Ad Hoc Wireless Networks

Ari Happonen

TiTe IV

Agenda

Historiaa Soluverkot vs. tilapäisverkot Hybridiverkot Tilapäisverkkojen sovellusalueet Yhteenveto Video

Historiaa

Ensimmäinen ”analoginen” toteutus noin 2500 vuotta sitten Persiassa

Vastaavia toteutuksia kautta-aikain rumpujen, torvien, savumerkkien yms. kautta

Ensimmäinen ”nykyaikainen” langaton toteutus 1970-luvulta ALOHAnet:n kautta Hawaii:n saarien yhdistäminen yhden hypyn

yhteyksillä

Historiaa…

ALOHA:n tuloksien pohjalta DARPA:n rahoilla PRNET ALOHA, CSMA, Spread spectrum

Kantavina ideoina itse-organisoituva itse-konfiguroituva dynaaminen reititys ilman kiinteän verkon

tukea

PRNT:n ongelmat

Topologiatiedon hankinta, hallinta ja hyödyntäminen

Virheen korjaus ja tietovirran hallinta Polkujen uudelleen konfigurointi Laitteiden liikkuvuuden hallinta Prosessointi ja talletuskapasiteetti Jaetun kanavan hallinta

PRNET:n perintö

Suuri panostus ad hoc verkkoihin 1980-luvulla armeija ”piireissä” maailmanlaajuisesti

IETF avaa mobile ad hoc networks (MANET) työryhmän

1994 Bluetooth piconet, scatternet

Soluverkot vs. tilapäisverkot vs. hybridiverkot

Verkkojen keskinäinen suhde nykypäivänä

Soluverkot vs. tilapäisverkot

Soluverkot vs. tilapäisverkot

Hybridiverkot

Periaatteellinen toimintamalli

Hybridiverkot

Monen hypyn soluverkot verkkokapasiteetin laajentaminen

Kaupallinen toteuttaminen ongelmallista Kuka maksaa kulut? Kenen laitteita voi / saa käyttää

reititykseen?

Ad hoc verkkojen sovelluskohteita

Armeija

Kriisitilanteet

TiedeLuonnon tapaturmatLuonnon tapaturmat

Sensoriverkot

Armeija sovellukset

Kommunikaatio taktisen erikoisryhmän välillä

“Runkoverkon” pystyttäminen ajoneuvojen välityksellä

Vakoilulaitteet eri kokoluokissa Muiden tekniikoiden rinnakkainen

hyödyntäminen (GPS)

Ryhmätoiminta

Verkko luodaan lennosta esimerkiksi opetustilan sisällä olevien henkilöiden laitteiden välille

Konferenssit Opetustilaisuudet Multimedian stream tyyppinen jakelu

esimerkiksi messuilla

Kriisitilanteet

Suur-onnettomuudet Maanjäristykset Sota-alueet Metsäpalo

Etsinnät Sähkökatkot

Sensoriverkot

Langaton infrastruktuuri verkko Yksinkertaisia Valvovat yleensä yhtä tiettyä asiaa kerrallaan:

lämpötila, ilmankosteus, taustasäteily, kaasut Kommunikaatio sensoreiden muodostamassa

verkossa sensoreilta valvonta-asemalle Jaksollinen / tapahtuma perusteinen

toiminta ad-hoc?

Langattomat mesh verkot

Ideana korvata / täydentää / tarjota vaihtoehtoinen verkko langallisille verkoille

Verkon solmuja talojen katoilla, valopylväissä jne.

Vahvuutena hyvä vikasietoisuus yksittäisten yksiköiden ongelmatilanteissa

Esimerkiksi WLAN verkot

Langattomat mesh verkot

Ideaalisia toteutusmalleja mesh verkolle

Sovellusalueiden tarpeet

Armeija Luotettavuus, tehokkuus, suojattu

kommunikointi, multicast reititys Ryhmätoiminta

Tehokas multicast reititys, tiedonsiirron luotettavuus, tehonsäätö yms. yhteistoimintaa parantavat toimenteet

Sovellusalueiden tarpeet

Kriisitilanteet Hyvä häiriönsieto reitityksessä, nopea

palautuminen reitityksen ongelmatilanteissa, hyvä skaalautuvuus, reaaliaikainen-kommunikaatio

Sensoriverkot vähäinen tarve liikkuvuudelle, toimivuus

suurella laitemäärällä, vikasietoisuus, virrankulutus

Sovellusalueiden tarpeet

Mesh verkot nopea uudelleenkonfigurointi

reititysyksikön vioittuessa infrastruktuuriverkoille tyypillisiä vaateita,

kuten jatkuva sähkönsyöttö hyvä skaalautuvuus suuren

käyttäjämäärän alla

Opimme?

Ad hoc verkot eivät ole mikään uusi asia ideana

Sovelluskohteita on jo nykyisellään runsaasti, mutta tekniikka ei pysty vielä vastaamaan tarpeisiin toivotulla tavalla

Eri sovellusalueiden tarpeet / vaatimukset poikkeavat osittain paljonkin toisistaan

Mitä jäi mietityttämään?

Hybridiverkkojen tulevaisuus Kuinka protokollasuunnittelu huomioi

edellä mainitut erilaiset vaateet eri sovellusalueilla Esimerkiksi adaptiivisuus protokollissa

Ad hoc verkon määritelmä, kuin veteen piirretty viiva