CALIDAD DE SERVICIO EN REDES MÓVILES Y SU APLICACIÓN EN EL

ÁMBITO DE EMERGENCIA Y RESCATE

Instituto de Investigación en Ciencias de la ComputaciónLaboratorio de Redes y Telecomunicaciones

Liliana EncisoKatty Rohoden

Rommel Torres

AGENDA

• Introducción a Redes Móviles

• ¿Qué es una red MANET?

• Aplicación de Redes MANET

• Calidad de Servicio en Redes MANET

• Propuestas de colaboración

Introducción

Las redes inalámbricas han experimentado un importante auge en los últimos años debido a la aparición de dispositivos basados en la serie de normas 802.11x.Baratos y fáciles de utilizar, proporcionando una alternativa a las redes cableadas habituales. Las redes inalámbricas permiten una flexibilidad y movilidad al usuario sin tener que sacrificar la conexión a Internet o a la red informática del lugar de trabajo.

Introducción

Estas redes están evolucionando de manera vertiginosa, mejorando sus prestaciones mediante nuevos equipos, pero sobretodo gracias a nuevos tipos de redes con configuraciones físicas y lógicas distintas.

WWAN<15 km

802.20

Estándares IEEE para Tecnología Inalámbrica

Source: International Telecommunications Union, “Birth of Broadband”, September 2003

WMAN<5 km

70 Mbit/s

802.16a/e

WiMAX

WLAN<100 m

11-54 Mbit/s

802.11a/b, e, g

Wi-Fi®

* UWB: 500 Mbit/s** ZigBee: 250 kb/s

WPAN<10 m

~1 Mbit/s

802.15.1 (Bluetooth)802.15.3 (UWB) *

802.15.4 (ZigBee)**

BluetoothZigBee

¿Qué es una red MANET?

[1]

Topología Ad-Hoc.

Cada dispositivo se puede comunicar con todos los demás nodos. Cada nodo forma parte de una red Peer to Peer o de igual a igual, para lo cual sólo vamos a necesitar el disponer de un ID y un canal en común igual para todos los nodos.

Redes Móviles: MANET

• Una red MANET (Mobile Ad Hoc Network), es un tipo de red inalámbrica que no necesita de una infraestructura central para poder establecer comunicación entre dos o más nodos, éste tipo de redes se crean temporalmente para determinados propósitos.

• Se caracterizan por ser de : auto-creación, auto-organización y auto-administración.

• Estas características permiten su uso en ambientes hostiles y desorganizados, incluyendo escenas aisladas de desastres naturales y conflictos armados.

Redes Móviles: MANET

• Una Red Ad Hoc es una red inalámbrica descentralizada. Donde cada nodo está preparado para reenviar datos a los demás y la decisión sobre qué nodos reenvían los datos se toma de forma dinámica en función de la conectividad de la red.

• La movilidad de estos nodos impone algunas limitaciones en su capacidad de potencia y en el rango de transmisión.

Redes Ad Hoc

Redes Móviles Ad Hoc (MANETs)

http://monet.postech.ac.kr/research.html

Redes VANET:

Las VANET (Vehicular Ad-Hoc Network, Red Ad Hoc de vehículos ) son un subconjunto de las redes móviles ad-hoc capaces de comunicar información entre diversos vehículos colindantes y el sistema de tráfico (roadside equipment, equipo de carretera).

AMBITOS DE APLICACIÓN DE REDES AD HOC

Son útiles en situaciones de emergencia, como:

Desastres naturales.Conflictos bélicos.

Requieren de muy poca configuración y permiten un despliegue rápido.

El protocolo de encaminamiento dinámico permite que entren en funcionamiento en un tiempo muy reducido.

Ruiz Pedro. Introducción y estado del arte en redes Ad Hoc. 2003

Calidad de Servicio en Redes MANET

OBJETIVOS:

Los objetivos en este tipo de redes es encontrar una trayectoria que tenga suficientes recursos para satisfacer las limitaciones del retardo, ancho de banda, calidad de los datos multimedia (video, audio, etc) y/o otras métricas enviando paquetes hacia otros nodos y ejecutar las aplicaciones del usuario, adicionalmente también todos los nodos pueden ser móviles dinámicamente, creando una red inalámbrica auto-creciente, auto-organizada y auto-administrada.

Calidad de Servicio en Redes MANET

• Para poder obtener el mayor beneficio de las redes MANET se deben superar algunos desafíos como: enrutamiento efectivo, acceso al medio, administración de la movilidad y la potencia, seguridad y de principal interés para nuestro caso la Calidad de Servicio (QoS).

• Esta QoS según la RFC 2386 debe satisfacer algunos requerimientos impuestos dentro de la red, tales como retardo, jitter, ancho de banda disponible, probabilidad de pérdida de paquetes, etc.

• La QoS se puede garantizar con el uso de técnicas de reservación de recursos apropiadas.

Limitaciones de QoS en Redes MANET

• Estimación y limitación del ancho de banda: El AB y la capacidad en las Manets es escaso, el canal no es confiable ya que este es afectado por interferencias, ruido y desvanecimiento por multi-trayecto. No se puede estimar de forma precisa el AB debido a la movilidad de los nodos.

• Movilidad de nodos y heterogeneidad: Por la movilidad de los nodos la topología de la red está cambiando continuamente, esto provoca fallas en las rutas.

Limitaciones de QoS en Redes MANET

• Problema de sondeo de QoS: El problema radica en la selección de una ruta con QoS. Los modelos de QoS en Manets son sin estado, esto quiere decir que los mensajes de sondeo de QoS no son almacenados, lo que puede provocar en malas interpretaciones, en donde múltiples flujos pueden recibir el mensaje de sondeo en donde los recursos están disponible cuando en realidad no lo está.

• Aplicación: Los requisitos de QoS varían de acuerdo al tipo de Manets.

QoS en Redes MANET

Retos•Encaminamiento efectivo (Alto volumen de trabajo o de información que fluye a través de un sistema , perdida nula o baja de paquetes, etc.)•Administración móvil•Descubrimiento de servicios•Seguridad•La calidad de servicio (QoS) de las aplicaciones multimedia, que es afectada principalmente por el retardo y por la administración del disponible ancho de banda, entre otros factores.

QoS en Redes MANET

• Conseguir elementos / equipos con potencia extremadamente baja para evitar tener que recargar frecuentemente la batería.

• Conseguir interoperabilidad entre los diferentes equipos que están moviéndose dentro en la red

• Resolver el problema de las interferencias. Los factores ambientales juegan un papel muy importante, no solo limitando la distancia entre dos nodos, sino agregándole ruido, interferencia.

Redes Móviles

Por que ? Mejoramiento del hardware (smartphones con

procesador doble nucleo) Mejoramiento del software (fusión de nokia y

microsoft, actualización constante de android) Mas dispositivos en menos espacio (wifi, gps,

bluetooth, camara, radio) Costos de internet decreciendo continuamente,

permite que el usuario tenga mayor ancho de banda. Más formas de interactuar entre usuarios Esto significa redes sociales en cualquier lado

Redes Móviles

Redes Moviles (como aportar localmente)

Redes Moviles (temas de investigación pendientes

PREGUNTAS

ReferenciasRubio Lluis. Redes mesh basadas en puntos de acceso inteligentes 802.11 open source.http://www.ute.edu.ec/posgrados/revistaEIDOS/edicion2/art04.htmlInternational Telecommunications Union, “Birth of Broadband”, September 2003http://lwwa175.servidoresdns.net:9000/proyectos_wireless/Web/topologias.htmhttp://www.etri.re.kr/eng/etri/sub02/sub02_252_10.jsphttp://www.zero13wireless.net/foro/showthread.php?88-Que-es-el-Wireless-%F3-WLANhttp://www.ogasociados.com.ar/imagenes/esquema_comunicacion_gsm_gprs1.jpghttp://monet.postech.ac.kr/research.htmlhttp://www.tesisenxarxa.net/TDX-1212106-103102/index.htmlSebastian Buettrich, wire.less.dk. Adaptado por Ermanno Pietrosemoli, Javier Triviño, Fundación EsLaRedhttp://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/9507Ruiz Pedro. Introducción y estado del arte en redes Ad Hoc. 2003Nitin H. Vaidya, Tutorial on Mobile Ad Hoc Networks: Routing, MAC and Transport Issues. 2007http://www.grc.upv.es/calafate/download/main_novatica.pdfDepartamento de Sistemas Telemáticos y Computación (GSyC). Universidad Rey Juan Carlos. 2005.Magnus Frodigh, Per Johansson y Peter Larsson. Formación de redes inalámbricas ad hoc. El arte de la formación de redes sin red. Ericsson Review No. 4, 2000.