Advanced Signaling Support for IP-based Networks

This work develops a set of advanced signaling concepts for IP-based networks. It proposes a design for secure and authentic signaling and provides QoS signaling support for mobile users. Furthermore, this work develops methods which allow for scalable QoS signaling by realizing QoS-based group communication mechanisms and through aggregation of resource reservations

Mobile Networks

The growth in the use of mobile networks has come mainly with the third generation systems and voice traffic. With the current third generation and the arrival of the 4G, the number of mobile users in the world will exceed the number of landlines users. Audio and video streaming have had a significant increase, parallel to the requirements of bandwidth and quality of service demanded by those applications. Mobile networks require that the applications and protocols that have worked successfully in fixed networks can be used with the same level of quality in mobile scenarios. Until the third generation of mobile networks, the need to ensure reliable handovers was still an important issue. On the eve of a new generation of access networks (4G) and increased connectivity between networks of different characteristics commonly called hybrid (satellite, ad-hoc, sensors, wired, WIMAX, LAN, etc.), it is necessary to transfer mechanisms of mobility to future generations of networks. In order to achieve this, it is essential to carry out a comprehensive evaluation of the performance of current protocols and the diverse topologies to suit the new mobility conditions

Linux-Box: DVB and VoD streaming over local area networks

Aquest treball tracta sobre un projecte comú anomenat Linux-Box portat a terme per diferents persones al departament de Telecomunicacions (IET) de la Universitat de Pisa. Linux-Box és un sistema dotat amb targetes TDT (DVB-T) i de televisió per satèl·lit (DVB-S) que permet transmetre aquests senyals fins a un àmbit domèstic. Més endavant podria ser utilitzat en àmbits privats com les cases de clients o en institucions públiques com escoles, universitats, biblioteques i també seria possible en àmbits empresarials. El projecte està dividit en 4 apartats: 1. Ubuntu 6.06 LTS. Explica perquè s’utilitza Ubuntu en el projecte. A més també s’explica de forma breu que és Linux i les distribucions més utilitzades. 2. Multimedia Network Protocols: s’expliquen els diferents protocols desde la capa de xarxa fins la capa d’aplicació que s’utilitzen en el projecte Linux-Box. Aquests protocols són utilitzats tant en streaming, com en anunciació, unicast/multicast, encapsulat de vídeo i codecs. Els diversos temes tractats aquí es fan amb el propòsit de comparar i no només com a recerca teòrica. A la fi es veuen els programes utilitzats en el projecte per analitzar el tràfic de la xarxa. 3. Linux-Box: s’explica el funcionament i els objectius globals del projecte. Es dedica un sub-apartat a “VideoLan - VLC” part important a nivell de sofware. Més endavant es parla de les característiques de la Linux-Box de forma acurada: streaming de VoD i senyals de TV i s’analitzen els problemes coneguts i les seves solucions proposades. A la fi s’enumeren els llenguatges de programació utilitzats al projecte i en quina part s’utilitzen. Observarem que és una aplicació on diversos llenguatges de programació estan contínuament solapats. 4. Developed Part: es posa en pràctica la teoria estudiada a la resta del treball. Està dividida en 4 seccions: Desenvolupar una aplicació en codi C per convertir la llista de Canals (tant terrestre com de satèl·lit) en format XML. Una secció dedicada al streaming de Canals de TV a la pàgina web principal. Un anàlisis profund dels paquets creats per la Linux-Box i la seva activitat a la xarxa. Finalment s’analitzen els diferents scripts i les seves configuracions. Alguns són útils per a un futur desenvolupament i d’altres s’utilitzen en seccions prèvies. 5. Conclusions: conté les conclusions i línies futures. El projecte compta amb diverses opcions que encara poden ser implementades i estudiades. Aquí exposem les nostres interpretacions i possibles línies futures d’estudi

Linux-Box: DVB and VoD streaming over local area networks

Aquest treball tracta sobre un projecte comú anomenat Linux-Box portat a terme per diferents persones al departament de Telecomunicacions (IET) de la Universitat de Pisa. Linux-Box és un sistema dotat amb targetes TDT (DVB-T) i de televisió per satèl·lit (DVB-S) que permet transmetre aquests senyals fins a un àmbit domèstic. Més endavant podria ser utilitzat en àmbits privats com les cases de clients o en institucions públiques com escoles, universitats, biblioteques i també seria possible en àmbits empresarials. El projecte està dividit en 4 apartats: 1. Ubuntu 6.06 LTS. Explica perquè s’utilitza Ubuntu en el projecte. A més també s’explica de forma breu que és Linux i les distribucions més utilitzades. 2. Multimedia Network Protocols: s’expliquen els diferents protocols desde la capa de xarxa fins la capa d’aplicació que s’utilitzen en el projecte Linux-Box. Aquests protocols són utilitzats tant en streaming, com en anunciació, unicast/multicast, encapsulat de vídeo i codecs. Els diversos temes tractats aquí es fan amb el propòsit de comparar i no només com a recerca teòrica. A la fi es veuen els programes utilitzats en el projecte per analitzar el tràfic de la xarxa. 3. Linux-Box: s’explica el funcionament i els objectius globals del projecte. Es dedica un sub-apartat a “VideoLan - VLC” part important a nivell de sofware. Més endavant es parla de les característiques de la Linux-Box de forma acurada: streaming de VoD i senyals de TV i s’analitzen els problemes coneguts i les seves solucions proposades. A la fi s’enumeren els llenguatges de programació utilitzats al projecte i en quina part s’utilitzen. Observarem que és una aplicació on diversos llenguatges de programació estan contínuament solapats. 4. Developed Part: es posa en pràctica la teoria estudiada a la resta del treball. Està dividida en 4 seccions:  Desenvolupar una aplicació en codi C per convertir la llista de Canals (tant terrestre com de satèl·lit) en format XML.  Una secció dedicada al streaming de Canals de TV a la pàgina web principal.  Un anàlisis profund dels paquets creats per la Linux-Box i la seva activitat a la xarxa.  Finalment s’analitzen els diferents scripts i les seves configuracions. Alguns són útils per a un futur desenvolupament i d’altres s’utilitzen en seccions prèvies. 5. Conclusions: conté les conclusions i línies futures. El projecte compta amb diverses opcions que encara poden ser implementades i estudiades. Aquí exposem les nostres interpretacions i possibles línies futures d’estudi

Soluções de broadcast para redes 4G

Mestrado em Engenharia Electrónica e de TelecomunicaçõesA primeira difusão de conteúdos video e audio teve um forte impacto no quotidiano da população que assistiu a uma revolução nos modelos de transmissão de informação e de entretenimento. A evolução desde então foi significativa, e já na era digital, encontramo-nos face a uma nova sub-elevação da metodologia e do conceito subjacentes à transmissão de conteudos multimédia. O mundo actual apresenta, contudo, diferentes requisitos, de entre os quais se destacam a procura pela alta definição e mobilidade. A mobilidade tem sido um particular foco de atenção por parte dos operadores que exploram agora modelos para entregar uma vasta gama de serviços que sejam atractivos para os utilizadores. Esta dissertação apresenta um sumário das tecnologias emergentes de broadcast que se distinguem nas várias partes do mundo com a sua particular incidência geográfica, características e cenários de aplicação. É ainda apresentada uma arquitectura 4G abordando assuntos inerentes à mobilidade e qualidade de serviço com particular incidência nos aspectos relacionados com a integração de uma tecnologia de broadcast particular. Para avaliação da arquitectura proposta foram efectuados estudos com base num equipamento de broadcast na sua versão comercial, permitindo desta forma obter uma análise que ilustra o que os operadores podem esperar do estado actual dos dispositivos. Os resultados permitiram retirar ilações sobre o comportamento de um equipamento considerado como um produto final a disponibilizar aos operadores, quando integrado num ambiente 4G com suporte de mobilidade e QoS. Nomeadamente é discutida a sua aplicabildiade tendo em linha de conta as desvantagens introduzidas pelas características inerentes à própria tecnologia.Broadcast of video and audio through analogical television completely changed the paradigm of information and entertainment divulgation. Today, in the “digital era”, the Analogue Switch Off revolution is being held. Manufacturers and operators already show concerns regarding the support of mobility, quality of experience and of service. Delivering competitive High Definition contents and providing solutions for the average “on-the-move” user are two of the most important issues to be dealt by the service providers, which are also within the analysis scope of this work. This dissertation presents an overview on the most relevant broadcast technologies which are assumed to be of relative acceptance in their respective target market. It presents their main characteristics and applicability. 4G architectural concepts are also analyzed, closely dealing with mobility and quality of service provisioning, with particular focus on the seamless integration of broadcast technologies. As a mean to evaluate the feasibility of integrating broadcast technologies with 4G architectures, a performance evaluation study was performed using commercial equipment. In this way a several set of considerations constructed illustrating the features and functionalities which operators can expect or disregard from professional commercial broadcasting devices. Results allow the withdrawing of conclusions concerning the integration of a final broadcasting solution when incorporated within a 4G environment with QoS and mobility support. Its applicability is evaluated having in mind the performance drawbacks introduced by the specific technology, and generalized towards the gathering of more general conclusions which consider the main characteristics of the commercial broadcasting devices

Practical Use of High-level Petri Nets

This booklet contains the proceedings of the Workshop on Practical Use of High-level Petri Nets, June 27, 2000. The workshop is part of the 21st International Conference on Application and Theory of Petri Nets organised by the CPN group at the Department of Computer Science, University of Aarhus, Denmark. The workshop papers are available in electronic form via the web pages: http://www.daimi.au.dk/pn2000/proceeding

Practical Use of High-level Petri Nets

This booklet contains the proceedings of the Workshop on Practical Use of High-level Petri Nets, June 27, 2000. The workshop is part of the 21st International Conference on Application and Theory of Petri Nets organised by the CPN group at the Department of Computer Science, University of Aarhus, Denmark. The workshop papers are available in electronic form via the web pages: http://www.daimi.au.dk/pn2000/proceeding

Vertical handover management with quality of service support

For mobile usage of the Internet, new preferences might be desired when considering connectivity and handover between overlapped heterogeneous wireless networks. This work presents a cross-layer vertical handover framework, which includes modules for: multi-criteria decisions that support QoS, soft switching between the multiple interfaces of a mobile device, and a light weight signaling scheme for address resolution. The handover decisions are based on user's configuration, network attributes, and node's context information. A connection is transferred onto a new interface only when it is associated to the newly selected network and ready to take over the traffic. The identity of the mobile node is maintained by leveraging the well-known and widely employed NAT for the purpose of mobility management in a new version that we call Dynamic index NAT. DiNAT supports local and global mobility through hierarchical deployment of anchor points. The network simulator OMNeT++ is used to model the system and test its feasibility.Neue Anwendungen und Dienste steigern die Attraktivität der mobilen Nutzung des Internets und fordern die Beibehaltung der Konnektivität auch beim Wechsel zwischen heterogenen drahtlosen Zugangsnetzen, wobei viele Informationen unterschiedlicher Quellen berücksichtigt werden müssen. Auf Basis dieser Informationen müssen Handover-Entscheidungen getroffen werden, die ein Umschalten zwischen den drahtlosen Schnittstellen bewirken und die Identifikation des mobilen Knotens aktualisieren. Die vorliegende Arbeit stellt ein Rahmenwerk für vertikalen Handover vor, das zudem eine Mobilitätsunterstützung beinhaltet. Es verwendet Algorithmen zur multikriteriellen Entscheidung, die eine breite Reihe von Parametern betrachtet, um so die Kommunikationsdienstgüte (Quality of Service, QoS) für Echtzeitanwendungen bereitzustellen. Darüber hinaus wurde eine Strategie für die stabile und weiche Umschaltung zwischen verschiedenen Schnittstellen des mobilen Geräts entwickelt und eine leichtgewichtige Signalisierung für die Adressauflösung zur schnellen Wiederaufnahme der Datenübertragung vorgeschlagen. Die Dissertation beschreibt den schichtenübergreifenden Handover-Ansatz in drei Modulen, deren Konzept und Funktionalität detailliert diskutiert werden. Handover-Entscheidungen werden auf Grundlage von Benutzerpräferenzen, Netzwerkeigenschaften und Kontextinformationen des mobilen Endgeräts getroffen. Eine Verbindung wird nur dann auf eine neue Schnittstelle umgestellt, wenn diese mit dem neu gewählten Netzwerk in Verbindung steht und entsprechend konfiguriert ist. Für die Aktualisierung der Identität des mobilen Knotens wird der bekannte Mechanismus „Network Address Translation“ (NAT) wesentlich erweitert, was als Dynamic index NAT (DiNAT) bezeichnet wird. Sowohl lokale als auch globale Mobilität werden durch eine hierarchische Bereitstellung von DiNAT-fähigen Knoten unterstützt, ohne dass hierzu ein Vorwissen oder die Kooperation der Nachbar-Netzwerke notwendig ist. Viele solcher Knoten können zur Lastverteilung installiert werden, da die Dissertation einen AuswahlmechanismusWith a variety of new applications and services offered for mobile users of the Internet, new usage plans and preferences in connectivity to wireless networks might be desired. Connectivity anywhere and anytime through switching between heterogeneous wireless networks became common communication scenarios for many users. To maintain the connectivity for mobile nodes and the continuity of their running sessions, handover decisions, a proper switching scheme between the wireless interfaces of the communication device, and the identification of mobile nodes must be managed. This work presents a vertical handover framework including a mobility management solution as well. It employs multi-criteria decision algorithms that consider a wide range of parameters, mainly to support Quality of Service (QoS) for real-time applications, applies a strategy for stable and soft switching between the multiple interfaces of the mobile device, and presents a light weight signaling scheme for address resolution to quickly recover running sessions. The handover decisions are based on user’s configuration, network attributes, and node’s context information. A connection is transferred onto a new interface only when it is associated to the newly selected network and ready to take over the traffic. The identity of the mobile node is maintained by leveraging the well-known and widely employed Network Address Translation (NAT) for the purpose of mobility management in a new version that we call Dynamic index NAT (DiNAT). Local and global mobility are supported through hierarchical deployment of DiNAT-enabled anchor points, with no need for pre-knowledge or cooperation of neighbor networks. Many such nodes can be deployed globally for load sharing and route optimization, where a selection mechanism is used to choose a suitable anchor node for each session of a mobile node. The dissertation introduces the proposed approach as a cross-layer system composed of three modules that handle the mentioned tasks, and provides details on the concept of each. The network simulator OMNeT++ is used to model the system and test its feasibility, as compared to a widely adopted solution for mobility management, running real-time applications while moving