Optimization of an Interface Abstraction Layer for Heterogeneous Networks
Seiten
2011
|
1., Aufl.
Shaker (Verlag)
978-3-8440-0197-6 (ISBN)
Shaker (Verlag)
978-3-8440-0197-6 (ISBN)
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In den letzten Jahren ist in der Welt der Telekommunikation die Tendenz zur Konvergenz von Diensten und Netzen unübersehbar geworden. Dies gilt auch für Mobilfunknetze. Noch die zweite Generation des Mobilfunks (Global System for Mobile Communications - GSM) diente primär den Telefonie-Diensten, aber schon ihre Erweiterungen und später dann die Netze der dritten Generation (Universal Mobile Telecommunications System - UMTS) sowie die jetzt vor der Einführung stehenden Systeme der vierten Generation (Long Term Evolution - LTE) sind für den Zugriff auf „drahtlose Internetdienste“ genauso geeignet wie für gewöhnliche Telefonie-Dienste oder das Short Message System (SMS). Auf der anderen Seite werden lokale Funknetze (Wireless Local Area Network – WLAN) nicht mehr ausschließlich zur Übertragung von Internet-Daten genutzt, sondern immer häufiger auch für Telefonie-Dienste (Voice over Internet Protocol - VoIP). Das Rückgrat all dieser modernen Netze ist das Internet- Protokoll (IP). Die nächste Stufe der Konvergenz wird nun durch die Schaffung heterogener Netze gekennzeichnet, in denen existierende Einzelnetze zu einem Ganzen zusammengefasst und gemeinsam genutzt werden. Ein solches heterogenes Netz wird es den Netzbetreibern ermöglichen, ihre IP-basierten Dienste über das am besten geeignete drahtlose System zu verbreiten und gleichzeitig die mobilen Nutzer von dem Problem befreien, den passenden Netzzugangspunkt und das richtige drahtlose System auszuwählen.
Ein wichtiger Bestandteil jedes drahtlosen Systems ist die sogenannte Mobilitätsverwaltung, ein Konzept, das es mobilen Nutzern erlaubt, sich zwischen den verschiedenen Netzzugangspunkten desselben drahtlosen Systems frei zu bewegen, ohne die Nutzung der gewählten Dienste zu unterbrechen. Obwohl mehrere Mobilitätsverwaltungsprotokolle bereits definiert sind und in der Praxis eingesetzt werden, müssen sowohl Netzbetreiber als auch Gerätehersteller noch eine Frage beantworten, die innerhalb eines heterogenen Netzes ständig auftaucht: Wie führe ich die notwendigen Mobilitätsverwaltungsoperationen zwischen den verschiedenen drahtlosen Systemen durch, die das heterogene Netz ausmachen?
Eine Antwort auf diese Frage könnte der Ansatz einer neuen Art von ergänzenden Mechanismen liefern, die es schon existierenden Mobilitätsverwaltung-Protokollen erlauben, jenseits der Grenzen ihrer nativen drahtlosen Systeme zu laufen. Diese sogenannte „Interface Abstraction Layer“-Funktionen (IALF) sind normalerweise in eine eigene Schicht innerhalb des TCP/IP-Protokollstapels integriert, so dass sie in der Lage sind, die Einzelheiten der darunter liegenden drahtlosen Systeme auszublenden und ihre Funktionalitäten in Form einer generischen, systemunabhängigen Schnittstelle anzubieten. Diese Schnittstelle kann dann von den schon vorhandenen Mobilitätsverwaltungsprotokollen benutzt werden, um die erforderlichen Operationen über die Grenzen des einen oder anderen drahtlosen Systems hinweg durchzuführen.
Ein solches IALF-Konzept wurde in den letzten Jahren unter Mitwirkung des Autors diese Dissertation von der Arbeitsgruppe IEEE 802.21 spezifiziert und ist auf gute Akzeptanz bei den Netzbetreibern gestoßen. Die vorgelegte Dissertation analysiert die in dem IEEE 802.21 IALF-Konzept identifizierten Defizite und schlägt eine Reihe von Erweiterungen vor, die in ein neues, verbessertes IALF-Konzept integriert werden können. Zum Ersten wird ein neuer Ressourcenverwaltungs-Mechanismus vorgeschlagen, um den zukünftigen Datenschutz- und Virtualisierung-Anforderungen gerecht zu werden. Zweitens wird ein neues Transportschema der für die Mobilitätsverwaltung relevanten Informationen vorgestellt, und gleichzeitig werden mehrere Transportprotokolle überprüft. Die dritte Reihe von Erweiterungen schlägt neue vertikale Handover-Prozeduren vor mit dem Ziel, die gesamte Handover-Latenz zu reduzieren sowie die Integration von mobilen Rundfunk-Systemen zu ermöglichen. Anhand einiger Einsatzszenarien evaluiert die vorgelegte Dissertation mittels Simulations- und Testumgebungen, wie die vorgeschlagenen Erweiterungen tatsächlich funktionieren und kommt zu dem Schluss, dass das neue, erweiterte, IALF-Konzept den zukünftigen Anforderungen besser entspricht als das IEEE 802.21 IALF-Konzept.
Ein wichtiger Bestandteil jedes drahtlosen Systems ist die sogenannte Mobilitätsverwaltung, ein Konzept, das es mobilen Nutzern erlaubt, sich zwischen den verschiedenen Netzzugangspunkten desselben drahtlosen Systems frei zu bewegen, ohne die Nutzung der gewählten Dienste zu unterbrechen. Obwohl mehrere Mobilitätsverwaltungsprotokolle bereits definiert sind und in der Praxis eingesetzt werden, müssen sowohl Netzbetreiber als auch Gerätehersteller noch eine Frage beantworten, die innerhalb eines heterogenen Netzes ständig auftaucht: Wie führe ich die notwendigen Mobilitätsverwaltungsoperationen zwischen den verschiedenen drahtlosen Systemen durch, die das heterogene Netz ausmachen?
Eine Antwort auf diese Frage könnte der Ansatz einer neuen Art von ergänzenden Mechanismen liefern, die es schon existierenden Mobilitätsverwaltung-Protokollen erlauben, jenseits der Grenzen ihrer nativen drahtlosen Systeme zu laufen. Diese sogenannte „Interface Abstraction Layer“-Funktionen (IALF) sind normalerweise in eine eigene Schicht innerhalb des TCP/IP-Protokollstapels integriert, so dass sie in der Lage sind, die Einzelheiten der darunter liegenden drahtlosen Systeme auszublenden und ihre Funktionalitäten in Form einer generischen, systemunabhängigen Schnittstelle anzubieten. Diese Schnittstelle kann dann von den schon vorhandenen Mobilitätsverwaltungsprotokollen benutzt werden, um die erforderlichen Operationen über die Grenzen des einen oder anderen drahtlosen Systems hinweg durchzuführen.
Ein solches IALF-Konzept wurde in den letzten Jahren unter Mitwirkung des Autors diese Dissertation von der Arbeitsgruppe IEEE 802.21 spezifiziert und ist auf gute Akzeptanz bei den Netzbetreibern gestoßen. Die vorgelegte Dissertation analysiert die in dem IEEE 802.21 IALF-Konzept identifizierten Defizite und schlägt eine Reihe von Erweiterungen vor, die in ein neues, verbessertes IALF-Konzept integriert werden können. Zum Ersten wird ein neuer Ressourcenverwaltungs-Mechanismus vorgeschlagen, um den zukünftigen Datenschutz- und Virtualisierung-Anforderungen gerecht zu werden. Zweitens wird ein neues Transportschema der für die Mobilitätsverwaltung relevanten Informationen vorgestellt, und gleichzeitig werden mehrere Transportprotokolle überprüft. Die dritte Reihe von Erweiterungen schlägt neue vertikale Handover-Prozeduren vor mit dem Ziel, die gesamte Handover-Latenz zu reduzieren sowie die Integration von mobilen Rundfunk-Systemen zu ermöglichen. Anhand einiger Einsatzszenarien evaluiert die vorgelegte Dissertation mittels Simulations- und Testumgebungen, wie die vorgeschlagenen Erweiterungen tatsächlich funktionieren und kommt zu dem Schluss, dass das neue, erweiterte, IALF-Konzept den zukünftigen Anforderungen besser entspricht als das IEEE 802.21 IALF-Konzept.
| Reihe/Serie | Mitteilungen aus dem Institut für Nachrichtentechnik der Technischen Universität Braunschweig ; 19 |
|---|---|
| Sprache | englisch |
| Maße | 148 x 210 mm |
| Gewicht | 198 g |
| Einbandart | Paperback |
| Themenwelt | Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik |
| Technik ► Nachrichtentechnik | |
| Schlagworte | Funknetz • Heterogenes Netzwerk • hetrogeneous networks • mobile computing • Mobility Management • OSI-Modell |
| ISBN-10 | 3-8440-0197-2 / 3844001972 |
| ISBN-13 | 978-3-8440-0197-6 / 9783844001976 |
| Zustand | Neuware |
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