testbed geografico con infrastruttura di rete wireless
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Testbed geografico con infrastruttura di rete wireless mesh per l’ottimizzazione rete wireless mesh per l ottimizzazione di applicazioni e di servizi innovativi di
pubblica utilità e di infomobilità
Scopo del Testbed
Scopo del Testbed
• Coordinare attività di ricerca scientifica e di sviluppo tecnologico tra:
• Ente di Ricerca
WiLAB (IEIIT-CNR presso Università di Bologna)
• Produttore di tecnologie
RayTalk Industries
• Operatore e gestore di Rete/Servizi (UMTS, GSM, WiFi)
San Marino Telecom
• Riunire in un unico scenario geografico competenze diverse
• Simulare la pianificazione delle frequenze per poi verificare l’effettiva copertura elettromagnetica
Testare nuove piattaforme software QoS per la gestione ottimale della banda disponibile • Testare nuove piattaforme software QoS per la gestione ottimale della banda disponibile
• Sperimentare nuovi scenari e applicazioni legati a tematiche di infomobilità
• Attivare competenze scientifiche integrando tecnologie già consolidate e tecnologie più innovative
Off i ’ d di t t l tt i l i t i di l i i t i li • Offrire un’area demo e di test per la progettazione e la sperimentazione di soluzioni avanzate per piccoli e medi operatori
• Fornire un riscontro diretto dei costi sostenibili sul territorio e del ritorno degli investimenti(Dipartimento di Economia e Tecnologia - Università degli Studi della Repubblica di San Marino)
Collocazione siti concordati
Alcuni siti concordati:
D• Dogana
• Raytalk
• Serravalle
• Tavolucci
• Montalbo
Rete Wireless Mesh:
DR
S
TM
Definizione scenario
I t d i l ttIntroduzione clutter
• Visuale 3D del profilo morfologico di una porzione della Repubblica di San Marino
Definizione scenarioColore clutter Tipo AltezzaColore clutter Tipo (m)
Blu scuro Suburbano 6
Blu chiaro Urbano 8
Verde Foresta 7
Arancione Alberi 4
Marrone Urbano 12
D
S
R
TM
S
• Visuale 2D del profilo morfologico della Repubblica di San Marino
TM
• Introduzione di Clutter
Copertura a 2.4GHz
Studio di copertura a 2.4GHz • Antenna: omnidirezionale• EIRP: 100mW (20dBm)• Altezza trasmettitori: tra 10 e 15m• Servizio offerto: connettività utenti mobili• Altezza ricevitori: 1.5m• Guadagno in ricezione: 0dB • Guadagno in ricezione: 0dB
700 metriDR
S
TM
• Area cella:0,49Kmq
Copertura a 5 GHz
Studio di copertura a 5 GHz • Antenna: omnidirezionale• EIRP: 1W (30dBm)
• Antenna: omnidirezionale• EIRP: 1W (30dBm)
• Altezza trasmettitori: tra i 10 e 15m• Servizio offerto: connettività utenti mobili• Altezza ricevitori: 1.5m• Guadagno in ricezione: 0dB
( )• Altezza trasmettitori: tra i 10 e 15m• Servizio offerto: connettività utenti residenziali• Altezza ricevitori: 10m• Guadagno in ricezione: 10dB • Guadagno in ricezione: 0dB • Guadagno in ricezione: 10dB
D
S
R
S
TM
Esempio di Link “Tavolucci – Dogana”
• Link: Tavolucci - Dogana• Lunghezza collegamento: 4896m
DR
S
TM
Tecnologie e Standard Wireless Mesh
Architetture di Reti Wireless Mesh (Wireless Mesh Network)• Topologia di rete che permette di instradare pacchetti dati tra più nodi scegliendo dinamicamente il
percorso “migliore”p g
• Naturale correlazione con le reti dati wireless
• Per le reti WLAN è previsto lo standard IEEE802.11s (Mesh Networking, Extended Service Set)
• Per le reti WMAN lo standard IEEE802.16jPer le reti WMAN lo standard IEEE802.16j
IEEE802.11s Mesh• Standard non ancora approvato (Luglio 2010?)• Standard non ancora approvato (Luglio 2010?)
• In una rete 802.11s gli apparati sono etichettati come Mesh Point (MP)
• Un MP può essere un Gateway, un Nodo, un Mesh AP
• I percorsi sono definiti attraverso protocolli di routing che si basano su HWMP (Hybrid Wireless Mesh • I percorsi sono definiti attraverso protocolli di routing che si basano su HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol):
• AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector Routing - algoritmo di routing per reti ad-hoc)
• tree-based routingtree based routing
• Estensione a reti wireless Ad-Hoc del concetto di WDS a livello MAC
Progettazione di Reti Wireless Mesh (WMN)
Rete Wireless Mesh: vantaggi• Auto-formante:
• Semplifica le operazioni di installazione inizialep p• Riduce i costi di installazione iniziale• Facilmente scalabile su sistemi pre-esistenti• Ideale per situazioni occasionali (eventi improvvisi, disaster recovery…)
A t d tt ti• Auto-adattativa:• Ottimizza le risorse di banda utilizzando i percorsi trasmissivi liberi• Semplifica le operazioni di gestione e manutenzione• Ideale per ambienti cittadini sviluppabile su edifici, lampioni, cartelli, semafori…Ideale per ambienti cittadini sviluppabile su edifici, lampioni, cartelli, semafori…
• Auto-rigenerante:• Assicura maggiore stabilità della rete• Offre garanzia di ridondanza• Riduce i costi di gestione e manutenzione
Rete Wireless Mesh: criticitàNecessita di una corretta pianificazione delle coperture radio (sia link a 5 4Ghz che accesso a 2 4GHz) • Necessita di una corretta pianificazione delle coperture radio (sia link a 5,4Ghz che accesso a 2,4GHz)
• Soffre i servizi delay sensitive (applicazioni voce e video…) se non gestiti mediante QoS• Ha bisogno di apparati flessibili (più moduli radio, multi standard, multi canale) e di differenti tipologie di
antenne (omni, direttive…)• Esistono soluzioni basate su algoritmi di instradamento a volte complessi e ad alto overhead
Progettazione di Reti Wireless Mesh (WMN)
ll i h ( f bili h k)Protocollo iMAN Mesh (Infomobility Mesh Access Network)Il protocollo iMAN anticipa il protocollo Wireless Mesh che verrà definito dallo standard IEEE802.11s ed è basato su: radio-aware metrics over self configuring multi-hop topologies.
• Mesh di tipo “All to Gateway”:• Auto-formante• Auto-adattativo
A to igene ante• Auto-rigenerante
• QoS a livello radio di tipo WMM (IEEE802.11e Wireless MultiMedia) per garantire servizi delay sensitive
• Avanzati tool integrati di Site Survey e di Throughput Test per il corretto Radio Tuning
• Flessibilità nelle scelte Hardware (multi moduli radio multi standard multi canale)• Flessibilità nelle scelte Hardware (multi moduli-radio, multi-standard, multi-canale)
Scelta del Path in base a:• Minor numero di hop (risparmio tempo e overhead)• Miglior Signal Strength dell’intera tratta • Minor Carico Dati dell’intera tratta • Priorità impostata mediante parametrizzazioneBasso overhead ottimizzazione del throughput tempi rapidi di riconfigurazioneBasso overhead, ottimizzazione del throughput, tempi rapidi di riconfigurazione
Soluzione iMAN RayTalk Dual Layer Mesh:• Mesh di Backbone per la Rete di Infrastruttura → serie iMAN-B
• Mesh di Distribuzione per la Rete di Accesso → serie iMAN-M
Progettazione di Reti Wireless Mesh (WMN)
Soluzione RayTalk iMAN (Infomobility Mesh Access Network)Dual Layer Mesh:• Mesh di Backbone per la Rete di Infrastruttura → serie iMAN-B• Mesh di Distribuzione per la Rete di Accesso → serie iMAN-M
Progettazione di Reti Wireless Mesh (WMN)
Soluzione RayTalk Dual Layer Mesh applicata al Testbed
M iMAN-M
B iMAN-B
Sede RayTalkyiMAN-B – GatewayiMAN-M – Gateway
DoganagiMAN-B – Node
TavolucciiMAN-M – NodeiMAN M Node
MotalboiMAN-B – NodeiMAN B N diMAN-B – Node
SerravalleiMAN-M – Node