Testbed geografico con infrastruttura di rete wireless mesh per l’ottimizzazione di applicazioni e di servizi innovativi di pubblica utilità e di infomobilità

Scopo del Testbed Coordinare attività di ricerca scientifica e di sviluppo tecnologico tra: Ente di Ricerca WiLAB (IEIIT-CNR presso Università di Bologna) Produttore di tecnologie RayTalk Industries Operatore e gestore di Rete/Servizi (UMTS, GSM, WiFi) San Marino Telecom Riunire in un unico scenario geografico competenze diverse Simulare la pianificazione delle frequenze per poi verificare l’effettiva copertura elettromagnetica Testare nuove piattaforme software QoS per la gestione ottimale della banda disponibile Sperimentare nuovi scenari e applicazioni legati a tematiche di infomobilità Attivare competenze scientifiche integrando tecnologie già consolidate e tecnologie più innovative Offrire un’area demo e di test per la progettazione e la sperimentazione di soluzioni avanzate per piccoli e medi operatori Fornire un riscontro diretto dei costi sostenibili sul territorio e del ritorno degli investimenti (Dipartimento di Economia e Tecnologia - Università degli Studi della Repubblica di San Marino)

Panoramica e collocazione siti San Marino Dogana Tavolucci

Collocazione siti concordati Alcuni siti concordati: Dogana Raytalk Serravalle Tavolucci Montalbo Rete Wireless Mesh: T D M S R

Definizione scenario Introduzione clutter Visuale 3D del profilo morfologico di una porzione della Repubblica di San Marino

Definizione scenario Colore clutterTipo Altezza (m) Blu scuroSuburbano6 Blu chiaroUrbano8 VerdeForesta7 ArancioneAlberi4 MarroneUrbano12 Visuale 2D del profilo morfologico della Repubblica di San Marino Introduzione di Clutter T D M S R

Copertura a 2.4GHz Studio di copertura a 2.4GHz Antenna: omnidirezionale EIRP: 100mW (20dBm) Altezza trasmettitori: tra 10 e 15m Servizio offerto: connettività utenti mobili Altezza ricevitori: 1.5m Guadagno in ricezione: 0dB 700 metri Area cella:0,49Kmq T D M S R

Copertura a 5 GHz Studio di copertura a 5 GHz Antenna: omnidirezionale EIRP: 1W (30dBm) Altezza trasmettitori: tra i 10 e 15m Servizio offerto: connettività utenti mobili Altezza ricevitori: 1.5m Guadagno in ricezione: 0dB Antenna: omnidirezionale EIRP: 1W (30dBm) Altezza trasmettitori: tra i 10 e 15m Servizio offerto: connettività utenti residenziali Altezza ricevitori: 10m Guadagno in ricezione: 10dB T D M S R

Esempio di Link “Tavolucci – Dogana” Link: Tavolucci - Dogana Lunghezza collegamento: 4896m T D M S R

Alcune installazioni Pol. H Pol. V

Tecnologie e Standard Wireless Mesh Architetture di Reti Wireless Mesh (Wireless Mesh Network) Topologia di rete che permette di instradare pacchetti dati tra più nodi scegliendo dinamicamente il percorso “migliore” Naturale correlazione con le reti dati wireless Per le reti WLAN è previsto lo standard IEEE802.11s (Mesh Networking, Extended Service Set) Per le reti WMAN lo standard IEEE802.16j IEEE802.11s Mesh Standard non ancora approvato (Luglio 2010?) In una rete s gli apparati sono etichettati come Mesh Point (MP) Un MP può essere un Gateway, un Nodo, un Mesh AP I percorsi sono definiti attraverso protocolli di routing che si basano su HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol): AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector Routing - algoritmo di routing per reti ad-hoc) tree-based routing Estensione a reti wireless Ad-Hoc del concetto di WDS a livello MAC

Progettazione di Reti Wireless Mesh (WMN) Rete Wireless Mesh: vantaggi Auto-formante: Semplifica le operazioni di installazione iniziale Riduce i costi di installazione iniziale Facilmente scalabile su sistemi pre-esistenti Ideale per situazioni occasionali (eventi improvvisi, disaster recovery…) Auto-adattativa: Ottimizza le risorse di banda utilizzando i percorsi trasmissivi liberi Semplifica le operazioni di gestione e manutenzione Ideale per ambienti cittadini sviluppabile su edifici, lampioni, cartelli, semafori… Auto-rigenerante: Assicura maggiore stabilità della rete Offre garanzia di ridondanza Riduce i costi di gestione e manutenzione Rete Wireless Mesh: criticità Necessita di una corretta pianificazione delle coperture radio (sia link a 5,4Ghz che accesso a 2,4GHz) Soffre i servizi delay sensitive (applicazioni voce e video…) se non gestiti mediante QoS Ha bisogno di apparati flessibili (più moduli radio, multi standard, multi canale) e di differenti tipologie di antenne (omni, direttive…) Esistono soluzioni basate su algoritmi di instradamento a volte complessi e ad alto overhead

Progettazione di Reti Wireless Mesh (WMN) Protocollo iMAN Mesh (Infomobility Mesh Access Network) Il protocollo iMAN anticipa il protocollo Wireless Mesh che verrà definito dallo standard IEEE802.11s ed è basato su: radio-aware metrics over self configuring multi-hop topologies. Mesh di tipo “All to Gateway”: Auto-formante Auto-adattativo Auto-rigenerante QoS a livello radio di tipo WMM (IEEE802.11e Wireless MultiMedia) per garantire servizi delay sensitive Avanzati tool integrati di Site Survey e di Throughput Test per il corretto Radio Tuning Flessibilità nelle scelte Hardware (multi moduli-radio, multi-standard, multi-canale) Scelta del Path in base a: Minor numero di hop (risparmio tempo e overhead) Miglior Signal Strength dell’intera tratta Minor Carico Dati dell’intera tratta Priorità impostata mediante parametrizzazione Basso overhead, ottimizzazione del throughput, tempi rapidi di riconfigurazione Soluzione iMAN RayTalk Dual Layer Mesh: Mesh di Backbone per la Rete di Infrastruttura → serie iMAN-B Mesh di Distribuzione per la Rete di Accesso → serie iMAN-M

Progettazione di Reti Wireless Mesh (WMN) Soluzione RayTalk iMAN (Infomobility Mesh Access Network) Dual Layer Mesh: Mesh di Backbone per la Rete di Infrastruttura → serie iMAN-B Mesh di Distribuzione per la Rete di Accesso → serie iMAN-M

Progettazione di Reti Wireless Mesh (WMN) Soluzione RayTalk Dual Layer Mesh applicata al Testbed M B iMAN-M iMAN-B Sede RayTalk iMAN-B – Gateway iMAN-M – Gateway Dogana iMAN-B – Node Tavolucci iMAN-M – Node Motalbo iMAN-B – Node Serravalle iMAN-M – Node