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Legal Informatics – Computer law01 (Information Society
Domenico Condello isti information science and technology institute 1/number
Università degli studi di Urbino “Carlo Bo”Informatica ApplicataSistemi di Comunicazioni Multimediali
Massimo Parrucci Facoltà di Scienze e Tecnologie 1
Qos in Wireless Network
Parte 8
Legal Informatics – Computer law01 (Information Society
Domenico Condello isti information science and technology institute 2/number
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Applicazioni
• Sistema fonia classico• Nuovi servizi
– Applicazioni Internet • Applicazioni multimediali
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Terminali mobili
Fonte: Gartner
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Architettura di base per reti wirelessGlobal InternetGlobal Internet
Gateway
AP
AP
AP
Access Point: AP
MH
MH
MHMH
MH
MH
Wired backbone
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802.11• Bande di frequenza: ISM (Industrial, Science
and Medical band)• Velocità: a seconda della versione fino a
54Mbps (in futuro saranno standardizzate versioni a velocità maggiore)
• Distanza di funzionamento: indicativamente qualche 100 di metri, tuttavia lavora su bande ISM quindi può essere impiegato solo in proprietà private e con potenze ridotte (EIRP<20dBm)
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Standard 802.11• Questi sono gli standard approvati o in fase di studio dall'IEEE:
– IEEE 802.11 - Lo standard originale 2 Mbit/s, 2.4 GHz– IEEE 802.11a - 54 Mbit/s, 5 GHz standard (1999, approvato nel 2001) – IEEE 802.11b - Miglioramento del 802.11 col supporto di 5.5 e 11 Mbit/s (1999)– IEEE 802.11d - Libero – IEEE 802.11e - Miglioramento: Gestione della qualità del servizio.– IEEE 802.11F - Inter-Access Point Protocol (IAPP) – IEEE 802.11g - 54 Mbit/s, 2.4 GHz standard (compatibile con il 802.11b) (2003) – IEEE 802.11h - 5 GHz spectrum, Dynamic Channel/Frequency Selection (DCS/DFS) e
Transmit Power Control (TPC) per compatibilità con l'Europa – IEEE 802.11i (ratificato il 24 giugno 2004) - Miglioramento della sicurezza – IEEE 802.11j - Estensione per il Giappone – IEEE 802.11k - Misurazione delle sorgenti radio – IEEE 802.11n - Aumento della banda disponibile– IEEE 802.11p - WAVE - Wireless Ability in Vehicular Environments (gestione per autoveicoli,
ambulanze, ecc...) – IEEE 802.11r - Roaming rapido – IEEE 802.11s - Gestione della topologia della rete – IEEE 802.11T - Gestione e Test – IEEE 802.11u - Connessione con reti non 802 , tipo le reti cellulari. – IEEE 802.11v - Gestione delle reti wireless
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Alcune versioni dellostandard 802.11
Le principali versioni dello standard sono:• 802.11 legacy (1997): 2.4 GHz, velocità 2Mbps• 802.11b (1999): frequenza 2,4GHz, velocità 11Mbps • 802.11a (1999): frequenza 5GHz, velocità 54Mbps• 802.11g (2003): frequenza 2,4GHz, velocità 54Mbps
Attualmente in fase di standardizzazione:• 802.11n: frequenza 2,4GHz e 5GHz, velocità 248Mbps• 802.11y: frequenza 3,7GHz, velocità 54Mbps
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802.11b
• Standard più popolare per le reti LAN• Frequenze libere: non necessita di licenze
dalle autorità• Supporta 11Mbps paragonabili ai 10 Mbps
di Ethernet• Non necessita di infrastruttura• Reti adhoc network
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Hiperlan
• Bande di frequenza: range ISM 3.4GHz-5GHz
• Velocità: fino a 24Mbps• Distanza di funzionamento: fino a 30-40
km dall'antenna
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WiMAX - 802.16(Worldwide Interoperability for Microwave Access)
• Bande di frequenza: in grado di operare sia su bande libere che su bande sottoposte a licenza (3,4-3,6 GHz)
• Velocità: fino a 70 Mbit/s (secondo i propositi dovrebbe essere sufficiente per supportare simultaneamente circa 40 aziende con connettività di tipo T1 e 70 abitazioni con connessione ad 1 Mbit/s)
• Distanza di funzionamento: dell’ordine delle decine di km (indicativamente fino a 50 km)
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Bluetooth
• Costo basso• Da 10 a 100 metri• Velocità di circa 1Mbps• Applicazioni
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Reti Cellulari
Switching backbone
Cell1
Cell 2BS
BS
BSC
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GSM(Global System for Mobile Communications)
• Bande di frequenza: a seconda degli stati 850, 900, 1800, 1900 MHz
• Velocità: fino a 9,6 kbps• Distanza di funzionamento: in pratica fino
a 35km• Applicazioni: servizi fonia e trasmissione
dati
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EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution)
• Bande di frequenza: vedere GSM• Velocità: fino a 200 kbps• Distanza di funzionamento: vedere GSM• Applicazioni: trasmissione dati a velocità
elevata per reti GSM• Vantaggi: aumento della velocità di
funzionamento per la trasmissione dati• Svantaggi: necessita di terminali
appositamente abilitati
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UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)
• Bande di frequenza: in Europa allocate le bande 1920-2025 MHz e 2110-2200 MHz a loro volta suddivise tra le diverse modalità dell’UMTS
• Velocità: fino a 2Mbps (velocità superiori con HSDPA, High-Speed Downlink Packet Access )
• Applicazioni: servizi fonia e trasmissione dati
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TETRA(TErrestrial Trunked RAdio)
• Distanza di funzionamento: a seconda della frequenza si può arrivare fino a celle di oltre 60 km
• Bande di frequenza: uno per sistemi di emergenza (380-395MHz) ed uno per sistemi civili (in Italia 450-470MHz)
• Velocità: ridotta (con trasmissione dati a circuito sia arriva 7,2kpbs per slot, mentre la trasmissione dati a pacchetto arriva a 3,5kbps per slot)
• Applicazioni: servizi di emergenza, forze di pubblica sicurezza e militari
• Vantaggi: appositamente studiato per servizi di emergenza (ridondanza, sicurezza delle comunicazioni, etc.)
• Svantaggi: costo elevato e velocità di trasmissione ridotta
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Confronto di reti wireless
In/Out doorLicenziato35-50 km7,2 KbpsTETRA
In/Out doorLicenziato10-35 Km14 MbpsHSDPA
LANLibero802.11e
In/Out doorLicenziato10-35 Km144/384 kbps3G
OutdoorLicenziato35 km200 KbpsEdge
OutdoorLicenziato35 km28,8 KbpsGPRS
OutdoorLicenziato35 km9,6 KbpsGSM
PANLibero10-100m1 MbpsBluetooth
LAN, MANLibero50-100m23,5 MbpsHIPERLAN
LANLibero10-20m11Mbps802.11b
ApplicazioniSpettroRangeVelocitàNetwork
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Mobile IP (RFC 2002)• Mobile Node (MN): Un host o router che cambia il punto di
connessione da una rete o sottorete a un altra. Un nodo mobile può cambiare la sua posizione senza cambiare il proprio indirizzo IP e può continuare a comunicare con altri nodi della rete Internet in qualsiasi posizione utilizzando il suo indirizzo IP.
• Home Agent (HA): Un router su un MN di una home network responsabile di inoltrare i datagrammi IP al nodo mobile anche quando si è lontani da casache, e mantiene la posizione corrente di informazioni per il nodo di telefonia mobile.
• Foreign agent (FA): Un router in una foreign network che provvede al routing al MN registrato in FA; FA inoltra i pacchetti ricevuti da HA
• Correspondent node (CN): Un nodo in Internet che sta correntemente comunicando con MN
• Care of address (COA): Tunnel usato per inviare pacchetti mentre un MN è fuori dalla sua rete domestica
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Architettura Mobile IP
Homenetwork
Internet
Router
Router
Router
COA
CN
MN
HA
FA
Foreignnetwork
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Cellular IP
Cell 2
BS
BS
MH
HA per MH
Gateway
HA/FA
Internet
Cell1
1 - Nuovo accesso
2 - Registrazione con HA
3- Inoltro pacchetti a MH
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Mobilità e QoS
• Diversi limiti nell’ambiente mobile che pone ulteriori sfide per il supporto QoS
• Tre aree– Qualità del collegamento– Effetto del movimento– Limiti delle device portatili
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Qualità del collegamento
• Scarsa qualità in caso di alto BER (bit error rate)
• Qualità della variazione del collegamento– Condizioni climatiche– Interferenze con altri sistemi o utenti– Ostacoli orografici– Barriere ed edifici – Distanza dalla stazione radio base– Ottimizzazione
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Correzione degli errori
• FEC (Forward Error Correction): alcune informazioni sono ridondate così il ricevitore può ricostruire lo streamoriginale se alcuni pacchetti sono persi
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Effetto del movimento
• Utente è libero di muoversi– Cambia il routing durante la sessione
• Prenotazione delle risorse per QoS– Complesso quando cambia il routing e non è
predicibile• Problemi di Handover
– Quando un utente si muove fuori dalla copertura di una BS o di AP
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Limitazione sulle device portatili
• I mezzi di cui dispongono PDA, telefoni mobili sono limitatai in memoria e quantitàdi calcolo
• Se il terminale non è in grado di fare fronte alle richieste la QoS fornità non saràbuona
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IntServ e mobilità
• RSVP prenota QoS lungo il percorso– Il percorso cambia dinamicamente nelle reti
mobili• MRSVP (Mobile RSVP): Prenota le risorse
in anticipo dove host mobile si recherà in futuro– MSPEC– Proxy Agent– Passive reservation
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MSPEC
• Mspec: Un insieme di località che l’hostmobile visiterà in anticipo durante una sessione– Semplice nel caso di mobilità regolare– Complesso nel caso mobilità impredicibile
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Proxy Agent
• Il proxy agent serve per riservare un nome di un host mobile nelle future locazioni
• Prenotazione Passiva– Prenotare risorse da future locazioni potrebbe
voler dire sprecare delle risorse– Il “best effort” usa le risorse necessarie– MRSVP non è ancora uno standard
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Diffserv e mobilità
• Si devono definire gli SLA tra utente e ISP– SLA fissi
• Utente in una rete estera– SLA devono essere configurati
dinamicamente
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Context-Aware Handover
• Un context può includere i parametri QoS(p.e. PHB per Diffserv), metodi per la sicurezza, regole per il packet filtering
• In caso di applicazioni best effort il rerouting è il solo problema da affrontare in caso di handover
• Nel caso di applicazioni multimediali: rerouting più il trasferimento del context– IEFT sta lavorando sugli standard
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Adattamento delle applicazioni
• Due tipi di fluttazioni QoS– Hideable (basse fluttuazioni)
• Incrementano la latenza, riducono la qualità del segnale• Meccanismi tradizionali
– FEC, buffer del jitter
– Non Hideable (alte fluttuazioni)• Perdita di potenza dei terminali mobili, spostamento da celle
ad alta velocità a più bassa (tipicamente in 3G)• Adattamento delle applicazioni: passare da un video a colori
ad uno in b/n