Model Komunikasi Alternatif dengan Teknologi MANET (Mobile Ad-Hoc Network) untuk Daerah Rural

Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki banyak wilayah yang sulit dijangkau, terutama di daerah perbatasan atau rural. Selain itu ketidaksetaraan distribusi penduduk dan ekonomi membuat pembangunan infrastruktur Teknologi Infomasi dan Komunikasi (TIK) secara keseluruhan di Indonesia tidak merata. Provider penyedia Telekomunikasi dan layanan internet di Indonesia belum dapat memenuhi kebutuhan infrastruktur di daerah terpencil. Solusi komunikasi yang berkembang cepat dan tanpa infrastruktur adalah MANET. MANET adalah sekumpulan node nirkabel yang bekerja sama membentuk jaringan. MANET terbentuk dari sekian banyak host yang terkoneksi melewati router tanpa inftrastruktur yang tetap dan berubah–ubah.  Pada pengujian dengan 5 node, kemudian dilakukan analisis QoS dengan standarisasi TIPHON, didapatkan nilai Sangat Bagus Ketika diuji dengan paket 1500 dan 2000 byte mendapatkan nilai indeks lebih dari 3 di Delay, sedangkan Jitter mendapkan nilai Sangat Bagus disemua pengujian dengan nilai indeks diatas 3.  Sedangkan Packet Loss mendapatkan nilai Sangat Bagus pada pengujian paket 1000 dengan nilai dibawah 3, pada pengujian throughput mendapatkan nilai TIPHON Sangat Jelek. Performa MANET dengan routing Babel layak digunakan model komunikasi alternatif karena masih mendapatkan nilai Sangat Bagus pada beberapa pengujian

Self-organizing Network Optimization via Placement of Additional Nodes

Das Hauptforschungsgebiet des Graduiertenkollegs "International Graduate School on Mobile Communication" (GS Mobicom) der Technischen Universität Ilmenau ist die Kommunikation in Katastrophenszenarien. Wegen eines Desasters oder einer Katastrophe können die terrestrischen Elementen der Infrastruktur eines Kommunikationsnetzwerks beschädigt oder komplett zerstört werden. Dennoch spielen verfügbare Kommunikationsnetze eine sehr wichtige Rolle während der Rettungsmaßnahmen, besonders für die Koordinierung der Rettungstruppen und für die Kommunikation zwischen ihren Mitgliedern. Ein solcher Service kann durch ein mobiles Ad-Hoc-Netzwerk (MANET) zur Verfügung gestellt werden. Ein typisches Problem der MANETs ist Netzwerkpartitionierung, welche zur Isolation von verschiedenen Knotengruppen führt. Eine mögliche Lösung dieses Problems ist die Positionierung von zusätzlichen Knoten, welche die Verbindung zwischen den isolierten Partitionen wiederherstellen können. Hauptziele dieser Arbeit sind die Recherche und die Entwicklung von Algorithmen und Methoden zur Positionierung der zusätzlichen Knoten. Der Fokus der Recherche liegt auf Untersuchung der verteilten Algorithmen zur Bestimmung der Positionen für die zusätzlichen Knoten. Die verteilten Algorithmen benutzen nur die Information, welche in einer lokalen Umgebung eines Knotens verfügbar ist, und dadurch entsteht ein selbstorganisierendes System. Jedoch wird das gesamte Netzwerk hier vor allem innerhalb eines ganz speziellen Szenarios - Katastrophenszenario - betrachtet. In einer solchen Situation kann die Information über die Topologie des zu reparierenden Netzwerks im Voraus erfasst werden und soll, natürlich, für die Wiederherstellung mitbenutzt werden. Dank der eventuell verfügbaren zusätzlichen Information können die Positionen für die zusätzlichen Knoten genauer ermittelt werden. Die Arbeit umfasst eine Beschreibung, Implementierungsdetails und eine Evaluierung eines selbstorganisierendes Systems, welche die Netzwerkwiederherstellung in beiden Szenarien ermöglicht.The main research area of the International Graduate School on Mobile Communication (GS Mobicom) at Ilmenau University of Technology is communication in disaster scenarios. Due to a disaster or an accident, the network infrastructure can be damaged or even completely destroyed. However, available communication networks play a vital role during the rescue activities especially for the coordination of the rescue teams and for the communication between their members. Such a communication service can be provided by a Mobile Ad-Hoc Network (MANET). One of the typical problems of a MANET is network partitioning, when separate groups of nodes become isolated from each other. One possible solution for this problem is the placement of additional nodes in order to reconstruct the communication links between isolated network partitions. The primary goal of this work is the research and development of algorithms and methods for the placement of additional nodes. The focus of this research lies on the investigation of distributed algorithms for the placement of additional nodes, which use only the information from the nodes’ local environment and thus form a self-organizing system. However, during the usage specifics of the system in a disaster scenario, global information about the topology of the network to be recovered can be known or collected in advance. In this case, it is of course reasonable to use this information in order to calculate the placement positions more precisely. The work provides the description, the implementation details and the evaluation of a self-organizing system which is able to recover from network partitioning in both situations

De l'évaluation des performances Wi-Fi à la mobilité contrôlée pour les réseaux de drones

Mobility in telecommunication networks is often seen as a hassle that needs to be dealt with: a mobile wireless device has to adapt is trans-mission parameters in order to remain connected to its counterpart(s),as the channel evolves with the device’s movements. Drones, which are unmanned aerial vehicles in the context of this thesis, are no exception.Because of their freedom of movement, their three-dimensional mobility in numerous and varied environments, their limited payload and their energy constraints, and because of the wide range of their real-world applications, drones represent new exciting study objects whose mobility is a challenge. Yet, mobility can also be a chance for drone networks,especially when we can control it. In this thesis, we explore how con-trolled mobility can be used to increase the performance of a drone network, with a focus on IEEE 802.11 networks and small multi-rotor drones. We first describe how mobility is dealt with in 802.11 networks,that is to say using rate adaptation mechanisms, and reverse engineer the rate adaptation algorithm used in the Wi-Fi chipset of the Intel Aero Drone. The study of this rate adaptation algorithm, both experimental and through simulation, through its implementation in the network simulator NS-3, allows its comparison against other well-known algorithms.This highlights how big the impact of such algorithms are for drone networks, with regard to their mobility, and how different the resulting behaviors of each node can be. Therefore, a controlled mobility solution aiming to improve network performances cannot assume much about the behavior of the rate adaptation algorithms. In addition to that, drone applications are diverse, and imposing mobility constraints without crippling a complete pan of these applications is difficult. We therefore propose a controlled mobility solution which leverages the antenna radiation pattern of the drones. This algorithm is evaluated thanks to a customized simulation framework for antenna and drone simulation,based on NS-3. This solution, which works with any rate adaptation algorithm, is distributed, and do not require a global coordination that would be costly. It also does not require a full and complete control of the drone mobility as existing controlled mobility solutions require, which makes this solution compatible with various applications.La mobilité dans les réseaux de télécommunications est souvent considérée comme un problème qu'il faut résoudre : un appareil mobile sans fil doit adapter ses paramètres de transmission afin de rester connecté à son ou ses homologues, car le canal évolue avec les mouvements de l'appareil. Les drones, qui sont des véhicules aériens sans pilote, ne font pas exception. En raison de leur grande liberté de mouvements, de leur mobilité tridimensionnelle, et ce dans des environnements aussi nombreux que variés, de leur charge utile limitée et de leurs contraintes énergétiques, et en raison du large éventail de leurs applications dans le monde réel, les drones représentent de nouveaux objets d'étude passionnants dont la mobilité est un défi. Pourtant, la mobilité peut aussi être une chance pour les réseaux de drones, surtout lorsque nous pouvons la contrôler. Dans cette thèse, nous explorons comment la mobilité contrôlée peut être utilisée pour augmenter les performances d'un réseau de drones, en mettant l'accent sur les réseaux IEEE 802.11 et les petits drones multi-rotor. Nous décrivons d'abord comment la mobilité est traitée dans les réseaux 802.11, c'est-à-dire en utilisant des mécanismes d'adaptation de débit, puis nous effectuons l'ingénierie inverse de l'algorithme d'adaptation de débit utilisé dans le chipset Wi-Fi du drone Intel Aero. L'étude de cet algorithme d'adaptation de débit, de manière à la fois expérimentale et par simulation, grâce à son implémentation dans le simulateur de réseau NS-3, permet de le comparer à d'autres algorithmes bien connus. Cette étude met en évidence l'importance de ces algorithmes pour les réseaux de drones, en lien avec leur mobilité, et la différence de comportement de chaque nœud en résultant. Par conséquent, une solution de mobilité contrôlée visant à améliorer les performances des réseaux ne peut pas supposer beaucoup du comportement des algorithmes d'adaptation de débits. En outre, les applications des réseaux de drones sont diverses, et il est difficile d'imposer des contraintes de mobilité sans devenir incompatible avec un pan complet d'applications. Nous proposons donc une solution de mobilité contrôlée qui exploite le diagramme de rayonnement de l'antenne des drones. Cet algorithme est évalué grâce à outil de simulation développé pour l'occasion, permettant la simulation d'antennes et de drones, basé sur NS-3. Cette solution, qui fonctionne avec n'importe quel algorithme d'adaptation de débit, est distribuée, et ne nécessite aucune coordination globale ou communication spécifique qui pourrait s'avérer coûteuses. Elle ne nécessite pas non plus un contrôle complet de la mobilité du drone comme le requièrent les solutions de mobilité contrôlée existantes, ce qui rend cette solution compatible avec diverses applications

Sensor Integration for Smart Cities Using Multi-Hop Networks

Smart Cities are designed to be living systems and turn urban dwellers life more comfortable and interactive by keeping them aware of what surrounds them, while leaving a greener footprint. The Future Cities Project [1] aims to create infrastructures for research in smart cities including a vehicular network, the BusNet, and an environmental sensor platform, the Urban Sense. Vehicles within the BusNet are equipped with On Board Units (OBUs) that offer free Wi-Fi to passengers and devices near the street. The Urban Sense platform is composed by a set of Data Collection Units (DCUs) that include a set of sensors measuring environmental parameters such as air pollution, meteorology and noise. The Urban Sense platform is expanding and receptive to add new sensors to the platform. The parnership with companies like TNL were made and the need to monitor garbage street containers emerged as air pollution prevention. If refuse collection companies know prior to the refuse collection which route is the best to collect the maximum amount of garbage with the shortest path, they can reduce costs and pollution levels are lower, leaving behind a greener footprint. This dissertation work arises in the need to monitor the garbage street containers and integrate these sensors into an Urban Sense DCU. Due to the remote locations of the garbage street containers, a network extension to the vehicular network had to be created. This dissertation work also focus on the Multi-hop network designed to extend the vehicular network coverage area to the remote garbage street containers. In locations where garbage street containers have access to the vehicular network, Roadside Units (RSUs) or Access Points (APs), the Multi-hop network serves has a redundant path to send the data collected from DCUs to the Urban Sense cloud database. To plan this highly dynamic network, the Wi-Fi Planner Tool was developed. This tool allowed taking measurements on the field that led to an optimized location of the Multi-hop network nodes with the use of radio propagation models. This tool also allowed rendering a temperature-map style overlay for Google Earth [2] application. For the DCU for garbage street containers the parner company provided the access to a HUB (device that communicates with the sensor inside the garbage containers). The Future Cities use the Raspberry pi as a platform for the DCUs. To collect the data from the HUB a RS485 to RS232 converter was used at the physical level and the Modbus protocol at the application level. To determine the location and status of the vehicles whinin the vehicular network a TCP Server was developed. This application was developed for the OBUs providing the vehicle Global Positioning System (GPS) location as well as information of when the vehicle is stopped, moving, on idle or even its slope. To implement the Multi-hop network on the field some scripts were developed such as pingLED and “shark”. These scripts helped upon node deployment on the field as well as to perform all the tests on the network. Two setups were implemented on the field, an urban setup was implemented for a Multi-hop network coverage survey and a sub-urban setup was implemented to test the Multi-hop network routing protocols, Optimized Link State Routing Protocol (OLSR) and Babel

Actas de la XIII Reunión Española sobre Criptología y Seguridad de la Información RECSI XIII : Alicante, 2-5 de septiembre de 2014

Si tuviéramos que elegir un conjunto de palabras clave para definir la sociedad actual, sin duda el término información sería uno de los más representativos. Vivimos en un mundo caracterizado por un continuo flujo de información en el que las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) y las Redes Sociales desempeñan un papel relevante. En la Sociedad de la Información se generan gran variedad de datos en formato digital, siendo la protección de los mismos frente a accesos y usos no autorizados el objetivo principal de lo que conocemos como Seguridad de la Información. Si bien la Criptología es una herramienta tecnológica básica, dedicada al desarrollo y análisis de sistemas y protocolos que garanticen la seguridad de los datos, el espectro de tecnologías que intervienen en la protección de la información es amplio y abarca diferentes disciplinas. Una de las características de esta ciencia es su rápida y constante evolución, motivada en parte por los continuos avances que se producen en el terreno de la computación, especialmente en las últimas décadas. Sistemas, protocolos y herramientas en general considerados seguros en la actualidad dejarán de serlo en un futuro más o menos cercano, lo que hace imprescindible el desarrollo de nuevas herramientas que garanticen, de forma eficiente, los necesarios niveles de seguridad. La Reunión Española sobre Criptología y Seguridad de la Información (RECSI) es el congreso científico español de referencia en el ámbito de la Criptología y la Seguridad en las TIC, en el que se dan cita periódicamente los principales investigadores españoles y de otras nacionalidades en esta disciplina, con el fin de compartir los resultados más recientes de su investigación. Del 2 al 5 de septiembre de 2014 se celebrará la decimotercera edición en la ciudad de Alicante, organizada por el grupo de Criptología y Seguridad Computacional de la Universidad de Alicante. Las anteriores ediciones tuvieron lugar en Palma de Mallorca (1991), Madrid (1992), Barcelona (1994), Valladolid (1996), Torremolinos (1998), Santa Cruz de Tenerife (2000), Oviedo (2002), Leganés (2004), Barcelona (2006), Salamanca (2008), Tarragona (2010) y San Sebastián (2012)