Tesi etd-09292003-121546 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea specialistica
Autore
Barsocchi, Paolo
URN
etd-09292003-121546
Titolo
Progettazione dell'architettura di interconnessione tra rete wireless di tipo manet e rete satellitare, con relativa sperimentazione
Dipartimento
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Relatori
relatore Giannetti, Filippo
Parole chiave
- rete satellitare
- rete wireless. MANET
Data inizio appello
15/10/2003
Consultabilità
Parziale
Data di rilascio
15/10/2043
Riassunto
Si è recentemente imposto all’attenzione della ricerca lo scenario delle “Mobile ad-hoc networks” (MANET), che rappresentano una forma di mobilità che pone requisiti radicali nello scenario di rete e sfide nuove alla ricerca, in quanto molte delle classiche assunzioni che si possono fare nel progetto dei tradizionali sistemi distribuiti decadono in questo nuovo contesto.
Dal punto di vista pratico non sono ancora chiare quali siano le potenzialità applicative, anche se attorno ad esse si muovono ormai numerosi interessi industriali. Le applicazioni “consumer” sono quelle abilitate dallo standard “Bluetooth”. Si tratta di piccole reti, con campi di azione dell’ordine di pochi metri, per connettere dispositivi e “information appliances” (tipo il collegamento dell’auricolare al cellulare, la fotocopiatrice al computer, etc.), oppure di reti che consentono la formazione di “impromptu meetings”. Le MANET sembrano però particolarmente interessanti per permettere un’elaborazione distribuita in contesti difficili o addirittura ostili in cui non è possibile (per ragioni economiche o pratiche) avere un’infrastruttura di comunicazione fissa. Esempi classici sono le applicazioni militari o le applicazioni in situazioni di emergenza nell’ambito della protezione civile. In tal caso lo standard Bluetooth non e’ più utilizzabile ma il collegamento wireless e’ soppiantato dallo standard IEEE 802.11.
Il settore della protezione civile e’ proprio quello verso cui si indirizza questo progetto, avendo come scopo quello di offrire un supporto infrastrutturale ed applicativo proprio nelle situazioni di emergenza e di “disaster recovery”. Per queste tipologie di applicazioni si pone, in modo naturale, il problema dell’ interconnessione della (o delle) reti MANET con la rete fissa, attraverso collegamenti che, data la situazione di disastro, si assume non possano essere tramite cavo terrestre, bensì attraverso link satellitari o mediante collegamenti cellulari (per esempio, UMTS). Attraverso il sistema satellitare GPS (Global Positioning System) sarà inoltre possibile una cooperazione di tipo distribuito, attraverso la localizzazione nello spazio dei dispositivi mobili comunicanti, tutto ciò è essenziale per supportare un team di intervento in situazioni di emergenza.
Questo scenario presenta molteplici sfide per la ricerca che viene proposta. Dal punto di vista dei protocolli di rete, la mancanza di nodi fissi determina la necessità di ripensare in maniera radicale all’implementazione delle funzionalità di base (per esempio, le politiche di istradamento dei messaggi) che, a differenza dello scenario tradizionale, coinvolgono anche i nodi terminali. Va inoltre considerato che i nodi mobili, a differenza dei consueti personal computers, possono essere costituiti da palmari o telefoni delle nuove generazioni, e cioè da dispositivi con risorse di potenza limitate, per i quali diventa essenziale controllare e ridurre il consumo di energia. Dal punto di vista dell’architettura di rete, diverse isole MANET possono essere collegate tra di loro mediante ripetitori, ed ad un certo punto della catena di interconnessione, essere interconnesse con la rete fissa attraverso collegamenti satellitari o di tipo cellulare. Nonostante stiano emergendo alcune proposte, non esistono ancora standard che ridefiniscano la pila di protocolli per le reti MANET e per la loro connessione con le reti fisse attraverso collegamenti satellitari.
Il progetto si propone di realizzare una rete MANET e la relativa infrastruttura per la sua interconnessione alla rete fissa mediante collegamento satellitare. L’infrastruttura verrà utilizzata per realizzare un prototipo di applicazione per la gestione di emergenze ambientali nell’ambito della protezione civile. Il settore applicativo presenta un contesto in cui l’infrastruttura di comunicazione fluida e riconfigurabile fornita dalla rete MANET diventa insostituibile o, comunque, offre vantaggi notevoli rispetto ad altre soluzioni tecnologiche.
Nell’ambito della protezione civile, non necessariamente la rete Ad-Hoc deve essere costituita da portatili o da palmari, ma più generalmente può essere pensata in modo che agisca anche senza l’intervento dell’uomo: può essere infatti costituita da robot e/o sensori che rilevano dati, li immagazzinano e li trasmettono alla rete fissa tramite un collegamento che non può essere via cavo terrestre. I robot (mobile computers) possono inoltre modificare i loro comportamenti a seconda dei comandi ricevuti dagli operatori remoti ed inviati loro tramite link satellitario.
Dal punto di vista pratico non sono ancora chiare quali siano le potenzialità applicative, anche se attorno ad esse si muovono ormai numerosi interessi industriali. Le applicazioni “consumer” sono quelle abilitate dallo standard “Bluetooth”. Si tratta di piccole reti, con campi di azione dell’ordine di pochi metri, per connettere dispositivi e “information appliances” (tipo il collegamento dell’auricolare al cellulare, la fotocopiatrice al computer, etc.), oppure di reti che consentono la formazione di “impromptu meetings”. Le MANET sembrano però particolarmente interessanti per permettere un’elaborazione distribuita in contesti difficili o addirittura ostili in cui non è possibile (per ragioni economiche o pratiche) avere un’infrastruttura di comunicazione fissa. Esempi classici sono le applicazioni militari o le applicazioni in situazioni di emergenza nell’ambito della protezione civile. In tal caso lo standard Bluetooth non e’ più utilizzabile ma il collegamento wireless e’ soppiantato dallo standard IEEE 802.11.
Il settore della protezione civile e’ proprio quello verso cui si indirizza questo progetto, avendo come scopo quello di offrire un supporto infrastrutturale ed applicativo proprio nelle situazioni di emergenza e di “disaster recovery”. Per queste tipologie di applicazioni si pone, in modo naturale, il problema dell’ interconnessione della (o delle) reti MANET con la rete fissa, attraverso collegamenti che, data la situazione di disastro, si assume non possano essere tramite cavo terrestre, bensì attraverso link satellitari o mediante collegamenti cellulari (per esempio, UMTS). Attraverso il sistema satellitare GPS (Global Positioning System) sarà inoltre possibile una cooperazione di tipo distribuito, attraverso la localizzazione nello spazio dei dispositivi mobili comunicanti, tutto ciò è essenziale per supportare un team di intervento in situazioni di emergenza.
Questo scenario presenta molteplici sfide per la ricerca che viene proposta. Dal punto di vista dei protocolli di rete, la mancanza di nodi fissi determina la necessità di ripensare in maniera radicale all’implementazione delle funzionalità di base (per esempio, le politiche di istradamento dei messaggi) che, a differenza dello scenario tradizionale, coinvolgono anche i nodi terminali. Va inoltre considerato che i nodi mobili, a differenza dei consueti personal computers, possono essere costituiti da palmari o telefoni delle nuove generazioni, e cioè da dispositivi con risorse di potenza limitate, per i quali diventa essenziale controllare e ridurre il consumo di energia. Dal punto di vista dell’architettura di rete, diverse isole MANET possono essere collegate tra di loro mediante ripetitori, ed ad un certo punto della catena di interconnessione, essere interconnesse con la rete fissa attraverso collegamenti satellitari o di tipo cellulare. Nonostante stiano emergendo alcune proposte, non esistono ancora standard che ridefiniscano la pila di protocolli per le reti MANET e per la loro connessione con le reti fisse attraverso collegamenti satellitari.
Il progetto si propone di realizzare una rete MANET e la relativa infrastruttura per la sua interconnessione alla rete fissa mediante collegamento satellitare. L’infrastruttura verrà utilizzata per realizzare un prototipo di applicazione per la gestione di emergenze ambientali nell’ambito della protezione civile. Il settore applicativo presenta un contesto in cui l’infrastruttura di comunicazione fluida e riconfigurabile fornita dalla rete MANET diventa insostituibile o, comunque, offre vantaggi notevoli rispetto ad altre soluzioni tecnologiche.
Nell’ambito della protezione civile, non necessariamente la rete Ad-Hoc deve essere costituita da portatili o da palmari, ma più generalmente può essere pensata in modo che agisca anche senza l’intervento dell’uomo: può essere infatti costituita da robot e/o sensori che rilevano dati, li immagazzinano e li trasmettono alla rete fissa tramite un collegamento che non può essere via cavo terrestre. I robot (mobile computers) possono inoltre modificare i loro comportamenti a seconda dei comandi ricevuti dagli operatori remoti ed inviati loro tramite link satellitario.
File
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