Dienstqualitat in ATM-Netzen mit mobilen Endsystemen

Inhaltsverzeichnis

1. Problemstellung

1.1 Einführung

1.2 Aufgabenstellung

1.3 Gliederung

2. Dienstklassen

2.1 Dienst und Dienstqualität

2.2 Dienstgütekriterien

2.3 Klassifizierung von Diensten

3. ATM und Dienste

3.1 Entwicklung von ATM

3.2 Charakteristika von ATM

3.2.1 Die Zelle

3.2.2 Asynchrones Mutliplexen

3.2.3 Minimale Funktionalität im Netz

3.2.4 Virtuelle Verbindungen

3.2.5 Vermittlung

3.2.6 Synchrone oder asynchrone Übertragung

3.3 Dienste in ATM

3.3.1 Schichtenstruktur

3.3.2 Dienstgüteparameter in der ATM-Schicht

3.3.3 Dienste in der ATM-Schicht

3.3.4 Dienste in der AAL-Schicht

3.4 Zusammenfassung

4. Erweiterungen von ATM zu drahtlosem ATM

4.1 Allgemeine Probleme bei Funkverbindungen

4.1.1 Abschattungen und Reflexionen

4.1.2 Zugriffsverfahren

4.1.3 Bitfehler

4.1.4 Niedrige Übertragungsrate

4.1.5 Kurze Komplettausfälle der Verbindung

4.1.6 Intra- und Interzell-Überleitung

4.2 Änderung der Dienstgütekriterien

4.2.1 Bandbreite

4.2.2 Fehlerraten

4.2.3 Ende-zu-Ende-Verzögerung

4.2.4 Jitter

4.3 Bestehende Ansätze

4.3.1 Wireless ATM LAN nach Eng

4.3.2 Mobiware / COMET Research, Columbia

4.3.3 ACTS Magic WAND

4.3.4 WATMnet

4.3.5 Einzellösungen zur Interzell-Überleitung

4.4 Zusammenfassung

5. Unterstützung der ATM-Dienstgütekriterien über ein Funkmedium

5.1 Theoretische Überlegungen

5.1.1 Allgemeine Einschränkungen

5.1.2 Theoretischer Ansatz

5.1.3 Allgemeine Überlegungen zur Simulation

5.1.4 Anforderungen an die Medien

5.1.5 Anforderungen an die Festnetzstation

5.1.6 Anforderung an die Mobilfunkstation / WAT

5.1.7 Anforderungen an die Basisstation

5.2 Realisierung der Simulation

5.2.1 Benutzerschnittstelle

5.2.2 Klassenhierarchie

5.3 Ergebnisse

5.3.1 Meßmethode

5.3.2 Unabhängigkeit der Kommunikationsrichtungen

5.3.3 Effektivität des Puffers

6. Zusammenfassung

6.1 Ergebnis

6.2 Ausblick

Zielsetzung & Themen

Die vorliegende Arbeit untersucht, wie die Dienstgüte (Quality of Service) von ATM-Netzen auf mobile Endsysteme übertragen werden kann, da das unsichere Funkmedium eine signifikante Herausforderung für die ATM-typischen Dienstgarantien darstellt. Die Forschungsfrage fokussiert sich darauf, ob durch den gezielten Einsatz von Puffern und Fehlerkorrekturverfahren in der Basisstation eine für den Endnutzer transparente und stabile Dienstqualität trotz gestörter Funkverbindungen gewährleistet werden kann.

• Grundlagen von ATM und Dienstgüteparametern
• Herausforderungen der drahtlosen Übertragung (Abschattung, Interzell-Überleitung)
• Konzeption eines Simulationsmodells für Wireless ATM
• Implementierung einer Java-basierten Simulationsumgebung
• Evaluierung der Effektivität von Pufferstrategien zur Jitter- und Fehlerkompensation

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1. Problemstellung: Diese Einleitung beleuchtet die Notwendigkeit von ATM in mobilen Netzen angesichts wachsender multimedialer Anwendungen und der Unzulänglichkeit bisheriger Funknetze für hohe Datenraten.

2. Dienstklassen: Hier werden grundlegende Definitionen von Diensten und deren Qualitätsanforderungen (Dienstgütekriterien) erläutert, um ein Verständnis für die vertragliche Bindung zwischen Netz und Benutzer zu schaffen.

3. ATM und Dienste: Dieses Kapitel führt in die spezifische ATM-Technologie ein, inklusive der Zellstruktur, des asynchronen Multiplexens und der verschiedenen Dienstklassen sowie der AAL-Schichten.

4. Erweiterungen von ATM zu drahtlosem ATM: Hier wird der Übergang von leitungsgebundenem ATM zu Funknetzen analysiert, wobei Probleme wie Interzell-Überleitungen und Bitfehler im Vordergrund stehen.

5. Unterstützung der ATM-Dienstgütekriterien über ein Funkmedium: Das Kernkapitel beschreibt einen eigenen Lösungsansatz mittels Pufferung in der Basisstation und präsentiert die Realisierung einer Simulationsumgebung zur Validierung.

6. Zusammenfassung: Die Arbeit schließt mit einer Bewertung der erzielten Ergebnisse zur Pufferungseffektivität sowie einem Ausblick auf zukünftige Anwendungsmöglichkeiten.

Schlüsselwörter

ATM, Wireless ATM, Dienstgüte, QoS, Funkübertragung, Pufferung, Simulation, JAVA, Bandbreite, Fehlerkorrektur, Interzell-Überleitung, Handover, Dienstklasse, Bitfehler, Mobilfunk.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?

Es geht um die Übertragung des ATM-Übertragungsstandards auf mobile Endsysteme, um auch über ein Funkmedium garantierte Dienstqualitäten für multimediale Anwendungen anzubieten.

Welche Themenfelder sind zentral?

Zentrale Themen sind die ATM-Schichtenstruktur, die spezifischen Probleme bei Funkübertragungen (wie Abschattung und Bitfehler) sowie die Entwicklung von Lösungsstrategien für Wireless ATM.

Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?

Das primäre Ziel ist es, durch eine Simulationsstudie aufzuzeigen, wie mittels Pufferung in der Basisstation die Dienstgüte-Garantien von ATM trotz des unzuverlässigen Funkmediums eingehalten werden können.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Der Autor verwendet eine simulationsbasierte Methode unter Verwendung von Java, um verschiedene Szenarien (Pufferlängen, Unterbrechungsdauern) zu testen und messbar zu machen.

Was wird im Hauptteil behandelt?

Im Hauptteil werden zunächst theoretische Grundlagen von ATM und Funknetzen erörtert, gefolgt von einem Entwurf für eine Basisstation, die aktiv Dienstgüteparameter managt, sowie der technischen Realisierung einer Simulation.

Welche Keywords charakterisieren die Arbeit am besten?

Die Arbeit lässt sich am besten mit Wireless ATM, Quality of Service (QoS), Pufferstrategien, Bitfehlerraten und der Simulation von Mobilfunk-Szenarien beschreiben.

Warum ist das Medium Funk so problematisch für ATM?

Funkübertragungen weisen im Gegensatz zu Glasfaser deutlich höhere Bitfehlerraten auf, unterliegen häufigen Verbindungsunterbrechungen und Abschattungen, was die bei ATM kritische Einhaltung von zeitlichen Verzögerungsgrenzen gefährdet.

Wie trägt die Basisstation zur Dienstgüte bei?

Die Basisstation fungiert im vorgestellten Modell als „intelligenter“ Puffer. Sie gleicht kurzzeitige Unterbrechungen der Funkstrecke aus, indem sie Daten zwischenspeichert und somit für das Festnetzterminal transparente Verbindungen ermöglicht.

Wozu dient die Simulation in Kapitel 5?

Die Simulation dient dazu, die Auswirkungen von variablen Pufferlängen auf den Jitter und die Fehlerraten zu quantifizieren und zu beweisen, dass eine Pufferung die Verbindungsqualität signifikant verbessern kann.