In the traditional mobile communication networks, the bandwidth of wireless links is too small and the bandwidth difference between wireless links and wireline links is too large. This leads to limiting the application of mobile communication networks to transmit multimedia data and other high-bit rate services, and the problem of lacking bandwidth often occurs to wireless links. But the new generation mobile communication networks, called the third generation mobile communication systems (3G systems), will change this condition. Because the 3G systems will quickly enhance the transmission rate of the wireless links (up to 2Mbps) and provide better quality of transmission, the transmission of multimedia data and other high-bit rate services in the mobile communication networks can be achieved. The 3G systems can support many new services that are never supported before, and these new services always need support the point-to-multipoint transmission. In this thesis, we will discuss the problems of supporting these new services, and then we propose new multimedia multicasting architecture to overcome these problems.

<p>Jönköping Energi AB (JEAB) is a local energy supplier for the county of Jönköping. JEAB also maintain the local Metropolitan Area Network (MAN). They have recently installed GPON in a portion of their network and have connected it to the MAN via an Extreme switch.</p><p>However JEAB would prefer to use Cisco equipment instead of Extreme since the MAN comprises of Cisco hardware. They require a solution to connect GPON to the MAN with a recently purchased line card (Cisco 7600 ES20) which can be installed in a Cisco 6500 Catalyst switch. There is also a possible solution with an Alcatel-Lucent 7450 ESS-1 switch. The proposed solution is to use Virtual Private LAN Service (VPLS), though the exact implementation required is unknown. Additionally JEAB have asked for research into GPON and VPLS in order to improve their understanding of both techniques. This would be of benefit to them both now and in the future.</p><p>In order to achieve the stated objectives the following questions are raised:</p><p>• How does GPON work?</p><p>• How does VPLS work?</p><p>• How can GPON be connected to the MAN via Cisco Systems 6500 Catalyst switch/7600 Router?</p><p>• How can GPON be connected to the MAN via Alcatel-Lucents 7450 ESS-1?</p><p>The research into GPON and VPLS provides the required background knowledge in order to investigate how GPON can be connected to the MAN. The main body of the work is to analyse the requirements of the company and build a configuration which satisfies them. The desired implementation via Cisco Systems solution was deemed unsuitable due to a feature of DHCP option 82 which did not function as required. The focus then turned to Alcatel-Lucents solution.</p><p>The resulting solution uses a part of VPLS via Alcatel-Lucents 7450 ESS-1. All the key elements are included, including hiding customer VLANs from the ISP and per-service QoS bandwidth management.</p><p>The conclusion is that whilst using Alcatel-Lucents solution means a deviation from the all-Cisco implementation that had been planned; the benefit of including all the desired functionality outweighs the mixing of manufacturers.</p><p>The techniques of GPON and VPLS are extremely versatile and can be used in a variety of networks. Therefore there is scope for further research into how these two techniques can be used together in other types of MAN.</p>

Η μερική αντικατάσταση των παραδοσιακών ενσύρματων επικοινωνιών από ασύρματες οδήγησε στην ανάγκη για κατάλληλη σχεδίαση των ασύρματων δικτύων, ώστε να υποστηρίζουν τα απαιτούμενα επίπεδα ποιότητας. Η προσφερόμενη ποιότητα περιορίζεται σίγουρα από φυσικά εμπόδια όπως τα όρια που έθεσε ο Shannon, αλλά και από την περιορισμένη γνώση μας στην εκπομπή και διάδοση κυμάτων. Η διαρκής βελτίωση της ικανότητας των ασύρματων δικτύων να προσφέρουν υψηλής ποιότητας υπηρεσίες είναι όμως γεγονός και οφείλεται σε δύο βασικούς ερευνητικούς άξονες, αυτόν που εφευρίσκει νέες μεθόδους επικοινωνίας (διαμόρφωση, κωδικοποίηση, πολυπλεξία, κεραίες κ.α.) και αυτόν που προσπαθεί να βελτιώσει τη διαχείριση των ήδη υπαρχόντων πόρων. Η παρούσα διατριβή προσφέρει επιστημονικές ιδέες και μοντέλα, που έχουν σαν σκοπό την καλύτερη διαχείριση των πόρων. Τα παραδοσιακά αλλά και τα μοντέρνα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας έχουν κατακλύσει την αγορά. Η λειτουργία τους όμως, παραμένει να κινείται στα πλαίσια συμβιβασμών, προσφέροντας χαμηλή ποιότητα υπηρεσίας. Η είσοδος των ασύρματων δικτύων υπολογιστών στην αγορά, ως ανταγωνιστές παροχής κλασικών υπηρεσιών (υπηρεσία φωνής και υπηρεσία δεδομένων), δίνει μια ώθηση αναπροσαρμογής των στόχων των δικτύων κινητής τηλεφωνίας. Οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι διαχείρισης των δικτύων αυτών προσφέρουν καλύτερη ποιότητα υπηρεσιών με αλλαγή μεμονωμένων μόνο τμημάτων του δικτύου, χωρίς την ασύμφορη ολική επανασχεδίασή του. Αποτελούν δηλαδή πρακτικές λύσεις για την αποδοτικότερη λειτουργία των ήδη εγκατεστημένων δικτύων. Από την άλλη πλευρά, η ανερχόμενη τεχνολογία των ασύρματων δικτύων υπολογιστών βρίσκεται περισσότερο σε ανταγωνισμό με τα κλασικά ενσύρματα δίκτυα υπολογιστών. Το πλεονέκτημα της ελεύθερης κίνησης μετατρέπεται σε δυσβάσταχτο περιορισμό όταν η σύγκριση ποιότητας των δύο δικτύων είναι αναπόφευκτη. Για το λόγο αυτό, υπάρχει η μεγάλη ανάγκη τα ασύρματα δίκτυα να γίνουν ανταγωνιστικά των ενσύρματων και κυρίως να παρέχουν ποιότητα ικανού επιπέδου, ώστε οι διάφορες υπηρεσίες να μπορούν να λειτουργήσουν ανεπηρέαστες από την χρήση του ασύρματου καναλιού. Οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι σε αυτόν τον τομέα αποσκοπούν στην βελτίωση της λειτουργίας των ασύρματων δικτύων με τελικό σκοπό την εξασφάλιση επιπέδων ποιότητας. Για την μελέτη των ασύρματων δικτύων κινητής τηλεφωνίας και υπολογιστών και την εξαγωγή συμπερασμάτων απαιτούνται αναλυτικές μέθοδοι περιγραφής και εξομοιώσεις των δικτύων αυτών ώστε να γίνουν και οι κατάλληλες συγκρίσεις της προσφερόμενης ποιότητας. Ο τομέας αυτός της επιστήμης είναι διαρκώς ενεργός καθώς νέες τεχνικές και αναλύσεις προτείνονται συνεχώς. Με στόχο την ανάλυση και την εξομοίωση των προηγούμενα αναφερθέντων αλγορίθμων αναπτύχθηκε ένας αριθμός τεχνικών, που αποτελούν αναπόσπαστο τμήμα της διατριβής αυτής. Στα πλαίσια της διατριβής αυτής και συγκεκριμένα στο τμήμα μελέτης της επίδοσης των δικτύων, προτείνεται η μετατροπή μη γραμμικών αλυσίδων Markov σε γραμμικές, για χρήση σε προβλήματα κίνησης ταυτόχρονων πολλαπλών υπηρεσιών. Η προτεινόμενη μεθοδολογία οδηγεί σε ταχύτατο υπολογισμό της αλυσίδας με τη χρήση μιας προσέγγισης. Παράλληλα, αναλύεται ο χρόνος διαμονής και ο εναπομένων χρόνος διαμονής σε μια κυψέλη. Η ανάλυση γίνεται εκ του μηδενός και με χρήση βασικών στοχαστικών μοντέλων, ενώ το αποτέλεσμα καταλήγει σε κατανομή gamma, κάτι που είχε ήδη παρατηρηθεί από πειράματα στην βιβλιογραφία. Στη συνέχεια κατασκευάζεται ένα ντετερμινιστικό μοντέλο εξομοίωσης που μπορεί να εφαρμοστεί εύκολα μέσω ενός χάρτη σε κάθε πόλη με ορθογώνια δόμηση. Στο τμήμα των δικτύων κινητής τηλεφωνίας προτείνεται ένας αλγόριθμος διαχείρισης και αποδοχής κλήσεων που προκαλεί μεταπομπές συστήματος (system initiated handover). Η χρήση των μεταπομπών αυτών επιφέρει μεταβλητή χωρητικότητα (soft capacity) σε μια ομάδα κυψελών με αποτέλεσμα την αποδοτικότερη διαχείριση πόρων σε περιπτώσεις άνισης κατανομής κίνησης. Ένας άλλος αλγόριθμος προτείνεται για διαρκή διαπραγμάτευση (real-time negotiation) ποιότητας μεταξύ του δικτύου και του χρήστη με αποτέλεσμα την καλύτερη οργάνωση και διαχείριση των πόρων. Αποδεικνύονται η δυνατότητα χρήσης του αλγορίθμου σε πραγματικό χρόνο και τα οφέλη που αποκομίζονται από αυτήν. Στο τμήμα ασύρματων δικτύων υπολογιστών προτείνεται ένα νέο πρωτόκολλο πρόσβασης μέσου, για χρήση στα ασύρματα τοπικά δίκτυα. Το πρωτόκολλο αυτό είναι πλήρως κατανεμημένο (μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε αυτοοργανονούμενα δίκτυα - ad hoc), ενώ προσφέρει τη δυνατότητα παροχής διαφορετικών επιπέδων ποιότητας, από άριστη ποιότητα για κλήσεις πραγματικού χρόνου μέχρι ποιότητα καλύτερης δυνατής προσπάθειας (best effort). Επίσης προτείνονται αλγόριθμοι βελτίωσης των ασύρματων δικτύων αισθητήρων. Αναλύεται συγκεκριμένα ο αυτόματος εντοπισμός κόμβων με χρήση τριγωνισμού και μεταβλητής ισχύος σημάτων-φάρων και η εξοικονόμηση ενέργειας με χρήση συστημάτων πολλαπλών κεραιών (MIMO). / The trend of replacing the traditional wired communications with their wireless counterparts led to the need for better design and organization of wireless networks so as to provide the necessary Quality of Service (QoS) levels. The offered QoS is bounded by Shannon’s limit and from the limitation of human knowledge on the wireless channel matters. However, the constant improvement of network performance is a fact based on two parallel scientific axes, the one that provides new communication techniques (modulation, coding, multiple access, antennas, etc) and the one that handles the already invented methods in an optimized manner. This thesis offers new scientific ideas and models for better resource management of wireless networks. Traditional and modern mobile telephone networks have occupied the market. Nevertheless, their functionality is still based on compromising of offered quality with the needs of a two-way voice application. Wireless computer networks appear in the market as contenders of voice service, acting like a threat to telephone networks. The proposed models for the mobile telephone networks provide solutions for improving overall QoS by altering only minor parts of these already-installed networks. On the other hand, the advancement of the wireless technology gives rise to visions of the so called Broadband Wireless Access. Computer Networks are expected to offer global roaming and provide traditional services over the IP protocol. In this context, QoS is necessary for guaranteeing service levels of quality. The proposed models in this part are focused in offering acceptable quality levels over the wireless channel for these services. The performance analysis of wireless networks requires the use of analytical approaches and simulation of these networks in order to assess the final offered quality. This section of science is constantly developing since new methods and techniques are applied to different parts of research. Through the procedure of analyzing the wireless networks in this thesis, a number of new techniques have been invented which constitute an important part of it. In terms of network traffic description, a new transformation of nonlinear markov chain to linear is proposed. By means of this transformation, the calculation of unbalanced nonuniform traffic can be accelerated. In the section of performance analysis, the sojourn time and the remaining sojourn time are analytically calculated. These cell parameters are found to follow a gamma distribution, a result that is backed from simulations in bibliography. Moreover, a deterministic simulation model is derived to enable easy calculation of these parameters from a map. As regards the mobile telephone networks, a new call admission control scheme is proposed in order to simulate soft capacity functionality in 2G networks. This feature, organizes better the resources in a cluster in cases of inhomogeneous network traffic. Moreover, a QoS negotiation algorithm is proposed for use in 3G networks (e.g. UMTS). Real-time negotiation is proposed for better resource organization and management. The gain from these schemes is calculated and presented. A new Medium Access Control (MAC) protocol is proposed for use in 802.11 Wireless Local Area Networks. This protocol is backward compatible with the protocol 802.11e and offers better quality infrastructure for VoIP services. The proposed protocol is analyzed and simulated and the results are compared to the previously used protocols to showcase the improvements. A new analytical approach with better accuracy is proposed for this reason. Finally, two techniques are proposed for improving the quality of wireless sensor networks. Firstly, a technique for low cost real-time localization with a small number of GPS or other beacons is proposed and tested. Secondly, a means of energy conservatiοn by use of Multiple Input Multiple Output (MIMO) systems is proposed, and then the gain from a QoS scheme is derived.

With the growth of wireless networks and the increase in personal internet use for a wide diversity of applications, the importance of the quality of service (QoS) delivered to clients has become of great importance. In order to evaluate QoS, this study explores the application of the linear response surface analysis (LRSA) technique as an evaluation tool for QoS factors such as Throughput and Delay. An 802.11n prototype wireless network is constructed in order to capture QoS data that is then used to construct LRSA models in order to evaluate the QoS factors. The LRSA models are maximised and minimised while constraining specific measured QoS factors and the subsequent results are analysed. Based on this analysis, recommendations for the improvement of wireless networks are made as well as the use of the LRSA technique to evaluate QoS within a wireless network. / Thesis (MSc (Computer Science))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2013

With the growth of wireless networks and the increase in personal internet use for a wide diversity of applications, the importance of the quality of service (QoS) delivered to clients has become of great importance. In order to evaluate QoS, this study explores the application of the linear response surface analysis (LRSA) technique as an evaluation tool for QoS factors such as Throughput and Delay. An 802.11n prototype wireless network is constructed in order to capture QoS data that is then used to construct LRSA models in order to evaluate the QoS factors. The LRSA models are maximised and minimised while constraining specific measured QoS factors and the subsequent results are analysed. Based on this analysis, recommendations for the improvement of wireless networks are made as well as the use of the LRSA technique to evaluate QoS within a wireless network. / Thesis (MSc (Computer Science))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2013

Το VoIP (Voice Over IP) αναφέρεται στη μετάδοση και τη σηματοδοσία επικοινωνιών φωνής π.χ τηλεφωνικές κλήσεις πάνω από IP δίκτυα όπως είναι το διαδίκτυο. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής ήταν η μελέτη της παρεχόμενης ποιότητας ομιλίας VoIP τηλεφωνικών συσκευών (Sitel,Polycom) κάτω από σενάρια διαφορετικών συνθηκών κίνησης στο δίκτυο. Αρχικά παρουσιάζονται οι εφαρμογές του voip και στη συνέχεια αναλύονται η λειτουργία, η αρχιτεκτονική και τα πρωτόκολλα της τεχνολογίας αυτής. Ακολούθως περιγράφεται η πειραματική διάταξη που απαιτήθηκε για να συγκεντρωθούν οι μετρήσεις από τις συσκευές και στη συνέχεια οι γραφικές αναπαραστάσεις των μετρήσεων αυτών που αφορούν της παρεχόμενη ποιότητα ομιλίας. Γίνεται ανάλυση των γραφικών και σύγκριση με ανάλογες της βιβλιογραφίας. / The VoIP technology refers to the transmission of voice samples over the Internet Protocol. The aim of the thesis is to investigate the QoS of a VoIP call under various networks circumstances when various impairments occur. The devices that we put under test belong to Sitel and Polycom company.

Le besoin des applications de streaming multimédia en temps réel sur Internet ne cesse d’accroître. Dans ce contexte, les réseaux Pair-à-Pair (P2P) jouent un rôle prépondérant afin d’assurer une transmission robuste et extensible (scalable) de contenu multimédia à grand-échelle. Cependant, le déploiement des applications de streaming multimédia à travers les réseaux P2P présente plusieurs verrous. En effet, les applications de streaming vidéo nécessitent une garantie de performances temps réel en termes de : délai minimal de bout-en-bout, faible taux de perte de paquets et garantie de la bande passante. Par ailleurs, un réseau P2P est composé d’un ensemble de terminaux interconnectés à travers des réseaux hétérogènes, n’ayant pas forcément les mêmes caractéristiques requises afin d’offrir la même qualité vidéo aux clients finaux.Dans cette thèse, nous analysons différents problèmes liés au streaming en-direct (Live) ou à la demande (VoD) de la vidéo sur les réseaux P2P, et nous proposons un ensemble de mécanismes pour y remédier. / There is an increasing demand for efficient deployment of real-time multimedia streaming applications over Internet. In this context, Peer-to-Peer (P2P) networks are playing an important role for supporting robust and scalable transmission of multimedia content to large-scale and massive receivers. P2P networks consist of different heterogeneous networks and devices, which may not have symmetric characteristics to offer the same video quality to end clients. The deployment of streaming applications such as live and on-demand over P2P networks is challenging. Indeed, video streaming applications require real-time performance guarantee in terms of low end-to-end delay, low packet loss and guaranteed available bandwidth. Moreover, P2P video streaming also experiences the problems of long start-time and churn-induced instability. The situation leads to affect the viewing experience of the users in P2P networks.The aim of this thesis is to analyze these issues and to propose quality-aware mechanisms for both live and on-demand streaming over P2P networks. Our contributions in this dissertation are threefold. First, we propose a small world overlay organization mechanism allowing efficient organization of peers to reduce the end-to-end delay for live streaming applications. Second, we propose a mechanism for cooperative prefetching with differentiated chunks scheduling suitable for P2P video-on-demand (VoD) to efficiently handle seek operations while reducing the response latency and increasing the hit ratio. Finally, we present a smoothing mechanism for layered streaming in P2P networks. The mechanism aims to reduce the number of layer changes under varying network conditions while at the same time achieving a high delivery ratio.

Jönköping Energi AB (JEAB) is a local energy supplier for the county of Jönköping. JEAB also maintain the local Metropolitan Area Network (MAN). They have recently installed GPON in a portion of their network and have connected it to the MAN via an Extreme switch. However JEAB would prefer to use Cisco equipment instead of Extreme since the MAN comprises of Cisco hardware. They require a solution to connect GPON to the MAN with a recently purchased line card (Cisco 7600 ES20) which can be installed in a Cisco 6500 Catalyst switch. There is also a possible solution with an Alcatel-Lucent 7450 ESS-1 switch. The proposed solution is to use Virtual Private LAN Service (VPLS), though the exact implementation required is unknown. Additionally JEAB have asked for research into GPON and VPLS in order to improve their understanding of both techniques. This would be of benefit to them both now and in the future. In order to achieve the stated objectives the following questions are raised: • How does GPON work? • How does VPLS work? • How can GPON be connected to the MAN via Cisco Systems 6500 Catalyst switch/7600 Router? • How can GPON be connected to the MAN via Alcatel-Lucents 7450 ESS-1? The research into GPON and VPLS provides the required background knowledge in order to investigate how GPON can be connected to the MAN. The main body of the work is to analyse the requirements of the company and build a configuration which satisfies them. The desired implementation via Cisco Systems solution was deemed unsuitable due to a feature of DHCP option 82 which did not function as required. The focus then turned to Alcatel-Lucents solution. The resulting solution uses a part of VPLS via Alcatel-Lucents 7450 ESS-1. All the key elements are included, including hiding customer VLANs from the ISP and per-service QoS bandwidth management. The conclusion is that whilst using Alcatel-Lucents solution means a deviation from the all-Cisco implementation that had been planned; the benefit of including all the desired functionality outweighs the mixing of manufacturers. The techniques of GPON and VPLS are extremely versatile and can be used in a variety of networks. Therefore there is scope for further research into how these two techniques can be used together in other types of MAN.

No description available.

Diploma thesis deals with assign and distribution quality of service in mobile UMTS telecommunication networks. The project consists of two parts, theoretical and practical. Theoretical part of the project is focused to familiarize with functionality of the UMTS network with the main aspect at admission mechanism in radio part of the network as well as quality of service assign mechanisms according to service demands within core network of UMTS. Practical part of the project is given to simulation program OPNET Modeler and its capabilities in network design and testing various parameters of UMTS network with implementation quality of service mechanism. As the asset of diploma thesis becomes designed functional prototype of UMTS network with various options for individual settings user equipment as well as fixed mobile networks nodes.