1 © nokia presentation_name.ppt / 13-11-2003 / jukka k. nurminen optimaalisen tietoliikenneverkon...

14
1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center [email protected]

Upload: juliet-merton

Post on 31-Mar-2015

219 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu

Jukka K. Nurminen

Nokia Research Center

[email protected]

Page 2: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

2 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Cellular Network Planning

1. Radio network

2. Transmission network

3. Packet network

Page 3: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

3 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Radio Network Planning

• Composite Coverage displays

• Signal propagation models• Heuristic frequency allocation algorithms

Page 4: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

4 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Plan the transmission network to connect GSM basestations with

• minimum cost• high reliability• easy maintenance• flexibility for growth• …

Transmission Network Planning Tool

• Shortest path routing• Two disjoint paths routing• Multilayer routing• Topology generation

•Min spanning tree•Traveling salesman

Page 5: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

5 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Packet Network Modeling

• IP, ATM

• Parameters (random variables):• packet inter-arrival time• number of packets in a packet call• packet length• reading time between packet calls

D O C U M E N T T Y P E

T y p e U n itO r D e p a r tm e n tH e r eT y p e Y o u r N a m e H e r e T y p e D a te H e r e

P a c k e ta r r iv a ls

P a c k e t c a ll

R e a d in g t im eb e tw e e n p a c k e t

c a lls

t im e

Page 6: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

6 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Interrupted Poisson Process (IPP)

ON period -exponentially distributed with mean 1/ON

OFF period -exponentially distributed with mean 1/OFF

Arrival rate -exponentially distributed with parameter a

Packet length

OFF

ON

a

OFF ON

ON period

OFF period

Page 7: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

7 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Queuing Models

Queuing models are suitable for describing (modeling) packet switched nodes and networks

buffer server

Arriving

packets

Departing

packets

Outgoinglink

L

C

• - packet arrival rate• L – average packet length• C – link capacity•1/ – average service time• W – waiting time in the buffer• d – delay• N – number of packets in the system• - traffic load

The mean delay in the node is equal to the sum of the mean waiting time in the buffer and the mean service time

E[d]=E[W]+1/ = E[W]+L/C

Page 8: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

8 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Peer-to-peer Network Analysis

1. Content sharing

2. Distributed computing

Page 9: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

9 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Content sharing

• Napster

• Systems based on FastTrack

KaZaA

Grokster

Morpheus (earlier)

• Gnutella

LimeWire

Shareaza

Morpheus (newer)

Centralized

Distributed

MP3 music, pictures, DVD movies, etc.

Page 10: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

10 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Search A.mp3

1. Register

2. Search

3. Transfer

Napster

How it works?Gnutella

1. Search

5. Transfer2. Propagate search

0. Connect

4. Hit found

Page 11: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

11 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Topologies for Content Sharing

• Reported: power law (“fit get fitter”, “rich get richer”) evolved into multimodal very dynamic

cannot be easily emulated

• Chosen options:• Random: nodes have random number of connections• Semi: nodes have random number of connections, at least 1• ConMesh: nodes connect to existing network• ConStars: ConMesh + leaf nodes

Random mesh Connected mesh Connected starSemi-random meshRandom mesh Connected mesh Connected starSemi-random mesh

Page 12: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

12 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Simulation results

0%

20%

40%

60%

80%

100%

2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4

Node degree

Random Semi

ConMesh ConStars 0%

90%

91%

92%

93%

94%

95%

96%

97%

98%

99%

100%

2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4

Node degree

ConStars 2% ConStars 4% ConStars 10%

ConStars 20% ConStars 40%

Page 13: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

13 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Distributed computing

• Currently on distributed PCs• Can such applications run on mobile phones?

Page 14: 1 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen Optimaalisen tietoliikenneverkon suunnittelu Jukka K. Nurminen Nokia Research Center jukka.k.nurminen@nokia.com

14 © NOKIA Presentation_Name.PPT / 13-11-2003 / Jukka K. Nurminen

Client 3Client 2Client/Server 1

Client 4

Client 5

Root server

Lucas-Lehmer test:2p-1 is prime if and only if S(p-1) = 0 (mod 2p-1),where S(1) = 4 and S(k+1) = S(k)2-2.

Personal Java on Nokia Communicator

mobilephone+