Hybride Kommunikation

Universität RostockFakultät für Informatik und Elektrotechnik

Institut für Informatik, Lehrstuhl für RechnerarchitekturAlbert - Einstein - Straße 23, D - 18059 Rostock

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Dipl.-Ing. Natalia Ossipova

Hybride KommunikationHybride Kommunikation

Im Rahmen des 4. Landesforschungsschwerpunktes"Multimediales Content Management in mobilen Umgebungen"

Putbus, den 09.09.2004

Dipl.-Ing. Natalia Ossipova Hybride Kommunikation 2

Gliederung

Einordnung in die Gesamtarchitektur Next Generation Networks Ziele des Vorhabens Übersicht drahtloser Netze Hybride Kommunikation

Architektur Definitionen Handover-Basiskonzepte Handover-Lösungsansätze


Einordnung in die Gesamtarchitektur

Wireless Networks


Next Generation Networks

2G: GSM, HSCSD 2,5G: GPRS, EDGE 3G: UMTS, W-CDMA 3,5G: UMTS+WLAN 4G: Allgegenwärtiger transparenter Netzzugang

unabhängig von drahtlosen Übertragungs-möglichkeiten

=> Hybride Kommunikation


Ziele des Vorhabens

Allgegenwärtiger Netzzugang über GSM/GPRS, WLAN, Bluetooth und UMTS

Seamless-Handover Sicherung des Datenverkehrs Quality-of-Service Differenzierte Kostenerfassung Neuartige Konzepte für Voice-, Daten-, Bild-, und

Video-Übertragung Nutzung mobiler Endgeräte für unterschiedliche

Einsatzbereiche Nutzung hybrider Netzwerksysteme in abstrakten

Kommunikationsschichten (BAN, PAN, LAN, etc.)


Drahtlose Netze

Satelliten

Tetra

UMTS

GSM/GPRS EDGE

DECT

IrDA

Bluetooth

WLAN802.11b

W-MAN/802.16

WLAN802.11g

WLAN802.11a

Reichweite

500-1000 km

10-50 km

1-6 km

20-500 m

5-15 m

1-1,5 m

DatenratenKbit-Bereich Mbit-Bereich


Bluetooth

WLAN

GSM/GPRS

UMTS

Hybride Kommunikation

GSM/GPRS

WLAN

UMTS

Bluetooth

IP-Netzwerke

Applikations-server

MobilerComputer

MobilerComputer

Sea

mle

ss-H

and

ove

r


Definitionen

InterworkingInteraktion zwischen verschiedenen Netzen mit Unterstützung der End-to-End-Kommunikation

RoamingWechsel zwischen Funkzellen / Access Points

Seamless (= transparent)

Handover (Handoff)Wechsel zwischen verschiedenen Netzen

horizontales / vertikales hard / soft seamless


Multiplexing: statisch manuelle Umschaltung durch den Nutzer oder das

Betriebssystem manuelle Herstellung einer Neuverbindung

Proprietäre Lösungen: dynamisch (eingeschränkt) Beispiel: Socket-Tunneling

Mobile IP: dynamisch

Handover: Basiskonzepte


Handover: Lösungsansätze

"Mobile Unlimited" von Swisscom WLAN / GPRS / UMTS PCMCIA-Card + Software + Billing Seit 30. August 2004 Preis zwischen CHF 250 und CHF 400

HybRoam GPRS / WLAN Socket-Tunneling

Mobile IPv6-Modifikationen VHO-Projekt (Ericsson u.a.) MobiCom (University of Cambridge)

Stream Control Transmission Protocol (SCTP) Mobile SCTP (mSCTP) mSCTP mit Mobile IP oder SIP


HybRoam

Applikation

Home Computer Applikations-server

Mobiler Computer

GSM

WLAN

Socket-Verbindung

Socket-Verbindung

Socket-Tunnel

HybRoam Home Server


HybRoam: Probleme

Initiierung von Verbindungen ausschließlich durch den mobilen Client

Pufferüberlauf bei Übertragung größerer Datenmengen

Kompatibilität mit Applikationen, z.B. FTP (Verbindung vom Server zum Client)

Home Computer = potenzieller Flaschenhals


Mobile IPv4

Home Agent

Foreign Agent

Mobiler Computer IP-Netzwerke

Applikations-server

Tunnel

Home-AdresseCare-of-AdresseCollocated-Care-of-Adresse(global; DHCP)

Mobile IP

Mobile IP

Mobile IP


Mobile IPv6

Home Agent

Mobiler Computer IP-Netzwerke

Tunnel

Home-Adresse(Collocated-)Care-of-Adresse(global; DHCP)

Applikations-server

Mobile IP

Mobile IP

Mobile IP?


Mobile IP: Probleme

Nutzung von MIPv6: Installation des IPv6-Stacks auf allen Geräten erforderlich

MIP ohne Modifikationen: hohe Latenzzeiten beim Handover kein Seamless-Handover


Mobile SCTP

Streaming Control Transmission Protocol (SCTP) Zuverlässiges nachrichtenorientiertes Transportprotokoll

Multi-Homing: mehrere IP-Adressen gleichzeitig Mobile SCTP (mSCTP) = SCTP mit Dynamic

Address Reconfiguration (DAR) Aufrechterhaltung von bestehenden Sessions beim

Wechsel der IP-Adresse Voraussetzung für Seamless-Handover: mSCTP auf

beiden Seiten Unsere Lösung: HybRoam mit mSCTP


IP-Netzwerke

HybRoam mit mSCTP

Home Computer

Applikations-server

Mobiler Computer

IP-Adresse 1IP-Adresse 2IP-Adresse 3…

mSCTPmSCTP

Home Server

mSCTP?


Vorteile

Verbindungen vom Applikationsserver zum mobilen Client möglich

Keine Pufferung von Daten vor dem Netzwechsel Keine Festlegung von verwendeten Ports Modifikationen nur auf dem mobilen Client und

dem Home Computer Direkte Verbindung zwischen zwei mSCTP-fähigen

Geräten Verwendung von IPSec, VPN-Lösungen Künftig: Multi-Channel-Always-On


Kontakt

Lehrstuhl RechnerarchitekturUniversität Rostock, Fakultät für Informatik und Elektrotechnik, Institut für InformatikProf. Dr.-Ing. habil. Djamshid TavangarianAlbert – Einstein - Straße 21, D-18059 RostockTel.: +49 (0)381 - 498 3385 Fax: +49 (0)381 - 498 3440E-Mail: [email protected]: http://wwwra.informatik.uni-rostock.de

"Multimediales Content Management in mobilen Umgebungen"Dipl.-Ing. Natalia OssipovaAlbert – Einstein – Straße 23, D-18059 RostockTel.: +49 (0)381 - 498 3411 Fax: +49 (0)381 - 498 3440


Danke für Ihre Aufmerksamkeit

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