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1 Self-managed Systems Gerhard Kadel, T-Systems Technologiezentrum Mobile & Wireless Solutions 17 January 2005 Deutsche AG

2 Inhalt Einordnung Ausprägungen und Anwendungsbereiche Vorteile Herausforderungen Stand der Technik, Standardisierung Zusammenfassung und Ausblick Seite 1

3 Einordnung Punkt-zu-Punkt (P2P) Architekturen feste Konfiguration Netzwerk-zu-Netzwerk oder Netzwerk-zu-CPE Punkt-zu-Multipunkt (PMP) Architekturen Derzeitige Netzarchitekturen für Mobilfunknetze, DECT, WLAN, WiMAX, alle Kommunikation über Access Point / Basis Station Multipunkt-zu-Multipunkt (Mesh) Architekturen Knoten sind intelligente Wireless Router Multi-hop Verbindungen möglich Mesh-Prinzip ist grundsätzlich unabhängig von der verwendeten Funktechnologie, Seite 2

4 Ausprägungen und Anwendungsbereiche Ad-hoc Netze: Dynamische Vermaschung von drahtlosen Endgeräten alle Knoten können beweglich sein hohe Dynamik bzgl. der Routingprotokolle ein reines Ad-hoc Netz arbeitet ohne Anbindung an ein anderes Netz (so wie eine WLAN-Vernetzung im Ad-hoc Modus heutiges WLAN hat jedoch keine multi-hop Funktionalität) Die Anbindung von einem Ad-hoc Netz an ein anderes Netz (z.b. LAN, Festnetz, Mobilnetz) kann über spezielle Gateways erfolgen Seite 3

5 Ausprägungen und Anwendungsbereiche Internet Drahtlose Vermaschung von Infrastrukturelementen Die Knoten sind stationär (z.b. mesh-fähige CPEs für WiMAX-Netze, mesh-fähige WLAN Access Points) Die Knoten sind Infrastruktur-Elemente Einige Knoten sind an das Festnetz angebunden Auf die Knoten kann drahtgebunden oder drahtlos zugegriffen werden Seite 4

6 Vorteile Spontane Vernetzungen möglich (Arbeitsgruppen, Multi-party games, ) Reduktion von Verkabelungsaufwand (z.b. für Multimedia-Heimnetze) Reduktion von Infrastrukturkosten (z.b. für WLAN- oder WiMAX-Netze) Verbesserung des Funkversorgungsgrads und Erhöhung der Datenraten Vergrößerung von Reichweiten Verbesserung der Ausfallsicherheit Einfache Erweiterbarkeit von Netzen Reduktion von Sendeleistungen Seite 5

7 Herausforderungen Effiziente dynamische Routing Protokolle Gesamtkapazität, Effizienz und Skalierbarkeit eines ad-hoc/mesh networks, maximal sinnvolle Netzgrößen (overhead)? max. Anzahl hops ( end-to-end delay)? Beherrschung Interferenz- und Synchronisationsproblematik System-Komplexität und stabilität; Leistungsverbrauch Ressourcen-Management, Fairness Security, Privacy, AAA und Billing Geeignete Antennen für (Infrastruktur) mesh networks (multi-directional, adaptive, ) Kooperation mit Endnutzer (Kostenteilung, Incentivierung, ) Seite 6

8 Stand der Technik, Implementierungen Proprietäre Lösungen für ad-hoc & mesh networks verfügbar, z.b. von Thema ist Gegenstand vieler F&E-Projekte (z.b. BMBF-Projekt IPonAir) Standardisierung von Ad-hoc Protokollen bei IETF Arbeitsgruppe MANET (Mobile Ad-hoc NETworks) ETSI und TIA initiierten MESA (Mobile broadband for Emergency and Safety Applications) Initiative einschl. Definition von Ad-hoc Netzen Standardisierung von mesh Funktionalitäten für WLAN bei IEEE s Mesh Funktionen sind im WiMAX-Standard derzeit optional enthalten Seite 7

9 Zusammenfassung und Ausblick Ad-hoc & mesh networks sind der nächste logische Schritt nach P2P- und PMP- Netzarchitekturen Wesentliche Vorteile sind: Enabler für neue Nutzungsmöglichkeiten Reduktion von Infrastrukturkosten Verbesserung von Funkversorgung (Penetration und Reichweiten) Ad-hoc & mesh networks benötigen ein hohes Maß ein self management auf verschiedenen OSI Layern (großer Bedarf an cross layer optimisation ). Nur durch eine sinnvolle Kombination von verschiedenen wireless und wireline Netzinfrastrukturen und architekturen können leistungsfähige breitbandige Netze für flexible, IP-basierte Dienste wirtschaftlich realisiert werden. Seite 8

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