Acest lucru duce la o listă lungă de operațiuni USSD disponibile pentru agenți. Din cauza acestor
probleme, există un risc ridicat ca agenții să fie descurajați să utilizeze serviciul.
Oportunitate și scopul urmărit – USSD poate fi, de asemenea, considerat ca o oportunitate, deoarece
acesta este un mediu de control fiabil, testat în producție. Propunerea făcută în acest context e ca USSD să nu fie
eliminate din implementări viitoare în contextul noii paradigme app deoarece este disponibil în mod implicit în toate
rețelele de telecomunicații ale tuturor operatorilor, este sigur și simplu. USSD oferă: stabilitate în exploatare
(standardizat și în producție de peste 15 ani); simplitate funcțională (transmis prin intermediul canalului de
semnalizare); uşurință de punere în aplicare, indiferent de serviciul prestat; domeniu global de distribuție, susținută
de toate terminalele mobile și toți operatorii de telefonie mobilă; interacțiune crescută, comparativ cu SMS.
Figura 4-6. Mediul Eclipse de dezvoltare și testare cu mașina virtuală (VM) deschisă
Mediul de dezvoltare – Am folosit pentru mediul de dezvoltare Android Eclipse Service Delivery Kit
(SDK), cea mai recentă versiune a platformei Android. Dezvoltarea în Android Eclipse se face în limbajul de
programare Java pentru logica programului și integrarea în XML pentru formatarea conținutului vizual al aplicației
app.
4.5.3 Scenariul business – Business Case
Avantaje în raport cu implementări anterioare – Scopul acestei dezvoltări este o aplicație mobilă care va
beneficia de o interfață grafică (GUI – Graphical User Interface) pentru a stoca și colecta date și apoi a le formata,
transparent pentru utilizator, în cadre USSD valide. Am integrat elemente vizuale speciale cum ar fi logo, schema
de culori a companiei, icoana aplicației – meniurile și schema de culori sunt personalizate pentru a fi în concordanță
cu imaginea de brand a operatorului.
Analiza SWOT – Pentru a valida aplicația dezvoltată, am supus-o unei analize SWOT prin listarea punctelor
tari, punctelor slabe, a oportunităților și riscurilor legate de acesta (SWOT – strengths, weaknesses, opportunities
and threats). Intern – Puncte forte (interfață grafică ușor de folosit, declanșarea rapidă a cererilor) și puncte slabe
(versiunea curentă a aplicației este disponibilă numai pe sistemul de operare Android). Extern – Oportunități
(niciun alt operator, în prezent, nu oferă acest instrument pentru proprii agenții comerciali, terminalele smartphone
Android au o cotă de piață mare în Orientul Mijlociu și în economiile în curs de dezvoltare.) și amenințări (nu există
niciun risc suplimentar).
Aplicații M2M – Sunt posibile servicii M2M folosind aplicații apps. O oportunitate este reprezentată de
accesul comun la înregistrările Smart Grid de către administratorul rețelei de utilități alături de operator. Aceasta
este parte a schemei de integrare a rețelei pe verticală (rețea electrică, rețea de monitorizare și contorizare – metering
– și rețeaua de comunicații, a se vedea Figura 6.1 în contextul paragrafului 6.1.1. legat de schemele colaborative și
serviciile specifice telecom.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
49
4.5.4 Dezvoltarea aplicației
Am folosit un design standardizat în vederea creării unui stil unitar, modern, ce se înscrie în modul de
prezentare a informației popularizat de către Google Android. Același mod de prezentare poate fi realizat pe sistem
de operare OS sau Microsoft în caz că este necesar.
Figura 4-7. Designul standardizat al meniului Google (Google Play) – implementarea practică pentru aplicație
Securitatea aplicației și a datelor
Orice agent comercial va avea propria parolă USSD și acest lucru poate fi folosit în paralel pentru a declanșa
manual cererile USSD. O funcționalitate suplimentară permite agentului să stabilească de asemenea propria parolă
USSD. Acest lucru precum și stocarea parolei criptat în aplicație nu constituie un risc – nu se introduce niciun risc
suplimentar, altul decât cel legat de funcționarea normală cu cadre USSD.
AsiaRecharge
Recharge
Subsceriber recharge
Subscriber number
Value
Selection menu
Figura 4-8. Propunerea pentru ecranul de reîncărcare directă și implementarea practică în aplicație
4.5.5 Variante și concluzii
Paradigma aplicațională poate fi extinsă pentru a pune în aplicare, de asemenea, interogări M2M - de
exemplu, în Smart Grids, monitorizarea utilizării de curent electric de la contoare (în acest caz, datele colectate pot
fi puse la dispoziție, prin intermediul unui API). În cadrul Internetului obiectelor, ele pot fi folosite pentru a opri-
porni echipamentul sau controla de la distanță o gamă completă de sisteme domotice. Datorită aspectelor de
securitate implicite, declanșarea prin intermediul USSD este potrivită pentru scenarii monetare complexe.
Aplicația originală este în curs de distribuire și utilizare în producție (n.a. 2014), cu scopul de a deveni
interfața de acces preferată pentru rețeaua de vânzări de credit mobil a operatorului Asiacell din Irak.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
50
4.6 Concluzii
Am efectuat studii și observații la fața locului în mai multe țări ce se înscriu în descrierea de economii
emergente, aflate pe mai multe continente, la principalii operatori de telecomunicații mobile, în contact direct cu
infrastructura de rețea, cu baze de date și comenzi și nu în ultimul rând alături de specialiști cu multă experiență
locală și internațională. Piețele emergente se bazează pe un model inversat de generare a veniturilor și distribuire a
capitalului, având un potențial de echilibrare a veniturilor la nivelul societății.
Figura 4-9. Contribuțiile capitolelor 3 și 4 în cadrul
modelului de management al rețelelor de comunicații
Din punctul de vedere al managementului rețelelor de comunicații capitolul 4 împreună cu capitolul 3
precedent subliniază importanța serviciilor în telecomunicații mobile și modalitățile de implementare. Prin
implementările practice testate, dezvoltate și propuse spre producție ne înscriem în cadrul celui de-al 3-lea nivel al
modelului, legat de managementul serviciilor, a se vedea Figura 4-9.
În urma studiului amplu efectual descris în acest capitol folosind teoria dimensinilor culturale a lui Geert
Hofstede, elemente din teoria sistemelor informaționale (IS-Information Systems Theory) și validări prin matricea
SWOT (Strengths, Weaknesses, Opportunities, Threats) am elaborat o metodă proprie LOCALE de identificare a
particularităților unei piețe în vederea propunerii de soluții tehnice personalizate. Acest lucru mi-a fost util în
dezvoltarea aplicației originale AsiaPlus. Prin aceasta am pus, practic, un mediu de creare de servicii SCE (Service
Creation Environment), la dispoziția operatorilor din economiile emergente și, de asemenea, cu o aplicabilitate
directă la stabilirea controlului mobil imediat în IoT (Internetul obiectelor).
Validarea soluțiilor de reîncărcare mobile le-am ilustrat printr-un exemplu de testare. Aceste rezultate din
activitatea de integrare și testare legată de performanțele sistemelor de reîncărcare au fost prezentate într-o
conferința internațională [Bal9]. Fundamentele implementării precum și avantajele aplicației AsiaPlus au fost
prezentate în cadrul unei conferințe internaționale [Bal7].
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
51
5 Implementarea comunicațiilor om-mașină pentru controlul
echipamentelor de la distanță
5.1 Studiul integrării telematicii cu telecomunicațiile mobile
Acest capitol prezintă o serie de contribuţii a căror funcționalitate este probată în timp, fiind accesibile de
mai bine de 10 ani, a se vedea subcapitolul 5.2 referitor la integrarea pentru e-Learning a unei platforme de tele-
măsurare. De asemenea, se prezintă soluții validate în publicaţii ISI, a se vedea subcapitolul 5.3 și 5.4 ce țin de
măsurarea și optimizarea transferului de date mobil într-o integrare de tele-măsurare pretabilă în Internetul
obiectelor sau de accesul integrat la o platformă de comunicații avansate. Studiul de faţă a fost extins la integrarea
prin ATCA a unui concept de telematică cu posibilă stocare și interpretarea avansată a datelor, ce va fi detaliat în
capitolul 6. Monetizarea acestor servicii M2M este realizată per tranzacție (operaţiune de tele-măsurare), sau per
packet, în condiţii de auditabilitate – elementele de control al politicilor de tarifare și aplicații originale fiind
prezentate în capitolul 6, următor. Rentabilitatea sistemelor M2M pentru IoT va fi astfel demonstrată de lucrările de
tele-măsurare prin intermediul unor rețele sociale, ce permit o completă flexibilitate și rentabilitate pentru
producător (dezvoltator) și pentru operator (administrator).
5.2 Platformă e-Learning bazată pe tele-măsurare
5.2.1 Virtual Electro Laboratory
Unul dintre principalele obiective ale Proiectului Pilot Leonardo da Vinci „Virtual Electro-Lab‖ RO/01/B/
F/PP 141024 a fost de a crea o platformă web (http://vlab.unitbv.ro/velab). Situl pe care l-am dezvoltat este doar o
parte din sistemul de lucru VELab care stă on-line cuasi-permanent (având, pe lângă UPS, şi o capabilitate de
repornire a alimentării în secvenţă controlată, în intervale programate de timp alese statistic).
Figura 5-1. Pagina principală a paginii web VELab cu meniul pentru măsurători Live expandat
Implementarea soluţiei de acces la hardware de la distanță – Versiunea actuală a Virtual Electro Lab
extinde scopul și modalitățile de realizare a unei soluții integrate pentru acces la hardware de la distanță – aşa cum
am arătat, soluţiile pe care le-am dezvoltat aparţin de categoria mai largă Cloud IaaS (Infrastructure as a Service).
Protocoalele de Internet și tehnicile pe care le-am utilizat sunt HTTP, PHP, LabVIEW 6i (6.0.2). Se asigură accesul
prin Internet la diferite clase de DUT electronice: tranzistori cu efect de câmp cu poartă joncţiune şi canal n (N-
JFET), tranzistori cu efect de câmp MOS cu canal p iniţial (enhancement P-MOS-FET ), tranzistori bipolari (BJT),
diode cu siliciu (DSi), diode Zener (DZE).
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
52
Modulul de achiziție/distribuție de date este (DAQ) PCI-6024E-plug-in board de la National Instruments
controlează resursele hardware printr-un banc cu opt relee pilotate de LabVIEW prin portul Centronics LPT1. Situl
web dezvoltat, parte din versiunea curentă a platformei "Virtual Electro-Lab", are menirea de a crea, la nivel Client,
un mediu ușor de utilizat și complet informativ pentru utilizator. Situl web oferă acces de la distanță și
Instrumentele Virtuale oferă accesul fizic în timp real. Accesul poate avea loc și de pe terminale mobile din cele mai
simple, situl oferind și pagini WAP – conforme WML (Wireless Mark-up Language).
Figura 5-2. Arhitectura soluției: Stand (DUT) – Server de stand (”Workbench Computer”) – Server Web
LabVIEW poate comanda plăci DAQ, instrumente compatibile GPIB și orice alte elemente de infrastructură
accesată ca serviciu (DUT/UUT etc). În Figura 5-3 se poate vedea Panoul Frontal al VI de global monitorizare și
control – practic o consolă virtuală ce afișează stimulii prezentați prin intermediul sitului web, rezultatele
măsurătorilor și căile fișierelor generate (fișe de testare etc).
Figura 5-3. Panoul de control (Front Panel) al programului VI de control al instrumentației
5.2.2 Integrarea componentelor Hardware
Bancul de relee – Folosim 6 relee pentru a multiplexa cele două canale DAC spre a trimite stimuli
dispozitivelor testate și 2 relee pentru a permite utilizatorului să selecteze de la distanță sub-categoriile de DUT (de
exemplu, în cadrul sub-categoriei diode, utilizatorul are și posibilitatea de a alege să măsoare dioda simplă cu siliciu
– implicit, sau dioda Zener).
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
53
Figura 5-4. Schema circuitului și bancul de relee implementat
PCI-6024E – Modulul PCI-6024 dispune, prin conectorul I/O, de două canale de ieșire analogică în tensiune
(am optat pentru gama bipolară ±10V). Datele scrise la convertorul digital-analog (DAC) sunt interpretate ca format
complement față de doi. În timpul funcționării normale, o ieșire DAC se va modifica ori de câte ori este actualizată o
nouă valoare digitală.
5.2.3 Logica aplicației în intercomunicarea LabVIEW – website
Aşa cum am arătat, VI LabVIEW rulează pe serverul de stand (Work-Bench Server) care comunică în
Intranet (LAN) cu Serverul WEB ce comunică în Internet (WAN) cu Clienţii aflaţi la distanţă. Avantajul acestei
soluții este limitarea traficului atunci când nu există nici cerere de tele-măsurare (la un minimum necesar de
verificare a lungimii fișierului workbench_dut.txt). În plus, remarcăm simplitatea soluției de tip „telegramă‖
(fără a mai fi necesare rezolvări complicate ale conflictelor de „acces concurent‖): valorile măsurate sunt însoțite de
stimulii (sau de „capul de tabel‖) de la utilizator; în acest fel e imposibilă asocierea greşită a stimulilor trimişi de un
utilizator cu rezultatele măsurărilor cerute de alt utilizator
Terminalele mobile pot fi folosite pentru a accesa în acest mod resursele hardware VELab.
5.3 Performanțele transferului de date mobile pentru tele-măsurare
Figura 5-5. Configurația reală de testare în laboratorul industrial
Am integrat un mediu de testare completă pentru condiționarea – de către rețeaua de comunicații mobile – a
performanțelor tele-măsurării. Am publicat într-o Revistă indexată ISI acest studiu de caz real [82] orientat pe
achiziția datelor cu mare viteză în timp real [83] – reprezentată generic de către un osciloscop digital conectat la
rețele mobile GSM/UMTS [84]-GPRS [85]. Pentru aceasta abordare a fluxurilor de date pentru tele-măsurare am
integrat în laborator o rețea PLMN cu capabilități speciale de monitorizare a traficului și analiză de protocol.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
54
5.3.1 Obiectivul integrării testării mobile
A fost folosită transmisia TCP sau UDP [86]. Elementele de rețea în acest caz sunt împărțite între mediul de
transport de rețea și echipamentul propriu-zis de achiziție de date. Obiectivul acestei cercetări a fost de a identifica
impactul limitărilor tehnice (ale rețelei de transport) asupra performanţelor măsurării de la distanță.
5.3.2 Descrierea sistemului integrat de comunicaţii pentru tele-măsurare
Rețeaua PLMN este în acest caz formată din echipamente de laborator reale, începând cu componente de
rețea de bază: SGSN, MSC (HLR și VLR), GGSN și continuând cu elemente ale reţelei radio GSM/GPRS Enhanced
Radio Access Network.
5.3.2.1 Rețeaua de testare în laborator
Din punct de vedere al accesului radio, transmisia este Up Link (UL) – în cazul în care aceasta este de la
mobil la rețea – și, respectiv, Down Link (DL) – în celălalt sens. În general, măsurile de îmbunătățire a rețelei se
aplică în primul rând la DL, în scopul de a mări lățimea de bandă de download.
Achiziția de date prin osciloscopul digital – Datele au fost achiziționate cu ajutorul unui osciloscop digital
(www.velleman.be) fie prin emulare (cu date generate în modul demo al osciloscopului) fie cu măsurare reală.
Osciloscopul achiziționează un număr reglabil de eșantioane (ale semnalului măsurat) per cadru transmis (buffer-ul
are capacitatea de 200-5000 eșantioane; valoarea implicită este 1000).
5.3.2.2 Transportul TCP/UDP al datelor
În cazul TCP se observă și studiază RTT (Round-Trip Time – timpul de întoarcere). În cazul UDP, am
observat și studiat mai ales fluctuaţiile, reprezentate de varianța intervalului de timp dintre eșantioanele recepţionate.
Acest lucru are un efect similar ca RTT în cazul TCP.
5.3.2.3 Programele Client și Server în scenariul de tele-măsurare
Streaming-ul de date a fost făcut prin TCP sau UDP via PDP (Packet Data Protocol) între terminalul mobil și
PLMN (GGSN) folosind funcţiile LabVIEW pre-definite pentru Transport TCP și UDP.
5.3.3 Metodologia de testare
Accentul acestui studiu detaliat (în laboratorul Hi-Tech de comunicaţii mobile) a fost pus pe capacitățile-
cheie ale rețelei mobile care afectează streaming-ul de date în timp real.
Figura 5-6. Interfața LabVIEW de configurare a programului Client
5.3.3.1 Descărcare datelor (Download)
Descărcare (DL) via TCP - Așa cum este ilustrat în Figura 5-7, la începutul transmisiei, timp de
aproximativ 2s, nu există niciun transfer de date din partea sondei (Server). Acest lucru este cauzat de configurarea
canalelor radio.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
55
Descărcare (DL) via UDP – Umplerea repetată a buffer-ului are efecte vizibile asupra părții de recepţie,
Client. Fluctuaţiile (jitter) sunt în ușoară creștere în acest timp, deoarece pachetele sunt stocate în memoriile tampon
în care petrec un timp relativ mai mare.
5.3.3.2 Încărcarea datelor (Upload)
Încărcare (UL) via TCP – În primul rând lățimea de bandă a fost investigată folosind Jperf/Iperf și
Wireshark, atât la sondă cât și partea de Client. În cazul în care sonda și Clientul sunt ambele mobile, limitările UL
se aplică în ambele cazuri. Lățimea de bandă UL este foarte similară cu lățimea de bandă DL dar proporțional mai
mică. Această observație este valabilă pentru toate măsurătorile de performanță legate de transferul TCP UL.
Figura 5-7. Măsurarea lățimii de bandă în Jperf/Iperf [kbps/s] pentru download TCP la client – 70 kbps/s
Încărcare (UL) via UDP – Lățimea de bandă este, de asemenea, mai întâi investigată folosind Jperf/Iperf
atât la sondă cât și la Client, a se vedea Figura 5-8. Același fenomen poate fi observat şi pentru UDP ca pentru TCP:
buffer-ele de la Server (sondă, „probă‖) se umplu în primă instanţă, iar la golire cauzează un vârf în trafic. Se poate
observa că rețeaua acceptă, totuși, vârfuri foarte scurte de date.
Concluzionând pe marginea acestor considerente tehnice, performanța transmisiei a fost evaluată la nivelele
superioare OSI – nu s-a făcut un studiu direct la nivelele fizice, radio – fenomenele tranzitorii şi limitele de
capacitate la nivelul radio au fost puse în evidenţă indirect, prin efectele lor asupra calităţii unor servicii de
streaming mobil M2M.
Figura 5-8. Măsurarea lățimii de bandă în Jperf/Iperf (kbps/s) pentru upload UDP la sondă – 61 kbps/s
5.3.4 Perspectivele integrării comunicaţiilor M2M mobile în tele-măsurare
Perturbările în rețelele orientate pe pachete (și nu pe conexiune) duc la pierderi și, în cazul retransmisiilor
TCP e afectat Round Trip Time. În cazul UDP, pierderile de pachete sunt fără retransmisie iar în perspectiva
comunicațiilor M2M rămâne sa fie discutate scenariile în care se pune accentul pe viteză (chiar dacă se mai pierd
pachete). Pentru aplicații x2M cu streaming cu date necritice, pierderile de pachete UDP ar putea fi ignorate și s-ar
putea pur și simplu continua cu pachete noi primite – efectul ar putea fi o legătură de ansamblu mai rapidă
noninterlocked (în contrast cu TCP).
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
56
Studiul de caz a alocat aceeași atenție pentru UL ca pentru DL, deoarece piața de telecomunicații mobile
virează de la descărcarea de conținut către furnizarea de conținut, într-un mediu participativ. Din ce în ce mai
mulți operatori 3G vor acorda importanță la streaming de date multimedia, dar, de asemenea, la streaming de date
x2M, așa cum am ilustrat aici.
5.4 Implementarea accesului de la distanță la o platformă de comunicații avansate ATCA
Propunerea de integrare ATCA într-un sistem telematic are în vedere trecerea de la scenarii de e-Learning la
activități de potențare a cercetării aplicative în mediu distribuit.
5.4.1 Capabilitățile platformei
Am pornit de la cele trei părți principale ale învățământului modern tehnologic – simulare, emulare și acces
de la distanță. Având în vedere capacitatea acestor platforme pentru acces multiplexat, acestea sunt ideale pentru
acces concurent în vederea integrării de servicii și învățare directă (hands-on) mai degrabă pentru formare. Am
efectuat un studiu de fezabilitate care a confirmat oportunitatea de a include ATCA într-o configurație de tip IaaS
(Infrastructure-as-a-Service). Provocarea a fost conversia echipamentului proiectat pentru industrie (no down time –
conectare permanentă), într-un sistem de testare cu accesul flexibil la sistem, capacitatea de salvare și restaurare
(backup & restore), scalabilitate HW și controlabilitate detaliată de la distanță.
5.4.2 Integrarea Hardware în perspectiva conexiunii de la distanță
Îmbunătățirea interconectării locale – Arhitectura sistemului pe care l-am integrat este vizibilă în Figura
5-9. Interconectarea prin intermediul stațiilor de lucru tip consolă și printr-un un router wireless, toate accesibile de
la distanță prin Internet (WAN) și având platforma ATCA în Intranet (rețeaua lor locală LAN) este fundamentală
pentru această soluție performantă.
Figura 5-9. Integrarea LAN/WAN a platformei ATCA
Pornirea/oprirea de la distanță – Am conceput o configurație multi-nivel cu un releu electronic cu
comandă optică (preluată de la router), ieșirea optocuplorului fiind în baza unui tranzistor bipolar care comandă un
releu electromecanic ce comandă, la rândul său, un contactor de putere multiplu (și pe fază și pe nul) care leagă
ATCA la rețeaua 220V – 50Hz.
5.4.3 Accesul mobil la platformă
Accesul se poate face individual (o sesiune la un moment dat), dar de oriunde, și prin terminale mobile, vezi
Figura 5-10. Am implementat controlabilitatea platformei local sau de la distanță, practic de pe orice terminal, fix
sau mobil, ilustrând astfel schimbarea paradigmei de acces prezentată în capitolele precedente.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
57
Figura 5-10. Conexiune mobilă (conectare și navigare)
5.4.4 Propunerea unui mod de operare sistolic
Așa cum am arătat, prin soluția descrisă, platforma a căpătat capacitatea de funcționare „sistolică”. Accesul
este ubicuu dar exclusiv, pe baza unui orar convenit.
5.4.5 Perspectiva integrării de servicii IN
Platforma integrată poate fi utilizată pentru soluții avansate de investigare a traficului. Traficul poate fi
emulat (cu modulul FM40 – switch de mare viteză) sau poate fi preluat din exterior, pentru a fi inspectat în timp
real, fără despachetare prin DPI (inspecția profundă a pachetelor). Fluxurile pot fi investigate, fără a fi afectată
integritatea informațiilor transmise – a se vedea Figura 5-11. Această soluție este extinsă în subcapitolul 6.3.
Figura 5-11. Principul de investigare DPI în configurația ATCA integrată
Prin configuraţia integrată, ATCA poate fi utilizată la întreaga capacitate în implementarea de soluții de
livrare de conţinut adaptat la terminal (content to terminal adaption) şi/sau conţinut la cerere (content on demand)
de genul IP-TV, în perspectiva serviciilor cu un grad ridicat de personalizare cu un nivel sporit al QoS pentru
păstrarea clienților (customer retention).
5.5 Concluzii
Soluția telematică implementată de mine în cadrul unui stagiu la Universitatea Tehnică din Atena – Grecia a
fost testată și integrată într-o Rețea Trans-națională Leonardo da Vinci VET-TREND, RO/06/B/F/NT175014 și
funcționează de peste 10 ani în laboratoarele Universității „Transilvania‖ din Brașov. Activitatea de integrare și
dezvoltare în domeniul e-Learning a fost prezentată în cadrul unui simpozion de e-Learning [Bal13]. Rezultatele și
concluziile studiului perfomanței în transferul de date de tele-măsurare prin GSM au fost publicate într-un Jurnal
indexat ISI [Bal2]. Evoluția conceptului și elaborarea măsurătorilor a fost publicată și în volumul unei conferințe
internaționale [Bal10]. Prin integrarea platformei avansate ATCA în vederea accesării ei de la distanţă am realizat o
bază deschisă pentru viitoare proiecte educaționale şi de cercetare în telecomunicații, un puternic sistem mini-
TELCO complet configurabil pe principiile IoT. Integrarea ATCA într-un sistem telematic are în vedere trecerea de
la scenarii de e-Learning la activități pentru prototiparea serviciilor într-un model de platformă IN-SCP. Aceste
rezultate au fost publicate în volumul unei conferințe – Proceedings ISI [Bal4].
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
58
6 Contribuții la dezvoltarea și implementarea controlului Business în
Internetul obiectelor (IoT)
În acest capitol prezint contribuțiile la integrarea infrastructurii distribuite (în IoT – cu accent pe integrarea
cu Smart Grids) prin servicii de telecomunicații mobile, pentru valoare adăugată metodelor de control și operare.
Pornind de la categoria consacrată a aplicaţiilor de tip Twitter am integrat metode de tele-măsurare, punând în
valoare cele mai recente evoluții ale acestor programe în scopul asigurării interacțiunii automate mașină-mașină.
6.1 Scheme colaborative de comunicare mașină-om-mașină
Din punctul de vedere al implementării comunicaţiilor M2M, domeniul de aplicabilitate cel mai important
este Internetul obiectelor – IoT. Studiul nostru de caz, ilustrativ pentru controlul Business în IoT îl reprezintă Smart
Grids (SG). Pe lângă valoarea asociată consumului de electricitate – de utilităţi (în sens mai general), un alt obiectiv
recent în controlul Business este valorificarea „proprietăţii intelectuale‖ şi asigurarea drepturilor de proprietate
intelectuală (Intelectual Property Rights – IPR).
6.1.1 Servicii tipice telecomunicațiilor om-mașină (H2M) și mașină-mașină (M2M)
Comunicațiile H2M și M2M trebuie optimizate în sensul productivității. Optimizarea reţelelor industriale
instituționale sau rezidenţiale și a micro-reţelelor beneficiază de tehnici noi, precum comunicațiile Smart Dust/Smart
Radio. A fost reconsiderat întreg spectrul de operații, începând cu măsurarea inteligentă (Smart Metering) până la
perfecţionarea strategiilor de panificare şi control al proceselor în Cloud.
Comunicațiile H2M & M2M beneficiază tot mai mult de mobilitate, iar dacă adăugăm nivelul superior de
administrare a afacerilor (tip BSS), stiva guvernată m-Business apare precum o pseudo-stivă OSI pentru ‖utilități‖,
precum în Figura 6-1:
Controlul m-Business
Rețeaua de telecomunicații
Rețeaua instrumentală
Rețeaua de utilități
Figura 6-1. Integrarea intra-comunicației și a accesului pe verticală la Smart Grid
Generalizarea Smart Grid – propusă aici ca paradigmă de interconectare H2M & M2M – se înscrie, așadar,
în aceeași tendință a rețelelor sociale cu efect practic, cu participare colaborativă a membrilor comunității.
Modificarea paradigmei producător consumator în una de „inter-flux‖ producător consumator impune
scheme noi de control Business (scheme de tarifare-compensare a plăților ne-efectuate de utilizator, în momentul în
care acesta devine producător).
6.1.1.1 Condiţionarea serviciilor de către infrastructură
Această secţiune, prezintă serviciile cheie vizate de controlul m-Business şi platformele care susţin aceste
servicii din perspectiva TIC (Tehnologia Informaţiei şi a Comunicaţiilor), a se vedea Figura 6-2. Pentru a oferi o
perspectivă concretă, serviciile cheie sunt particularizate în Smart Grids energetice.
6.1.1.2 Serviciile de comunicaţii în Smart Grid
Controlul transmisiei și colectării corecte a acestei informații este realizat prin urmărirea parametrilor ce țin
de QoS (întârzierea de transfer și variația ei, rata de pierderi, frecvența cererilor de retransmisie, timpii de propagare
– care trebuie să fie sub constantele de timp ale echipamentelor), prin prevenirea congestiei, prioritizarea
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
59
conexiunilor cu instrumente și acționări (aferente modelului de clienți cu nevoi critice), scăderea dependenței
sesiunilor de comunicații de modurile de adresare în rețea (de exemplu, de alocarea dinamică sau statică de IP în
cadrul unei sesiuni) și de o serie de vulnerabilități datorate conectivității radio parțiale în cazul mobilității
(compensate de măsuri de securizare a datelor și/sau securizare a canalelor).
Figura 6-2. Servicii şi platforme reprezentative în Smart Grid
6.1.1.3 Integrarea pe verticală a rețelelor de utilități cu cele instrumentale și de comunicații
Obiectivul acestei integrări constă în îmbunătățirea accesului la informația de măsurare și control, din
punctul de vedere al unui utilizator de servicii de telecomunicații. Figura 6-1 ilustrează componentele distincte ale
unui Smart Grid integrat. Componenta smart metering este accesată de rețeaua de telecomunicații intrinsec (în cazul
în care rețelele de transmisie de date telecom sunt folosite pentru transportul datelor colectate de senzori, a se vedea
domeniul. Prin soluții de proximitate – de exemplu, comunicațiile în WSAN între senzori și traductoare inteligente –
se implementează de fapt ”Local IoT” echivalent unui ”Intranet of Things”. În momentul în care echipamentele ce
comunică sunt ambele prelucrătoare de informație avem de-a face cu un caz particular M2M pe care l-am
implementat folosind National Instrument LabVIEW – ca mediu de integrare software al aplicațiilor la nivel
instrumental. În acest capitol detaliem modul în care aplicații pot evolua înspre o arie largă de notificări și control
m-Business ce permit interactivitate sporită și notificări de genul Advise of Use, Advise of restriction sau Advise of
Charge – asupra utilizării și eventualelor restricții – din punct de vedere al controlului Business, inclusiv notificările
asupra tarifării ce urmează a fi aplicate pot genera restricții sau schimbarea dinamică a unor opțiuni, sub controlul
PCRF – Policy Control Resource Functionality – prezentă în rețelele moderne de comunicații mobile.
6.1.2 Paradigma interacțiunii multirol-multinivel în Internetul lucrurilor (IoT)
IoT – Internetul lucrurilor (Internet of Things) se referă la identificarea unică a unui echipament (obiect) și
funcțiile sale virtuale într-o rețea, structura accesului în rețea (protocoale, funcționalitate) fiind similară Internetului.
6.1.2.1 Modelul push-pull (cerere-ofertă) în domeniul M2M
În contextul business din telecomunicații mobile cererea/oferta se pot considera și ca apel/expunere sau
apel/publicare vizibile mai ales în contextul rețelelor sociale. Există o necesitate de conectare/deconectare
(attach/dettach) ce se traduce într-o nevoie de suport, de sprijin, respectiv disponibilitate.
6.1.2.2 Aspecte de reglementare și securitate în IoT
În acest context al creșterii riscurilor și al apariției unei tehnologii disruptive, se pune problema inițierii de
regulamente prin adoptarea de legislație în domeniul Tehnologiei Informației și Comunicațiilor chiar prin creerea
unei carte a Internetului lucrurilor. Propuneri în acest sens există (de exemplu, "IoT bill of rights" [87]) și sunt
centrate în jurul deschiderii în conjuncție cu protejarea datelor personale cu posibilitatea ștergerii din spațiul IoT.
Pentru ca Home IoT să devină fiabil, păstrându-și utilitatea, setul de reguli trebuie să asigure eficiența procesării,
simplitatea accesului și siguranța datelor în domeniul IoT (de exemplu, informații legate de prezența membrilor
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
60
familiei, obiceiuri sociale sau chiar tranzacționale ca lista de cumpărături, date personale – adresă, grup de vârstă,
educație, dar și date financiar bancare). Utilizatorii fiind permanent conectați, cross-medium, la nivel aplicativ prin
intermediul terminalelor mobile, traficul a cunoscut o creștere exponențială la nivel de semnalizare și date. Canalele
de semnalizare, nu numai cele de date pot fi afectate de congestie. Controlul serviciului în vederea întâmpinării
acestui aspect poate duce la noi posibilități de tarifare transparente (de exemplu, apare conceptul de monetizare în
Cloud).
6.1.2.3 Monetizarea IoT și a traficului M2M
Monetizarea traficului între obiectele Internetului lucrurilor este posibilă. Managementul informației în
mediul IoT este similar PCRF (Policy and Charging Rules Function) din modelul arhitectural al rețelelor definit în
3GPP Policy Charging Control (PCC), utilizat în IMS, a se vedea capitolul 2.1.2. legat de teleservicii. PCRF poate
fi folosit pentru a monetiza traficul de date (de exemplu, distribuitorii de servicii Internet pot folosi PCRF to pentru
taxarea abonaților în funcție de volum de date , lățimea de bandă a aplicațiilor folosite, garanții QoS sau pentru a
bloca accesul în roaming sau limitarea benzii în momente de congestie). Această strategie poate fi extrapolată către
contorizarea în funcție de aplicațiile folosite, implicit de informația de măsurare transportată, pentru a trece de la
monetizarea conectivității (conexiunii) la managementul obiectelor, a partenerilor, a aplicației, analizei de date.
Figura 6-3. Repoziționarea componentelor din lanțul telecomunicațiilor (sursa: zte.com.cn)
În noua arhitectură IMS monetizarea poate fi implementată prin intermediul DPI (Deep Packet Inspection) –
a se vedea sub-capitolul 6.3. Servicii ca diferențierea între trafic HTTP sau P2P sunt realizate prin inspecția la
nivelurile L3-L7 ale stivei de protocoale OSI. Monetizarea este posibilă datorită noilor echipamente axate pe DPI și
PCRF livrate de către producătorii de echipamente de rețea – NEP (Network Equipment Providers). Punctele forte
ale acestor echipamente capabile de DPI (Deep Packet Inspection) sunt: garantarea de bandă pentru M2M,
capabilități la nivelul canalului de transport (from dumb pipe to smart pipe) în vederea contracarării traficului OTT
embedded și, nu în ultimul rând, pentru monetizare. Din punctul de vedere al securității, DPI este singura tehnologie
disponibilă in prezent capabilă să ofere securitatea traficului IP la rate tot mai mari pe care le are traficul. DPI dă
operatorilor posibilitatea colectării datelor și filtrării acestora. Odată DPI integrat în transferurile de date M2M
acestea pot fi auto-suficiente.
6.1.2.4 Ușurința implementării IoT
În schema colaborativă de implementare popularizarea aplicațiilor IoT este susținută prin sisteme Home IoT
(domotică). Cazul este similar paradigmei aplicaționale pe care o identificăm în utilizarea terminalelor mobile
avansate utilizate în primă instanță pentru info-tainment. Implementarea sistemului cu componente disponibile pe
piață, lucru ce duce la costul redus de producție și prețul redus la achiziție.
Din punct de vedere industrial, implementări practice se orientează înspre urmărirea în timp real,
identificarea poziționării geografice, analiza (telemetria) și intervenția de la distanță a echipamentelor de producție
în industria energetică, de autovehicule și cea medicală. Industria medicală realizează transferul către IoT datorită
faptului că dispozitivele medicale transmit date automat pentru control și acțiune în cazul unei probleme.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
61
6.1.3 Monitorizarea în modelul bilateral de producție-consum
Noua paradigmă de tarifare reflectă principiile solidarității și ale sinergiei (consumul comun este eficientizat
– scopul fiind eliminarea pierderilor în sistem – și suma acțiunilor în comun este mai mare decât suma acțiunilor
părților). Contribuția în cadrul „norului informațional‖ este ceea ce deosebește imaginea globalizării economice de
cea informațională. Avantajul se găsește tocmai în cuantificarea oricărui mic efort contributiv – recompensa poate fi
cuantificată.
Figura 6-4. Interacțiunea multirol-multinivel în Internetul lucrurilor (sursa: Cisco)
Un modelul participativ cu valoare adăugată îl constituie editarea colaborativă (collaborative editing) în care
mai multe persoane contribuie la dezvoltarea produsului final (în paralel sau secvențial). Cuantificarea traficului
M2M și problema stocării energiei solare sunt rezolvabile prin monetizare și prin inovații legate de transportul și
utilizarea energiei (de exemplu, conectorul USB PD – USB Power Delivery – ce poate negocia nivelul de putere
între dispozitivele conectate. Ar putea fi folosit pentru alimentarea cu energie pe scară largă în industria electronică
și de asemenea pentru a elimina nevoia conversiei AC-DC în momentul alimentării, din moment ce energia solară
DC poate fi livrată direct echipamentelor electronice) [88].
6.1.4 Provocări ale sistemului colaborativ și soluții specifice
Sistemul colaborativ corespunde cerințelor personale și sociale și este în strânsă legătură cu eficientizarea și
minimizarea amprentei de carbon, putând fi pus în aplicare datorită inovațiilor tehnologice. Există provocări legate
de riscurile de interconectare și respectare a datelor personale, proprietatea intelectuală asupra informației
distribuite, aspecte de reputație, nivele de încredere în rețea, calitatea serviciului și a interacțiunii – QoE (Quality of
Experience), controlul politicilor de tarifare și administrare în cadrul rețelei (a se vedea PCRF).
Aspecte de reputație, proprietate intelectuală și securitate a datelor personale sunt ridicate de sistemul
colaborativ în contextul accesului facil și neîngrădit la o platformă de comunicație. O definiție a contribuției
colaborative susține unirea pe orizontală a mai multor activități conexe sau neconexe prin coordonarea acestora prin
mediul mobil, de exemplu, domeniul bancar cu comercianți sau cu producători. Rapiditatea comunicării reduce
timpii de derulare a afacerilor și îndepărtează restricțiile ducând la valoare adăugată produsului final. Prin
încorporarea de tehnologie, putem avansa înspre un sistem comunicațional comun, rezultatul fiind un sistem de
comunicare electronic similar unui stup. Scopul final este ca valoarea (V) a sistemului final rezultat în cadrul
colaborării să corespundă numărului (n) de persoane conectate. Metodele noi de comunicare instant asigură din
punct de vedere această posibilitate, grupurile de persoane putând interacționa electronic om-mașină și mașină-om-
mașină.
6.2 Integrarea infrastructurii distribuite prin rețele sociale
6.2.1 Utilizarea rețelelor sociale ca mediu pentru monitorizare și control de la distanță
Folosind elemente din cercetarea Sistemelor Informaționale în teoria rețelelor sociale (Social Networks
Theory), acestea sunt descrise ca număr de noduri și inter-conexiuni, cu diferite valori ale puterii conexiunilor,
definind așadar rețeaua socială după principii informaționale de analiză și teorie a rețelei.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
62
Pentru validitatea rețelelor sociale (a se vedea subcapitolele 3.4.2 și 4.2.1 legate de perspectiva contribuției
colaborative și de rolul rețelelor sociale în implementarea sistemelor colaborative din punct de vedere tehnic)
reținem Legea lui Metcalfe ce dă valoarea unei rețele (V) ca pătratul numărului membrilor săi (n): V = n2.
Recomandarea clară a studiilor în comerțul online a fost urmată de toate firmele și operațiunile online ce depind de
percepția publică în aceeași măsură ca de calitatea produselor (de exemplu, retail, alimentație publică). Acest model
de afacere este extrem de important în țările cu economie emergentă, în lipsa altei infrastructuri de informare sau a
decredibilizării canalelor clasice.
Figura 6-5. Integrarea instrumentației de măsurare în scheme colaborative sociale
Am propus următoarea schemă de integrare conceptuală, prin mecanisme colaborative, a reţelelor
instrumentale, reţelelor sociale şi reţelelor de comunicaţii, a se vedea Figura 6-5. În mod practic, rețelele sociale și
accesul mobil implementează Internetul obiectelor IoT.
6.2.2 Implementarea cu XMPP a interacțiunii mașină-om-mașină
XMPP - eXtensible Messaging and Presence Protocol este, practic, cel mai răspândit protocol de mesagerie
instant (IM – Instant Messaging) fiind asociat cu un sistem deschis de servicii, iniţiativa Jabber (jabber.org).
.
Figura 6-6. Terminal de tip client Smack, care rulează instrumentul virtual conectat la NI USB DAQ 6215
Am folosit mini-sistemele de achiziții de date NI USB DAQ 6008 și 6215, a se vedea Figura 6-6, în cadrul
unor scenarii pentru demonstratorul bazat pe LabVIEW, bazate pe aceeași secvență de operații.
Figura 6-7. Bucla telematică implementată ca extensie XMPP pentru LabVIEW
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
63
Sisteme de achiziție (daq) și acționare (actuator) sunt partenere (online friends) – ferestre de stare a clienților
Spark (la partea superioară) și ferestre de dialog (la partea inferioară): chat privind sinteza (comenzile de acționare)
și chat privind analiza (datele achiziționate). Pentru integrarea Spark-LabVIEW sunt suficiente procesări simple de
șiruri alfanumerice (strings) preluate din fișierele XML – proceduri de parsing. Pentru integrarea LabVIEW cu
clientul instrumental Smack, accesarea directă a totalității informațiilor vehiculate e imposibilă exclusiv prin citiri
din sau scrieri în fișiere. Utilizarea XMPP și SNMP într-un cadru integrat, inovativ pentru realizarea unei aplicaţii
pentru managementul de reţea poate duce la un mecanism de publicare a prezenţei şi disponibilităţii echipamentelor
de comutaţie în vederea monitorizării acestora.
Figura 6-8. Implementarea comenzilor XMPP pe baza clientului instrumental Smack programat în Java – scenariu de
control automat (de către actuatoare) al parametrilor de climatizare (presiune, temperatură, umiditate) pe baza tele-
monitorizării prin sisteme de achiziţie de date dotate cu senzori şi traductoare.
6.2.3 Telematică prin rețeaua socială Twitter
Această soluţie contribuie la integrarea de instrumente de la distanță în „comunități sociale‖. Implementările
sunt bazate pe sisteme hardware National Instruments (NI) de achiziție și distribuție de date și pe mediul software-ul
NI pentru agregarea la nivel local și de la distanță a resurselor. Instrumentație virtuală (VI) NI LabVIEW rulează
pentru a gestiona "things that tweet" – obiecte care trimit mesaje Twitter – în sistemele populare de rețele sociale pe
care le-am extins la Internetul obiectelor (IoT) [89].
6.2.3.1 Agregarea în comunități de instrumentație
Scopul principal a fost proiectarea unui protocol de comunicare generic, independent de infrastructură care să
permită crearea de comunități de instrumentație. Am identificat Twitter ca rețeaua socială ce poate susține această
implementare și RESTful Application Programming Interface corespunzătoare (API) drept candidați potriviți pentru
a satisface aceste condiții combinate de confort și accesibilitate. În scopul de a valida această soluție am integrat o
configurație de măsurare simplă într-o rețea socială de tip Twitter, SuperTweet sau Dweet. Baza de dezvoltare a fost
oferită de National Instruments –pentru colectarea datelor de la senzori, procesare și tele-transmisie și (simetric față
de procedura de analiză), decizia și acționarea (cu „actuatoare‖) – procedura de sinteză.
6.2.3.2 Designul interacțiunii x2M
Metodele SuperTweet (de control) pot fi invocate de la distanță, prin intermediul API, fiind integrabile în
programe locale (principalul VI, în cazul nostru) – pe principiul Cloud – SaaS (Software as a Service). API-urile
disponibile în rețeaua SuperTweet permit rularea de simple aplicații „tweeting― care pot fi, de asemenea, utilizate cu
sisteme embedded, cum ar fi aparate de complexitate redusă, ca de exemplu Lantronix XPort "Embedded Web-
Server" [90], adăugând funcționalitate minimă de telecomunicații la senzori inteligenți și traductoare.
6.2.3.3 Validarea conceptului și testarea
Pentru punerea în aplicare a acestui concept, am folosit sistemul multifuncțional low-cost DAQ NI USB-
6008 [91] (a se vedea Figura 6-9, dreapta). Identitatea logică vizibilă în comunitatea de instrumentație NI MAX,
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
64
categoria Devices and Interfaces, este Dev1; acesta este un nume de utilizator (și un avatar asociat cu rolul în
rețeaua socială). Capabilitățile Dev1 sunt mediate de către setul de drivere NI-DAQmx și agregate de NI MAX în
grupul de software. Acest lucru înseamnă că sistemul DAQ poate fi accesat în rețea în configurație push-pull.
Ca urmare a medierii NI MAX NI DAQmx ca facilitator – moderator – de rețea socială, serviciul de
instrumentaţie poate fi construit prin LabVIEW aproape transparent – fără controale detaliate și foarte specifice
pentru hardware-ul DAQ (cum era nevoie la versiunile anterioare ale LabVIEW) [92].
Figura 6-9. Configuraţia simplă a demonstratorului
(NI USB-6008 cu LED-uri albastre/roșii, senzor LM35, Baterie de 9V)
6.2.3.4 Colectarea de măsurători și transmisia de mesaje tweet
În vederea monitorizării și controlului, ecranul panoului conține temperatura măsurată, în format digital și
analogic, precum și mesajele HTTP POST (trimise) care ar vor genera mesajele Twitter.
Principalele componente de instrumentație virtuală ale acestui VI sunt: DAQ Assistant.vi – un set specific de
funcții și controale; Dynamic data converter.vi – din Asistentul DAQ; Trim Whitespace.vi – elimină orice caractere
goale (de exemplu, spațiu, tab, sfârșit de linie), pe baza whitespace.ctl.
Figura 6-10. Afișarea mesajelor tweet (trimise de VI) în panoul Twitter (timeline)
După cum se vede în Figura 6-10, mesajele tweets care ajung de la instrumentaţie la serverele Twitter pot fi
afișate secvențial. Mesajele sunt complet personalizate, inclusiv imaginea de avatar pentru trimiterea emulată a
contului IMVA_TWT. Versiunea principală care conține parametrii de autentificare fixă și preambulul fix poate fi
programată pentru trimiterea de tweets periodice. Instrumentația virtuală permite nu numai comunicarea M2M
directă pentru transmitere de măsurări, de stări și comenzi pentru o gamă largă de scenarii de control în IoT, dar
poate, de asemenea, închide bucla de telematică achiziție-acționare – în acest studiu de caz, am programat praguri
de alarmă fixe pentru temperatură, rezultând controale binare on/off de control posibile pentru sisteme de încălzire
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
65
sau de răcire. Aceste controale sunt emulate prin LED-uri roșii și albastre care nu pornesc în intervalul programat de
temperaturi, asigurând, de asemenea, un histerezis.
O soluție bazată pe instrumentele curl menționate mai sus, care este aparent simplu, dar indirect, folosind
software suplimentar unde M:\curl> este, în exemplul nostru, calea către fișierul executabil curl.
Pentru a utiliza ușor aplicații IoT dedicate "things that dweet" (direct tweeting/data tweeting), metodele
Twitter sau SuperTweet pot fi, de asemenea, înlocuite cu soluții recente online de la terți, cum ar fi Dweet [93].
D:\cURL> curl –k https://dweet.io/get/latest/dweet/for/IMVA_DWT{"this":"succeeded","by":
"getting","the":"dweets","with":[{"thing":"IMVA_DWT","created":"2014-0520T15:59:42", "content":
{"Temperatura":"27.4C", "foo":"bar"}}]}
6.2.3.5 Implementarea protocolului de securitate OAuth
Prima abordare a acestei soluții directe (fără a implica „terțe părți‖) este utilizareaa directivelor curl. În
comparație cu directivele anterioare ale Read Status. Recent a aparut "i3 Twitter Toolkit pentru LabVIEW" [94] ce
utilizează numai OAuth (versiunea 1.0a) "i3 OAuth Toolkit pentru LabVIEW". Acesta susține în principal formatul
de date JSON (cu un "i3 JSON Toolkit pentru LabVIEW"). Se poate invoca orice Twitter API v.1.1 și se oferă
funcționalități pentru a posta, citi tweets de la utilizator sau pentru a cauta în mesaje tweets bazat pe criterii definite.
Aceste soluții aparțin i3 "Interactive Internet Interfaces" din versiunile recente LabVIEW. După integrarea simplă și
directă (prin curl și sub-VI-ul SysExec) a OAuth cu demonstratorul telematic, o abordare directă se bazează pe
același principiu de procesare de text (segmentare, analiză etc) cu ajutorul bibliotecii i3-Twitter.lvlib disponibilă în
LabVIEV.
Figura 6-11. Panoul și Diagrama pentru postarea unui mesaj tweet - urmate de verificarea cronologiei Twitter prin
actualizarea cu textul „Testarea noilor capabilități”
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
66
6.2.3.6 Propuneri de dezvoltări în cadrul x2M
Soluțiile implementate reprezintă o contribuția la integrarea sistemelor instrumentale distribuite în IoT, prin
rețele sociale precum Twitter, pentru comunicare asincronă – aproape de paradigma Smart Dust. Orice mașină
conectată la Internet poate trimite tweets, în scopul de a difuza mesaje specifice unui proces, prin Cloud.
Dezvoltarea viitoare de comunicații M2M în IoT va permite integrarea cu succes a aplicațiilor industriale și de uz
casnic (domotics). Asemenea metode de interacțiune am propus în virtutea paradigmei aplicaționale în capitolul 4
dar și în capitolul 6, curent.
6.3 Analiza fluxului de date M2M pe platforma ATCA
Platforma ATCA este nativ potrivită pentru rețele de trafic datorită arhitecturii PIGMG (PCI Industrial
Computers Manufactures Group) având o lățime de bandă de 40 Gbps după cum am arătat și în subcapitolele
precedente 3.5.3 și 5.4, referitoare la integrarea platformei pe principiile rețelelor inteligente IN și a integrării HW și
SW a acesteia în vederea accesului de la distanță. În acest scop, am creat, de asemenea, separat, un mediu de
dezvoltare și testare. Prin aceasta am urmărit implementarea unui proces industrial real de proiectare și testare în
vederea validării aplicațiilor prin servicii complete.
Figura 6-12. Vedere generală a standului ATCA utilizat
6.3.1 Posibilități de conectare și testare
Capabilități M2M DPI. Soluţia dezvoltată şi implementată a urmărit identifica fluxurilor de date M2M (de
exemplu streaming DSTP – Data Socket Transfer Protocol) în interiorul unei capturi de date generale, alături de alte
protocoalele transmise concomitent – fluxuri TCP etc. Am generat fluxurile mixte, le-am captat într-un fișier pe care
l-am supus analizei pe emulator şi, apoi, direct cu aplicația DPI. Pentru acest scop, am integrat un mediu de
configurare, dezvoltare şi testare. Ca sistem de lucru am folosit platforma ATCA SH61 40G de la
Radisys/Continuous Computing, a se vedea Figura 6-12.
Crearea mediului de testare. Mediul simulat conține următoarele componente: Versiunea de software SDK
RMI – este nevoie de cross-compilare pe procesoarele MIPS XLR 732 produse de RMI/NetLogic/Broadcom folosite
pe PP50; Simulator XLR pentru PP50 – utilizat pentru a încărca, rula și testa aplicațiile; „Pretender‖ – software
software care alimentează cu pachete direct interfețele GMAC ale plăcii PP50; Eclipse IDE (Integrated
Development Environment) – folosit pentru a dezvolta iniţial aplicațiile, în limbajul de programare C
6.3.2 Utilizarea mediului simulat în testare
Traseul fluxului de date în arhitectura ATCA PP50. Interfața de memorie partajată este responsabilă cu
stocarea de pachete. După încărcarea Linux a aplicațiilor, userapp ordonă executarea lor, prin intermediul RMIOS.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
67
Pentru a putea analiza și a inspecta pachete (DPI), trebuie identificate măștile în interiorul antetelor IP, care sunt
stocate în memorie.
Mai multe concepte cheie sunt relevante în descrierea DPI de mare viteză furnizate de ATCA: bkt -> bucket,
msgrng_wait -> iniţializare ring (inel de mesaje) utilizat atunci când un pachet se potriveşte cu măștile. Programul
va rula în buclă (for) și va citi mesajele de intrare de pe inel (ring) cât timp sunt furnizate mesaje.
Colectarea și furnizarea de date reale pentru prelucrare. DSTP pe portul 3015 reprezintă protocol special
al National Instruments utilizat pentru transmisiile de date de măsurare și este printre cele mai potrivite pentru
implementări M2M. Se poate face generarea unui fișier de dump pcap cu ajutorul Wireshark, care conține un flux
DSTP sau utilizarea instrumentului Pretender mai sus-menționat, care este prevăzut cu SDK pentru alimentare de
trafic la interfețele GMAC.
Figura 6-13. Captură LabWindows DSTP - Server/Writer ca Stream/Fișier și Citire
6.3.3 Dezvoltarea de aplicații în simulator
Dezvoltarea și testarea de aplicații reale pentru M2M pe PP50. Utilizând Eclipse IDE pentru
programarea de servicii în C, am beneficiat de modele de cod DPI și exemple complete. Am adaptat un astfel de
model pentru utilizarea practică în filtrarea de pachete DSTP (extragerea de fluxuri M2M dintr-un streaming mixt).
Intrare din flux de date. Pentru a valida cererile, am folosit pentru testare intrările de flux. Am lansat
cererea de pe această intrare de streaming de pe eth0 interfață locală. Intrare din fișier. Prin furnizarea cererii cu un
dumpfile pentru analiză validăm, de asemenea, modul de funcționare off-line a integrării.
Din acest moment, există mai multe modalități de alimentare cu informații off-line a aplicației. Din moment
ce Pretender folosește fișierul implicit rxPktFilegmac0 pentru provizionarea interfaței gmac0 eforturile au constat în
popularea acestui fișier cu date din fluxul supus investigației.
6.3.4 Procesarea de pachete pe platforma ATCA 40G
Modul de lucru și exemple. După dezvoltare, testare și validare în mediul simulat, am executat aplicația pe
echipamentul real. Datorită conexiunii la distanță, cererea trebuie să fie copiată din mediul simulat (de exemplu,
dezvoltarea se poate face pe orice PC) la computerul banc de lucru (consola conectată la platforma ATCA, a se
vedea). Numai după aceea aplicația poate fi copiată prin tftps la placa PP50 și va fi executat. Configurarea interfeței
de copiere la distanță înseamnă atribuirea gmac0 (eth0 sub Linux) unui IP valid pentru comunicare: 192.168.1.147.
Urmând standardele existente în producție, am alocat IP-urile în sub-domenii, separând traficul de date de
management. Copierea compilării programului (PacketClassifier) se face prin comanda tftpc.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
68
6.3.5 Oportunități de extindere și monetizare
Am propus ca integrarea ATCA să poate fi folosită pentru a simplifica activitatea operațională pe acest tip de
platformă și a satisface cererea de specializare, prin utilizarea acesteia într-un mod sistolic de operare, atât pentru
dezvoltare cât și în scop didactic.
Figura 6-14. Execuția aplicației pe platforma ATCA prin acces de la distanță (Tftpd32)
6.4 Concluzii
Soluţiile dezvoltate, implementate şi testate constituie contribuții la agregarea instrumentației de măsurare
prin intermediul rețelelor sociale. Am validat aceste soluții în IoT folosind platformele sociale consolidate, cum ar fi
Twitter pentru comunicarea asincronă în sisteme distribuite instrumentale. Acest tip de aplicație conține senzori
embedded, amintind de capabilitățile inteligente distribuite din Smart Dust.
Figura 6-15. Contribuțiile capitolelor 5 și 6 în cadrul
modelului de management al rețelelor de comunicații
Potrivit modelului de management al rețelelor de comunicații mobile prin contribuțiile prezentate în
capitolele 5 și 6 ne înscriem în nivelul superior al managementului afacerilor datorită implementării și propunerilor
realizate în domeniul transferurilor monetare și al monetizării tranzacțiilor în fluxuri de date industriale, a se vedea
Figura 6-15. Captarea potențialului rețelelor sociale a fost publicată într-un Jurnal indexat ISI [Bal1]. Activitatea de
cercetare în domeniul utilizării platformei ATCA drept „fabrică de servicii‖ în domeniul investigării de pachete în
perspectiva monetizării transferurilor de date și a tranzacțiilor efectuate în rețea a fost publicată printr-un articol într-
o publicație clasificată B+ de CNCSIS [Bal6] și în cadrul unor conferințe internaționale [Bal8] [Bal12].
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
69
7 Concluzii și contribuții originale
Mobilitatea și conceptul de roaming au o largă acoperire, ce include și aspecte legale și financiare – serviciile
și sesiunile de servire se pot păstra la trecerea între sisteme mari, eterogene – la trecerea dintr-o țară în alta, dintr-o
zonă de administrație juridică în alta sau la trecerea dintr-o sub-rețea în alta, multi-modal, transparent pentru
utilizator, complet înregistrat și auditabil.
În ce privește comunicațiile om-mașină (H2M) și mașină-mașină (M2M) care vin să completeze
comunicațiile om-la-om (H2H), perspectiva pe care am propus-o în lucrarea de față a beneficiat de modelele
consacrate ale controlului prin stare, ale mașinilor algoritmice de stare, automate cu stări finite între care tranzițiile
sunt declanșate de evenimente – modelele atât de răspândit ale controlului pe bază de întreruperi.
Esențială este contorizarea inteligentă, înregistrarea permanentă de timpi/durate, volum, și alte resurse
alocate unui apel sau sesiuni sau doar rezervate (chiar dacă nu sunt direct sau complet utilizate). Acesta este un
mecanism esențialmente Business de micro-taxare (charging) care, proiectat peste un sistem de tarifare, să ducă la
un mecanism de facturare (billing).
De asemenea, un aspect important al cercetărilor mele a fost legat de economiile emergente, în care am avut
șansa unui studiu îndelungat, la fața locului, la mari operatori de telecomunicații din mai multe țări aflate în curs de
dezvoltare, de pe mai multe continente. În această perspectivă originală am prezentat Modelele Business – inclusiv
sub aspect evolutiv, ca modele de creștere (o extensie care include modelele ciclului de viață al serviciilor):
presiunea schimbării vine adesea dinspre cei fără posibilități și neacoperiți de servicii financiar-bancare clasice.
Ingeniozitatea soluțiilor ce vin de jos în sus, dinspre țările cu probleme de dezvoltare către marile puteri financiar-
bancare și organismele supra-statale de reglementare, constituie o nouă direcție de urmat pentru opratori și
instituțiile financiar-bancare consacrate. Așteptările utilizatorilor, mai ales în piețele mergente, constituie așadar
oportunități de implementare a serviciilor.
Una din contribuțiile m-Business – pe care am propus-o, dezvoltat-o și testat-o complet într-o rețea de
producție de comunicații mobile a unui operator dintr-o țară în curs de dezvoltare – vizează tocmai o astfel de
abordare specială, centrată pe agentul comercial (dealer) care joacă un rol aparte (mult diferit de cel obișnuit în
țările europene) ca persoană juridică esențială în ofertarea-contractarea-personalizarea și consultanța din servicii.
Figura 7-1. Harta contribuțiilor originale în modelul managementului rețelei de comunicații mobile
Perspectiva m-Business pe care am propus-o în lucrare mi-a permis să evidențiez (și să justific tehnologic)
un alt aspect: o presiune similară, de cele mai multe ori inovativă, pentru lansarea unor noi servicii, poate veni nu
de la experții în tehnologie și de la cei mai buni dezvoltatori software ci de la înșiși potențialii utilizatori care sunt
mai aproape nu doar de infrastructura care asigură un serviciu ci chiar de utilitatea, aplicabilitatea directă, de
cunoașterea procesului țintă, a contextului socio-cultural, mai aproape de oportunitatea de afaceri – Business Case.
Această importantă premisă pentru controlul m-Business al comunicațiilor (H2H, H2M, M2M) – o adevărată
liberalizare/democratizare a inovării, dezvoltării, configurării, administrării, exploatării și scoaterii din uz a
serviciilor – e reprezentată de Rețelele Inteligente de Comunicații care, prin însăși separarea maximală a nivelelor
client-server-manager de resurse, în deplină interoperabilitate, asigură și beneficiarilor (persoane juridice sau chiar
persoane fizice – mult peste actuala configurare de extra-opțiuni cu USSD) posibilitatea de a participa la cât mai
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
70
multe din deciziile asupra serviciilor care, până nu demult, erau rezervate doar producătorilor, deținătorilor sau
operatorilor de sisteme de comunicații.
Similar cu cei sus-menționați – împinși de necesitate către soluții uneori spectaculos de simple și eficiente –
au fost totdeauna pro-activi în Rețelele Inteligente tinerii, cu entuziasmul lor (și, implicit, receptivitatea mai mare la
noutatea tehnologică) și vivacitatea lor care a dus la soluții nebănuite pentru agrement/jocuri și streaming
multimedia, ca și pentru socializare, a se vedea modelele preluate și în comunicațiile x2M și contribuțiile prezentate
în capitolul 6.
Principalele concluzii și contribuții originale grupate pe capitole sunt prezentate sinoptic în Figura 7-1. Am
marcat cele mai importante contribuții cu © iar cu ® am evidențiat Revistele din ISI (International Scientific Index)
în care am publicat o parte din rezultatele științifice cuprinse în această teză de doctorat.
Așa cum am arătat încă din Capitolul 1, introductiv, o primă categorie de contribuții a vizat independența de
poziție – a clientului (om sau mașină, relocat sau mobil) și a resursei accesate, de exemplu, stand industrial sau
obiect supus testării (DUT – Device Under Test, UUT – Unit Under Test). Am considerat accesul la resurse ca o
generalizare care să includă accesul la un server (așadar o accepțiune mai largă a relației client-server, mai potrivită
pentru asigurarea serviciilor în Cloud).
Obiectivele cercetării au vizat accesul de la distanță la infrastructura industrială și ca premisă pentru tele-
măsurare/smart metering, dar și ca premisă m-Business pentru a spori valoarea de întrebuințare a resurselor High-
Tech prin democratizarea (liberalizarea) și multiplexarea accesului, vizând publicarea resurselor.
În cadrul capitolului 1 am introdus termenii conceptuali și de lucru ai activității de cercetare, scopul
prezentării fiind acela de a stabili în mod ne-echivoc semnificația acestora în cadrul lucrării, de exemplu, pentru
termenii de monetizare, m-Business, disruptivitate sau singularitate tehnologică.
Capitolul 2 e dedicat clasificării tehnologiilor de acces în telecomunicații mobile și dinamicii implementării
standardelor și serviciilor, scopul fiind stabilirea de legături, într-o imagine clară, între activitatea de standardizare și
implementare. Observarea inter-dependenței dintre reglementare, inovație și presiunea pieței furnizează informații
majore necesare pentru stabilirea unei oferte de servicii și pentru demararea implementării de noi aplicații.
Folosindu-ne de acest tip de observații, am contribuit la accesarea informațiilor monetare printr-o aplicație mobilă,
descrisă în cadrul capitolului 4.
Prezentarea din perspectiva serviciilor a tehnologiilor de acces a permis organizarea acestora ca serviciu,
-a-a-S (as-a-Service) în perspectiva X-a-a-S, „totul ca serviciu”. În cadrul acestui capitol am prezentat modelul
BSS (Business Support Systems) – deja existent în telecomunicații mobile. Pe principiul BSS, am făcut propuneri
practice de eficientizare a operațiunilor monetare și de orientare a aplicațiilor pe tranzacție. Prin studiul rețelelor de
telecomunicații mobile și a evoluției acestora, am identificat un nivel superior, separat față de cel inferior de transfer
de date, ce poate fi utilizat pentru transportul de informație monetară. În acest fel se poate realiza monetizarea
implicită a transferurilor de informație x2M, în mod automat, cu beneficii de auditabilitate și cuantificare a
informației în contextul extinderii interconectivității la un număr foarte mare de dispozitive.
Am propus un punct de vedere original: piețele emergente aduc o altă problematică ce permite studii de caz
și dezvoltarea unor soluții diferite de cele din piețele consacrate și saturate. Utilizarea terminalelor mobile avansate
are un potențial efect disruptiv în raport cu modelele tradiționale de creștere. Am identificat riscul decalajului digital
(pe alocuri chiar „analfabetism digital”) ce întăreşte nevoia de noi servicii și de livrare a lor cât mai rapidă. Cadrul
actual este unul în care apariția și schimbarea tehnologiilor are loc înainte ca operatorii să poată implementa
serviciile pe scară largă.
Capitolul 3 e dedicat prezentării modelelor de dezvoltare a serviciilor în telecomunicaţii mobile în contextul
actual, justificând în acest fel activitatea de cercetare și integrare a platformei ATCA în cadrul unei arhitecturi pe
baza principiilor Rețelelor Inteligente (IN). Am arătat că viteza de implementare a serviciilor în acest moment e
rezultatul direct al accelerării inovației la nivelul aplicațiilor – o direcţie care nu poate decât să continue. Am
discutat o serie de limitări (în contextul Legii lui Moore sau Teoremei lui Shannon) care dau imaginea unei posibile
schimbări de paradigmă, contribuind la eventualitatea singularității tehnologice în momentul auto-îmbunătățirii
tehnicii de calcul.
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
71
Așteptările utilizatorilor, mai ales în piețele emergente, constituie tot atâtea oportunități de implementare a
serviciilor. Comerțul mobil (m-Commerce) e susținut de dezvoltarea de aplicații ce beneficiază de proliferarea
terminalelor mobile avansate (smartphones). Am denumit această evoluție ca noua paradigmă aplicațională,
ilustrată în capitolul 4 printr-o contribuție practică originală.
© În cadrul Echipei de Rețele Inteligente de la Centrul de cercetare C13 din Institutului PRO-DD al
Universității Transilvania din Brașov am instalat platforma de comunicații ATCA și am realizat integrarea sub-
sistemelor de control (FlexCore Shelf Manager), comutație (FM40), calcul (XE80), procesare de pachete (PP50) și
procesare digitală de semnale (DSP-TI9100). Prin această integrarea, platforma ATCA a devenit integrabilă ca
serviciu, ATCA-a-a-S.
Cpitolul 4 e dedicat tranzacțiilor monetare și controlului serviciilor financiare mobile.
© Pentru validarea soluțiilor propuse am testat în condiții de laborator un sistem de reîncărcare mobilă real,
destinat telecom-VAS. Am implementat mediul de testare pentru trafic maxim (load & stress) pe oră rezultând mici
variații ale performanței, sau teste de lungă durată cu evidențierea variațiilor și erorilor datorate mediului de testare.
Optimizările rezultate au fost la nivel de parametrizare (msg queue etc) acesta constituind un studiu de caz SaaS.
Am evidențiat impactul major din punct de vedere cultural și tehnic al controlului m-Business, manifestat în
mod diferit, atât în economiile emergente cât și în cele avansate. Pentru a ilustra acest lucru am folosit teorii de
cercetare a sistemelor informaționale (IS – Information Systems), din teoria dimensiunilor culturale și din
comunicarea inter-culturală.
© Am denumit acest procedeu de identificare metodologia LOCALE pentru identificarea caracteristicilor
economice și sociale ale unei piețe sau regiuni geografice în vederea stabilirii abordării tehnologice propice de
implementare a serviciilor monetare mobile. Am efectuat studii și observații la fața locului în mai multe țări ce se
înscriu în descrierea de economii emergente, aflate pe mai multe continente.
© Am dezvoltat o aplicație (denumită AsiaPlus) de control a serviciilor monetare pentru operatorii telecom.
Contribuția originală adusă de aplicația Android pentru reîncărcarea abonaților de către agenții de vânzări ai unui
operator de telefonie mobilă este universal valabilă, putând fi adaptată. Această posibilitate a formatării cadrelor
USSD deschide posibilitatea utilizării mediului de transmisie USSD ca mod de interacțiune aplicativ pentru alte
operațiuni mobile, dar, mai ales, introducerea unora noi în contextul traficului IoT/M2M. Noi tipuri de servicii din
această categorie și aplicații posibile în contextul IoT au fost dezvoltate, integrate şi testate – le-am prezentat în
partea finală a lucrării (a se vedea concluziile capitolului 6, în cele ce urmează).
Aplicația a fost dezvoltată conform procedurilor de aceptanță industrială și normelor de securitate existente la
un operator de telefonie mobilă. Am validat soluția prin analiza SWOT.
Capitolul 5 e dedicat controlului de la distanță.
© Am implementat o platformă de e-Learning pentru accesarea laboratoarelor de la distanță.
Soluția telematică propusă și implementată de mine în cadrul unui stagiu la Universitatea Tehnică din Atena
– Grecia a fost testată și integrată într-o Rețea Trans-națională Leonardo da Vinci VET-TREND,
RO/06/B/F/NT175014 și funcționează de aproape un deceniu în laboratoarele Universității „Transilvania‖ din
Brașov.
Standul implementat a fost completat cu un Server de stand ce rulează software de instrumentație (National
Instruments LabVIEW) și este conectat în Intranet, la nivelul superior. Serverul Web vlab.unitbv.ro care rulează
serviciile Internet completate cu capabilitățile proprii VET-TREND.
Una din cele mai importante contribuții a fost eliberarea Clientului de obligația de a rula LabVIEW (deși, așa
cum am experimentat, există și versiuni compacte LabVIEW PDA ce pot rula pe Smartphones cu SO Windows
Mobile). Prin soluția pe care am propus-o, operatorul de la distanță lucrează pe o pagină web publicată de Serverul
Web incluzând elemente preluate de la Serverul de Instrumentație.
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
72
Accesul telematic – tele-măsurarea, tele-operarea – poate deveni astfel la fel de realistă, de vizuală ca
operarea locală, astfel că soluțiile pe care le-am propus pot fi considerate de tipul WYSIWYG (What You See is
What You Get).
Clasa de servicii e-Learning/m-Learning cu adaptarea conținutului pentru terminale mobile avansate a fost
aleasă nu numai pentru oportunitatea unei implementări complete, dar țintit și o audiență internațională, în mediu
distribuit, care să evalueze, să sugereze îmbunătățiri și să valideze soluțiile pe care le-am propus. Oportunitatea
acestei oferte de servicii educaționale a fost cuasi-completitudinea unui mediu de creare a serviciilor (SCE) pe baza
unor tehnici de design instrucțional, a unei clasificări, care să le apropie de conceptul Service Classmark, bazată pe
meta-date SCORM (Shareable Content Object Reference Model).
© Am cercetat condiționarea tele-măsurării de performanțele unui sistem de comunicații mobile.
® Rezultatele acestor cercetări au fost publicate de o prestigioasă Revistă ISI, Computer Standards
and Interfaces.
Scenariile studiate pentru transmisia de date mobile pentru tele-măsurare au pus în evidență fazele de
încărcare/descărcare, upload (UL)/download (DL) pronunțat diferite în comunicațiile mobile de bandă largă.
Concluziile acestui studiu au fost: avantajele specifice UDP în stabilitatea transmisiei relativă la rata de
transfer, limitarea UL de către canalele radio, cazul special al debutului alocării de resurse radio și efectul său asupra
începutului tele-măsurării, constrângerile TCP DL pe interfața radio şi impactul lor în limitarea rezoluției temporale
a tele-măsurării de către rata de transfer.
© Am implementat accesul la distanță partajat la platforma de comunicații avansate – ATCA.
Integrarea ATCA s-a realizat pe modelul Reţelelor Inteligente, cu accent pe accesul de la distanță.
Consolidarea platformei ATCA a avut în vedere crearea unei „fabrici de servicii” (conceptul Service Factory), cu
capabilităţi speciale de procesare de pachete (mai ales DPI – inspectarea profundă a pachetelor unui stream în timp
real, fără despachetare) și posibilitatea integrării cu instrumentația pe principiile AXI. Caracteristicile integrării sunt:
pornirea/oprirea de la distanță,
accesul sistolic (ritmic) la colecțiile APS (Application Program Systems) de pe Consolă
controlul IP Manager și accesul individual la sub-sisteme în regim hyper-terminal de la replicatorul de
porturi seriale
accesul mobil redundant Mi-Fi
Capitolul 6 e dedicat controlului infrastructurii – prin comunicații x2M guvernate de sisteme avansate
hardware/software/netware orientate pe servicii.
La modul generic, am luat în considerare integrarea în Cloud dar, în particular, am pus accentul pe:
administrarea prin metode de brokeraj completate de metode ce țin de rețelele sociale
administrarea orientată pe conținut – un studiu de caz special a cuprins separarea fluxurilor de tele-
măsurare prin inspecția de pachete (DPI) în timp real.
© Am integrat conceptual rețelele instrumentale cu rețelele sociale (respectiv prin capabilitate / disponibilitate)
și cu rețele de comunicații mobile de date (‖interfața conceptuală‖ între aceste două rețele fiind, respectiv,
prezența / atașarea – attach(-detach).
© Am integrat XMPP (eXtensible Messaging and Presence Protocol) în implementarea LabVIEW a interacțiunii
mașină-om-mașină.
Prin aceste cercetări am contribuit la o serie de interfaţări (via XMPP) dintre instrumentaţia virtuală şi
reţelele sociale, soluţii încă indisponibile în vasta ofertă a firmei National Instruments, ca şi în numeroasa
comunitate internaţională de dezvoltatori.
Testele de validare a soluţiei propuse au fost orientate pe acelaşi serviciu generic (care se regăsește în prima
parte a capitolului 6: colectare informații (prin intermediul unor module de achiziție a datelor) – analiză /
interpretare – procesare – decizie – sinteză / comenzi; demonstratorul a constat într-o comunitate/organizare de
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
73
sisteme de achiziție și de acționare ca parteneri (online friends) angrenate în schimburi de IM (instant messaging) –
chat privind analiza (datelor achiziționate) și chat privind sinteza (comenzilor de acționare).
© Am contribuit la implementarea mesageriei sociale x2M prin intermediul Twitter.
® Rezultatele acestor cercetări au fost publicate în Revista ISI Advanced Electrical and Computer
Engineering.
Integrarea și testarea soluțiilor tweet & dweet (data tweet) pentru instrumentația virtuală programată
LabVIEW a cuprins o o gamă de soluții de autentificare automată Basic Authentication dar și oAuth Twitter (Open
Autenthication – cu intermediere SuperTweet și alternative cURL).
Dezvoltarea acestor soluţii originale software / netware a fost orientată pe principiul Cloud IaaS
(Infrastructure-as-a-Service) – s-a folosit un mediu software avansat, din dotarea Institutului de Cercetări PRO-DD
al Universității „Transilvania‖ din Brașov, National Instruments ‖Campus Licence‖ 2013.
Am propus – ca soluție consolidată de brokeraj al resurselor în mediu distribuit – NI MAX (National
Instruments Measurement and Automation eXplorer) care realizează agregarea de comunități hardware/software pe
principiul social al grupului ce poate fi orientat nu pe poziție/vecinătăți (neighborhood), ci pe asocierea cuasi-
Business de interese.
Am prezentat alternativa push, cum ar fi „reclama‖ asupra capabilităților și disponibilității acestora
(asemănătoare SAP – Service Advertising Protocol) prin tweets sau dweets (data tweets), spre deosebire de
abordarea clasică pull cu cooptare pe bază de interogare prealabilă (polling), completată, pe diferite nivele de
încredere/bonitate-reputație, cu eventuale micro-teste (probing).
În perspectiva Rețelelor Inteligente, un VI (Virtual Instrument) este totuna cu FSL (Flexible Service Logic),
acea schematizare a unui serviciu care coboară din SMP (Service Management Point) în SCP (Service Control
Point) spre a fi parametrizată-instanțiată și rulată-executată. Conform paradigmei programării orientate pe obiecte –
POO, această concretizare este transformarea clasei în obiect.
© Am integrat subsistemul ATCA de procesare a pachetelor pentru DPI (Deep Packet Inspection) în timp-real.
Am implementat și testat o soluție avansată de discriminare a fluxurilor în comunicațiile M2M pentru
extragerea de streaming M2M de tip DSTP (Data Streaming Transfer Protocol). Soluțiile implementate::
Integrarea mediului de dezvoltare pentru procesoarele de pachete XLR732 RMI-NetLogic-BroadCom,
cu emulator ‖Packet Pretender‖
Încărcarea-lansarea-testarea și validarea serviciului de discriminare DSTP bazat pe DPI în timp real pe
sub-sistemul PP50 Radisys-Continous Computing
Am validat cea mai mare parte din contribuţiile ştiinţifice aduse prin teza de doctorat prin următoarele
publicaţii:
2 articole publicate în jurnale ISI
2 articole publicate în proceedings ISI
1 articol indexat IEEE Xplore
1 articol într-o publicație clasificată B+ de CNCSIS
alte 5 articole publicate în volumele unor conferințe internaționale
1 articol publicat în volumul unui simpozion de e-Learning
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
74
Bibliografie
Lucrări ale autorului
Articole publicate în Jurnale indexate ISI
[Bal1] D. Robu, F. Sandu, D. Petreus, A. Nedelcu, A. Balica, "Social Networking of Instrumentation - a Case
Study in Telematics," Advances in Electrical and Computer Engineering, vol. 14, no. 2, pp. 153-160, 2014,
doi:10.4316/AECE.2014.02024 - ISSN: 1582-7445, e-ISSN: 1844-7600
[Bal2] Sandu F., Szekely I., Robu D.N., Balica A. – "Performance Measurement for Mobile Data Streaming" -
Computer Standards & Interfaces - The International Journal on the Development and Application of
Standards for Computers, Software Quality, Data Communications, Interfaces and Measurement - Elsevier
Publications, ISSN: 0920-5489, Volume 32 , Issue 3 (March 2010), pag. 73-85
Articole publicate în Proceedings ISI
[Bal3] F.Sandu, A.N.Balica, D.N.Robu, S.R.Svab - Remote Access to an Advanced Telecommunications Platform
for Educational Purpose - International Conference on Virtual Learning (ICVL), 2-3 noiembrie 2012,
Brasov
[Bal4] O.M.Machidon, F.Sandu, A.N.Balica, D.N.Robu, V.Cazacu – ―Remote Project Integration on an ATCA
Platform‖ - Proceedings, of the IEEE International Conference „RoEduNet‖ - Networking in Education and
Research – 11th Edition, 17-19 January 2013, Sinaia, Romania - ISSN-L: 2068-1038
Articol indexat IEEE Xplore
[Bal5] F. Sandu, A. C. Stanca, A.I. Dumitru, A.N.Balica,―Compact Solution for Mobile Phono-Cardiography‖,
2012 IEEE 18th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME),
ISSN 1843-5122–IEEE Xplore
Articol într-o publicație clasificată B+ de CNCSIS
[Bal6] Alexandru Balica, Cosmin Costache, Florin Sandu, Dan Robu - Deep Packet Inspection for M2M Flow
Discrimination, Integration on an ATCA Platform – Bulletin of the Air-Force Academy „Henri Coandă‖
Brasov, Vol XII, No 2 (26) 2014, pag.85-90, ISSN-L: 1842-9238
Articole publicate în volumele unor conferințe internaționale
[Bal7] Alexandru Balica, Mihai Mijea, Florin Sandu - Mobile Application for Business Control of
Telecommunication Services - Proceedings - The International Conference of the Air-Force Academy
„Henri Coandă‖ –AFASES 2014 – Brasov, 22-24 May 2014 – Volume 2, pag.117-122 – ISSN, ISSN-L:
2247-3173
[Bal8] F.Sandu, C.Costache, T.C.Bălan, A.N.Balica - Packet Processing on an ATCA 40G Platform – Proceedings
of the 4th International Conference on Recent Achievements in Mechatronics, Automation, Computer
Science and Robotics (MACRo2013), EdituraScientia, 2013, ISSN: 2247 – 0948, pp. 251-258; 4-5
October, 2013, Târgu Mureş, România.
[Bal9] Balica A., Sandu F., Szekely I, ―Value Added Services in Telecommunications –Recharging Process
Performance Study‖ – Proceedings of the 3rd International Conference on Recent Achievements in
Mechatronics, Automation,Computer Science and Robotics ―MACRo‖ - April 8-9, 2011 - ISSN 2065-5916
[Bal10] Iuliu Szekely, Florin Sandu, Alexandru Balica, Dan Robu - Analysis of Wireless Measurement
Transmission Performance – Proceedings of the 15th IMEKO TC 4 Symposium on Novelties in Electrical
Measurements and Instrumentation – Iasi, 19 – 21 September, 2007 [ Paper F166 ] - ISSB/ISBN: 978-973-
667-260-6, 978-973-667-262-0
[Bal11] Szekely I., Balica A. – ―Cyclic Pattern in Telecommunication Networks‖ – Proceedings of the
3rdInternational Conference on Interdisciplinarity in Engineering ―INTER-ENG‖ 15-16 Nov. 2007 -
"Petru Maior" University - Tîrgu Mureş, România - ISSN 2285 – 0945 / ISSN-L 2285 – 0945
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
75
[Bal12] D. Robu, C.Costache, A.Balica, T. Balan, F. Sandu - "Packet Processing for Streaming Filtering on ATCA
Platforms" - 6th Győr Symposium and 3rd Hungarian-Polish and Hungarian-Romanian Joint Conference
on Computational Intelligence, Széchenyi István University, Győr, Hungary, 15-18 September 2014
Articol publicat în volumul unui simpozion de e-Learning
[Bal13] F. Sandu, P.N. Borza, A. Balica, E. Kayafas, Accesul de la distanţă la sisteme de achiziţie şi generare a
semnalelor – Simpozionul „Tehnologii Educaţionale pe Platforme Electronice în Învăţământul Ingineresc‖,
9-10 mai 2003, Editura Conspress Bucureşti – ISBN 973-8165-44-X
Bibliografie și Web-grafie selectivă
[1] Claire Pénicaud, State of the Industry:Results from the 2012 Global Mobile Money Adoption Survey, GSMA
Mobile Money for the Unbanked, 2012
[2] Cisco Systems, Inc., The Cisco®
Visual Networking Index (VNI) Global Mobile Data Traffic Forecast Update,
February 1, 2011
http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/white_paper_c11-520862.html
(accesat iulie 2014)
[3] Mike Hibberd, Transaction Stations, Telecoms, Sit oficial http://www.telecoms.com/43108/transaction-stations,
2012 (accesat iulie 2014)
[4] Gartner by Andrew Berg, Gartner: 2012 Mobile Payment Transactions to Hit $171B, Wirelessweek, 2012, Sit
oficial http://www.wirelessweek.com/news/2012/05/gartner-2012-mobile-payment-transactions-hit-171b (accesat
iulie 2014)
[5] Report, Merchant deployment of NFC terminals to see sharp increase, Mobile Payments Today, Sit oficial
http://www.mobilepaymentstoday.com/article/195511/Merchant-deployment-of-NFC-terminals-to-see-sharp-
increase, 2012 (accesat iulie 2014)
[6] Malthusianism s. n. teorie social-politică potrivit căreia populația ar crește în proporție geometrică, în timp ce
mijloacele de subzistență sporesc doar în proporție aritmetică, așadar cauzele suprapopulației și mizeriei maselor în
timp ar fi de ordin natural. Sit oficial http://dexonline.ro/definitie/malthusianism (accesat iulie 2014)
[7] în mitologia greacă, corn al Amaltheei, denumit şi Cornul Abundenţei, avea darul să ofere posesorului lui orice
şi-ar fi dorit acesta. Sit oficial http://www.samaelwings.com/grecorom/a.html (accesat iulie 2014)
[8] Iljitsch van Beijnum, ITU bellheads and IETF netheads clash over transport networks, Ars Technical Magazine,
April 2011, Sit oficial http://arstechnica.com/tech-policy/news/2011/03/itu-bellheads-and-ietf-netheads-clash-over-
mpls-tp.ars (accesat iulie 2014)
[9] ISO/IEC 18092 Information technology — Telecommunications and information exchange between systems —
Near Field Communication — Interface and Protocol (NFCIP-1)
[10] ISO/IEC 18092 / ECMA-340 şi ISO/IEC 21481 / ECMA-352 Telecommunications and information exchange
between systems -- Near Field Communication -- Interface and Protocol
[11] WSC About ―WSC will ensure that the three world-wide international standards development organizations
(IEC, ISO and ITU), work transparently, and avoid duplication and overlap of work, as much as possible.‖ Sit
oficial http://worldstandardscooperation.org/about.html (accesat iulie 2014)
[12] AS X3.9-1966, Sit oficial http://www.fh-jena.de/~kleine/history/languages/ansi-x3dot9-1966-Fortran66.pdf
(accesat iulie 2014)
[13] ANSI-C Study Group JTC1/SC22/WG14 – C, Sit oficial http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/ (accesat
iulie 2014)
[14] RFC2026 The Internet Standards Process -- Revision 3
[15] Ecma International este denumirea European Computer Manufacturers Association odată ce organizaţia a
devenit internaţională
[16] ASRO, Sit oficial http://www.asro.ro/ (accesat iulie 2014)
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
76
[17] Akamai Technolgies, Raport din 24 ianuarie 2011 în care viteza de conexiune Internet din România este prima
în Europa cu 7.0 Mbps, fiind depăşită pe plan mondial doar patru de state: Japonia, Hong Kong şi Korea de Sud, Sit
oficial http://www.akamai.com/ (accesat iulie 2014)
[18] DECIZIA nr. 3 (şi 4) din 14.02.2011 Consiliul Cncurenţei din România, obligă operatorii dominanţi la plata
unor amenzi de zeci de milioane de Euro, Sit Ofiical http://www.consiliulconcurentei.ro/ (accesat iulie 2014)
[19] 3GPP TS 36.300: E-UTRA and E-UTRAN Overall Description; Stage 2
[20] Telecoms Magazine, Tellabs „death clock‟ predicts end of profit for MNOs, Sit oficial
http://www.telecoms.com/24392/tellabs-death-clock-predicts-end-of-profit-for-mnos/ (accesat iulie 2014)
[21] L. Sandu, 41% din cetăţenii UE utilizează servicii de e-guvernare, Revista Market Watch, Iunie-Iulie 2011 [Nr.
136], Sit oficial http://www.marketwatch.ro/articol/8535/41_la_suta__din_cetatenii_UE_utilizeaza_servicii_de_e-
guvernare/ (accesat iulie 2014)
[22] Telecoms Magazine, LTE growth of 3400% predicted, 2011, Sit oficial http://www.telecoms.com/29089/lte-
growth-of-3400-predicted/ (accesat iulie 2014)
[23] Telecoms Magazine, LTE to have 150m active users by 2014, 2011, Sit oficial
http://www.telecoms.com/30205/lte-to-have-150m-active-users-by-2014/ (accesat iulie 2014)
[24] PCI Industrial Computer Manufacturers Group (PICMG), ATCA PCIMG 3.0 Short Form Specification, Sit
oficial www.picmg.org/pdf/PICMG_3_0_Shortform.pdf (accesat iulie 2014)
[25] Pew Research, Emerging Nations Embrace Internet, Mobile Technology, Sit oficial
http://www.pewglobal.org/2014/02/13/emerging-nations-embrace-internet-mobile-technology/ (accesat iulie 2014)
[26] SAR Shield, Mobile phones responsible for disappearance of honey bee, Sit oficial
http://www.sarshield.com/news/ (accesat iulie 2014)
[27] Gartner Inc., Sit oficial http://www.gartner.com/0_admin/AnalystCoverageAreas.jsp (accesat iulie 2014)
[28] Jackie Fenn, When to Leap on the Hype Cycle, Gartner Group, January 1, 1995, Sit oficial
http://www.wordspy.com/words/hypecycle.asp (accesat iulie 2014)
[29] Christensen, Clayton M. (2003). The innovator's solution : creating and sustaining successful growth. Harvard
Business Press. ISBN 9781578518524.
[30] Peter Diamandis, Top 10 reasons drones are disruptive, Singularity HUB Magazine, 08/11/14, Sit oficial
http://singularityhub.com/2014/08/11/top-10-reasons-drones-are-disruptive/ (accesat august 2014)
[31] G. West, The surprising math of cities and corporations, TED, 2011, Sit oficial
http://www.ted.com/talks/geoffrey_west_the_surprising_math_of_cities_and_corporations.html (accesat iulie 2014)
[32] O sursă de asemenea invenţii este catalogul IEEE, Milestones:List of IEEE Milestones, Sit oficial
http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Milestones:List_of_IEEE_Milestones (accesat iulie 2014)
[33] Sociology Guide, Cultural Lag, Sit oficial http://www.sociologyguide.com/basic-concepts/Cultural-Lag.php
(accesat iulie 2014)
[34] J. Mathews, The Fifth Global Technoeconomical paradigm, AMEX Bank Review, ISSN 1031-492X, 1990
[35] V.Venkatesh, M.Morris, G.Davis, F.D. Davis, User acceptance of information technology: Toward a unified
view, MIS Quarterly (2003)
[36] New York University, Theories Used in IS Research, Sit oficial http://www.istheory.yorku.ca/UTAUT.htm
(accesat iulie 2014)
[37] S.Dredge, MONETISING MOBILE: Nokia on the importance of operator billing, Mobile Entertainment, 2011,
Sit oficial http://www.mobile-ent.biz/news/read/monetising-mobile-nokia-on-the-importance-of-operator-billing
(accesat iulie 2014)
[38] Noţiunea a fost introdusă de John von Neumann în 1958 într-un interviu
[39] Abraham Maslow, A Theory of Human Motivation, Psychological Review, 50/1943
[40] B. Har-Even, Abolish unlimited data packages for LTE says report, July 21, 2011, Sit oficial
http://www.telecoms.com/30946/abolish-unlimited-data-packages-for-lte-says-report/ (accesat iulie 2014)
[41] Arthur D Little
[42] J. Beach, Half a million Brits adopt superfast broadband, Telecoms Magazine, August 5, 2011, Sit oficial
http://www.telecoms.com/31525/half-a-million-brits-adopt-superfast-broadband/ (accesat iulie 2014)
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
77
[43] Gartner Press Release, Gartner Says Worldwide Public Cloud Services Market to Total $131 Billion, Gartner,
February 28, 2013, Sit oficial http://www.gartner.com/newsroom/id/2352816 (accesat iunie 2014)
[44] Luke McNally, Sam P. Brown, and Andrew L. Jackson, Cooperation and the evolution of intelligence, Proc. R.
Soc. B, 2012 [DOI: 10.1098/rspb.2012.0206] (open access) via Kurzweil AI, Cooperation and the evolution of
intelligence, April 13, 2012, Sit oficial http://www.kurzweilai.net/cooperation-and-the-evolution-of-intelligence
(accesat iunie 2014)
[45] Barry Salzberg, What Millennials Want (And Why Employers Should Take Notice), Deloitte Touche Tohmatsu
Limited, January 22, 2014, Sit oficial http://www.linkedin.com/today/post/article/20140122180239-27058877-what-
millennials-want-and-why-employers-should-take-notice (accesat iunie 2014)
[46] James Middleton, Middle East mobile penetration exceeds that of USA, Telecoms Magazine, November 29,
2011, Sit oficial http://www.telecoms.com/37291/middle-east-mobile-penetration-exceeds-that-of-usa (accesat iunie
2014)
[47] R.Kuhlmann, ATCA: Advanced Telecom Computing Architecture - Die Plattform der Zukunft für
Telekommunikationssysteme, Franzis Verlag GmbH, 2007 – ISBN 9-7837-7234-1298
[48] PCI Industrial Computers Manufacturers Group - ATCA Short Form Specification – 2003
[49] Bergstrom E. (2003), Advanced TCA: A Force of One in Telecom & Datacom Applications, Crystal Cube
Consulting
[50] Mellanox Technologies (2009): PICMG 3.2 Advanced Telecommunications and Computing Architecture.
[51] J.Pavlat - PICMG Past, present and future - Resource Guide - PICMG, 2004
[52] D’Ambrosia, J., Law, D. and Nowell, M. (2008): 40 Gigabit Ethernet and 100 Gigabit Ethernet Technology
Overview. Ethernet Alliance
[53] Brocade Communications Systems (2010): 40 Gigabit and 100 Gigabit Ethernet Are Here!
[54] Verlag Dr. Mueller e.K., 2007 – ISBN 9-7838-3642-9764 Freescale Semiconductor, Inc - DPI Solutions for
Telecom Networks – 2008
[55] H.Holma, A.Toskala, K.Ranta-aho, J.Pirskanen - High-Speed Packet Access Evolution in 3GPP Release 7 -
IEEE Communications Magazine, Volume:45, Issue 12, pp.29-35, 2007 – ISSN 0163-6804
[56] 3GPP TS 29.281, GPRS Tunneling Protocol User Plane
[57] Ipoque GmbH - Smart Traffic Management Policy Control and Charging in Converging IP Networks, 2012
[58] C.Negus, T.Boronczyk - CentOS Bible - Wiley Publishing, Inc., 2009 – ISBN 9-7804-7048-1653
[59] Natarajan, S. and Wale, K. (2009): Implementing ATCA in LTE network serving gateway nodes, Radisys
Whitepaper
[60] Startup Blog, The Fifth Protocol, April 1, 2014, Sit oficial http://startupboy.com/2014/04/01/the-fifth-protocol
(accesat iunie 2014)
[61] Rajnish Tiwari, Stephan Buse, Cornelius Herstatt, From electronic to mobile commerce, TECH MONITOR
Sep-Oct 2006, p40, Sit oficial http://www.global-innovation.net/publications/PDF/APTM2006.pdf (accesat iulie
2014)
[62] Schejter, A., Serenko, A., Turel, O., and Zahaf, M., Policy implications of market segmentation as a
determinant of fixed-mobile service substitution: What it means for carriers and policy makers, Telematics and
Informatics, 27(1), 90-102, 2010, Sit oficial
http://www.aserenko.com/papers/policy_implications_serenko_proof.pdf (accesat iulie 2014)
[63] Bitcoind Wiki, Securing your wallet, Sit oficial
https://en.bitcoin.it/wiki/Securing_your_wallet#Backup_just_wallet.dat_.2840MB.29, 2011 (accesat iulie 2014)
[64] Cahn, Edgar S. No More Throw Away People. Washington, DC: Essential Books, 2004
[65] Stephen Guo, Mengqiu Wang, Jure Leskovec, The Role of Social Networks in Online Shopping: Information
Passing, Price of Trust, and Consumer Choice, ACM Conference on Electronic Commerce 2011,
arXiv:1104.0942v1, Sit oficial http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1104/1104.0942v1.pdf (accesat iulie 2014)
[66] Carrier billing most used m-payment method - survey, MOBILE & WIRELESS, Telecompaper, 2011, Sit oficial
http://www.telecompaper.com/news/carrier-billing-most-used-m-payment-method-survey--845692 (accesat iulie
2014)
Universitatea Transilvania din Brașov Rezumatul tezei de doctorat
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
78
[67] Rob van der Meulen, Janessa Rivera, Gartner Says by 2017, Mobile Users Will Provide Personalized Data
Streams to More Than 100 Apps and Services Every Day, January 22, 2014, Gartner Press Release, Sit oficial
http://www.gartner.com/newsroom/id/2654115 (accesat iunie 2014)
[68] Dan Rice, Guy Filippelli, One Cell Phone at a Time: Countering Corruption in Afghanistan, Small Wars
Journal, Small Wars Foundation, 2010, Sit oficial http://smallwarsjournal.com/jrnl/art/one-cell-phone-at-a-time-
countering-corruption-in-afghanistan (accesat iulie 2014)
[69] Rob von Behren and Jonathan Wall, Founding Engineers on Google Wallet, One Cell Phone at a Time:
Countering Corruption in Afghanistan, Google Official Blog, Sit oficial
http://googleblog.blogspot.com/2011/05/coming-soon-make-your-phone-your-wallet.html, 2011 (accesat iulie 2014)
[70] General, Google: "Goodbye wallet. The phone will take it from here", 9to5Mac Magazine, 2011, Sit oficial
http://9to5mac.com/2011/05/26/google-goodbye-wallet-the-phone-will-take-it-from-here/ (accesat iulie 2014)
[71] Amy Lee, Google Wallet: Tech Giant Doesn't Want Your Money, Just Your Data, Huffington Post Tech, 2011,
Sit oficial http://www.huffingtonpost.com/2011/05/26/google-wallet-money-data_n_867774.html (accesat iulie
2014)
[72] Cian O' Sullivan, Monitise makes smart mobile banking moves in India, GoMoNews Strategic Mobile News
Magazine, 2011, Sit oficial http://www.gomonews.com/monitise-makes-smart-mobile-banking-moves-in-india/
(accesat iulie 2014)
[73] Dan Popa, Scurta poveste cu carduri, comisioane si o jumatate de, Hotnews Economia, februarie 2014, Sit
oficial http://economie.hotnews.ro/stiri-finante_banci-16550563-scurta-poveste-carduri-comisioane-jumatate-
romanie.htm (accesat martie 2014)
[74] MTN picks Fortis for m-payments service in Nigeria, Telecompaper, 2011, Sit oficial
http://www.telecompaper.com/news/mtn-picks-fortis-for-m-payments-service-in-nigeria--845690 (accesat iulie
2014)
[75 The World Bank, Public Sector Capacity in the EU 8, E-Government in Estonia: Development and Best
Practice, Background Paper, Report Number: 36930-GLB, august 2006
[76] Joseph Schumpeter, Davos Man and his defects, The Economist, ianuarie 2014, Sit oficial
http://www.economist.com/news/business/21570684-global-leadership-industry-needs-re-engineering-davos-man-
and-his-defects, (accesat martie 2014)
[77] Richard D. Lewis, When Cultures Collide, 3rd Edition: Leading Across Cultures, Nicholas Brealey Publishing,
2005
[78] Edward T. Hall, Beyond Culture, 1976
[79] Tom Standage, Virgin Territory, The Economist (17 Nov. 2011), Nir Kshetri, University of North Carolina;
Sharad Acharya, First Citizens Bank, Raleigh, Mobile Payments in Emerging Markets, Spotlight: Mobile payMentS
", 1520-9202/12/$31.00 © 2012 IEEE, IEEEXplore
[80] "When you get a mobile phone it is almost like having a card to get you out of poverty in a couple of years."
Muhammad Yunus - Recipient al Premiului Nobel pentru Pace în 2006, cunoscut ca fondator al sistemului de
microcreditare și microfinanțare prin Grameen Bank
[81] Benaw Izzat, Iraqi Telecom Wonderful World, Kurdnet, January 8, 2014, Sit oficial
http://www.ekurd.net/mismas/articles/misc2014/1/state7644.htm (accesat iunie 2014)
[82] I. Szekely, F. Sandu, A.N. Balica, and D.N. Robu, Analysis of wireless measurement
transmission performance. Proceedings of the 15th IMEKO TC 4 Symposium on Novelties in Electrical
Measurements and Instrumentation, Iasi, Romania, September 19-21, 2007, ISSB/ISBN: 978-973-667-260-6, 978-
973-667-262-0, selected for re-publication in extenso, as Performance measurement for mobile data streaming. F.
Sandu, I. Szekely, D.N. Robu, A.N. Balica, Computer Standards and Interfaces—The International Journal on the
Development and Application of Standards for Computers, Software Quality, Data Communications, Interfaces and
Measurement, Elsevier Publications, ISSN: 0920-5489.
[83] Specifications—23.107 Quality of Service (QoS) Concept and Architecture, Sit oficial http://www.3gpp.org
(accesat iulie 2014)
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor m-Business al comunicațiilor om-mașină
79
[84] J. Eberspächer, H.J. Vögel, and C. Bettstetter, GSM Switching, Services, and Protocols, 2nd Edition, John
Wiley & Sons, New York, NY, 2001, ISBN 047149903X.
[85] J. Bannister, P. Mather, and S. Coope, Convergence Technologies for 3G Networks: IP, UMTS,
EGPRS and ATM, John Wiley & Sons, New York, NY, 2004, ISBN 047086091X
[86] A.A. Gokhale, Introduction to Telecommunications, 2nd Edition, Thomson Delmar Learning, New York, USA,
2004, ISBN 1401856489.
[87] Limor Fried, Minimizing Risk Is Easy: Adopt a Bill of Rights, International New York Times, septembrie 2013,
Sit oficial http://www.nytimes.com/roomfordebate/2013/09/08/privacy-and-the-internet-of-things/a-bill-of-rights-
for-the-internet-of-things (accesat martie 2014)
[88] Ari Phillips, Could USB Ports Be The Newest Green Technology?, Climate Progress, 25 octombrie 2013, Sit
oficial http://thinkprogress.org/climate/2013/10/25/2836331/usb-power-delivery-green/ (accesat aprilie 2014)
[89] S. Sean Dodson, R. Van Kranenburg, The Internet of Things - A critique of ambient technology and the all-
seeing network of RFID, Institute of Network Cultures, 2009
[90] The Lantronix XPort embedded web-server, Sit oficial http://www.lantronix.com/pdf/XPort_DS.pdf (accesat
iulie 2014)
[91] National Instruments Corporation, Multifunction DAQ for USB, Sit oficial
www.ni.com/pdf/products/us/20043762301101dlr.pdf (accesat iulie 2014)
[92] National Instruments Corporation, Data acquisition basics manual – 2000, Sit oficial
http://www.ni.com/pdf/manuals/320997e.pdf (accesat iulie 2014)
[93] Bug Labs Inc, Simple messaging for the Internet of Things, 2014, Sit oficial https://dweet.io (accesat iulie 2014)
[94] National Instruments Corp., i3 Twitter Toolkit for Labview, Sit oficial
https://decibel.ni.com/content/groups/interactive-internet-interface-twitter-toolkit-for-labview (accesat iulie 2014)
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul m-Business
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor al telecomunicațiilor mobile om-mașină
Anexe_1
Rezumat
Scopul activității de cercetare a tezei de doctorat „Contribuții la controlul m-Business al
comunicațiilor om-mașină” este de a propune și realiza noi modalități de implementare și integrare a
operațiunilor monetare în telecomunicații mobile în contextul creșterii tehnologice accelerate. Descriem
„monetizarea” ca procesul obținerii de venituri suplimentare din tranzacții monetare prin utilizarea
resurselor deja disponibile însoțite de eficientizarea tehnologică la nivelul unui operator de
telecomunicații mobile sau al unui producător de servicii telecom. În urma studiului clasificării și a
modelelor de creștere și implementare a serviciilor mobile am identificat modelul de integrare as-a-
Service ca unul fiabil pentru integrarea unei platforme avansate de telecomunicații (ATCA) în vederea
accesului de la distanță în mod sesiune (sistolic). Am propus și implementat soluții originale pentru
controlului operațiunilor financiare și de vânzări în beneficiul operatorilor de telefonie mobilă prin
intermediul unei aplicații mobile dezvoltate în Android. În cadrul lucrării am definit „paradigma
aplicativă” tendința curentă în care telefonul mobil interfațează aspectele comunicaționale sociale.
Lucrarea propune și testează tranziția apps spre achiziția și controlul datelor de tele-măsurare în
perspectiva sigură a implementărilor Internetului obiectelor ce va duce la interconectarea dispozitivelor
industriale sau casnice. Propunem metode de control al acestei colecții de date disponibile utilizatorilor
(în legătură cu Smart Dust) în care modelul de raportare clasic, separat, producător-consumator este
înlocuit de unul participativ, colectiv, prosumator. Teza propune auditarea și captarea potențialului
rețelelor sociale în implementarea de comunicații mașină-om-mașină și implementează soluții avansate de
procesare a pachetelor pentru discriminarea fluxurilor în comunicații industriale.
Abstract
The main goal of research presented in the PhD thesis titled "Contributions to m-Business
Control of Human-to-Machine Communications" is to propose and realize new ways for
implementation and integration of monetary operations in mobile telecommunications in the context of
accelerated technological growth. We describe the “monetization” as the process of obtaining additional
revenues from monetary transactions through utilizing already existing resources and technological
efficiency at an operator or services provider. Following our study on classifying the services and growth
models we identified as-a-Service as the reliable integration model for ATCA platform (Advanced
Telecommunication Computer Architecture) for session based remote access (systolic). We proposed and
realized original solution for financial and sales operations control for the benefit of the telecom operators
by developing an Android mobile app. We defined “app paradigm” as the current trend to use the mobile
phone as universal interface for social networking communication. Our study proposes and implements
the apps’ transition towards telemetry data acquisition and control given the certain perspective of
Internet of Things interconnectivity of industrial and domotic equipment. We propose control methods of
this vast collection of data (connected with Smart Dust) available to the users where the classical,
separated, model of producer-consumer is challenged and modified to a participative, collective,
prosumer model. The thesis contributes to auditing and collecting the social networking potential for
machine-man-machine communications and implements advanced solutions for packet processing in
industrial communication and flow discrimination.
Universitatea Transilvania din Brașov Teză de doctorat - ANEXE
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor Alexandru-Nicolae Balica
Anexe_2
Balica Alexandru-Nicolae
1979-iunie-05
EXPERIENȚĂ
2013-09 <> prezent Asiacell Communications PJSC www.asiacell.com
Electronic Recharge Expert
2007-07 <> 2013-09 eServGlobal Telecom Romania S.R.L. www.eservglobal.com
Technical Consultant Experienced
2003-07 <> 2007-07 SIEMENS Program and System Engineering S.R.L., Brașov
System integration and Testing
Companie: Siemens Networks (Siemens COM), Ulm, Germania – UTRAN
RAN Integration and Testing
Responsabilități,
Realizări:
Service unei rețea cu 3 UMTS MSC (HLR, VLR), 3 SGSN, 5
GGSN, 2 DNS Servers, 5 FTP Servers pentru teste pre
commercial de integrare Ue–Node B–RNC–CN.
Suport Level 1 și Level 2 pentru integrare R&D. Testare cu
echipament real – RET (Real Equipment Testing.)
Main achievements:
Planificare și support pentru peste 50 de laboranți (UMTS testers)
din diferinte echipe cu peste 30 linii de testare (în 3 laboratoare).
EDUCAȚIE
2003 Lucrare de diploma la „Universitatea tehnică națională din Atena‖, Facultatea de inginerie
electrică și calculatoare – Ingineria Calculatoarelor și Informatică
1998 <> 2003 Inginer diplomat (BSc) Universitatea „Transilvania‖ din Brașov, Facultatea de
inginerie electrică și știința calculatoarelor – Electronică și calculatoare
CERTIFICATE
―TopUP Value Added Services for MNO‖ – eServGlobal, Paris, Franța, 2007-12
Certificare CCNA - CCNA1, CCNA2, CCNA3, CCNA4, Brașov, România, 2006-09
UMTS CORE NETWORK PROTOCOLS - SIEMENS COM, I and C Training Institute, Munich,
Germania, 2005-10
APTITUDINI
GSM/GPRS/UMTS Core Network, Programare și aplicații mobile, Sisteme de operare și rețea,
Relații cu clientul, organizaționale.
Companie: Asiacell Kurdistan, Irak
Responsabilități,
Realizări:
Lansarea în producție a sistemlului de reîncărcare electronică.
Propunere și realizare a unei aplicații mobile în Android.
Companie: eServGlobal Paris, Franța; Telenor Islamabad, Pakistan;
Vodafone Lachnau, India; ERA-PTC Varșovia, Polonia;
Wataniya Kuwait; Wataniya Algeria; Asiacell Kurdistan, Irak
Responsabilități,
Realizări:
Implementarea TopUp – Value Added Services.
Reîncărcarea cartelelor preplătite PP prin Voucher, USSD sau
Interactive Voice Response (DTMF). Testare Load & Stress
Universitatea Transilvania din Brașov Contribuții la controlul m-Business
Facultatea de Inginerie Electrică și Știința Calculatoarelor al telecomunicațiilor mobile om-mașină
Anexe_3
Balica Alexandru-Nicolae
1979-June-05
EXPERIENCE
2013-09 <> present Asiacell Communications PJSC www.asiacell.com
Electronic Recharge Expert
2007-07 <> 2013-09 eServGlobal Telecom Romania S.R.L. www.eservglobal.com
Technical Consultant Experienced/Support Engineer
2003-07 <> 2007-07 SIEMENS Program and System Engineering S.R.L., Brașov
System Integration and Testing
Company, location: Siemens Networks (Siemens COM), Ulm, Germany – UTRAN
RAN Integration and Testing
Responsibilities,
Accomplishments:
Maintaining a network with 3 UMTS MSCs (HLR, VLR), 3
SGSNs, 5 GGSNs, 2 DNS Servers using BIND and 5 FTP Servers
for pre-commercial integration of Ue–Node B–RNC–CN.
Level 1 and Level 2 tester support for R&D terminal integration
testing. RET (Real Equipment Testing.)
Main achievements:
Planning and providing support (hotline) to over 50 UTRAN
testers divided in different teams, with different Scopes of Work
on over 30 test lines (3 test beds).
EDUCATION
2003 Diploma Thesis at National Technical University of Athens, Faculty of Electrical and
Computer Engineering - COMPUTER ENGINEERING AND INFORMATICS
1998 <> 2003 B.Sc. Eng. ―Transylvania‖ University from Brasov, Faculty of Electrical
Engineering and Computer Science - ELECTRONICS AND COMPUTERS
CERTIFICATES
TopUP Value Added Services for MNO – eServGlobal, Paris, France, 2007-12
CCNA Certification - CCNA1, CCNA2, CCNA3, CCNA4, Brasov, Romania, 2006-09
UMTS CORE NETWORK PROTOCOLS - SIEMENS COM, I and C Training Institute, Munich,
Germany, 2005-10
SKILLS
GSM/GPRS/UMTS Core Network, Programming and Mobile Apps, Operating Systems and
Networking, Organizational / Customer Relations
Company, location: Asiacell Kurdistan, Iraq
Responsibilities,
Accomplishments:
Electronic Recharge System launch in production.
Developed Android app for USSD recharges.
Company, location: eServGlobal Paris, France; Telenor Islamabad, Pakistan;
Vodafone Lachnau, India; ERA-PTC Warsaw, Poland;
Wataniya Kuwait; Wataniya Algeria; Asiacell Kurdistan, Iraq
Responsibilities,
Accomplishments:
TopUp – Value Added Services Implementation.
PP recharging using Voucher, USSD or Interactive Voice
Response (DTMF). Load and Stress Testing, Final User Testing