Telecomunicazioni > Reti di telecomunicazioni


Focus

Broadband networks (Reti a banda larga)
La ricerca si focalizza su sistemi ad alta velocità a commutazione di pacchetto e di circuito, basati sia su tecnologie ottiche che elettroniche, oltre che sulle metodologie di progettazione e routing per reti a banda larga multiservizio.
Reti ottiche. Progettazione di reti ottiche, ottimizzazione, modellizzazione e simulazione per la valutazione delle prestazioni, inclusa la progettazione del piano di controllo e di architetture di commutazione fotoniche. Il perimetro della ricerca comprende lo studio e l’analisi di reti di trasporto multi-livello e multi-servizio, del routing multi-dominio, di sistemi di interconnessione ottici, oltre che lo studio dell’evoluzione dei servizi Ethernet, la modellizzazione e l’analisi del traffico e la sicurezza delle reti.
Reti a risparmio energetico. Metodologie per la progettazione e la gestione di reti a banda larga allo scopo di migliorare l’efficienza energetica. Sono proposte nuove soluzioni sia per la progettazione di reti di core, basate sui nuovi paradigmi di commutazione adottati dall’attuale architettura di Internet, sia per i segmenti di accesso alle rete wired e wireless, sfruttando le più evolute tecnologie ottiche e le più avanzate tecniche di modulazione.

Multimedia Internet
Le attività del gruppo si focalizzano maggiormente sul garantire una qualità di servizio end-to-end ai flussi di traffico attraverso meccanismi di controllo e allocazione delle risorse. Il lavoro si colloca in un quadro più ampio che comprende i Servizi Integrati (Integrated Services, IS) e le architetture di Servizi Differenziati (Differentiated Services, DS). Nei sistemi P2P e P4P, la natura distribuita delle reti P2P propone nuove tematiche da sviluppare tra cui, ad esempio, il controllo e la gestione del traffico P2P per mezzo di architetture e protocolli P4P (IETF ALTO project).

Wireless networks (Reti senza fili)
Wireless Internet (Internet senza fili) - Progettazione e ottimizzazione riguardanti l’allocazione dei canali radio, supportati dallo studio delle prestazioni per ciò che concerne le reti locali wireless e le reti wireless magliate (mesh networks). La ricerca si focalizza sul livello MAC, sulla progettazione di rete, sul routing e sulla gestione delle risorse nel campo delle reti cognitive (cognitive radio networks) e delle reti veicolari (VANETs).
Internet of Things (Internet delle cose) - Progettazione, implementazione e valutazione delle performance per quanto concerne schemi MAC per reti di sensori e sistemi RFID, tenendo in considerazione aspetti relativi al consumo energetico. La ricerca si focalizza soprattutto su aspetti di routing e sull’implementazione middleware per reti di sensori a larga scala, oltre che sulla realizzazione di progetti di ricerca interdisciplinari per la realizzazione di applicazioni e_Health.
Internet of Energy (Internet dell’energia) - Progettazione e ottimizzazione di topologie di rete e protocolli wireless e wired. Sono proposti nuovi paradigmi di comunicazione tra generatori distribuiti di energia e smart-grids.

Risutati principali della ricerca


Progettazione di buffer ottici
TSi è studiata nel dettaglio la progettazione di un buffer FIFO capace di emulare una coda condivisa. L’implementazione, basata su linee commutate (switched delay lines, SDL), consiste in un commutatore in cui le linee SDL hanno le porte in uscita interconnesse a quelle in entrata, che si comporta pertanto come un buffer condiviso. E’ stato provato che tale struttura emula esattamente il comportamento di una coda FIFO 1x2 condivisa.

Ottimizazione di copertura per sistemi 3G
Sono stati proposti modelli matematici a supporto del posizionamento ottimo di nuove stazioni radio base e a supporto della loro configurazione (altezza dell’antenna e tilt, orientamento del settore, massima potenza di trasmissione, segnale pilota, ecc.).

Valutazione della dipendenza del traffico long-range
Per la prima volta sono state sfruttate la Modified Allan Variance (MAVAR) e una nuova Modified Hadamard Variance (MHVAR) per la valutazione del parametro di Hurst (H) relativamente alle serie di traffico long-range dependent (LRD) o relativamente all’esponente a per dati con spettro power-law dipendente da 1/f^a. MHVAR generalizza il principio di MAVAR ad ordini più elevanti per quanto riguarda le differenze tra i dati d’ingresso. Numerose simulazioni mostrano che MAVAR e MHVAR raggiungono alti gradi di accuratezza e confidenza nella stima di H rispetto a metodi wavelet-based più affermati.

Analisi del traffico nelle reti mobili
E’ stata studiata la correlazione temporale delle risposte a chiamate telefoniche sfruttando dati relativi a traffico reale in reti GSM. In questo contesto, per la prima volta si è utilizzata l’eccellente abilità della Modified Allan Variance nel discriminare tipi di rumore power-law. Le statistiche empiriche riguardanti gli arrivi delle chiamate e la valutazione del test chi-quadro provano un accordo eccellente con i modelli di Poisson con tasso variabile diurno.

Analisi del trasporto per applicazioni multimediali (Multimedia applications transport analysis)
E’ stata proposta un’analisi generale in forma chiusa del ritardo delle reti end-to-end. L’effetto dei meccanismi di controllo del traffico come, ad esempio, l’utilizzo di policy bucket-based, è stato studiato considerando un ambiente di lavoro generale. Si è provato che l’effetto dovuto all’utilizzo di classici dispositivi di policing è intrisicamente limitato e non può, in generale, eliminare la dipendenza a lungo raggio. Una variante della teoria elaborata ha portato ad una nuova generale analisi approssimativa del ritardo in code GI/G/1, offrendo una miglior precisione rispetto alle approssimazioni conosciute.

Reti overlay ottime
Sono stati proposti modelli matematici per il problema dell’assegnamento degli utenti, dell’ottimizzazione del routing e del dimensionamento della capacità riservata ai link di overlay nelle reti SON. Risultati numerici mostrano che l’approccio proposto è in grado di risolvere il problema dell’ottimo anche per reti a larga scala.

Pianificazione radio di WLANs (Radio Planning of WLANs)
Sono stati proposti modelli matematici in grado di affrontare il problema della pianificazione radio per le reti WLAN. Sono stati considerati sia problemi relativi a soluzioni a canale singolo sia problemi relativi a canali multipli. Per valutare la qualità dei modelli proposti sono state ottenute soluzioni ottime per istanze sintetiche, e sono state proposte euristiche per ottenere soluzioni sub-ottime in un tempo computazionale ragionevole. Le reti progettate secondo l’approccio proposto si distinguono per una maggiore efficienza rispetto alle reti progettate con approcci classici.

SLA-Aware provisioning nelle reti ottiche di core (SLA-Aware provisioning in optical core networks)
La gestione automatizzata nelle reti ottiche permette ai clienti di specificare requisiti di QoS in un Service Level Agreement (SLA) che vengano garantiti dal service provider. Pertanto, specifiche a livello di servizio devono essere rese disponibili al piano di controllo per allocare efficaciamente le risorse richieste. Soluzioni su più livelli sono state analizzate e studiate in modo tale da rispettare i requisiti di connessione richiesti considerando, ad esempio, disponibilità, durata e tolleranza nel ritardo di setup delle connessioni.

Ottimizzazione della topologia per reti Wireless Mesh (Topology Optimization of Wireless Mesh Networks)
Sono statii proposti dei nuovi modelli di ottimizzazione per la progettazione di reti Wireless Mesh (WMNs). Modelli di Programmazione Lineare Intera Mista (Mixed Integer Linear Programming, MILP) permettono di selezionare il numero e le posizioni dei router mesh e degli access points, tenendo in considerazione il routing del traffico, l’interferenza, aspetti di rate adaptation e l’assegnamento dei canali radio. Sono state proposte soluzioni ottime per tre differenti formulazioni ed è stata introdotta un’euristica basata sulla tecnica del rilassamento per quanto riguarda istanze su reti a larga scala.

Progettazione di reti WDM per mezzo di modelli ILP basati sull’aggregazione di flussi (WDM network design by ILP models based on flow aggregation)
La Programmazione Lineare Intera (Integer Linear Programming, ILP) è il metodo più utilizzato per pianificare ed ottimizzare le reti WDM. Sfortunatamente, anche per piccole reti, risolvere problemi ILP potrebbe richiedere un eccessivo carico computazionale: è stata quindi proposta una nuova formulazione ILP che sfrutta l’aggregazione dei flussi, al fine di garantire un’elevata efficienza computazionale. Questo permette di raggiungere soluzioni ottime a minor carico computazionale rispetto agli approcci ILP già presenti in letteratura.