resource optimizations for broadcast enabled networks

Optimização de recursos para difusão em Redes de

Próxima GeraçãoDiogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

IPTV◦ Um dos pilares do 3-play◦ Fundamentalmente difusão

Operadores 3GPP/TI-SPAN◦ Unicast

◦ MBMS (sub-sistema) Redes de difusão de próxima geração

◦ DVB (standard europeu)◦ MBMS◦ WiMax◦ WiFi

Como integrar os serviços de difusão nas redes de nova geração?◦ (optimizando os recursos usados)

Difusão de serviços nas RNG

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Transport Networks

Service Platform

Application

Optimizações à Comunicação em Grupo por camadas

MBMS DVB

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Como evoluir as actuais tecnologias 3G ?◦ Disrupção?

DVB-H/MediaFLO (Custos elevados, ausência de Serviços)◦ Utilizar mecanismos de distribuição ponto a ponto

Custos elevados, não escala◦ Optimizar as soluções existentes (MBMS) ?

Não se encontra integrado com a restante plataforma... Solução

◦ Melhorar a integração dos serviços de difusão na restante plataforma de serviços

◦ Melhorar as interfaces entre aplicação e a plataforma de serviços.

◦ Melhorar o suporte para redes heterogéneas

Evolução não disruptiva

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Optimizações à Comunicação em Grupo por camadas

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Evolução do MBMS Plano de Serviço

Enablers◦ Potencia uma

melhor abstracção da rede

◦ Disponibiliza Interfaces baseadas em API

Distribuição das funcionalidades por entidades IMS

Plano de Entrega de Media◦ Não só

Multicast/Broadcast mas também Unicast

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Optimizações à Comunicação em Grupo por camadas

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Sinalização de QdS◦ Como fazer o correcto mapeamento da

sinalização Serviços Legacy

◦ Como suportar aplicações não IMS◦ Internet Movel (Best-Effort) representa a maioria

do mercado Tecnologias Unidireccionais

◦ Como tirar partido das bases instaladas◦ Como potenciar novos serviços (interactividade)

Comunicações IP sobre redes heterogénias

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

MBMS ◦ Mecanismos de QdS

mas Largura de banda limitada

◦ Cobertura Média◦ Largo espectro de

serviços interactivos

Wifi◦ Ausência de

mecanismos de QdS e largura de banda limitada (802.11b = 1Mbps)

◦ Baixa Cobertura◦ Largo espectro de

serviços interactivos DVB

◦ Bons níveis de QdS e largura de banda (4mbps por canal)

◦ Grande Cobertura◦ Ausência de

interactividade

Difusão de serviços em 4G

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Interface difusão◦ Virtualmente bidireccional◦ Suporte aos mecanismos

“tradicionais” Suporte a serviços

legacy◦ AR

Traça perfil da aplicação Sinaliza em nome da

aplicação◦ QoSBroker

Aplica a politica apropriada para a aplicação

Optimiza a distribuição

Abstração da unidireccionalidade tecnologica através do IP

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Optimizações à Comunicação em Grupo por camadas

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Routers Multicast capazes de mapear endereços IP Multicast em portadoras L2 difusão.

Algoritmo de mapeamento # de listeners Requisitos de potencia de transmissão Perfil do listener Feedback do subscriptor

Mapeamento dinamico de IP em L2

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Stream 1Mbps 3 terminais Switch: N = 2 Packet Rate de

um stream multicast sobre um canal WiFi unicast e sobre um canal broadcast

Avaliação do Protótipo

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Packet Inter-arrival de um stream multicast sobre um canal WiFi unicast e sobre um canal broadcast

Avaliação do Protótipo

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

O mapeamento dinâmico entre L3/L2 implica custos de processamento na rede◦ Eventuais problemas de escalabilidade◦ Qual o impacto em células de pequenas dimensões?

Algoritmo baseado no numero de subscritores◦ Semelhante a solução adoptada pelo 3GPP

Simulação de um use-case para Mobile TV◦ Ambiente Urbano◦ 3G vs WiFi◦ 4 Serviços

Analise do impacto da solução proposta em serviços Mobile TV

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Número de células com um dado numero de terminais associados em função do numero total de terminais

Cenário 3G

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900

0.51

1.52

2.53

100

150

200

250

300

Number of Subscribers

Cells

Num

ber

of

Term

inals

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Número de oportunidades para mudança

Cenário 3G

100 150 200 250 3000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

RTP1RTP2SICTVIOverall

Number of Terminals

Sw

itchin

g O

pport

unit

ies

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Número de células com um dado numero de terminais associados em função do numero total de terminais

Cenário WiFi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

10

20

30

40

100

150

200

250

300

Number of Subscribers

Cells

Num

ber

of

Term

inals

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Número de oportunidades para mudança

Cenário WiFi

100 150 200 250 3000

1

2

3

4

5

6

7

8

RTP1RTP2SICTVIOverall

Number of Terminals

Sw

itchin

g O

pport

unit

ies

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Este trabalho abordou optimizações em 3 interfaces arquitecturais:◦ Aplicações <> Plataforma de Serviços◦ Plataforma de Serviços <> Rede IP◦ IP <> L2

É proposto um caminho evolutivo das redes 3G para as redes de nova geração all-IP

As propostas foram avaliadas através da implementação de protótipos e simulações◦ ARM: Advanced Router Mechanisms◦ Projectos: IST-Daidalos e IST-C-Mobile

Diversas publicações em conferências e revistas Várias destas propostas estão a ser melhoradas no

âmbito de novos projectos

Conclusões

Diogo Gomes <dgomes@ua.pt>

Obrigado pela vossa atenção

Fim