IP-basierte Gruppenkommunikation für heterogene Netzumgebungen

Transkript

1 IP-basierte Gruppenkommunikation für Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Lehrstuhl für Kommunikationsnetze Communication Networks Institute (CNI) Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld

2 Übersicht Einführung in die Gruppenkommunikation Aufbau eines Gruppenkommunikationssystems Parameter zur Übertragungsqualität Quellenmodell für die verkehrstheoretische Analyse Beispielhaftes Simulations-Szenario Zusammenfassung und Ausblick Folie 2

3 Einführung in die Gruppenkommunikation Die Teilnehmer einer Gruppe kommunizieren über einen gemeinsamen Kanal. Der sprechende Teilnehmer reserviert per Knopfdruck den Kanal und sendet daraufhin seine Daten an diesen Kanal. Teilnehmer A Teilnehmer C Teilnehmer E Alle übrigen Teilnehmer erhalten diese Daten und spielen diese ab. Zu einem Zeitpunkt kann nur ein Teilnehmer den Kanal belegen. Bei mehreren Gruppen müssen gewöhnlich weniger Kanäle als Gruppen zur Verfügung stehen. Verwaltung Gemeinsam genutzter Kanal Teilnehmer B Teilnehmer D Folie 3

4 Einführung in die Gruppenkommunikation Vorteile der Verwendung der IP- Struktur für die Gruppenkommunikation: Infrastruktur bereits größtenteils vorhanden Teilnehmer A Teilnehmer C Teilnehmer E Aufbau weltweit operierender Gruppen möglich Verbreitete Zugangstechnologien wie WLAN, WIMAX oder HSPA können eingesetzt werden Hohe Datenraten für Multimedia- Ströme wie Video stehen zur Verfügung Verwaltung Internet Gemeinsam genutzter Kanal Push-to-X Teilnehmer B Teilnehmer D Folie 4

5 Aufbau eines Gruppenkommunikationssystems Folie 5

6 Aufbau eines Gruppenkommunikationssystems Folie 6

7 Aufbau eines Gruppenkommunikationssystems Ausprägungen: Kanalbelegungsstrategien Peer-to-Peer Kanalzugriff Serverbasierter Kanalzugriff Keine explizite Kanalbelegung Folie 7

8 Aufbau eines Gruppenkommunikationssystems Ausprägungen: Kanalbelegungsstrategien Peer-to-Peer Kanalzugriff Serverbasierter Kanalzugriff Keine explizite Kanalbelegung Folie 8

9 Aufbau eines Gruppenkommunikationssystems Ausprägungen: Datenverteilungsstrategien Peer-to-Peer Datenverteilung Serverbasierte Datenverteilung Hierarchische Datenverteilung Verfahren ist einfach zu implementieren und robust gegen Ausfall von Teilnehmern Sender benötigt ausreichend Datenrate Wegen begrenzter Upload- Datenrate beschränke Teilnehmeranzahl in einer Gruppe Folie 9

10 Aufbau eines Gruppenkommunikationssystems Ausprägungen: Datenverteilungsstrategien Peer-to-Peer Datenverteilung Serverbasierte Datenverteilung Hierarchische Datenverteilung Sender benötigt nur geringe Upload- Datenrate Server birgt die Gefahr eines Single Point of Failure Bei vielen Gruppen muss die Serverdatenrate noch ausreichen Folie 10

11 Aufbau eines Gruppenkommunikationssystems Ausprägungen: Datenverteilungsstrategien Peer-to-Peer Datenverteilung Serverbasierte Datenverteilung Hierarchische Datenverteilung Last der Datenverteilung wird auf mehrere Teilnehmer verteilt Dynamische Anpassung an die Upload-Datenrate des Senders und der übrigen Teilnehmer Nicht verfügbarer Teilnehmer wirkt sich nicht auf andere Gruppen aus Folie 11

12 Qualitätsparameter bei der Gruppenkommunikation Parameter: Verzögerung Jitter Paketverlust Standardabweichung der Verzögerung unter den Empfängern Folie 12

13 Quellenmodell für die verkehrstechnische Analyse Modellierung auf drei Ebenen: Sitzungsebene: typisches Beispiel: Kommunikationsgruppe bei einem Löscheinsatz Teilnehmerebene: Sprach-/Videoblock (Push-Action) innerhalb einer Kommunikation Paketebene: Die durch den Sprach- oder Video- Codec erzeugte Datenstrom Folie 13

14 Beispielhaftes Simulations-Szenario Brand am Großmark Dortmund: Einsatz von 19 Löschgruppen von 2-19 Teilnehmern (insgesamt 115 Kommunikations- Einheiten). Dauer des Einsatzes waren 10 Stunden. Universität Dortmund Folie 14

15 Beispielhaftes Simulations-Szenario Simulationsergebnisse für die serverbasierte Kanalzugriffskontrolle und Datenverteilung im HSPA- Zugangsnetz (Uploadrate 3,6 Mbit/s; Downloadrate 7,2 Mbit/s jeweils pro Übertragungskanal) Universität Dortmund Sprachübertragung Videoübertragung Folie 15

16 Beispielhaftes Simulations-Szenario Simulationsergebnisse für die serverbasierte Kanalzugriffskontrolle und Datenverteilung im WLAN- Zugangsnetz (Up- und Downloadrate zusammen 54 Mbit/s pro Übertragungskanal) Universität Dortmund Sprachübertragung Videoübertragung Folie 16

17 Zusammenfassung und Ausblick Universität Dortmund Im Vortrag wurde dargestellt, wie ein Gruppenkommunikationssystem für ein IP-Netz aufgebaut werden kann. Es wurde erläutert welche Alternativen zum Kanalzugriff und zur Datenverteilung zur Verfügung stehen. Es wurden Qualitätsparameter für die spätere Analyse vorgestellt und das in Simulationen verwendete Quellenmodell erläutert. Die Simulation eines realen Szenarios zeigte, dass sich sowohl WLAN als HSPA für die Gruppenkommunikation eignen, wobei HSPA Vorteile bei der Sprachkommunikation und WLAN bei der Videokommunikation bietet. Das Themengebiet Sicherheit wurde in den Überlegungen ausgeklammert und bedarf einer eingehenden Analyse. Die verwendeten Parameter zur Modellierung der Teilnehmerebene sind aus dem BOS-Funk entnommen worden. Die Übertragung auf die Video- Gruppenkommunikation sollte genauer untersucht werden. Folie 17

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Fragen & Antworten Folie 18