Proefschrift Technische Universiteit Twente, Enschede. / Lit. opg. - Met samenvatting in het Portugees.

En esta Tesis Doctoral se propone una solución para el soporte de la clase de servicio ABR que utiliza técnicas de planificación equitativa (fair queueing). La clase de servicio ABR especifica un reparto equitativo del ancho de banda disponible en la red entre las conexiones que la atraviesan. Para efectuar este reparto, la provisión de ABR se basa en un control de flujo por realimentación explícita de tasa. LOS ALGORITMOS de conmutador son los encargados de generar la señal de realimentación para el control de flujo en ABR. En esta Tesis se propone un algoritmo de conmutador original que asume planificación equitativa en los puertos de salida de los conmutadores. La estimación de tasa equitativa que efectúa este algoritmo de conmutador se hace a partir del tiempo de cabeza de cola de las células de cada conexión, el cual es una medida del ancho de banda que asigna el algoritmo de planificación equitativa a cada conexión. LOS ALGORITMOS DE PLANIFICACION EQUITATIVA REALIZAN UN REPARTO DEL ANCHO DE BANDA DISPONIBLE EN EL ENLACE QUE EQUITATIVO EN EL SENTIDO MAX-MIN: De este modo el algoritmo de conmutador propuesto genera una señal de realimentación que resulta también en una distribución del ancho de banda disponible en la red que es equitativo max-min. A partir del algoritmo de conmutador propuesto, se han incorporado dos extensiones que permiten, por un lado, que la asignación de ancho de banda en los puertos (y, por tanto, la distribución del ancho de banda de la red) pueda ponderarse / Guijarro Coloma, LA. (1998). Contribución al soporte de la clase de servicio ABR en redes ATM mediante Técnicas de planificación equitativa [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4182

Nowadays, we are witnessing a transition from physical togetherness towards networked togetherness around media content. Novel forms of shared media experiences are gaining momentum, allowing geographically distributed users to concurrently consume the same media content while socially interacting (e.g., via text, audio or video chat). Relevant use cases are, for example, Social TV, networked games and multi-party conferencing. However, realizing enjoyable shared media services faces many challenges. In particular, a key technological enabler is the concurrent synchronization of the media playout across multiple locations, which is known as Inter-Destination Multimedia Synchronization (IDMS). This PhD thesis presents an inter-operable, adaptive and accurate IDMS solution, based on extending the capabilities of RTP/RTCP standard protocols (RFC 3550). Concretely, two new RTCP messages for IDMS have been defined to carry out the necessary information to achieve IDMS. Such RTCP extensions have been standardized within the IETF, in RFC 7272. In addition, novel standard-compliant Early Event-Driven (EED) RTCP feedback reporting mechanisms have been also designed to enhance the performance in terms of interactivity, flexibility, dynamism and accuracy when performing IDMS. The designed IDMS solution makes use of globally synchronized clocks (e.g., using NTP) and can adopt different (centralized and distributed) architectural schemes to exchange the RTCP messages for IDMS. This allows efficiently providing IDMS in a variety of networked scenarios and applications, with different requirements (e.g., interactivity, scalability, robustness…) and available resources (e.g., bandwidth, latency, multicast support…). Likewise, various monitoring and control algorithms, such as dynamic strategies for selecting the reference timing to synchronize with, and fault tolerance mechanisms, have been added. Moreover, the proposed IDMS solution includes a novel Adaptive Media Playout (AMP) technique, which aims to smoothly adjust the media playout rate, within perceptually tolerable ranges, every time an asynchrony threshold is exceeded. Prototypes of the IDMS solution have been implemented in both a simulation and in real media framework. The evaluation tests prove the consistent behavior and the satisfactory performance of each one of the designed components (e.g.,protocols, architectural schemes, master selection policies, adjustment techniques…). Likewise, comparison results between the different developed alternatives for such components are also provided. In general, the obtained results demonstrate the ability of this RTP/RTCP-based IDMS solution to concurrently and independently maintain an overall synchronization status (within allowable limits) in different logical groups of users, while avoiding annoying playout discontinuities and hardly increasing the computation and traffic load. / Montagut Climent, MA. (2015). DESIGN, DEVELOPMENT AND EVALUATION OF AN ADAPTIVE AND STANDARDIZED RTP/RTCP-BASED IDMS SOLUTION [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48549 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

En esta Tesis se presenta un algoritmo de sincronización de grupo de flujos multimedia, basado en técnicas de realimentación y la utilización de una referencia de tiempo global común a todos los sistemas involucrados en una aplicación multimedia. Dicho algoritmo trata de solucionar el problema de la sincronización de grupo de flujos en aplicaciones multimedia no críticas como, por ejemplo, las de aprendizaje a distancia o televigilancia. No sólo se ocupa de la sincronización local entre flujos en un mismo receptor, sino que garantiza también la reproducción simultánea (sincronizada), de todos los flujos en todos los receptores al mismo tiempo. Como ejemplo podríamos citar una aplicación de aprendizaje a distancia, en la que, por ejemplo, el profesor o tutor envíe un vídeo de una película (flujo de contenido almacenado) y, al mismo tiempo, en determinados instantes, pueda hacer comentarios (flujo de contenido en directo) sobre las imágenes que se están viendo de la película y los estudiantes discutir dichos comentarios o incluso contestar al profesor. Otro ejemplo podría ser el de una aplicación de televigilancia con cámaras de vídeo y sensores distribuidos en una red de datos, que envían información a una sala de control donde se almacena y representa dicha información de forma sincronizada. El algoritmo propuesto se basa en la utilización de los protocolos RTP y RTCP, definiendo nuevas estructuras de datos de éste último y modificando algunas ya existentes, para que los equipos que se comunican puedan intercambiar información esencial para dicho algoritmo. También hace uso del protocolo NTP como referencia de tiempo global. Se presenta una plataforma de evaluación y los resultados de evaluar en dicha plataforma el comportamiento del algoritmo, tanto objetiva como subjetivamente, mostrando un comportamiento satisfactorio sobre configuraciones punto-multipunto y multipunto-multipunto, con varias fuentes y varios receptores de flujos multimedia. / Boronat Segui, F. (2004). Especificación y evaluación de un algoritmo de sincronización de grupo de flujos multimedia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4781

Durante los últimos años las redes móviles celulares han experimentado un considerable crecimiento y desarrollo debido al nuevo modo en que la sociedad crea, comparte y consume información. El enorme impacto y penetración de los servicios móviles telefónicos en la sociedad actual, así como la introducción de un amplio abanico de nuevos servicios de datos y servicios multimedia, han llevado a un crecimiento espectacular del volumen de tráfico transportado por este tipo de redes. Esta tendencia se mantendrá en los próximos años ya que constantemente van apareciendo nuevas aplicaciones que demandan mayor calidad de servicio y ancho de banda. Sin embargo, lasredesmóviles celulares actualestienen fuerteslimitaciones de ancho de banda debido a la escasez de frecuencias en el espectro radioeléctrico. Así, estas nuevas necesidades establecen nuevosretos para la industria de las telecomunicaciones. Es necesario gestionar un creciente número de servicios que demandan elevadas cantidades de recursos, conjuntamente con la escasez del espectro radioeléctrico, para ofrecer servicios que satisfagan las necesidades de los usuarios de un modo eficaz y económico. Dentro de este contexto, la gestión de los recursos radio se presenta como una estrategia clave para hacer frente a las características especiales de estasredes. Concretamente, el control de admisión es un mecanismo clave para utilizar eficientemente los recursos radio disponibles, proporcionando al mismo tiempo las garantías de calidad de servicio requeridas para todoslos usuarios. El presente trabajo se centra en el diseño y evaluación de políticas de control de admisión implementadas en redes móviles celulares multiservicio que transportan diferentes servicios portadores. Además, la presente tesis es una contribución al desarrollo de modelos con los que evaluar diferentes políticas de control de admisión en el desafiante contexto introducido por las redes 4G de próxima aparición. En la primera parte de esta tesis se trata el desarrollo de políticas de control de admisión para redes utilizadas actualmente, mientras que en la segunda parte de esta tesis se proponen políticas de control de admisión novedosas con el objetivo de hacerfrente a los retos introducidos por las redes de próxima aparición, tales como las redes Long TermEvolution o las de tecnología Cognitive Radio / Bernal Mor, E. (2013). Design and evaluation of admission control policies in mobile cellular networks [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27714

[EN] The current command and control systems are based on wireless technologies such as TETRAPOL, TETRA, HF, VHF, satellite links, etc., despite providing a wide scope, usually have a very limited bandwidth. Because of these limitations they can only provide voice communications and data transmission at low speeds which could not completely reproduce the COP (Common Operational Picture) of a conflict or emergency. Communications on the battlefield are mainly wireless, only on a few trunks wired networks are used. Wireless data networks are considerably less robust, since generally they only provide a fraction of the transmission capacity of the wired counterparts, and also suffer problems due to interference and radio environment propagation effect which do not happen in wired networks. To combat these effects, wireless protocols typically send additional information for error correction, and may include some redundant transmission. In the military field, bandwidth it is really low and certain technologies do not allow the transmission of video information. The VHF and HF radio equipment widely used in armies around the world are a clear example. Therefore becomes latent the need to have a command and control system that allows information flows to and from troops in a quickly and reliable way. This thesis is framed in the development and practical evolution of a communications architecture for wireless networks C4ISR systems (Command, Control, Communications, Computers, Information Surveillance and Reconnaissance), particularly for small units. Being a small unit one located at battalion hierarchical level or lower in the military, or an autonomous unit of intervention in the field of emergencies. In this thesis, it is described a communications architecture for SIMACOP (Which is a Spanish acronym for: SIstema de MAndo y Control de Pequeña Unidad), which is a C4ISR system based on COTS technology with capabilities for multimedia content distribution and sensor fusion. Major technological contributions in this context are: the cognitive cross-layer communications architecture proposed, the introduction of high quality video and audio streaming included in the communications architecture of the C4ISR system, detecting elements through GPS, merging data collected by various sensors deployed in the area of operations and integration of several wireless communication systems with different bandwidths. For example, VHF, HF, satellite communications, IEEE 802.11 and WiMAX (IEEE 802.16d), which builds the network at different levels of command that will be described in this thesis. The main objectives are to study and identify the needs in command and control at the level of tactical communications in both the civil and the military side, and raise a global communications architecture for C4ISR systems to establish multimedia communications over next generation IP-based mobile tactical networks, including video streaming to improve situational awareness (SA) at each level of the chain of command with a scheme of multi-resolution representation. This improvement of the SA will be tested in both civil and military fields. / [ES] Los actuales sistemas de mando y control se basan en tecnologías inalámbricas como TETRAPOL, TETRA, HF, VHF, enlaces satelitales, etc., que a pesar de dar un amplio alcance, disponen de un ancho de banda muy limitado. Debido a estas limitaciones sólo se puede disponer de comunicaciones vocales y de transmisión de datos a velocidades bajas que no reproducen por completo el COP (Common Operacional Picture) de la situación de conflicto o emergencia. Las comunicaciones en el campo de batalla son principalmente inalámbricas, sólo en algunos enlaces troncales se utilizan redes cableadas. Las redes de datos inalámbricas son considerablemente menos robustas, ya que generalmente sólo tienen una fracción de la capacidad de transmisión de sus homólogas cableadas, y también sufren problemas debido a la interferencia y propagación del entorno radio efecto que en las redes cableadas no suceden. Para combatir estos efectos, los protocolos inalámbricos suelen enviar información adicional para la corrección de errores, y pueden incluir algún tipo de transmisión redundante. En el ámbito militar el ancho de banda es realmente bajo y ciertas tecnologías no permiten la transmisión de información de vídeo. Los equipos radio HF y VHF utilizados ampliamente en los ejércitos de todo el mundo son un claro ejemplo. Por lo tanto se hace latente la necesidad de disponer de un sistema de mando y control que permita proveer información desde y hacia las tropas de forma rápida y fiable. La presente tesis doctoral se enmarca en el desarrollo y evolución práctica de una arquitectura de comunicaciones de redes inalámbricas para sistemas C4ISR (Command Control, Computers and Communications Information Surveillance and Reconaissance), en particular los relativos a pequeñas unidades. Por pequeña unidad se entiende aquella que es de orden jerárquico menor o igual al de batallón en el ámbito militar o a una unidad autónoma de intervención en el ámbito de las emergencias. En la tesis doctoral se describe la arquitectura de comunicaciones de SIMACOP (SIstema de MAndo y COntrol de Pequeñas unidades), el cual es un sistema C4ISR basado en tecnología COTS con capacidades de distribución de contenidos multimedia y fusión sensorial. Las principales contribuciones tecnológicas en este marco son las siguientes: la arquitectura de comunicaciones cross-layer y cognitiva propuesta, la introducción de streaming de video y audio de alta calidad en la arquitectura de comunicaciones del sistema C4ISR, la detección de elementos a través de GPS, la fusión de datos recogida mediante distintos sensores desplegados en la zona de operaciones y la integración de diversos sistemas de comunicaciones inalámbricas con diversos anchos de banda. Por ejemplo, VHF, HF, comunicaciones satelitales, IEEE 802.11 y WiMAX (IEEE 802.16d), las cuales conforman la red a distintos niveles de mando que serán descritas en el presente trabajo. Los objetivos principales son estudiar e identificar las necesidades existentes en mando y control a nivel de comunicaciones tácticas, tanto en la vertiente civil como en la militar, y plantear una arquitectura de comunicaciones global para sistemas C4ISR que permita establecer comunicaciones multimedia a través redes móviles tácticas de nueva generación basadas en IP, incluyendo streaming de video para mejorar la conciencia situacional (SA) en cada nivel de la cadena de mando con un esquema de representación multi resolución. Esta mejora de la SA se probará tanto en el ámbito civil como en el militar. / [CA] Els actuals sistemes de comandament i control es basen en tecnologies sense fils com TETRAPOL, TETRA, HF, VHF, enllaços satelitales, etc., que tot i donar un ampli abast, disposen d'un ample de banda molt limitat. A causa d'aquestes limitacions només es pot disposar de comunicacions vocals i de transmissió de dades a velocitats baixes que no reprodueixen per complet el COP (Common Operacional Picture) de la situació de conflicte o emergència. Les comunicacions en el camp de batalla són principalment sense fils, només en alguns enllaços troncals s'utilitzen xarxes cablejades. Les xarxes de dades sense fils són considerablement menys robustes, ja que generalment només tenen una fracció de la capacitat de transmissió de les seves homòlogues cablejades, i també pateixen problemes a causa de la interferència i propagació de l'entorn ràdio efecte que a les xarxes cablejades no succeeixen. Per combatre aquests efectes, els protocols sense fils solen enviar informació addicional per a la correcció d'errors, i poden incloure algun tipus de transmissió redundant. En l'àmbit militar l'ample de banda és realment baix i certes tecnologies no permeten la transmissió d'informació de vídeo. Els equips ràdio HF i VHF utilitzats àmpliament en els exèrcits de tot el món són un clar exemple. Per tant es fa latent la necessitat de disposar d'un sistema de comandament i control que permeti proveir informació des de i cap a les tropes de forma ràpida i fiable. La present tesi doctoral s'emmarca en el desenvolupament i evolució pràctica d'una arquitectura de comunicacions de xarxes sense fils per a sistemes C4ISR (Command Control, Computers and Communications Information Surveillance and Reconaissance), en particular els relatius a petites unitats. Per petita unitat s'entén aquella que és d'ordre jeràrquic menor o igual al de batalló en l'àmbit militar oa una unitat autònoma d'intervenció en l'àmbit de les emergències. En la tesi doctoral es descriu l'arquitectura de comunicacions de SIMACOP (sistema de comandament i control de Petites unitats), el qual és un sistema C4ISR basat en tecnologia COTS amb capacitats de distribució de continguts multimèdia i fusió sensorial. Les principals contribucions tecnològiques en aquest marc són les següents: l'arquitectura de comunicacions cross-layer i cognitiva proposta, la introducció de streaming de vídeo i àudio d'alta qualitat en l'arquitectura de comunicacions del sistema C4ISR, la detecció d'elements a través de GPS , la fusió de dades recollida mitjançant diferents sensors desplegats a la zona d'operacions i la integració de diversos sistemes de comunicacions sense fils amb diversos amples de banda. Per exemple, VHF, HF, comunicacions satelitales, IEEE 802.11 i WiMAX (IEEE 802.16d), les quals conformen la xarxa a diferents nivells de comandament que seran descrites en el present treball. Els objectius principals són estudiar i identificar les necessitats existents en comandament i control a nivell de comunicacions tàctiques, tant en el vessant civil com en la militar, i plantejar una arquitectura de comunicacions global per a sistemes C4ISR que permeti establir comunicacions multimèdia a través xarxes mòbils tàctiques de nova generació basades en IP, incloent streaming de vídeo per millorar la consciència situacional (SA) en cada nivell de la cadena de comandament amb un esquema de representació multi resolució. Aquesta millora de la SA es provarà tant en l'àmbit civil com en el militar. / Hernández Blanco, LE. (2016). Arquitectura de comunicaciones de datos inalámbricas para sistemas C4ISR [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61458

Esta tesis se ha desarrollado dentro del marco de la interoperabilidad en la gestión de emergencias, a partir de la colaboración en los proyectos de investigación SECTOR y DESTRIERO, financiados por la comisión Europea dentro del programa FP7, llevándose a cabo en el grupo de investigación SATRD del Departamento de Comunicaciones de la UPV. Debido al creciente número de catástrofes que se producen a lo largo del planeta y la gran cantidad de pérdidas tanto humanas como económicas que generan, en la actualidad, es imprescindible disponer de una gestión de emergencias lo más efectiva y coordinada posible. Esto se consigue a través de la colaboración de diferentes agencias especializadas en realizar tareas concretas. El problema surge cuando se trata de coordinar a los equipos involucrados, ya que, cada agencia dispone de procedimientos, sistemas y estrategias diferentes. Agravándose más si cabe cuando el incidente se produce cerca de fronteras entre varios países. Por lo tanto, la interoperabilidad es algo esencial en la gestión colaborativa de una emergencia. En esta tesis se ha especificado una arquitectura de interoperabilidad genérica para poder utilizarse en diferentes entornos. La arquitectura se ha diseñado para permitir a los sistemas actuales, compartir información a través de la plataforma propuesta. Para conseguirlo, es necesaria la utilización de una serie de adaptadores, encargados de transformar los datos procedentes de los sistemas a un modelo de información común. Tras el diseño, se ha llevado a cabo el despliegue de la arquitectura en dos contextos diferentes. El primero de ellos, es el proyecto SECTOR, que tiene como objetivo mejorar los procesos de gestión de emergencias por medio del intercambio de información y recursos entre las distintas herramientas que disponen las agencias involucradas en una emergencia. El segundo, el proyecto DESTRIERO, pretende unificar los servicios de una serie de herramientas ya desarrolladas e independientes en un interfaz común, y además, proporcionar un espacio de información compartido para optimizar los procesos de recuperación y reconstrucción después de una catástrofe. Para concluir, los proyectos se validaron por medio de dos escenarios de pruebas simulados. Una inundación en SECTOR y un terremoto en DESTRIERO. Además, durante las demostraciones, los asistentes pudieron observar las mejoras obtenidas con la utilización de las arquitecturas desarrolladas, y valoraron de forma muy positiva los resultados obtenidos. / This thesis has been developed within the framework of interoperability in the management of emergencies, from the collaboration in the research projects on SECTOR and DESTRIERO, funded by the European Commission of the FP7 program, being carried out in the research group Distributed Real Time Systems and Applications (SATRD) from the Department of Communications of the UPV. Due to the increasing number of catastrophes occurring throughout the planet and the large number of both human and economic losses generated, currently, it is essential to have an emergency management as effective and coordinated as possible. This is reached through the collaboration of different agencies specialized in performing specific tasks. The problem arises when it comes to coordinating the teams involved, as each agency has different procedures, systems and strategies. It worsens when the incident occurs near borders between several countries. Therefore, interoperability is essential in the collaborative management of an emergency. This thesis has specified a generic interoperability architecture for using it in different environments. The architecture is designed to allow current systems to share information through the proposed platform. To achieve this, it is necessary to use a series of adapters, responsible of transforming data from the systems to a common information model. After the design, the deployment of the architecture has been carried out in two different contexts. The first of these is the SECTOR project, which aims to improve emergency management processes through the exchange of information and resources between the different tools available to the agencies involved in an emergency. The second one, the DESTRIERO project, aims to unite the services of a series of already developed and independent tools in a common interface, and to provide a shared information space to optimize the processes of recovery and reconstruction after a catastrophe. In conclusion, the projects were validated using two simulated test scenarios. A flood in SECTOR and an earthquake in DESTRIERO. In addition, during the demonstrations, the attendees could observe the improvements obtained with the use of the architectures developed and they evaluated the results gained very positively. / Aquesta tesi s'ha desenvolupat dins el marc de la interoperabilitat a la gestió d'emergències, a partir de la col·laboració als projectes d'investigació SECTOR i SETRIERO, finançats per la comissió europea dins el programa FP7, portant-se a terme al grup d'investigació Sistemes i Aplicacions de Temps Real Distribuït (SATRD) del Departament de Comunicacions de la UPV. A causa del creixent nombre de catàstrofes que es produeixen al llarg del planeta i a la gran quantitat de pèrdues tant humanes com econòmiques que generen, en l'actualitat, es imprescindible disposar d'una gestió d'emergències tan efectiva i coordinada com siga possible. Açò s'aconsegueix mitjançant la col·laboració de diferents agències especialitzades a realitzar tasques concretes. El problema sorgeix quan es tracta de coordinar els equips involucrats, ja que cada agència disposa de procediments, sistemes i estratègies diferents; agreujant-se, si més no, quan l'incident es produeix a prop de fronteres entre diversos països. Per la qual cosa, la interoperabilitat és un ens essencial per la gestió col·laborativa d'una emergència. En aquesta tesi s'ha especificat una arquitectura d'interoperabilitat genèrica per poder utilitzar-se en diferents entorns, la qual ha estat dissenyada per permetre els actuals sistemes compartir informació gràcies a la plataforma proposada. Per aconseguir-ho, és necessària la utilització d'una sèrie d'adaptadors, encarregats de transformar les dades procedents dels sistemes a un model d'informació comuna. Després del disseny, s'ha dut a terme el desplegament de l'arquitectura en dos contexts diferents. El primer d'ells, és el projecte SECTOR, que té com objectiu millorar els processos de gestió d'emergències mitjançant l'intercanvi d'informació i recursos entre les diferents ferramentes de què disposen les agències involucrades en una emergència. El segon, el projecte DESTRIERO, pretén unificar els serveis d'una sèrie de ferramentes ja desenvolupades a una interfície comuna i, a més, proporcionar un espai d'informació compartit per optimitzar els processos de recuperació i reconstrucció d'una catàstrofe. Per concloure, els projectes es validaren mitjançant dos escenaris de proves simulats. Una inundació en SECTOR i un terratrèmol en DESTRIERO. A més, durant les demostracions, els assistents van poder observar les millores obtingudes amb la utilització de les arquitectures desenvolupades i valorar, de manera molt positiva, els resultats obtinguts. / Pérez Carrasco, FJ. (2017). Arquitecturas de interoperabilidad para Sistemas de Mando y Control aplicado a gestión de emergencias [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/93519

[ES] La visión del Internet de las cosas (IoT) implica un ecosistema global hiperco-nectado en el que todos los dispositivos con capacidad de comunicación se conecten de manera ubicua a Internet. Sin embargo, para alcanzar todo el po-tencial de IoT, no es suficiente que los dispositivos estén conectados a Inter-net, también necesitan comunicarse e interactúan entre sí. Desafortunadamen-te, construir un ecosistema global de dispositivos que se conecten entre sí sin problemas es prácticamente imposible hoy en día. La razón es que IoT está constituida por una plétora de dispositivos heterogéneos en términos del for-mato de datos y componentes de comunicación que lo forman, como por ejemplo hardware, tecnologías y protocolos de comunicación. Esta heteroge-neidad lleva inevitablemente a la aparición de "silos verticales" que están aisla-dos al resto de IoT (p. ej., todavía necesitamos instalar 5 aplicaciones para in-teractuar con 5 dispositivos diferentes debido a la incompatibilidad entre estos dispositivos), exacerbada aún más por el hecho de que miles de millones de dispositivos de próxima generación dependerán de su capacidad de conectarse entre sí para obtener el mayor beneficio. Por lo tanto, la interoperabilidad de dispositivos es uno de los principales desa-fíos a enfrentar en al ámbito de investigación de IoT. En tal sentido, la abstrac-ción de la heterogeneidad hardware y software subyacentes de los dispositivos y la conversión de protocolos para el intercambio de información entre los mismos presenta una estrategia clave. En esta tesis se ha especificado una ar-quitectura de interoperabilidad para habilitar la comunicación entre dispositivos en IoT y su integración con plataformas IoT estándar. La arquitectura está fundamentada en tendencias de investigación recientes y mejores prácticas como el modelo de referencia arquitectónico (IoT-A) y la arquitectura funcio-nal M2M, pero adaptada a unos requerimientos que hacen que esta solución pueda utilizarse para la implementación de aplicaciones IoT en diferentes en-tornos. El diseño de la arquitectura, se ha llevado a una primera implementación proto-tipo, denominada smart IoT gateway, que tiene como objetivo habilitar la inter-operabilidad técnica y sintáctica de dispositivos heterogéneos. De forma análo-ga, se proyecta una segunda implementación, denominada arquitectura de in-terconexión la cual extiende las funcionalidades del smart IoT gateway a través de la integración de una entidad proxy de interconexión que permite la integración de dispositivos heterogéneos con plataformas IoT estándar. En forma consecuente con el actual enfoque pragmático de IoT, la utilidad y viabilidad de las implementaciones de la arquitectura se ha demostrado median-te testbeds aplicados a dos casos de uso IoT. Dichos casos de uso se derivan del proyecto Europeo INTER-IoT financiado por la Unión Europea a través del programa Horizonte H2020. El primero de ellos, es INTER-LogP, que tiene por objetivo mejorar los procesos de gestión de transporte y logística en entor-nos portuarios, por medio del intercambio de información entre las distintas plataformas IoT heterogéneas involucradas. El segundo, INTER-Health, pre-tende monitorizar el entorno y el estilo de vida de las personas de forma des-centralizada y con movilidad, para prevenir problemas de salud. Finalmente, la experiencia adquirida en el despliegue de estos casos de uso ha motivado el desarrollo de nuevas propuestas y estudios de aplicación de IoT que representan una contribución adicional de la presente tesis doctoral. / [CA] La visió de la Internet de les coses (IoT) implica un ecosistema global hiperco-nectado en el qual tots els dispositius amb capacitat de comunicació es connec-ten de manera ubiqua a la Internet. No obstant això, per a aconseguir tot el po-tencial de IoT, no és suficient que els dispositius estiguen connectats a Inter-net, també necessiten comunicar-se i interactuen entre si. Desafortunadamen-et, construir un ecosistema global de dispositius que es connecten entre si sen-se problemes és pràcticament impossible hui dia. El raó és que IoT està consti-tuïda per una plètora de dispositius heterogenis en termes del for-mate de da-des i components de comunicació que ho formen, com per exemple maquinari, tecnologies i protocols de comunicació. Aquesta heteroge-neidad porta inevi-tablement a l'aparició de "sitges verticals" que estan aisla-dues a la resta de IoT (p. ex., encara necessitem instal·lar 5 aplicacions per a in-teractuar amb 5 dis-positius diferents a causa de la incompatibilitat entre aquests dispositius), exa-cerbada encara més pel fet que milers de milions de dispositius de pròxima generació dependran de la seua capacitat de connectar-se entre si per a obtindre el major benefici. Per tant, la interoperabilitat de dispositius és un dels principals desa-fíos a en-frontar en a l'àmbit d'investigació de IoT. En tal sentit, la abstrac-ción de l'hete-rogeneïtat maquinari i programari subjacent dels dispositius i la conversió de protocols per a l'intercanvi d'informació entre els mateixos presenta una estra-tègia clau. En aquesta tesi s'ha especificat una ar-quitectura d'interoperabilitat per a habilitar la comunicació entre dispositius en IoT i la seua integració amb plataformes estàndard. L'arquitectura està fonga-esmentada en tendències d'in-vestigació recents i millors pràctiques com el model de referència arquitectònic IoT-A i l'arquitectura funcional M2M, però adaptada a un requeriments que fan que aquesta solució puga utili-zarse per a la implementació d'aplicacions IoT en diferents entorns. El disseny de l'arquitectura, s'ha portat a una primera implementació proto-tipus, denominada smart IoT gateway, que té com a objectiu habilitar la inter-operabilitat tècnica i sintàctica de dispositius heterogenis. De forma análo-ga, es projecta una segona implementació, denominada arquitectura de in-terconexión la qual estén les funcionalitats del smart IoT gateway a través de la integració d'una entitat proxy d'interconnexió que permet la integració de dis-positius heterogenis amb plataformes IoT estàndard. En forma conseqüent amb l'actual enfocament pragmàtic de IoT, la utilitat i viabilitat de les implementacions de l'arquitectura s'ha demostrat medien-et testbeds aplicats a dos casos d'ús IoT derivats del projecte Europeu INTER-IoT finançat per la Unió Europea a través del programa Horitzó H2020. El primer d'ells, és INTER-LogP, que té per objectiu millorar els processos de gestió de transport i logística en entorns portuaris, per mitjà de l'intercanvi d'in-formació entre les diferents plataformes IoT hete-rogéneas involucrades. El segon, INTER-Health, pretén monitorar l'entorn i l'estil de vida de les perso-nes de forma descentralitzada i amb mo-vilidad, per a previndre problemes de salut. Finalment, l'experiència adquirida en el desplegament d'aquests casos d'ús ha motivat el desenvolupament de noves propostes i estudis d'aplicació de IoT que representen una contribució addicional de la present tesi doctoral. / [EN] The vision of the Internet of Things (IoT) implies a hyper-connected global ecosystem in which all devices with communication capacity are ubiquitously connected to the Internet. However, to reach the full potential of IoT, it is not enough that the devices are connected to Internet, they also need to communi-cate and interact with each other. Unfortunately, building a global ecosystem of devices that connect with each other without problems is practically impossible nowadays. The reason is that IoT is constituted by a plethora of heterogeneous devices in terms of the data format and communication components that make it up, such as hardware, technologies and communication protocols. This het-erogeneity inevitably leads to the appearance of "vertical silos" that are isolated from the rest of the IoT (e.g., we still need to install 5 applications to interact with 5 different devices due to the incompatibility between these devices), further exacerbated by the fact that billions of next-generation devices will depend on their ability to connect with each other to get the most benefit. Therefore, the interoperability of devices is one of the main challenges to face in the field of IoT research. In this sense, the abstraction of the underlying hardware and software heterogeneity of the devices and the conversion of pro-tocols for the exchange of information between them presents a key strategy. This thesis has specified an interoperability architecture to enable communica-tion between devices in IoT and its integration with standard platforms. The architecture is based on recent research trends and best practices such as the architectural reference model (IoT-A) and the M2M functional architecture but adapted to some requirements that make this solution be used for the imple-mentation of IoT applications in different environments. The design of the architecture has led to first prototype implementation, called smart IoT gateway, which aims to enable the technical and syntactic interoper-ability of heterogeneous devices. Analogously, a second implementation is planned, called an interconnection architecture which extends the functionali-ties of the smart IoT gateway through the integration of a proxy interconnec-tion entity that allows the integration of heterogeneous devices with standard IoT platforms. Consistent with the current pragmatic IoT approach, the utility and feasibility of architecture implementations have been demonstrated by means of testbeds applied to two IoT use cases. These use cases are derived from the European INTER-IoT project financed by the European Union through the Horizon H2020 program. The first of these is INTER-LogP, which aims to improve transport and logistics management processes in port environments, through the exchange of information between the different heterogeneous IoT plat-forms involved. The second, INTER-Health, pretend to monitor the environ-ment and lifestyle of people in a decentralized manner and with mobility, to prevent health problems. Finally, the experience acquired in the deployment of these cases of use has motivated the development of new proposals and IoT application studies that represent an additional contribution to the present doctoral thesis. / Al Estado Ecuatoriano, y en especial a la Secretaría de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación (SENSECYT) y a la Escuela Politécnica Nacional (EPN). [También] al proyecto europeo IoT financiado por la Unión Europea a través del programa Horizonte H2020 / Yacchirema Vargas, DC. (2019). Arquitectura de Interoperabilidad de dispositivos físicos para el Internet de las Cosas (IoT) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/129858

Aquesta tesi presenta un pla de millores des de les xarxes d'accés existents basades en coure a xarxes de fibra òptica fins la llar de segona generació basades en xarxes òptiques passives per enrutament de longitud d'ona.El pla de millora es presenta en dues etapes, que despleguen fibra des de la central de commutació fins als usuaris finals de manera gradual, oferint també un increment en l'ample de banda disponible quan la fibra es va aproximant a l' usuari.Quan la xarxa està totalment desplegada i la fibra està present en tot l'enllaç entre la central i els usuaris, es presenten diferents topologies avançdades que són candidates a model de xarxa d'accés de fibra òptica de segona generació. Totes aquestes xarxes presentades estan basades en enrutament avançat per longitud d'ona així com en tècniques combinades de multiplexació per longitud d'ona i temps.Aquestes topologies avançades, juntament amb la utilització de fonts sintonitzables a la central de commutació permeten implementar un protocol d'accés al medi avançat que permet assignar ample de banda sota demanda a diferents àrees geogràfiques en temps real i depenent de la utilització de la xarxa.S'han dut a terme demostradors de laboratori per tal d'assegurar la connectivitat a nivell òptic i la correcta transmissió de dades i Aixa demostrar la validesa del pla de millora, així com de les topologies avançades,.Addicionalment, s'han desenvolupat models matemàtics i simulacions per tal de corroborar i mesurar les millores sobre el rendiment de la xarxa en aplicar el protocol d'accés al medi proposat, tot comparant-lo amb els protocols comercials existents per xarxes òptiques passives. / This thesis presents an upgrade path from the existing copper-based access networks to a second-generation fiber-to-the-home approach based on advanced wavelength-routed passive optical networks.The upgrade path is presented in two stages, which deploy fiber from the central office to the end users in a gradual manner, offering also incremental bandwidth to the user when the fiber is nearer the end customers.When the upgrade path is totally deployed and fiber is present in the entire link between the central office and the end users, several advanced topologies are presented as candidates for second-generation access networks. All of them are based on advanced wavelength routing profiles and combined wavelength / time multiplexing techniques.These advanced topologies, together with the use of tunable sources at the central office allow the implementation of an advanced media access control protocol that can assign bandwidth on demand to different geographic locations in real time depending on the network utilization.Laboratory testbeds have been implemented to corroborate optical connectivity and correct data transmission in order to verify the feasibility of the upgrade paths and advanced topologies. Additionally, mathematical models and networks simulations have been developed to corroborate and measure the improvements on network performance of the proposed media access control protocol in comparison with the existing protocols for commercial passive optical networks.

El uso de las redes inalámbricas tiene un impacto creciente en la industria moderna (sistemas de automoción y fabricación industrial, sistemas distribuidos de supervisión y control...). Especialmente las redes inalámbricas han penetrado de forma rápida en las redes de control que dan soporte a servicios públicos estratégicos (suministro de gas y electricidad, suministro y saneamiento de aguas). Estas redes están formadas por distintas estaciones remotas, una estación central donde se procesa, almacena y controla la información de la instalación y varios clientes remotos que también supervisan y controlan la instalación remotamente. Para comunicar las estaciones remotas con la estación central se utilizan infraestructuras de comunicaciones heterogéneas según las posibilidades y ubicación: xDSL, HFC, WiMAX, GPRS, UMTS, HSDP. Para que el sistema sea eficiente y útil, especialmente en momentos de emergencia, los usuarios ubicados en las estaciones remotas necesitan intercambiar información entre sí o con la estación central. En estos casos, en las estaciones remotas, los propios usuarios que están supervisando el funcionamiento de la instalación haciendo uso de sus dispositivos inalámbricos pueden crear de forma espontánea una red ad hoc móvil útil para el intercambio de información en el caso de que origen y destino no se alcancen directamente. El objetivo global de la tesis es analizar el comportamiento de las MANET en entornos de tipo industrial, tomando como ejemplo una red para el control y supervisión de la red de saneamiento de una gran ciudad, y estudiar cómo afecta a su funcionamiento y a los servicios ofrecidos el movimiento de los nodos. Aunque son muchos los avances realizados en el estudio de las redes ad hoc en los últimos años, aún quedan muchos aspectos que necesitan ser estudiados y mejorados. Pocos han sido los trabajos que evalúen las redes ad hoc con modelos formales. / Albero Albero, T. (2010). Estudio y análisis del comportamiento de redes ad hoc móviles para supervisión de procesos en entornos industriales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10081