Qualidade de serviço para comunicações IP em redes móveis

Abstract

Ao longo desta dissertação é dada relevância aos aspectos de Qualidade de Serviço (QoS) e de mobilidade nas redes móveis, quer celulares quer locais, e à forma como estes evoluíram ao longo do tempo. Começa por ser abordada a evolução das redes celulares e a evolução paralela dos conceitos de qualidade de serviço nas mesmas, desde as visões tradicionais das redes actuais (que suportam somente serviços de voz e alguns serviços de dados, como por exemplo o SMS) até às novas realidades em desenvolvimento nas redes de 3ª e 4ª geração, que integram todo o tipo de tráfego (voz, dados, vídeo, etc.). De seguida, são focadas as redes locais sem fios, nomeadamente as redes IEEE 802.11, que podem ser implementadas conjuntamente com as redes com fios ou como alternativa às mesmas, e a tecnologia Bluetooth utilizada em redes pessoais. Também é descrita a forma como a QoS é garantida nestas redes. As redes da nova geração, cuja especificação tem vindo a ser definida pelo 3GPP, 3GPP2 e MWIF, também se incluem nesta dissertação. São redes heterogéneas totalmente baseadas no protocolo IP e, por isso, denominadas por redes all-IP. Pelo facto de terem por base o protocolo IP, estas redes permitem aos utilizadores o acesso a serviços multimédia em qualquer lugar e em qualquer instante, com uma determinada QoS extremo-a-extremo, enquanto estes se movem através de uma rede heterogénea. A introdução de serviços mais exigentes em termos de requisitos (multimédia, VoIP, etc,), torna a reserva de recursos na rede muito importante. Este é um dos principais problemas do fornecimento de QoS que se agrava nas redes all- IP devido à introdução de mobilidade. Além disso, a rede tem de tratar os pacotes de diferentes aplicações de forma diferenciada. Por estas razões, foram introduzidas duas novas arquitecturas, IntServ e DiffServ, para fornecimento de qualidade de serviço nestas redes. Por fim, são apresentados os resultados obtidos em simulações que vão de encontro aos objectivos do projecto europeu Moby Dick. As simulações efectuadas pretenderam testar o impacto causado pelo handover entre dois routers no desempenho de uma aplicação, mais precisamente nos parâmetros de QoS.

cellular and local mobile networks, as well as the evolution of all these concepts. Initially, it is described the evolution of the cellular networks and the consequent evolution of Quality of Service concepts, from the traditional concepts of actual networks (that support only voice and some data services, like SMS) to the reality, already in development, of the 3rd and 4th generation networks, that aggregate all kind of traffic (voice, data, video, etc). Afterwards, wireless local networks are considered, namely the IEEE 802.11 networks, which may be deployed as an extension or as an alternative to wired local networks, as well as the Bluetooth technology used in personal networks. It is also presented how the QoS is deployed in both type of networks. The new generation networks, which specification has been implemented by 3GPP, 3GPP2 and MWIF, are also included in this work. The new generation networks are IP-based heterogeneous networks, therefore they are also known by all-IP networks. Due to the migration toward an all-IP platform, these networks allow the users to access to multimedia services anytime, anywhere with guaranteed end-to-end QoS provisioning, while moving between different access technologies. For more demanding applications, the network needs to be able to provide resource reservation to achieve a certain QoS level, which may become a problem in a mobile environment. Moreover, the network needs to be able to treat packets of different applications in a different way. To accomplish these requirements, two new QoS-aware IP architectures were developed, namely IntServ and DiffServ. Furthermore, some simulations are performed and the respective results are presented. The simulations fit the IST project Moby Dick objectives, with the aim of evaluating the impact caused by the handover between two routers on an application performance, more precisely on the QoS parameters.