Ad Hoc Wireless Networks
230 likes | 393 Vues
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
Ad Hoc Wireless Networks
E N D
Presentation Transcript
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