Optimização de recursos para difusão em redes de próxima geração

Abstract

Esta tese aborda o problema de optimização de recursos de rede, na entrega de Serviços de Comunicação em Grupo, em Redes de Próxima Geração que suportem tecnologias de difusão. De acordo com esta problemática, são feitas propostas que levam em atenção a evolução espectável das redes 3G em Redes Heterogéneas de Próxima Geração que incluam tecnologias de difusão tais como o DVB. A optimização de recursos em Comunicações em Grupo é apresentada como um desafio vertical que deve cruzar diversas camadas. As optimizações aqui propostas cobrem tanto a interface entre Aplicação e a Plataforma de Serviços para a disponibilização de serviços de comunicação em grupo, como as abstracções e mapeamentos feitos na interface entre a Rede Central e a Rede de Acesso Rádio. As optimizações propostas nesta tese, assumem que o caminho evolutivo na direcção de uma Rede de Próxima Geração é feito através do IP. Em primeiro lugar são endereçadas as optimizações entre a Aplicação e a Plataforma de Serviços que já podem ser integradas nas redes 3G existentes. Estas optimizações podem potenciar o desenvolvimento de novas e inovadoras aplicações, que através do uso de mecanismos de distribuição em difusão podem fazer um uso mais eficiente dos recursos de rede. De seguida são apresentadas optimizações ao nível da interface entre a Rede Central e a Rede de Acesso Rádio que abordam a heterogeneidade das redes futuras assim como a necessidade de suportar tecnologias de difusão. É ainda considerada a possibilidade de aumentar a qualidade de serviço de serviços de difusão através do mapeamento do IP multicast em portadoras unidireccionais. Por forma a validar todas estas optimizações, vários protótipos foram desenvolvidos com base num router avançado para redes de acesso de próxima geração. As funcionalidades e arquitectura de software desse router são também aqui apresentadas.

This thesis addresses the problem of optimizing network resource usage, for the delivery of Group Services, in Next Generation Networks featuring broadcast technologies. In this scope, proposals are made according to the expected evolution of 3G networks into Next Generation Heterogeneous Networks that include broadcast technologies such as DVB. Group Communication resource optimization is considered a vertical challenge that must cross several layers. The optimizations here proposed cover both Application to Service Platform interfaces for group communication services, and Core Network to Radio Access Network interface abstractions and mappings. The proposed optimizations are also presented taking into consideration network evolution path towards an All-IP based Next Generation Network. First it is addressed the Application to Service Platform optimization, which can already be deployed over 3G networks. This optimization could potentiate the development of new and innovative applications that through the use of broadcast/multicast service delivery mechanisms could be more efficient network wise. Next proposals are made on the Core Network to Radio Access Network interfaces that address the heterogeneity of future networks and consider the need to support broadcast networks. It is also considered the possibility to increase the Quality of Service of broadcast/multicast services based on the dynamic mapping of IP multicast into unicast radio bearers. In order to validate these optimizations, several prototypes were built based on an advanced access router for next generation networks. Such access router functionalities and software architecture are also presented here.