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Hybride Kommunikation

Hybride Kommunikation. Im Rahmen des 4. Landesforschungsschwerpunktes "Multimediales Content Management in mobilen Umgebungen". Putbus, den 09.09.2004. Gliederung. Einordnung in die Gesamtarchitektur Next Generation Networks Ziele des Vorhabens Übersicht drahtloser Netze

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Presentation Transcript

  1. Hybride Kommunikation Im Rahmen des 4. Landesforschungsschwerpunktes"Multimediales Content Management in mobilen Umgebungen" Putbus, den 09.09.2004

  2. Gliederung • Einordnung in die Gesamtarchitektur • Next Generation Networks • Ziele des Vorhabens • Übersicht drahtloser Netze • Hybride Kommunikation • Architektur • Definitionen • Handover-Basiskonzepte • Handover-Lösungsansätze Hybride Kommunikation

  3. Einordnung in die Gesamtarchitektur Wireless Networks Hybride Kommunikation

  4. 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 Hybride Kommunikation

  5. 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.) Hybride Kommunikation

  6. Drahtlose Netze Reichweite Satelliten 500-1000 km 10-50 km W-MAN/802.16 Tetra UMTS 1-6 km GSM/GPRS EDGE WLAN 802.11b WLAN 802.11g WLAN 802.11a 20-500 m Bluetooth DECT 5-15 m 1-1,5 m IrDA Datenraten Kbit-Bereich Mbit-Bereich Hybride Kommunikation

  7. UMTS UMTS GSM/GPRS GSM/GPRS IP-Netzwerke Applikations- server WLAN WLAN Bluetooth Bluetooth Hybride Kommunikation Seamless-Handover Mobiler Computer Mobiler Computer Hybride Kommunikation

  8. 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 Hybride Kommunikation

  9. Handover: Basiskonzepte • Multiplexing: statisch • manuelle Umschaltung durch den Nutzer oder das Betriebssystem • manuelle Herstellung einer Neuverbindung • Proprietäre Lösungen: dynamisch (eingeschränkt) • Beispiel: Socket-Tunneling • Mobile IP: dynamisch Hybride Kommunikation

  10. 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 Hybride Kommunikation

  11. HybRoam WLAN HybRoam Home Server Socket- Tunnel Socket- Verbindung Socket- Verbindung Applikation Applikations- server Home Computer Mobiler Computer GSM Hybride Kommunikation

  12. 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 Hybride Kommunikation

  13. IP-Netzwerke Home Agent Mobiler Computer Mobile IPv4 Mobile IP Tunnel Foreign Agent Mobile IP Mobile IP Home-Adresse Care-of-Adresse Collocated-Care-of-Adresse (global; DHCP) Applikations- server Hybride Kommunikation

  14. IP-Netzwerke Home Agent Mobiler Computer Mobile IPv6 Tunnel Mobile IP Mobile IP Home-Adresse (Collocated-)Care-of-Adresse (global; DHCP) Mobile IP? Applikations- server Hybride Kommunikation

  15. Mobile IP: Probleme • Nutzung von MIPv6: Installation des IPv6-Stacks auf allen Geräten erforderlich • MIP ohne Modifikationen: hohe Latenzzeiten beim Handover  kein Seamless-Handover Hybride Kommunikation

  16. 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 Hybride Kommunikation

  17. Home Computer IP-Netzwerke Mobiler Computer Applikations- server HybRoam mit mSCTP mSCTP Home Server mSCTP IP-Adresse 1 IP-Adresse 2 IP-Adresse 3 … mSCTP? Hybride Kommunikation

  18. 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 Hybride Kommunikation

  19. Kontakt Lehrstuhl Rechnerarchitektur Universität Rostock, Fakultät für Informatik und Elektrotechnik, Institut für Informatik Prof. Dr.-Ing. habil. Djamshid Tavangarian Albert – Einstein - Straße 21, D-18059 Rostock Tel.: +49 (0)381 - 498 3385 Fax: +49 (0)381 - 498 3440 E-Mail: info.ra@uni-rostock.de WWW: http://wwwra.informatik.uni-rostock.de "Multimediales Content Management in mobilen Umgebungen" Dipl.-Ing. Natalia Ossipova Albert – Einstein – Straße 23, D-18059 Rostock Tel.: +49 (0)381 - 498 3411 Fax: +49 (0)381 - 498 3440 Hybride Kommunikation

  20. Danke für Ihre Aufmerksamkeit Hybride Kommunikation

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