EUROPEAN INTEROPERABILITY FRAMEWORK & E-CODEX: An Assessment of both European Initiatives towards Interoperability

Due to the necessity of achieving greater interoperability among the European Union (EU) Member States’ public services, the European Interoperability Framework (EIF) was created. This framework provides guidelines to projects towards cross-border interoperability of EU Member States. One of such projects is the e-CODEX. The purpose of this thesis is, therefore, to assess how useful the EIF is, how e-CODEX stands in compliance to the EIF and ultimately answer whether the e-CODEX should fulfill its intended purpose or not. To answer these questions, I divided the research in two distinct sections: the first one compares the EIF against the American initiative towards interoperability, the Federal Enterprise Architecture (FEA); and the second one assesses to what extent the e-CODEX follows the EIF and to what extent the EIF covers e-CODEX’s needs in the form of a questionnaire sent to experts in e-CODEX’s Member States. By the conclusion, I summarize the findings in each section, derive some new findings by combining the previous ones, and finally suggest some recommendations and a topic for future research.

Supporting Repository Interoperability through Guidelines

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Interoperability specifications and an automatic validation tool as a key factor for the support of a repository ecosystem

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Current State of Repository Interoperability: Work by the Confederation of Open Access Repositories (COAR)

Panel at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Promoting Interoperability and Services Through Shared Identifiers

Panel at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Interoperability and Services Through Shared Identifiers

Poster at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Embedded Service Bus for Internet of Things Interoperability

Internet of Things (IoT) technologies are developing rapidly, and therefore there exist several standards of interconnection protocols and platforms. The existence of heterogeneous protocols and platforms has become a critical challenge for IoT system developers. To mitigate this challenge, few alliances and organizations have taken the initiative to build a framework that helps to integrate application silos. Some of these frameworks focus only on a specific domain like home automation. However, the resource constraints in the large proportion of connected devices make it difficult to build an interoperable system using such frameworks. Therefore, a general purpose, lightweight interoperability framework that can be used for a range of devices is required. To tackle the heterogeneous nature, this work introduces an embedded, distributed and lightweight service bus, Lightweight IoT Service bus Architecture (LISA), which fits inside the network stack of a small real-time operating system for constrained nodes. LISA provides a uniform application programming interface for an IoT system on a range of devices with variable resource constraints. It hides platform and protocol variations underneath it, thus facilitating interoperability in IoT implementations. LISA is inspired by the Network on Terminal Architecture, a service centric open architecture by Nokia Research Center. Unlike many other interoperability frameworks, LISA is designed specifically for resource constrained nodes and it provides essential features of a service bus for easy service oriented architecture implementation. The presented architecture utilizes an intermediate computing layer, a Fog layer, between the small nodes and the cloud, thereby facilitating the federation of constrained nodes into subnetworks. As a result of a modular and distributed design, the part of LISA running in the Fog layer handles the heavy lifting to assist the lightweight portion of LISA inside the resource constrained nodes. Furthermore, LISA introduces a new networking paradigm, Node Centric Networking, to route messages across protocol boundaries to facilitate interoperability. This thesis presents a concept implementation of the architecture and creates a foundation for future extension towards a comprehensive interoperability framework for IoT.

Interoperability for IoT Health Systems Using HL7 Standard

Internet of Things or IoT is revolutionizing the world we are living in, similarly the way Internet and the web did few decades ago. It is changing how we interact with the things surrounding us. Electronic health and remote patient monitoring are the ways of utilizing these technological improvements towards the healthcare. There are many applications of IoT in eHealth such as, it will open the gate to provide healthcare to the remote areas of the world, where healthcare through traditional hospital systems cannot be provided. To connect these new eHealth IoT systems with the existing healthcare information systems, we can use the existing interoperability standards commonly used in healthcare information systems. In this thesis we implemented an eHealth IoT system based on Health Level 7 interoperability standard for continuous data transmission. There is not much previous work done in implementing the HL7 for continuous sensor data transmission. Some of the previous work was limited to sensors which are not continuous in nature and some of it is only theatrical architecture. This thesis aims to prove that it is possible to implement an eHealth IoT system by using sensors which require continues data transmission, such as respiratory sensors, and to connect it with the existing eHealth information system semantically by using HL7 interoperability standard. This system will be beneficial in implementing eHealth IoT systems for those patients, who requires continuous healthcare personal monitoring. This includes elderly people and patients, whose health need to be monitored constantly. To implement the architecture, HL7 v2.5 is selected due to its ease of implementation and low size. We selected some open source technologies because of their open licenses and large developer community. We will also review the most efficient technology available in every layer of eHealth IoT system and will propose an efficient system.

Verkko-oppimateriaalien uudelleenkäytettävyys ja siirrettävyys oppimisalustalta toiselle

Työssä tarkastellaan oppimisalustoilla käytettäviä testikysymyksiä ja oppisisältöjä uudelleen-käytettävyyden ja siirrettävyyden näkökulmasta. Tavoitteena on selvittää, minkälaisia välineitä määrämuotoisten sisältöjen tuottamista varten on olemassa, ja miten niillä luodut materiaalit ovat siirrettävissä työvälineestä toiseen ja oppimisalustoille. Tutkittavana ovat sisällön paketointiin tarkoitetutSCORM- ja IMS Content Packaging -spesifikaatiot sekä kysymysten esittämiseen tarkoitettu IMS Question and Test Interoperability -spesifikaatio. Pääpaino työssäon selvittää, miten oppisisällöt ovat siirrettävissä WebCT- ja Moodle-alustojenvälillä. Tähän liittyen on luotu ohjeistus, miten yksittäiset tiedostot, kysymykset ja Sisältökokonaisuus-työkalulla koostetut sisällöt siirretään WebCT:ltä Moodleen.

Tiedonvaihto - ja tietojärjestelmäyhteentoimivuus kahden sotilaallisen koalition välillä

Tämä diplomityö käsittelee kahden sotilaallisen koalition yhteentoimivuuden haasteita ja toteutusta kaupallisintyökaluin. Työ pohjautuu kahteen todelliseen, palvelusuuntautunutta arkkitehtuurisuunnittelua (SOA) hyödyntäneeseen integraatioprojektiin jotka on toteutettu Suomen IBM:n Palveluyksikössä vuosina 2006 - 2007. Työn tavoitteena on ollut tutkia sotilaallisten koalitioiden järjestelmä - ja tiedonvaihtoyhteentoimivuuden menetelmiä, näkökulmia ja teknistä toteutusta kaupallisin ohjelmistotuottein ja yhteistä tietomallia käyttäen. Lisäksi esitetään puolustustoimialan erityispiirteet tietojärjestelmätoimittajien ohjelmistokehitys - prosesseihin liittyen. Tätä varten tutkittiin koalitioiden käyttöön tarkoitettuja olemassa olevia ohjelmistoarkkitehtuureja ja yhteentoimivuusmalleja sekä sovitettiin niitä SOA - arkkitehtuuriajatteluun. Työn teoreettisena pohjana käytettiin organisatorisen ja teknisen yhteentoimivuuden kuvaavaa Layers of Coalition Interoperability (LCI) - mallia, minkä jälkeen mallin teknistä osiota käytettiin pohjana SOA - palveluihin perustuvan esimerkkijärjestelmän kehittämiseen kahden kuvitteellisen koalition tiedonvaihtoa varten. Työn keskeisinä tuloksina on syntynyt suunnitelma koalitioiden taustajärjestelmien yhdistämisestä dynaamisten SOA- palveluiden avulla yhteiseen JC3IEDM - tietomalliin. Tämä tietomalli vuorostaan antaa mahdollisuuden järjestelmän laajentamiseen esimerkiksi avustusjärjestöjen, poliisivoimien ja terveydenhuollon organisaatioiden tarpeisiin.

UMTS-radioverkon ja GSM-runkoverkon yhdistävän moduulin järjestelmätestaus

Tämän diplomityön aiheena oli tutkia ATM-moduulin järjestelmätestaustarpeita. ATM-moduuli on osa Nokian kolmannen generaation matkapuhelinverkkoarkkitehtuuria. Työ tehtiin Nokia Networks Oyj:lle MSC&HLR-tuotelinjan järjestelmätestausjaokselle. Työssä käsitellään aluksi GSM- ja UMTS-verkkojen arkkitehtuureja, protokollia ja toimintoja, sekä tutustutaan ATM-tekniikkaan, jota käytetään UMTS-liityntäverkon tiedonvälityksessä. Tämän jälkeen perehdytään ATM-moduulin rakenteeseen ja toimintoihin. Työssä perehdytään järjestelmätestauksen eri osa-alueisiin, niiden testilaitteille asettamiin vaatimuksiin sekä hahmotellaan järjestelmätestauksen päälinjoja.

ADSL-linjan fyysisen kerroksen testauksen automatisointi

ADSL (Asymmetrical Digital Subsciber Line) on puhelinkaapelia siirtotienä käyttävä nopea Internet-liityntäteknologia, joka on yleistynyt viime vuosina kuluttajamarkkinoilla. Analoginen puhelinverkko on alun perin tarkoitettu puheen siirtoon 0-4kHz:n äänitaajuuskanavalla, mikä aiheuttaa rajoitteita datasiirtoon ylemmillä taajuuksilla. Puhelinverkkojen rakenne vaihtelee alueittain sisältäen erilaisia datasiirtoa häiritseviä tekijöitä. Tämän vuoksi ADSL-päätelaitteilta vaaditaan sopeutumiskykyä vaativiinkin olosuhteisiin. Nykyiset ADSL-standardit eivät vaadi päätelaitteilta riittävää suorituskykyä, jotta luotettava tiedonsiirto onnistuisi myös huonoissa verkko-olosuhteissa. Epäkohdan korjaamiseksi DSL Forum on kehittänyt yhdessä laitevalmistajien, tietoliikenneoperaattoreiden ja komponenttivalmistajien kanssa ADSL-päätelaitteiden yhteensopivuustestaukseen testipaketin nimeltä TR-048. Se on kattava joukko tarkkaan kuvattuja testejä, joissa keskitytään enimmäkseen fyysisen kerroksen testaamiseen. TR-048:aa ei vaadita vielä nykyisissä ADSL-standardeissa, mutta yksityiset laboratoriot ja laitetoimittajat ovat vähitellen ottamassa sitä käyttöön. Tämän työn keskeisenä tavoittena oli tehdä sovellus, jolla automatisoitiin suurin osa TR-048:n sisältämien ADSL-linjan fyysisen kerroksen testeistä. Valmiilla sovelluksella ajetun testikierroksen perusteella arvioitiin sovelluksesta saatua hyötyä ja tuotekehitysvaiheessa olevan Nokia D500 tilaajasolmun suorituskykyä. Työn teoriaosassa esitellään ADSL-teknologiaa ja ADSL-lähetin-vastaanottimen loogista toimintaa.

ANVL -ohjelmiston käyttö protokollavalidoinnissa

Tietoliikennelaitteiden toiminta perustuu yleisesti sovittuihin standardeihin ja suosituksiin. Standardinmukaisuuden varmistamiseksi tuotteet tulee testata sekä standardeja että muita tuotteita vastaan, jotta laitteiden yhteensopivuudesta voidaan varmistua. Ohjelmistojen koon ja monimutkaisuuden jatkuvasti kasvaessa myös tarve löytää automatisoituja testausmenetelmiä kasvaa. Diplomityön tavoitteena oli selvittää soveltuuko ANVL -protokollavalidointiohjelmisto Tellabsin modeemituotteiden hyväksyntätestaukseen ja sovittaa ANVL osaksi Tellabsin testauskäytäntöä. Diplomityössä käydään lisäksi läpi ohjelmistotestauksen peruskäsitteitä ja esitetään ANVL:n sisäinen rakenne ja toimintaperiaatteet. Työssä havaittiin, että ANVL sopii hyvin yksittäisten datasiirtolaitteiden validointitestaukseen. ANVL:n räätälöintimahdollisuudet ovat hyvät ja sitä on mahdollista laajentaa itse toteutetuilla protokollavalidointipaketeilla. Tuote tullaan ottamaan käyttöön Tellabsin uusissa tuotekehitysprojekteissa.

Platform Architectures for Policy-Based Network Access Control

Tämä diplomityö käsittelee sääntöpohjaisen verkkoon pääsyn hallinnan (NAC) ratkaisuja arkkitehtonisesta näkökulmasta. Työssä käydään läpi Trusted Computing Groupin, Microsoft Corporationin, Juniper Networksin sekä Cisco Systemsin NAC-ratkaisuja. NAC koostuu joukosta uusia sekä jo olemassa olevia teknologioita, jotka auttavat ennalta määriteltyyn sääntökantaan perustuen hallitsemaan suojattuun verkkoon pyrkivien laitteiden tietoliikenneyhteyksiä. Käyttäjän tunnistamisen lisäksi NAC pystyy rajoittamaan verkkoon pääsyä laitekohtaisten ominaisuuksien perusteella, esimerkiksi virustunnisteisiin ja käyttöjärjestelmäpäivityksiin liittyen ja paikkaamaan tietyin rajoituksin näissä esiintyviä puutteita verkkoon pääsyn sallimiseksi. NAC on verraten uusi käsite, jolta puuttuu tarkka määritelmä. Tästä johtuen nykymarkkinoilla myydään ominaisuuksiltaan puutteellisia tuotteita NAC-nimikkeellä. Standardointi eri valmistajien NAC-komponenttien yhteentoimivuuden takaamiseksi on meneillään, minkä perusteella ratkaisut voidaan jakaa joko avoimia standardeja tai valmistajakohtaisia standardeja noudattaviksi. Esitellyt NAC-ratkaisut noudattavat standardeja joko rajoitetusti tai eivät lainkaan. Mikään läpikäydyistä ratkaisuista ei ole täydellinen NAC, mutta Juniper Networksin ratkaisu nousee niistä potentiaalisimmaksi jatkokehityksen ja -tutkimuksen kohteeksi TietoEnator Processing & Networks Oy:lle. Eräs keskeinen ongelma NAC-konseptissa on työaseman tietoverkolle toimittama mahdollisesti valheellinen tietoturvatarkistuksen tulos, minkä perusteella pääsyä osittain hallitaan. Muun muassa tähän ongelmaan ratkaisuna voisi olla jo nykytietokoneista löytyvä TPM-siru, mikä takaa tiedon oikeellisuuden ja koskemattomuuden.

Paikannus mobiilipalveluissa

Paikannusta hyödyntävien palvelujen on jo pitkään odotettu kasvavan merkittäväksi liiketoiminta-alueeksi. Näin ei kuitenkaan ole tapahtunut. Paikannukseen perustuvista palveluista ja laitteista on tullut osa monen ihmisten arkipäivää, mutta saatavilla olevien palvelujen määrä on pysynyt alhaisena. Tässä työssä tutkitaan mahdollisuuksia toteuttaa mobiileille päätelaitteille ohjelmallinen paikannuskomponentti, jonka avulla paikannustoiminnot saataisiin helposti sovellusten käyttöön. Samalla paikannusta hyödyntävien sovellusten ja palvelujen toteutus helpottuisi, jolloin niiden yleistyminen olisi entistä paremmin mahdollista. Paikannuskomponentin toteutuksessa haasteena on oikean tekniikan valinta. Erilaisia laite- ja käyttöjärjestelmäalustoja tukevia tekniikoita on olemassa, mutta niiden todellinen yhteensopivuus ei aina ole mutkatonta. Työn tuloksena saatiin kattava kuva markkinoilla olevista yleisimmistä käyttöjärjestelmäalustoista sekä niihin tarjolla olevista sovelluskehitystekniikoista. Lisäksi erityistä huomiota kiinnitettiin alustariippumattomiin tekniikoihin. Työn tuloksena syntynyt demonstraatiosovellus osoittaa, että tavoitteena ollut paikannuskomponentin toteutus on teknisesti mahdollinen.