P T
A Heterogeneous Mobile IP
QoS-aware Network
Victor Marques ([email protected])
Rui Aguiar ([email protected])
Jürgen Jähnert ([email protected])
Karl Jonas ([email protected])
Marco Liebsch ([email protected])
Hans Einsiedler ([email protected])
Francisco Fontes ([email protected])
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Portugal Telecom Inovação, SA
Sumário
P T
Inovação
• Motivação
• Obstáculos
• Redes móveis de 3+ Geração
– Requisitos
– Dificuldades
– Arquitectura
• Conclusões
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“A Heterogeneous Mobile IP QoS-aware
Network”
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Inovação
• Porquê?
– Possibilidade de aceder a (quase) tudo, a toda a hora
e em qualquer local
• Como?
– Agregação de todo o tipo de tráfego (voz, dados, etc)
na mesma tecnologia de transporte
– Interfuncionamento em ambientes heterogéneos
num mundo com mobilidade
• Os obstáculos:
– Juntar QoS, Mobilidade e AAAC (authorisation,
authentication, accounting and charging) em redes
heterogéneas
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Requisitos Mínimos
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Inovação
• Voz sobre IP (VoIP)
• Serviços de dados em ambientes móveis
• Tecnologias de acesso distintas:
– WCDMA
– WLAN
– Ethernet
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Obstáculos para QoS em ambientes
móveis
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Inovação
• Handovers múltiplos e distintos:
– Entre diferentes tecnologias (handover vertical)
– Entre células da mesma tecnologia (handover
horizontal )
• Uma chamada de VoIP necessita:
– Reserva de recursos de rede
– Garantia de determinados parâmetros de QoS
– Confirmação da informação administrativa (e.g.
autenticação e autorização)
• Os Handovers devem ser feitos num curto
espaço de tempo, sem prejudicar as
comunicações já estabelecidas
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Características globais da rede
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Inovação
• IPv6 Móvel
• Serviços Diferenciados (DiffServ)
• Perfis de utilizador
• Gestão de rede distribuída
• Servidores AAAC (authorisation,
authentication, accounting and charging)
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Arquitectura Geral da Rede
QoS
Broker
WCDMA
Acce ss
Network
AAAC
server
IP Backbone
AG
802.11b
Access
Network
Ethernet
Access
Network
AG
IPv6 Backbone
AG
Access Network
NMS
Core Network
Entidades Identificadas
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Inovação
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•
MT – Terminal Móvel
•
AN – Rede de Acesso (pode ser Ethernet, WCDMA ou 802.11b)
•
AG –Gateway (ou AR –Router de Acesso)
•
QoS Broker – Entidade de Alto Nível que é responsável pela gestão
de QoS e pela admissão dos utilizadores
•
AAAC Server – Entidade de Alto Nível que é responsável por manter
o perfil dos utilizadores, para autenticação, autorização, controlo de
gastos e tarifação de acordo com a utilização dos recursos.
•
NMS – Sistema de Gestão de Rede – Apesar do QoS Broker e o AAAC
fazerem parte do NMS, existem outras funções operacionais, de
administração e gestão que são necessárias na rede e estão
centradas nesta entidade (funções de policiamento, de políticas, de
processamento de alarmes, etc.)
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Serviços para o Utilizador
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Inovação
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• Serviço Premium – o utilizador subscreve um
serviço com garantia de disponibilidade “total”
dos recursos definidos no seu perfil (contrato);
• Serviço de Assinatura Normal – o utilizador
subscreve um serviço com parâmetros de serviço
bem definidos (bit-rate, atraso, jitter, perdas
máximas, disponibilidade);
• Serviço Pré-Pago – o utilizador está autorizado a
usar uma certa quantidade de recursos até o
“crédito” se esgotar.
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Requisitos da Solução Final
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Inovação
• Deve respeitar e garantir o funcionamento
correcto em todas as situações
• Com complexidade minimizada
• Com o menor custo possível
• Seguindo e adoptando as normas internacionais
o melhor possível
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Gestão da QoS
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Inovação
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• Mecanismos Diffserv na rede de Core
• As gateways de acesso devem mapear os pacotes dos
utilizadores em classes de serviço distintas, de acordo
com o SLA e a aplicação utilizada.
• O tráfego Best-Effort é usado para acomodar variações
de requisitos de QoS nas outras classes de serviço.
• Devem existir entidades PEP e PDP de modo a “vigiarem”
todos os utilizadores, e actuarem contra os “mal
comportados”.
• O QoS Broker deve gerir as ligações dentro do seu
domínio e deve dialogar com os QoS Brokers dos
domínios vizinhos de modo a garantir a QoS extremo a
extremo.
• O servidor de AAAC guarda o perfil dos utilizadores, e a
informação relativa a taxação.
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Requisitos para os Handovers
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Inovação
• Os handovers (nível 2) devem ser feitos numa
base “break before make” (devido à utilização
de WCDMA)
• Cada nova ligação deverá ser negociada no nível
IP (nível 3) através da gateway actual.
• A reserva de recursos deverá ser efectuada antes
do handover de nível 2 ser iniciado.
• A solução final será baseada em simulação e em
medidas reais de desempenho :
– Soluções hierárquicas vs “Fast Handovers”
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Arquitectura de Gestão
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Inovação
• Independentemente dos níveis inferiores, as
questões de Gestão e Administração têm de ser
tratadas durante o handover, o que implicará
maiores atrasos no processo de handover.
• A arquitectura que será implementada foi
desenhada de modo a minimizar os problemas
de atrasos ao nível de gestão e administração
durante o handover
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Arquitectura da Rede de Transporte e
Gestão
Core Network
Other Domain
AAAC Servers
Transport &Management
Infrastructures
AAAC Server
MT
AR + AG + PEP
Management
Core Router
AAA + PDP + QoSB
Transport
Conclusões
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Inovação
• Definimos uma arquitectura de rede
– Utilizando mecanismos IP
– Redes de acesso diferentes
– com heterogeneidade tanto a nível técnico como
administrativo
– Com serviços de dados móveis
– Com QoS
– Com suporte de AAAC
• Resultando...
numa arquitectura de transporte e gestão destinada a
minimizar os problemas de gestão e handover, que
serão críticos neste tipo de ambientes.
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O Projecto Moby Dick
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Inovação
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• Moby Dick - Mobility and Differentiated
Services in a Future IP Network
• Project Number: IST-2000-25394
• Project duration: 36 months
• Key Action: IST 2000 - IV.5.2: "Terrestrial
Wireless Systems and Networks“
• Clusters: Wireless IP, Mobile Services and
Applications
• http://www.ist-mobydick.org/
• http://www-int.berkom.de/~mobydick/
Victor Marques - Portugal Telecom Inovação, SA
P T
Obrigado!
Questões?
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