Simulador para avaliação de desempenho de rede sem-fio PTMP

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O tema deste projeto está no escopo do projeto Pesquisa e Desenvolvimento de um Protocolo Ponto-a-Ponto (PTP) e Ponto-Multi-Ponto (PTMP) para roteadores sem fio outdoor, a ser realizado ao longo de 2018 em um acordo de cooperação entre IFSC e Intelbras.

Resumo

O padrão IEEE 802.11 foi concebido como tecnologia de rede local sem-fio, incluindo um protocolo MAC do tipo com disputa (CSMA) que visa oferecer um acesso ao meio estatisticamente justo entre nodos na rede sem-fio. Essa tecnologia tem sido usada em aplicações diferentes do previsto, tais como enlaces ponto-a-ponto e ponto-multiponto de longa distância. No entanto, as características do protocolo MAC reduzem a eficiência dos enlaces nessas aplicações, resultando em taxas de transmissão significativamente inferiores e limitações no particionamento do canal entre as estações envolvidas.

Diversas aplicações de redes sem-fio IEEE 802.11 apresentam quantidades de nodos fixas e conhecidas, e necessidades de vazão (throughput) predefinidas. Como exemplos citam-se redes em que provedores interligam diversos clientes com enlaces sem-fio outdoor com distâncias de alguns quilômetros e redes de monitoramento com câmeras que possuem interfaces sem-fio. No entanto, para esse tipo de cenário as proteções e o tratamento de colisões implementados no protocolo MAC CSMA/CA reduzem significativamente a utilização do canal sem-fio e, consequentemente, a taxa efetiva de transmissão experimentada pelos nodos. Um protocolo MAC sob medida para enlaces PTP (Ponto a Ponto) ou PTMP (Ponto multiponto) pode proporcionar um melhor aproveitamento do meio de transmissão, maior previsibilidade e regularidade das transmissões, e maior controle sobre o uso do canal. No entanto, isso envolve explorar mecanismos de transmissão e o ajuste de parâmetros de comunicação disponíveis no padrão IEEE 802.11.

Este projeto tem por objetivo implementar um simulador para o protocolo MAC para enlaces PTP/PTMP baseados em rede IEEE 802.11, especificado no acordo de cooperação entre IFSC e Intelbras. O simulador deve possibilitar avaliar o desempenho de redes formadas por uma base e múltiplos roteadores sem-fio dispostos arbitrariamente ao seu redor. Informações tais como vazão, latência para acesso ao meio, erros e regularidade de transmissões (jitter) devem pode ser obtidas com experimentos feitos no simulador.

Bibliografia

  • Omnet++ Network Simulator
  • INET Framework
  • R. Jain, The Art of Computer Systems Performance Analysis: Techniques for Experimental Design, Measurement, Simulation, and Modeling. Wiley-Interscience, 1991.