230 likes | 387 Views
Ad Hoc Wireless Networks. Ari Happonen TiTe IV. Agenda. Historiaa Soluverkot vs. tilapäisverkot Hybridiverkot Tilapäisverkkojen sovellusalueet Yhteenveto Video. Historiaa. Ensimmäinen ”analoginen” toteutus noin 2500 vuotta sitten Persiassa
E N D
Ad Hoc Wireless Networks Ari Happonen TiTe IV
Agenda • Historiaa • Soluverkot vs. tilapäisverkot • Hybridiverkot • Tilapäisverkkojen sovellusalueet • Yhteenveto • Video
Historiaa • Ensimmäinen ”analoginen” toteutus noin 2500 vuotta sitten Persiassa • Vastaavia toteutuksia kautta-aikain rumpujen, torvien, savumerkkien yms. kautta • Ensimmäinen ”nykyaikainen” langaton toteutus 1970-luvulta ALOHAnet:n kautta • Hawaii:n saarien yhdistäminen yhden hypyn yhteyksillä
Historiaa… • ALOHA:n tuloksien pohjalta DARPA:n rahoilla PRNET • ALOHA, CSMA, Spread spectrum • Kantavina ideoina • itse-organisoituva • itse-konfiguroituva • dynaaminen reititys ilman kiinteän verkon tukea
PRNT:n ongelmat • Topologiatiedon hankinta, hallinta ja hyödyntäminen • Virheen korjaus ja tietovirran hallinta • Polkujen uudelleen konfigurointi • Laitteiden liikkuvuuden hallinta • Prosessointi ja talletuskapasiteetti • Jaetun kanavan hallinta
PRNET:n perintö • Suuri panostus ad hoc verkkoihin 1980-luvulla armeija ”piireissä” maailmanlaajuisesti • IETF avaa mobile ad hoc networks (MANET) työryhmän • 1994 Bluetooth • piconet, scatternet
Soluverkot vs. tilapäisverkot vs. hybridiverkot • Verkkojen keskinäinen suhde nykypäivänä
Hybridiverkot • Periaatteellinen toimintamalli
Hybridiverkot • Monen hypyn soluverkot • verkkokapasiteetin laajentaminen • Kaupallinen toteuttaminen ongelmallista • Kuka maksaa kulut? • Kenen laitteita voi / saa käyttää reititykseen?
Ad hoc verkkojen sovelluskohteita Sensoriverkot Kriisitilanteet Armeija Tiede Luonnon tapaturmat
Armeija sovellukset • Kommunikaatio taktisen erikoisryhmän välillä • “Runkoverkon” pystyttäminen ajoneuvojen välityksellä • Vakoilulaitteet eri kokoluokissa • Muiden tekniikoiden rinnakkainen hyödyntäminen (GPS)
Ryhmätoiminta • Verkko luodaan lennosta esimerkiksi opetustilan sisällä olevien henkilöiden laitteiden välille • Konferenssit • Opetustilaisuudet • Multimedian stream tyyppinen jakelu esimerkiksi messuilla
Kriisitilanteet • Suur-onnettomuudet • Maanjäristykset • Sota-alueet • Metsäpalo • Etsinnät • Sähkökatkot
Sensoriverkot • Langaton infrastruktuuri verkko • Yksinkertaisia • Valvovat yleensä yhtä tiettyä asiaa kerrallaan: lämpötila, ilmankosteus, taustasäteily, kaasut • Kommunikaatio sensoreiden muodostamassa verkossa sensoreilta valvonta-asemalle • Jaksollinen / tapahtuma perusteinen toiminta • ad-hoc?
Langattomat mesh verkot • Ideana korvata / täydentää / tarjota vaihtoehtoinen verkko langallisille verkoille • Verkon solmuja talojen katoilla, valopylväissä jne. • Vahvuutena hyvä vikasietoisuus yksittäisten yksiköiden ongelmatilanteissa • Esimerkiksi WLAN verkot
Langattomat mesh verkot • Ideaalisia toteutusmalleja mesh verkolle
Sovellusalueiden tarpeet • Armeija • Luotettavuus, tehokkuus, suojattu kommunikointi, multicast reititys • Ryhmätoiminta • Tehokas multicast reititys, tiedonsiirron luotettavuus, tehonsäätö yms. yhteistoimintaa parantavat toimenteet
Sovellusalueiden tarpeet • Kriisitilanteet • Hyvä häiriönsieto reitityksessä, nopea palautuminen reitityksen ongelmatilanteissa, hyvä skaalautuvuus, reaaliaikainen-kommunikaatio • Sensoriverkot • vähäinen tarve liikkuvuudelle, toimivuus suurella laitemäärällä, vikasietoisuus, virrankulutus
Sovellusalueiden tarpeet • Mesh verkot • nopea uudelleenkonfigurointi reititysyksikön vioittuessa • infrastruktuuriverkoille tyypillisiä vaateita, kuten jatkuva sähkönsyöttö • hyvä skaalautuvuus suuren käyttäjämäärän alla
Opimme? • Ad hoc verkot eivät ole mikään uusi asia ideana • Sovelluskohteita on jo nykyisellään runsaasti, mutta tekniikka ei pysty vielä vastaamaan tarpeisiin toivotulla tavalla • Eri sovellusalueiden tarpeet / vaatimukset poikkeavat osittain paljonkin toisistaan
Mitä jäi mietityttämään? • Hybridiverkkojen tulevaisuus • Kuinka protokollasuunnittelu huomioi edellä mainitut erilaiset vaateet eri sovellusalueilla • Esimerkiksi adaptiivisuus protokollissa • Ad hoc verkon määritelmä, kuin veteen piirretty viiva