Qos in Wireless Network - sti.uniurb.it Didattico/Qos in Wireless... · Legal Informatics –...

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





Applicazioni

• Sistema fonia classico• Nuovi servizi

– Applicazioni Internet • Applicazioni multimediali





Terminali mobili

Fonte: Gartner





Architettura di base per reti wirelessGlobal InternetGlobal Internet

Gateway

AP

AP

AP

Access Point: AP

MH

MH

MHMH

MH

MH

Wired backbone





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)





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





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





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





Hiperlan

• Bande di frequenza: range ISM 3.4GHz-5GHz

• Velocità: fino a 24Mbps• Distanza di funzionamento: fino a 30-40

km dall'antenna





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)





Bluetooth

• Costo basso• Da 10 a 100 metri• Velocità di circa 1Mbps• Applicazioni





Reti Cellulari

Switching backbone

Cell1

Cell 2BS

BS

BSC





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





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





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





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









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





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





Architettura Mobile IP

Homenetwork

Internet

Router

Router

Router

COA

CN

MN

HA

FA

Foreignnetwork





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





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





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





Correzione degli errori

• FEC (Forward Error Correction): alcune informazioni sono ridondate così il ricevitore può ricostruire lo streamoriginale se alcuni pacchetti sono persi





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





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





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





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





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





Diffserv e mobilità

• Si devono definire gli SLA tra utente e ISP– SLA fissi

• Utente in una rete estera– SLA devono essere configurati

dinamicamente





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





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

Date post:	12-Jun-2018
Category:	Documents
Upload:	lyliem
View:	214 times
Download:	0 times

Qos in Wireless Network - sti.uniurb.it Didattico/Qos in Wireless... · Legal Informatics –...

Documents