sip protokol

Elektrotehnički fakultet Univerziteta u Sarajevu – Projektiranje i automatizacija elektroenergetskih postrojenja-2012./2013. - Red.prof.dr.sci.Rasim GačanovićSeminarski rad, Decembar 2012.

SIP protokol: principi, mogučnost korištenja u signalizaciji u električnim postrojenjima

Muharem Čorbadžić1

Odsjek za Telekomunikacije, Univerzitet u SarajevuZmaja od Bosne bb

[email protected]

Sažetak – Širom svijeta se osjeća modernizacija elektroenergetskih sistema. Teži se ka većoj štednji električne energije što se može postići pametnim mrežama koje predstavljaju budućnost električnih mreža. SIP (engl. Session Initiation Protocol) predstavlja protokol za upravljanje sesijom, koji se pokazao kao glavno rješenje koje će moći odgovoriti zahtjevima koje je postavila pametna mreža pošto je siguran, interoperabilan, pouzdan i skalabilan protokol. Rad obuhvata osnovne principe SIP protokola te mogućnost njegovog korištenja u signalizacji i upravljanju u električnim postrojenjima odnosno u domeni elektroenergetike.

Ključne riječi: SIP, URI, proxy server, redikrecijski server, korisnički agent, registrar, pametne mreže

Abstract – All around the world is feeling the modernization of power systems. It tends toward greater energy saving which can be achieved with smart grids that represent the future of electricity grids. SIP is a protocol for managing a session, which proved to be the main solution that will be able to meet the requirements set by the smart grids as a secure, interoperable, reliable and scalable protocol. The paper covers the basic principles of SIP protocol and the possibility of using the SIP protocol in signalling in electrical installations or in domain the power of electrical engineering.

Keywords: SIP, URI, proxy server, redirect server, user agent, registrar, smart grids

I. UVOD

Sve veća potražnja među komunikacionim pružaocima usluga, njihovim partnerima i pretplatnicima (potrošačima) za novom generacijom IP1 baziranih servisa danas se rješava pomoću SIP protokola (Session Initiation Protocol). SIP, koji je kao ideja rođen u računarskim laboratorijama prije manje od jedne decenije, predstavlja prvi protokol koji omogućava multikorisničke sesije nezavisno od medijskog sadržaja i zvanična je specifikacija Radne grupe za internet inženjering (Internet Engineering Task Force, IETF2).

Danas, sve već i broj kako nacionalnih operatora – ILEC

(Incumbent Local Exchange Carrier), tako i novih operatora na tržištu – CLEC3 kao i internet provajdera nude SIP orijentisane servise kao što su: telefonija (lokalna, međumjesna i

1 IP (engl. Internet Protocol) predstavlja protokol za komunikaciju izmeđuni zvora i

korisnika preko Internet mreže. 2 IETF (engl. Internet Engineer Task Force) je organizacija čiji je zadatak razvoj i promoviranje Internet standarda i protokola.

međunarodna), Instant Messaging, IP Centrex/Hosted PBX, voice messaging, push-to-talk, konferencijske veze i druge usluge. Nezavisni isporučioci softvera su kreirali nove alate za razvojne inženjere koji omogućavaju kreiranje SIP orijentisanih aplikacija kao i SIP softvera. Isporučioci mrežne opreme su razvili hardver koji podržava SIP signalizaciju i servise. Na tržištu trenutno postoji široka lepeza uređaja kao što su IP telefoni, mrežni proksi serveri, VoIP4 gejtveji, medija serveri i aplikacioni serveri. Svi ovi uređaji podržavaju SIP.

Postepeno, SIP evoluira. Od prestižnog protokola koji je ličio na

HTTP5 i SMTP6 do snažnog rastućeg standarda. Međutim, iako SIP iskorištava svoje jedinstvene korisničke agente i servere, on ne egzistira sam i izolovan je od ostalih. Naime, SIP radi i sa mnoštvom prethodno ustanovljenih protokola u pogledu autentifikacije, kvaliteta prenosa govora i drugih aspekata.

II. PRINCIPI I ARHITEKTURA SIP PROTOKOLA

Prema dokumentu RFC73261 protokol SIP ima tri uloge: koristi se za kreiranje, modificiranje i raskidanje sjednice između dva ili više učesnika. Sjednica označava skupinu pošiljatelja i primatelja koji komuniciraju te njihovo stanje za vrijeme komuniciranja. Primjeri sjednice su telefonski pozivi Internetom, distribucija multimedije, distribuirane računalne igre i sl.

Iz navedenih uloga protokola vidljivo je da za komunikaciju sudionika (uređaja) nije dovoljan samo protokol SIP, ali to je i bio cilj stvaranja ovakvog protokola. Svrha protokola SIP nije da bude protokol koji će obuhvatiti i kontrolirati sve segmente komunikacije, već samo omogućavanje komunikacije. Pod tim pojmom misli se na uspješan dogovor korisnika o mediju (npr. audio, tekst), načinu transporta (transportni protokol) i odabir kodeka (engl. codec). Kada se korisnici suglase, počinju koristiti transportni protokol kojeg su odabrali, neovisno o protokolu SIP.

3 CLEC (engl. Competitive Local Exchange Carrier) je telefonska tvrtka koja se natječe s već uspostavljenim lokalnim telefonskim poslovanjem pružajući vlastitu mrežu i prebacivanje.4 VoIP (engl. Voice over Internet Protocol), također poznat i kao IP telefonija, je način prenošenja glasovnih konverzacija preko Interneta ili preko neke druge mreže, bazirane na IP protokolu.5 HTTP (engl. Hyper Text Transfer Protocol) je glavna i najčešća metoda prenosa

informacija na webu. 6 SMTP (engl. Simple Mail Transfer Protocol) protokol koristi se za slanje e-mailova. SMTP brine o slanju e-mailova na neko drugo računalo.7 RFC (engl. Request for Comments) je dokument koji je izdao IETF, koji opisuje

metode, istraživanja primjenljive na Internet.

Muharem Čorbadžić; 517/14927; [email protected]

mailto:[email protected]



Na kraju komunikacije, protokol SIP koristi se za signalizaciju prekida komunikacije.

Najčešće korišteni protokoli za transport podataka, u kombinaciji s protokolom SIP su Real-time Transport Protocol (RTP8) i Session Description Protocol (SDP9). Protokol RTP služi za prijenos višemedijskog sadržaja (uključujući audio, video i tekstualne poruke) u realnom vremenu putem Interneta. Omogućava kodiranje i enkapsuliranje (engl. encapsulating) podataka u pakete i njihov prijenos Internetom.

Protokol SDP koristi se za opisivanje i kodiranje mogućnosti učesnika sjednice, a nalazi se u tijelu SIP poruke kao običan tekst. Svaki od učesnika u paket sprema kodeke koje podržava, odnosno koje može koristiti za kodiranje medija, kako bi svi drugi sudionici mogli dekodirati primljene podatke. Također, preko protokola SDP može se vršiti pregovaranje o korištenom prijenosnom protokolu.

SIP je temeljen na protokolu Hypertext Transfer Protocol (HTTP). Sličnosti se vide u strukturi poruka, a najviše u zaglavlju čiji je format definiran dokumentom RFC822, standardnim formatom tekstualnih poruka Advanced Research Projects Agency Networka (ARPANET) iz 1982. godine. Osim zaglavlja, velika sličnost je i u samoj namjeni protokola.

A. OSNOVNI ELEMENTI ARHITEKTURE

Način na koji protokol SIP radi podsjeća na korištenje UKV stanica (144 - 146 MHz) gdje je jedan od sugovornika nakon izgovorenog teksta morao prekinuti predaju (i najčešće naglasiti da je gotov), dok bi drugi sugovornik (do tad slušač) morao potvrditi da ga je razumio i preuzeti ulogu govornika. Također, komunikacija se mogla odvijati direktno ili preko repetitora (za čije korištenje je bilo potrebno "otvoriti" ga).

Analogno ovome u protokolu SIP postoje korisnički agenti (User

Agents; UA) koji mijenjaju svoju ulogu (klijent - poslužitelj), posrednički (engl. proxy) poslužitelj (komunikacija se može odvijati sa i bez njega), registar, SIP poruke, SIP zahtjevi i SIP odgovori. Entiteti koji sudjeluju u komunikaciji ovim protokolom prikazani su na Sl.1.

8 RTP (engl. Real – time Transport Protocol) služi za prenos multimedijalnog

sadržaja tokom realnog vremena u IP mrežama. 9 SDP (engl. Session Description Protocol) predstavlja skup parametara koji služi

za opis sesije.



(3.) 200 OK

(6.) 200 OK

(5.) BYE

(4.) ACK

(1.) INVITE

(2.) 200 TRAYING

Komunikacija u stvarnom vremenu

Korisnički agent B(pozivani)

Korisnički agent A(pozivatelj)


Sl. 1 Arhitektura SIP protokola

II.A.1 SIP KORISNIČKI AGENTI

Krajnje tačke koje koriste protokol SIP za uspostavljanje međusobne komunikacije nazivaju se korisnički agenti (SIP klijenti). Korisnički agenti su aplikacije koje se nalaze na korisničkom računaru, ali mogu biti i pokretni uređaji (čiji operacijski sistem podržava SIP), Public Switched Telephone Network (PSTN10) vrata (engl. gateway), Personal Digital Assistant (PDA) uređaji.

Svaki korisnički agent unutar SIP sistema jedinstveno je

imenovan i označen pomoću SIP Uniform Resource Identifier (URI). SIP URI je oblika sip: korisnickoime@domena. Vidljivo je da SIP URI prilično sliči e-mail adresama, a sastoji se od dijela korisničkog imena i dijela imena domene koji su odvojeni znakom @.

Drugi nazivi za korisničke agente, ovisno o njihovoj ulozi su: poslužitelj korisničkog agenta (engl. user agent server)

ukoliko korisnički agent trenutno "sluša" zahtjeve (engl. request) i šalje odgovore (engl. response) i

klijent korisničkog agenta (engl. user agent client) ako korisnički agent trenutno šalje zahtjeve i prima odgovore.

Budući da se komunikacija sastoji od naizmjeničnog slanja zahtjeva, primanja odgovora pa zatim primanja zahtjeva i slanja odgovora, vidljivo je da su poslužitelj i klijent korisničkog agenta samo logičke cjeline. Kako bi ispravno funkcionirao svaki korisnički agent mora moći prihvatiti ulogu klijenta i poslužitelja. Sl. 2 prikazuje komunikaciju između dva korisnička agenta.

Sl. 2 Direktna komunikacija dva korisnička agenta, [1]

10 PSTN (engl. Public Switched Telephone Network) je javna komutaciona telefonska mreža.



(12.) 200 OK (11.) 200 OK

(10.) BYE

(7.) ACK

(2.) INVITE

(4.) 200 TRAYING (3.) 200 TRAYING

(6.) 200 OK

(9.) BYE

(8.) ACK

(5.) 200 OK

(1.) INVITE



Posrednički (proxy)poslužitelj

Komunikacija u stvarnom vremenu Komunikacija u stvarnom vremenu

(4.) INVITE

(5.) 200 OK

(6.) ACK

(3.) ACK

(1.) INVITE

(2.) 200 MOVED



Redirectposlužitelj


Korisnički agent A je pozivatelj (inicijator veze) i ponaša se kao klijentski korisnički agent jer šalje zahtjeve INVITE i prima odgovore na te zahtjeve ACK. Korisnički agent B je pozivani i on je u ulozi korisničkog agenta poslužitelja jer prima zahtjeve i šalje odgovore. Uloge će se promijeniti ukoliko korisnički agent B odluči prekinuti vezu pa pošalje zahtjev za raskidanjem porukom BYE, tada dotadašnji klijent mora primiti zahtjev i poslati odgovor čime on postaje poslužitelj.

II.A.2 POSREDNIČKI POSLUŽITELJ

Osim direktnog međusobnog komuniciranja dva korisnička agenta, protokol SIP omogućava i komunikaciju preko posredničkog poslužitelja. Glavna namjena posredničkih poslužitelja je usmjeravanje poruka za uspostavu sesije uzimajući u obzir trenutne parametre (trenutnu lokaciju pozivanog, autentifikaciju korisnika i sl.). Zahtjev kojeg je poslao korisnički agent najčešće prođe nekoliko posredničkih poslužitelja dok ne dođe do onog koji ima pohranjenu tačnu lokaciju pozivanog. Jednostavan primjer komunikacije preko posredničkog poslužitelja prikazan je na Sl. 3.

Sl. 3 Komunikacija korisničkih agenata s posredničkim poslužiteljem, [1]

Posrednički poslužitelji dijele se na: posredničke poslužitelje bez pamćenja stanja (engl. stateless) i posredničke poslužitelje s pamćenjem stanja (engl. stateful). Posrednički poslužitelji bez pamćenja stanja jednostavniji su i brži.

Bitno je napomenuti da posrednički poslužitelj nije sinonim za

poslužitelj redirect ili za registrar. Posrednički poslužitelj ponekad koristi usluge navedena dva, ali to su sasvim različite dijelovi SIP-ovog komunikacijskog sistema.

II.A.3 POSREDNIČKI POSLUŽITELJ

Poseban dio SIP-ovog komunikacijskog sistema je registrar. Njegova uloga je prikupljanje i spremanje podataka o korisnicima te pružanje tih podataka poslužitelju redirect. Podaci koje registrar skuplja su registracije korisnika kojima se dodaju informacije o trenutnoj lokaciji korisnika (korisničko ime, IP adresa i vrata). Tako popunjeni podaci spremaju se u lokacijsku bazu podataka.

Lokacijska baza podataka ima dva skupa podataka koji su međusobno povezani (vrši se preslikavanje). Prvi podatak je SIP URI npr. sip:[email protected], a drugi je sip:[email protected]:5060. Ova dva podatka su povezana tako da kada posrednički poslužitelj dobije zahtjev za sip:[email protected] pretraživanjem lokacijske baze podataka pronalazi sip:[email protected]:5060 pa poziv za uspostavu sjednice šalje na tu adresu.

Svaki korisnik mora se redovito prijavljivati (registrirati) na registrar, jer svaka prijava ima ograničeno vrijeme trajanja. Vrijeme trajanja, odnosno valjanost registracije postavljena je u poljima Expires ili Contact koja se nalaze u zaglavlju poruke.Ukoliko korisnik unutar određenog vremenskog perioda ne obnovi prijavu, ona ističe i korisnik postaje nedostupan. Prijava se obavlja porukom REGISTER koja u sebi sadrži oba podatka potrebna lokacijskoj bazi podataka (sip: [email protected] i sip sip: [email protected]:5060). Poruka REGISTER upućuje se registraru, a on dobivene vrijednosti prosljeđuje lokacijskoj bazi podataka.

II.A.4 POSLUŽITELJ REDIRECT

Dio sistema koji prima zahtjev i šalje odgovor u kojem se nalazi lokacija određenog korisnika je poslužitelj redirect. Poslužitelj redirect koristi lokacijsku bazu podataka kako bi dobio tražene informacije. Kada primi zahtjev on pretražuje lokacijsku bazu podataka, koju podacima puni registrar, kako bi pronašao primaoca kojem je zahtjev namijenjen. Zatim lokaciju primaoca šalje kao odgovor (unutar grupe odgovora 3xx) pošiljaocu, koji onda sve sljedeće zahtjeve šalje direktno na dobivenu lokaciju. Primjer komunikacije koja uključuje poslužitelj redirect prikazana je na Sl. 4.

Sl. 4 Korištenje poslužitelja redirect, [1]

Na slici postoje dva korisnička agenta koja pokušavaju komunicirati. Korisnički agent A (pozivatelj) šalje zahtjev za komunikacijom s korisničkim agentom B, ali ne zna njegovu lokaciju. Zahtjev šalje poslužitelju redirect, koji pronalazi podatke o lokaciji i vraća ih korisniku A, koji odgovara zahtjevom ACK kako bi potvrdio primanje podataka. Daljnja komunikacija odvija se izravno između korisnika A i B.



AudioApps

VideoApps

AudioCodecs

VideoCodecs

Applications/Call Control

SIP & SDP

RTP/RTCP

TCP/UDP Convergence Layer (TUCL)

UDP TCP

IP

Physical

MDP & Applications Logic

SIP & SDP

TCP/UDP Convergence Layer (TUCL)

UDP TCP

IP

Physical


III. PRIMJENA SIP PROTOKOLA U ELEKTRIČNIM POSTROJENJIMA

Kako bi došlo do štednje električne energije u današnje mreže se unosi inteligencija i te se mreže nazivaju pametnim (engl. Smart Grid). Te pametne mreže koriste se senzorima, brojilima, digitalnim kontrolama i analitičkim alatima kako bi automatizirale i nadgledale dvosmjerni energetski tok od elektrane odnosno izvora električne energije pa do utičnice odnosno do potrošača, [4].

Pametne mreže predstavljaju budućnost električnih mreža gdje će potrošači i proizvođači zajedno sudjelovati u cilju obostrane koristi. Ranije inicijative u razvoju pametnih mreža su se fokusirale na pametna brojila te su pomoću njih osiguravale detaljnije informacije o korištenju potrošačima i proizvođačima. Današnja rješenja za komunikaciju pametnih mreža su vlasnička i monolitna kao što se i očekuje za tržište u fazi inovacije. Otvorene arhitekture na bazi standarda za komunikaciju pametnih mreža su potrebne kako bi dozvolile da tržište prihvati implementaciju,[5]. Postavlja se pitanje kako će uopšte izgledati pametna mreža? Mnoge će promjene biti nevidljive. Na nivou prenosa i distribucije senzori i digitalni releji instalirani na elektroenergetske vodove omogućit će elektroprivrednim kompanijama učinkovitije i pouzdanije vođenje sistema,[4].

Sl. 5 Arhitektura tradicionalnih i pametnih električnih mreža, [4]

Desetljećima je električna energija bila nešto o čemu prosječna osoba nije razmišljala, sve dok je ne bi nestalo. Sada, s pojavom tehnologija koje omogućavaju izgradnju pametnih električnih mreža, distributeri energije mogu svojim korisnicima dati dovoljno podataka na temelju kojih oni onda mogu kontrolirati i promijeniti svoje ponašanje te tako smanjiti upotrebu i trošak energije,[5].

Dvosmjerna mrežna komunikacija pruža povezivanje pametnih uređaja i sistema za kontrolu pa je prema tome potreban komunikacijski protokol za slanje poruka i obezbjeđivanja sigurnosti. Za ove i ostale zahtjeve koje je nametnula pametna mreža SIP se pokazao kao najbolje rješenje. U nastavku rada detaljnije će biti objašnjeni razlozi korištenja SIP protokola u okviru pametnih mreža, električnih automobila te upravljanja električnih aparata (pametna kuća).

A. RAZLOZI KORIŠTENJA SIP PROTOKOLA U ELEKTROENERGETICI

Kao što je navedeno u prvom dijelu rada, SIP predstavlja komunikacijski protokol aplikacijskog sloja koji koristi Internet koncepte te pruža svu otvorenost, standardiziranost i interoperabilnost koja je potrebna arhitekturi pametnih mreža,[5]. Komunikacijske tehnologije za pametne mreže moraju osigurati

potrebnu propusnost i vrijeme odziva, učinkovitost u korištenju CPU11

i memorije, Slika 7. predstavlja izgled sloja SIP protokola na strani klijenta.

Sl. 6 Sloj SIP protokola na strani klijenta, [5]U pametnim mrežama uređaji kao što su kodeci (codec12),

aplikacije i RTP nisu potrebni. Zatim, složeniji SIP tokovi koji su karakteristični u telekomunikacijskim aplikacijama nisu potrebni u uređajima kao što su pametna brojila te stoga SIP i SDP komponenta se komprimiraju (slika 8). Današnji sloj SIP protokola može biti manji i od 128 KB,[5].

Sl. 7 Sloj SIP protokola u pametnim mrežama, [5]

Jedan od najbitnijih zahtjeva, kad se u obzir uzima veliki broj korisničkih uređaja koji će oformiti pametnu mrežu, jeste sklalabilnost SIP servera. SIP registracijski i proxy serveri su evoluirali unutar multinacionalnih kompanija kako bi mogli podržati hiljadu stotina klijenata.

SIP posjeduje veoma bitne karakteristike koje ga čine vodećim protokolom unutar pametnih mreža:

11 CPU (engl. Central Processing Unit) predstavlja srce svakog računara kojeg čine

grafička i zvučna kartica te mnogo drugi dijelovi. 12 Codec predstavlja skraćenicu od riječi coder – decoder, a odnosi se na hardverski

uređaj za snimanje/kodiranje audio i video signala.




zrelost u skladu je s trenutnim standardima široko rasprostranjeni uređaji mobilnost sigurnost multimedijalne mogućnosti

SIP je zreo protokol koji se dokazao kao pouzdan, siguran i skalabilan. Također pokazao je da se vrlo lako nadograđuje te da je neovisan o specifičnim zahtjevima za razmjenu podataka između komunikacijskih uređaja. Osim toga, predstavlja protokol koji je u skladu sa svim trenutno važećim standardima i arhitekturama unutar pametnih mreža. Npr. ANSI13

posjeduje standard C12.22 koji definira interfejse i mrežne elemente za dvosmjerne komunikacijske sisteme,[6]. Mnogi mrežni elementi koji su definisani ovim standardom su već razvijeni i verificirani za SIP mreže.

SIP podržava uređaj-na-uređaj i uređaj-na-sistem komunikacije što omogućava korištenje različitih modela podataka za uređaje prilikom kojih dolazi do razmjene podataka. SIP podržava mobilnost pošto SIP registracijski i lokacijski server (baza podataka) dopuštaju korisniku da pronađe neovisnu lokaciju i mrežni uređaj koji se koristi (PC, žični IP telefon, WiFi14

telefon itd). Mobilnost je unutar SIP protokola implementirana korištenjem preusmjeravanja prilikom uspostave sesije (slanjem odgovora 302 Moved). Također mobilnost je podržana samim IP protokolom na čijim konceptima se bazira SIP, na način da omogućava pomjeranje uređaja dok je sesija aktivna. SIP to opisuje na slijedeći način: kada uređaj pošalje INVITE zahtjev mobilnom uređaju, SIP redirekcijski server ima trenutnu informaciju o lokaciji mobilnih uređaja i preusmjerava INVITE zahtjev upravo na tu lokaciju. Ukoliko se mobilni uređaj pomjera tokom sesije, on jednostavno šalje INVITE zahtjev koristeći isti identifikator poziva (Call -ID) kao što je kod originalnog poziva.

Ključni element incijative pametnih mreža je podrška za električne automobile (engl. Plug in Electric Vehicles, skraćeno PEV). PEV baterije se trebaju puniti od strane mreže međutim oni doprinose energijom na mrežu tokom vremena korištenja. Obje ove operacije zahtijevaju sofisticirane mjerne parametre za podržavanje zaduženja i kreditiranja obračuna energije povezanih s korištenjem i napajanjem mreže,[6]. Kako su PEV automobili, oni zahtijevaju podršku za mobilnost, koju im pruža SIP protokol kako je objašnjeno u prethodnom pasusu. SIP registracijski server pruža podršku za mobilnost uređaja i korisnika. Korisnik SIP protokola ne ovisi o lokaciji te je ova funkcionalnost veoma bitna za podršku mobilnosti gdje PEV npr. zahtijeva konektovanje na energetski sistem koji može biti različit od onoga koji je korišten za lokalno mjerenje.

SIP posjeduje fleksibilan dizajn koji omogućava sigurnost. Sigurnost je veoma važna u komunikaciji pametnih mreža, koje

13 ANSI (engl. American National Standards Institute) je neprofitna organizacija

koja nadgleda razvoj standarda za sisteme u SAD. 14 WiFi predstavlja bežičnu lokalnu mrežu.

između ostalog moraju identificirati uređaje, omogućiti sisteme za detekciju grešaka i sigurnost. SIP podržava sve moderne mehanizme sigurnosti za Internet komunikaciju, uključujući IPsec15 i TLS16. Arhitektura SIP protokola koja je omogućava i podršku novih mehanizama sigurnosti kako se pojavljuju i evoluiraju. Ovaj fleksibilni sigurnosni dizajn omogućava sigurnost implementacije.

Pametne mreže zahtijevaju povezivanje uređaja u svakom domu, poslu i trafostanicama osnovnim računarskim sisemima koji rade i upravljaju mrežom pa je stoga sigurnost veoma bitna. Osim izazova za sigurnost, ovi uređaji će najvjerovatnije biti raspoređeni na mjestima koja su fizički dostupna potencijalnim hakerima. Sveobuhvatna sigurnost i privatni mehanizmi su potrebni za zaštitu pametnih mreža od napadača. Ovi sigurnosni mehanizmi moraju omogućiti raspoređivanje unutar složenih mrežnih topologija koje će smanjiti broj napada. Takvi su mehanizmi već dostupni SIP mrežama. SIP protokol čuva povjerljivost i integritet poruke, sprječava ponavljanje napada, omogućava autentifikaciju i privatnost učesnika u sesiji te sprječava DoS17 (denial- of- service) napade.

Još jedan od razloga zašto se uopšte SIP koristi unutar pametnih mreža jesu multimedijalne mogućnosti. SIP unosi glas, video i tekstualnu komunikaciju u pametne mreže.

B. POBOLJŠANJA KOJA ZAHTJEVAJU PAMETNI UREĐAJI

Postoji nekoliko poboljšanja i proširenja SIP protokola ukoliko se želi učinkovito upravljati uređajima pametnih mreža. Najvažniji je razvoj za razmjenu podataka koji je specificiran za pametne mreže. Ekstenzija SIP protokola je potrebna kako bi se omogućilo pametnim uređajima da opišu i pregovaraju o sesiji razmjene podataka. Jednom kada se sesija uspostavi dolazi do razmjene podataka što opisuje DMP protokol (engl. Device Messaging Protocol),[5]. Definicija ovakvog jezika može evoluirati direktno iz C12.22 definicije servisa. Mrežni elementi kao što su granični kontroleri sesije koji prepoznaju i procesiraju SDP i slične protokole zahtijevaju poboljšanja koja će biti u stanju da prepoznaju DMP.

Dodatno SIP protokol može zahtijevati servise koje C12.22 naziva blurt. Blurt predstavlja kratku poruku, alarm ili dio podataka koji su poslani uređajima te ne zahtijevaju potvrdu prijema poruke, [5]. Blurt ne zahtijeva sesiju, ali zahtijeva autentifikaciju i rutiranje. Za implementaciju blurt poruka koristi se blind NOTIFY zahtjev, koji predstavlja SIP NOTIFY poruku koja prenosi sa sobom implicitnu SUBSCRIBE poruku.

C. IZGLED PAMETNIH MREŽA SA SIP PROTOKOLOM

SIP protokol omogućava sigurnu i pouzdanu komunikaciju za pametne uređaje i mobilne radne stanice. Infrastruktura pametnih

15 IPsec (engl. Internet Protocol Security) je protokol koji služi za zaštitu Internet

komunikacija autentifikacijom i enkriptovanjem. 16 TLS (engl. Transport Layer Security) je kriptografski protokol koji omogućava

komunikacijsku sigurnost na Internetu. 17 DoS (engl. Denial-of-service) predstavlja sprječavanje pristupa računarskom

sistemu korištenjem mnogobrojnih resursa koji se nalaze na Internetu.




mreža dozvoljava opremu različitih proizvođača kako bi omogućili rad u različitim mrežama. Fleksibilnost topologija podržava broj poslovnih modela gdje mrežni elementi mogu biti u vlasništvu ili pruženi od strane pružatelja usluga,[6]. Dinamična priroda SIP mreža dozvoljava korisnicima da izaberu dobavljača električne energije, a registracija i tok podataka se automatski pokreću.

SIP koji omogućavaju pametne mreže osigurava veliku korist u SIP zajednici. Neizbježna poboljšanja i dopune SIP protokola u električnoj industriji će dati prednost SIP korisnicima unutar zajednice protokola. Pružatelji usluga, mogu koristiti set SIP servera kako bi omogućili telekomunikacijske i jedinstvene usluge, koje će smanjiti njihove troškove te troškove njihovih korisnika.

SIP se osim u telekomunikacijama dokazao i u elektroenergetici kao pokretač promjena te ključni faktor u prelasku na Internet tehnologije za audio i video komunikacije unutar elektroenergetike.




Sl. 8 Arhitektura pametnih mreža sa SIP protokolom, [5]

III.C.1 KORIŠTENJE SIP PROTOKOLA U PAMETNIM KUĆAMA

Veoma često se javlja potreba za upravljanjem kućanskih aparata u slučajevima odsustva. Pametna kuća predstavlja upravljanje kućanskih uređaja pomoću SIP protokola (preko SDP platforme) u odsustvu korisnika.

Sl. 9 Prikaz pametne kuće, [7]

Pametna kuća omogućava bolju autonomiju i olakšava kontrolu kućnih sistema, povećava sigurnost kuće aktiviranjem sigurnosnih alarma te omogućuvanje korisniku da brzo reaguje na vanredna stanja. Cijeli sistem se bazira na slanju SIP poruka odnosno koriste se i blurt poruke za aktiviranje alarma. Za upisivanje odnosno za upravljanje uređajima (ON i OFF mehanizam) koriste se MESSAGE zahtjevi, dok se za implementaciju alarma koristi blurt poruka koja podrazumijeva SUBSCRIBE NOTIY mehanizam. Prvo se šalje poruka SUBSCRIBE koja podrazumijeva praćenje stanja aparata, dok se pri promjeni stanja uređaja šalje korisniku poruka NOTIFY.

IV. ZAKLJUČAK

SIP protokol predstavlja veoma bitan protokol u telekomunikacijskoj industriji, koristeći Internet tehnologije kako bi pružio robusnu, sigurnu i skalabilnu komunikaciju. Vrijednost SIP protokola predstavlja kombinacija servisa koje on podržava.

Kako je SIP zreo, siguran, interoperabilan, skalabilan, pouzdan te lako nadogradljiv protokol, koji ne ovisi o fizičkom sloju mreže, tipu medija i krajnjim uređajima, ne čudi činjenica da se sve više koristi i u području elektroenergetike. Osim toga, posjeduje fleksibilan dizajn, omogućava rad s drugim mrežama i protokolima, podržava SUBSCRIBE/NOTIFY mehanizam pomoću kojeg se opisuju (tehnički definiraju) električni uređaji i njihova primjena. Osim toga, unosi i komunikaciju podržavanjem multimedijalnih sesija kao što su glas, video, slanje poruka, prenos podataka i/ili pretplatu događaja. Na osnovi svega navedenog može se zaključiti da SIP protokol omogućava robusnu i jedinstvenu sposobnost komuninacije gdje se koristi, što ni jedan drugi protokol ne može omogućiti.




REFERENCES

[1] Iva Bojić, Primjena samoorganizirajućih programskih agenata u pružanju. Sveučilište u Zagrebu, lipanj 2009

[2] Henning Schulzrinne, The Session Initiation Protocol, Dept. Of Computer Science, Columbia University, New York,http://www.cs.columbia.edu/sip

[3] Network Working Group, RFC 3261, http://www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt

[4] Which Comes First: THE SMART GRID OR THE ELECTRIC CAR? http://www.ibm.com/smarterplanet/

[5] SIP – Open Communications for Smart Grid Devices, Siemens Enterprise Communications, June 2009,http://www.siemens.com/open

[6] Joe DiAdamo, SIP: The Clear Choice for Smart Grid Communications, July 2009,http://www.smartgridnews.com

[7] Ana Jakovčić, Matej Marić, Sistemi za praćenje i vođenje procesa: PAMETNA KUĆA, Sveučilište u Zagrebu, Fakultet elektrotehnike i računarstva, Zagreb, 2007.


http://www.smartgridnews.com/

http://www.siemens.com/open

http://www.ibm.com/smarterplanet/

http://www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt

http://www.cs.columbia.edu/sip


sip protokol

Documents