47 research outputs found

    Path signalling in a wireless back-haul network integrating unidirectional broadcast technologies

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    The black-haul infrastructures of today's wireless operators must support the triple-play services demanded by the market or regulatory bodies. To cope with increasing capacity demand, in our previous work, we have developed a cost-effective heterogeneous layer 2.5 wireless back-haul (WiBACK) architecture, which leverages the native multicast capabilities of broadcast technologies such as DVB to off-load high-bandwidth broadcast content delivery. Furthermore, our architecture provides support for unidirectional technologies on the data and the control plane. This adopts a centralized coordinator approach, in which coordinator nodes install so-called management and data pipes. No routing state is kept at plain WiBACK nodes, which merely store QoS-aware pipe forwarding state. Consequently, the architecture requires a reliable protocol to push resource allocation and pipe forwarding state into the network, considering possibly unidirectional connectivity. Such a protocol, whose task is related to MPLS label distribution, is essential during the initial forming of WiBACK topologies and during regular network operations to reliably manage the data pipes. In this paper, we present a novel approach to extend our IEEE 802.21-inspired WiBACK TransportService and, based upon this, the design of an RSVP-TE-style pipe signalling protocol using nested hop-by-hop request/response MIH transactions that supports signalling over unidirectional technologies. A thorough evaluation and successful testbed deployments show that this protocol reliably signals pipe state even under high loss conditions

    New Challenges in Quality of Services Control Architectures in Next Generation Networks

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    A mesura que Internet i les xarxes IP s'han anat integrant dins la societat i les corporacions, han anat creixent les expectatives de nous serveis convergents així com les expectatives de qualitat en les comunicacions. Les Next Generation Networks (NGN) donen resposta a les noves necessitats i representen el nou paradigma d'Internet a partir de la convergència IP. Un dels aspectes menys desenvolupats de les NGN és el control de la Qualitat del Servei (QoS), especialment crític en les comunicacions multimèdia a través de xarxes heterogènies i/o de diferents operadors. A més a més, les NGN incorporen nativament el protocol IPv6 que, malgrat les deficiències i esgotament d'adreces IPv4, encara no ha tingut l'impuls definitiu.Aquesta tesi està enfocada des d'un punt de vista pràctic. Així doncs, per tal de poder fer recerca sobre xarxes de proves (o testbeds) que suportin IPv6 amb garanties de funcionament, es fa un estudi en profunditat del protocol IPv6, del seu grau d'implementació i dels tests de conformància i interoperabilitat existents que avaluen la qualitat d'aquestes implementacions. A continuació s'avalua la qualitat de cinc sistemes operatius que suporten IPv6 mitjançant un test de conformància i s'implementa el testbed IPv6 bàsic, a partir del qual es farà la recerca, amb la implementació que ofereix més garanties.El QoS Broker és l'aportació principal d'aquesta tesi: un marc integrat que inclou un sistema automatitzat per gestionar el control de la QoS a través de sistemes multi-domini/multi-operador seguint les recomanacions de les NGN. El sistema automatitza els mecanismes associats a la configuració de la QoS dins d'un mateix domini (sistema autònom) mitjançant la gestió basada en polítiques de QoS i automatitza la negociació dinàmica de QoS entre QoS Brokers de diferents dominis, de forma que permet garantir QoS extrem-extrem sense fissures. Aquesta arquitectura es valida sobre un testbed de proves multi-domini que utilitza el mecanisme DiffServ de QoS i suporta IPv6.L'arquitectura definida en les NGN permet gestionar la QoS tant a nivell 3 (IP) com a nivell 2 (Ethernet, WiFi, etc.) de forma que permet gestionar també xarxes PLC. Aquesta tesi proposa una aproximació teòrica per aplicar aquesta arquitectura de control, mitjançant un QoS Broker, a les noves xarxes PLC que s'estan acabant d'estandarditzar, i discuteix les possibilitats d'aplicació sobre les futures xarxes de comunicació de les Smart Grids.Finalment, s'integra en el QoS Broker un mòdul per gestionar l'enginyeria del tràfic optimitzant els dominis mitjançant tècniques de intel·ligència artificial. La validació en simulacions i sobre un testbed amb routers Cisco demostra que els algorismes genètics híbrids són una opció eficaç en aquest camp.En general, les observacions i avenços assolits en aquesta tesi contribueixen a augmentar la comprensió del funcionament de la QoS en les NGN i a preparar aquests sistemes per afrontar problemes del món real de gran complexitat.A medida que Internet y las redes IP se han ido integrando dentro de la sociedad y las corporaciones, han ido creciendo las expectativas de nuevos servicios convergentes así como las expectativas de calidad en las comunicaciones. Las Next Generation Networks (NGN) dan respuesta a las nuevas necesidades y representan el nuevo paradigma de Internet a partir de la convergencia IP. Uno de los aspectos menos desarrollados de las NGN es el control de la Calidad del Servicio (QoS), especialmente crítico en las comunicaciones multimedia a través de redes heterogéneas y/o de diferentes operadores. Además, las NGN incorporan nativamente el protocolo IPv6 que, a pesar de las deficiencias y agotamiento de direcciones IPv4, aún no ha tenido el impulso definitivo.Esta tesis está enfocada desde un punto de vista práctico. Así pues, con tal de poder hacer investigación sobre redes de prueba (o testbeds) que suporten IPv6 con garantías de funcionamiento, se hace un estudio en profundidad del protocolo IPv6, de su grado de implementación y de los tests de conformancia e interoperabilidad existentes que evalúan la calidad de estas implementaciones. A continuación se evalua la calidad de cinco sistemas operativos que soportan IPv6 mediante un test de conformancia y se implementa el testbed IPv6 básico, a partir del cual se realizará la investigación, con la implementación que ofrece más garantías.El QoS Broker es la aportación principal de esta tesis: un marco integrado que incluye un sistema automatitzado para gestionar el control de la QoS a través de sistemas multi-dominio/multi-operador siguiendo las recomendaciones de las NGN. El sistema automatiza los mecanismos asociados a la configuración de la QoS dentro de un mismo dominio (sistema autónomo) mediante la gestión basada en políticas de QoS y automatiza la negociación dinámica de QoS entre QoS brokers de diferentes dominios, de forma que permite garantizar QoS extremo-extremo sin fisuras. Esta arquitectura se valida sobre un testbed de pruebas multi-dominio que utiliza el mecanismo DiffServ de QoS y soporta IPv6. La arquitectura definida en las NGN permite gestionar la QoS tanto a nivel 3 (IP) o como a nivel 2 (Ethernet, WiFi, etc.) de forma que permite gestionar también redes PLC. Esta tesis propone una aproximación teórica para aplicar esta arquitectura de control, mediante un QoS Broker, a las noves redes PLC que se están acabando de estandardizar, y discute las posibilidades de aplicación sobre las futuras redes de comunicación de las Smart Grids.Finalmente, se integra en el QoS Broker un módulo para gestionar la ingeniería del tráfico optimizando los dominios mediante técnicas de inteligencia artificial. La validación en simulaciones y sobre un testbed con routers Cisco demuestra que los algoritmos genéticos híbridos son una opción eficaz en este campo.En general, las observaciones y avances i avances alcanzados en esta tesis contribuyen a augmentar la comprensión del funcionamiento de la QoS en las NGN y en preparar estos sistemas para afrontar problemas del mundo real de gran complejidad.The steady growth of Internet along with the IP networks and their integration into society and corporations has brought with it increased expectations of new converged services as well as greater demands on quality in communications. The Next Generation Networks (NGNs) respond to these new needs and represent the new Internet paradigm from the IP convergence. One of the least developed aspects in the NGNs is the Quality of Service (QoS) control, which is especially critical in the multimedia communication through heterogeneous networks and/or different operators. Furthermore, the NGNs natively incorporate the IPv6 protocol which, despite its shortcomings and the depletion of IPv4 addresses has not been boosted yet.This thesis has been developed with a practical focus. Therefore, with the aim of carrying out research over testbeds supporting the IPv6 with performance guarantees, an in-depth study of the IPv6 protocol development has been conducted and its degree of implementation and the existing conformance and interoperability tests that evaluate these implementations have been studied. Next, the quality of five implementations has been evaluated through a conformance test and the basic IPv6 testbed has been implemented, from which the research will be carried out. The QoS Broker is the main contribution to this thesis: an integrated framework including an automated system for QoS control management through multi-domain/multi-operator systems according to NGN recommendations. The system automates the mechanisms associated to the QoS configuration inside the same domain (autonomous system) through policy-based management and automates the QoS dynamic negotiation between peer QoS Brokers belonging to different domains, so it allows the guarantee of seamless end-to-end QoS. This architecture is validated over a multi-domain testbed which uses the QoS DiffServ mechanism and supports IPv6.The architecture defined in the NGN allows QoS management at level 3 (IP) as well as at level 2 (e.g. Ethernet, WiFi) so it also facilitates the management of PLC networks. Through the use of a QoS Broker, this thesis proposes a theoretical approach for applying this control architecture to the newly standardized PLC networks, and discusses the possibilities of applying it over the future communication networks of the Smart Grids.Finally, a module for managing traffic engineering which optimizes the network domains through artificial intelligence techniques is integrated in the QoS Broker. The validations by simulations and over a Cisco router testbed demonstrate that hybrid genetic algorithms are an effective option in this area.Overall, the advances and key insights provided in this thesis help advance our understanding of QoS functioning in the NGNs and prepare these systems to face increasingly complex problems, which abound in current industrial and scientific applications

    Quality of Service routing: state of the art report

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    Tarkan ja luotettavan ajan siirto kantaverkossa

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    This master’s thesis is about time distribution that supports substation applications needed for power transmission. The work was done for the Telecommunication department of Finland’s power transmission system operator Fingrid Oyj. This thesis answers to the following question: What is the need for accurate and synchronized time in power substations and how it will be delivered? Fingrid’s telecommunication network supports the power transmission grid and its operation. Telecommunication network can distribute time to power substations for the applications that need synchronized and accurate time. Current telecommunication equipment used in Fingrid is getting old and new techniques are planned to be implemented. When Fingrid is acquiring new communication equipment, they need to set requirements on the capability to distribute time. This thesis is an initial effort to investigate time distribution requirements for Fingrid’s needs. This thesis aids Fingrid Telecommunication department to define requirements for time distribution. For this thesis, I met with multiple Fingrid professionals, telecommunication device suppliers and time distribution researchers. This thesis answers to its research questions by means of a literature review and interviews.Tämä diplomityö käsittelee ajansiirron vaikutusta sähköasemasovellusten toimintaan. Työ tehtiin Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid Oyj:n tietoliikenneyksikölle. Fingridin tietoliikenneverkko on osa kantaverkkoa ja mahdollistaa sähköjärjestelmän toiminteita. Tietoliikenneverkon yksi palvelu on synkronoidun ajan siirtäminen sähköasemille. Nykyinen tietoliikennetekniikka on vanhenemassa ja uutta laitteistoa suunnitellaan hankittavaksi ja testattavaksi. Tämän diplomityön tarkoitus on selvittää mikä on järkevä tapa toteuttaa ajan siirto ja kuinka tarkkaa sen pitää olla. Työ auttaa tietoliikenneyksikköä hankinnan vaatimusmäärittelyssä ajansiirron osalta. Työtä varten on tavattu monia Fingridin asiantuntijoita, tietoliikennelaitetoimittajia sekä ajansiirron asiantuntijoita. Työ vastaa tutkimuskysymykseen kirjallisuuskatsauksen ja haastattelujen perusteella

    Diseño de una red IP MPLS utilizando la arquitectura Seamless para un proveedor de servicios de telecomunicaciones con cobertura en la Región 3 de Ecuador.

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    En la actualidad el despliegue y crecimiento de los servicios de internet móvil y fijo, genera nuevos patrones de tráfico IP y exigencias para tecnologías como 4G-LTE en las redes de los proveedores de servicios de telecomunicaciones. Con el fin de satisfacer las tasas de datos y baja latencia para las nuevas implementaciones es necesario optimizar y evolucionar la arquitectura de las redes tradicionales para facilitar el crecimiento y garantizar la integración de los futuros servicios convergentes. La arquitectura Seamless MPLS que está basada en protocolos estándar, permite segmentar de forma lógica y jerarquizar la red para escalar en el número de nodos con robustez, simplicidad y mejores prestaciones. El objetivo fue evaluar las arquitecturas MPLS tradicional y Seamless MPLS, para lo cual se implementaron 2 escenarios de pruebas utilizando el software Eve-NG. Se evaluaron las funcionalidades, recopilaron, procesaron datos y se utilizó el test de Wilcoxon para comprobar estadísticamente que existe una diferencia significativa entre los datos obtenidos cada uno de los escenarios y determinar la mejor arquitectura. Los resultados obtenidos demuestran que la arquitectura Seamless MPLS presenta un mejor desempeño considerando que los valores de latencia son mejores hasta en 8%, los valores de Jitter tienen una mejora de hasta un 40%, y un número de rutas significativamente menor en los equipos del segmento de acceso y agregación, lo cual es óptimo para la red. Adicionalmente se presenta una propuesta de diseño de una red con arquitectura MPLS para un proveedor de servicios de telecomunicaciones con cobertura en la región 3 de Ecuador, la propuesta está basada en las recomendaciones del draft-ietf-mpls-seamless-mpls-07 “Seamless MPLS Architecture”.Currently, the deployment and growth of movible and fixed internet services generate new patterns of IP traffic and demands for technologies such as 4G-LTE in the networks of telecommunications service providers. In order to satisfy data rates and low latency for new implementations, it is necessary to optimize and evolve the architecture of traditional networks to facilitate their growth and guarantee the integration of future convergent services. Seamless MPLS architecture that is based on standard protocols, allows to logically segment and hierarchize the network to scale in the number of nodes with robustness, simplicity and better performance. The purpose of this review was to assess the traditional MPLS and Seamless MPLS architectures, for which 2 test scenarios were implemented using the Ove-NG software. Functionalities were evaluated, data were colecté and processed and the Wilcoxon test was used to statistically verify that there is a significant difference between the data obtained in each of the scenarios and to determine the best architecture. The results obtained show that the Seamless MPLS architecture presents a better performance considering that the latency values are better up to 8%, the Jitter values have an improvement of up to 40%, and a significantly lower number of routes in the equipment of the Access and aggregation segment, which is optimal for the network. Additionally, a proposal for the design of a network with MPLS architecture for a telecomunications service provider with coverage in region 3 of Ecuador is presented. The proposal is based on the recomendaciones of the draft- ietf- mpls-seamless- mpls-07 "Seamless MPLS Architecture”

    Real-time bandwidth encapsulation for IP/MPLS Protection Switching

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    Bandwidth reservation and bandwidth allocation are needed to guarantee the protection of voice traffic during network failure. Since voice calls have a time constraint of 50 ms within which the traffic must be recovered, a real-time bandwidth management scheme is required. Such bandwidth allocation scheme that prioritizes voice traffic will ensure that the voice traffic is guaranteed the necessary bandwidth during the network failure. Additionally, a mechanism is also required to provide the bandwidth to voice traffic when the reserved bandwidth is insufficient to accommodate voice traffic. This mechanism must be able to utilise the working bandwidth or bandwidth reserved for lower priority applications and allocate it to the voice traffic when a network failure occurs
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