Sobrevivência das redes de transporte da nova geração

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações

Diseño de un prototipo de software para control en línea de tráfico telefónico en CDRs registrados por un softswitch, para Ecuador

El presente trabajo de Tesis, se enfoca en las nuevas tecnologías utilizadas por las empresas de telecomunicaciones para proveer el servicio de tráfico internacional, haciendo énfasis en los switches de nueva generación (Softswitch), sus potencialidades y la forma de registrar la información detallada de las llamadas telefónicas internacionales CDRs, que son el insumo más importante para el análisis del comportamiento del tráfico telefónico internacional a nivel de Operadores internacionales, rutas de interconexión física e IPs utilizadas para la conexión lógica; entre otras. Se hace también un análisis de la información contenida en un CDR, información que permite determinar el comportamiento del tráfico, y es utilizada a demás para la facturación a los clientes finales y para realizar el proceso de compensación con los operadores internacionales, y para el control de Fraude. Finalmente se hace un estudio de la metodología para desarrollo de software basada en prototipos, la cual es empleada para realizar la implementación de un prototipo informático que permite realizar el análisis de tráfico, y la determinación de posibles indicios de fraude que pueda estar presente en la Red de Telefonía Fija. Para el desarrollo del prototipo se definen las características de un sistema informático que permita mantener un control detallado del tráfico que cursa por la red NGN y es registrado en el Softswitch. El producto final del presente trabajo de tesis es un prototipo de software que consta de dos partes, un módulo de Pseudo-Mediación y otro módulo de Análisis de iiiinformación y configuración. El software desarrollado es funcional y de hecho esta en depuración para ser puesto en producción en una empresa de Telecomunicaciones. La experiencia de la realización del prototipo finalmente permite emitir algunas políticas que deben ser tomadas en cuentas por las empresas de telecomunicaciones al momento de tomar la decisión de desarrollar o comprar una herramienta para control de tráfico.

Generative topographic mapping applied to clustering and visualization of motor unit action potentials

The identification and visualization of clusters formed by motor unit action potentials (MUAPs) is an essential step in investigations seeking to explain the control of the neuromuscular system. This work introduces the generative topographic mapping (GTM), a novel machine learning tool, for clustering of MUAPs, and also it extends the GTM technique to provide a way of visualizing MUAPs. The performance of GTM was compared to that of three other clustering methods: the self-organizing map (SOM), a Gaussian mixture model (GMM), and the neural-gas network (NGN). The results, based on the study of experimental MUAPs, showed that the rate of success of both GTM and SOM outperformed that of GMM and NGN, and also that GTM may in practice be used as a principled alternative to the SOM in the study of MUAPs. A visualization tool, which we called GTM grid, was devised for visualization of MUAPs lying in a high-dimensional space. The visualization provided by the GTM grid was compared to that obtained from principal component analysis (PCA). (c) 2005 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Expression of Pancreatic Endocrine Markers by Prolactin-Treated Rat Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells

Background. Mesenchymal stem cells (MSCs) are an attractive source for generation of cells with beta-cell properties. Previous studies have demonstrated the ability of prolactin to induce an increase in beta-cell mass and maturation, which suggests beneficial effects of its use in MSC differentiation protocols. Objective. To evaluate the expression of endocrine differentiation markers in rat MSCs treated in vitro with prolactin. Methods. Mesenchymal stem cells from bone marrow of Wistar rats were isolated, expanded, and characterized. Differentiation of MSCs was induced in medium containing 23 mmol/L of glucose, and nicotinamide, 2-mercaptoethanol, and exendin-4, in the presence or absence of 500 ng/mL of rat recombinant prolactin. Expression of endocrine markers and prolactin receptor genes was evaluated using real-time polymerase chain reaction, and compared between culture stages and presence vs absence of prolactin in the culture medium. Expression of insulin, somatostatin, glucagon, and pancreatic and duodenal homeobox 1 was also evaluated at immunofluorescence microscopy. Results. Isolated cells were mostly MSCs, as confirmed at fluorescent-activated cell sorting and cytochemistry. Pax6, Ngn-3, Isl1, NeuroD1, Nkx2.2, and Nkx6.1 exhibited varied expression during culture stages. The long form of the prolactin receptor messenger RNA was induced in prolactin-treated cultures (P < .05). The somatostatin gene was induced in early stages of differentiation (P < .05), and its expression was induced by prolactin, as confirmed using immunofluorescence. Conclusion. Culture of rat bone marrow MSCs in differentiation medium induces expression of pancreatic endocrine-specific genes, and somatostatin and prolactin receptor expression was also induced by prolactin.

Mechanical behaviour of functionally graded carbon nanofibre/phenolic nanocomposites: numerical modelling and experimental validation

In this study, a finite element-based model was developed to investigate the mechanical behaviour of functionally graded carbon nanofibre (CNF)/phenolic nanocomposites. Four functionally graded nanocomposites (FGNs), a non-graded nanocomposite (NGN), and a pure phenolic with the same geometry and total carbon nanofibre content were designed and fabricated. Flexural tests were conducted to validate the proposed finite element model. Close agreement was obtained between experimental results and numerical predictions. The results showed that flexural modulus can be improved about 45% by controlling the CNF content across the thickness of the samples.

Bending behaviour of step-wise graded carbon nanofiber/polymer nanocomposites

In this study, a finite element-based model was developed to investigate the mechanical behavior of step-wise graded carbon nanofibre/phenolic nanocomposites. Four step-wise graded nanocomposites (FGNs), a non-graded nanocomposite (NGN), and a pure phenolic with the same geometry and total carbon nanofiber content were designed, fabricated and analyzed. Flexural tests were conducted to validate the finite element model. Close agreement was obtained between experimental results and numerical predictions. The results showed that flexural modulus was highly influenced by the compositional gradients.

Un modelo institucional para la regulación en materia de convergencia tecnológica en América Latina

Incluye bibliografía

Estratégia de planejamento de redes de acesso de alta capilaridade baseada em tecnologia DSL: uma abordagem híbrida empírica e probabilística

A tecnologia DSL- Digital Subscriber Line permitem um acesso universal de banda larga, com redução de custo e tempo de implantação necessários, quando comparadas a outras redes de acesso. DSL pode ser considerada uma rede de banda larga de grande capilaridade, uma vez que utiliza uma combinação de infra-estrutura de telefonia existente e a tecnologia de transmissão. Não obstante, a rede DSL precisa ser amplamente compreendida, de maneira que suas principais vantagens não sejam suplantadas pela ineficiência geral do sistema. Esta tese apresenta uma abordagem baseada em estratégias que possibilitem o planejamento de redes de comunicação que a priori não foram implementadas para suportar fluxos Triple Play (pré-requisito obrigatório diante do perfil atual de usuários da Internet). Será mostrado que, a partir do uso de medidas reais e análises probabilísticas, é possível elaborar o planejamento de redes de comunicação, considerando os parâmetros físicos e lógicos, tais como: o caminho de transmissão, a influência do ruído na comunicação, os protocolos utilizados e tráfego de Triple Play (voz, vídeo e dados).

Arcabouço para aprovisionamento de QoS e QoE em redes sem fio heterogêneas WiMAX/Wi-Fi com garantia de equidade entre vazões

Recentemente a sociedade está vivendo em meio a um aglomerado de dispositivos móveis com múltiplas interfaces sem fio que permitem que clientes móveis domésticos e corporativos solucionem problemas rotineiros no menor espaço de tempo e em diversas localizações. Por outro lado, a disponibilidade de diversas tecnologias de acesso sem fio como: Wi-Fi (Wireless Fidelity), WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) e LTE (Long Term Evolution), proporcionam um cenário heterogêneo com diversas oportunidades de conectividade para o usuário de dispositivos com múltiplas interfaces. Alguns dos desafios atuais no contexto da concepção da então denominada NGN (Next Generation Networks) são o desenvolvimento de arcabouços e mecanismos que viabilizem tanto o suporte adequado à Qualidade de Serviço (QoS – Quality of Service) e à Qualidade de Experiência (QoE – Quality of Experience) para aplicações multimídia, quanto a garantia de equidade entre vazões de diferentes aplicações em ambiente heterogêneo. Esta dissertação propõe um arcabouço para o aprovisionamento de QoS e QoE em redes sem fio heterogêneas formada por redes WiMAX e Wi-Fi. Especificamente, nossa solução provê mapeamento estático de QoS entre as classes de serviços WiMAX e categorias de acesso Wi-Fi. Além disso, nossa proposta também combina funcionalidades de equidade entre vazões com a solução de mapeamento, a fim de alcançar um bom compromisso tanto para o operador da rede, quanto para o usuário, através de uma nova metodologia de coleta e calculo de vazão agregada e algoritmo de decisão de handover vertical. A avaliação quantitativa da proposta foi realizada através de modelos de simulação no ns-2 (Network Simulator). Os resultados de desempenho demonstram a eficiência da arquitetura em termos de métricas de QoS (vazão, vazão média e atraso) e QoE (PSRN - Peak Signal to Noise Ratio, SSIM - Structural Similarity Index e VQM - Video Quality Metric).

Proposta di traduzione del romanzo cinese Binu di Su Tong e confronto con la traduzione dell'opera in portoghese

Il presente elaborato è costituito da quattro capitoli. Nel primo, dopo aver esposto una breve panoramica della letteratura cinese moderna, ci si concentra innanzitutto sulla presentazione della figura dell’autore Su Tong (苏童 Sūtóng), delle sue opere e della loro ricezione da parte del pubblico italiano. Nella stessa sezione, viene introdotto il progetto della casa editrice Canongate Books all’interno del quale si inscrive il romanzo oggetto della traduzione della tesi. Inoltre, per permettere ad un potenziale lettore italiano di comprendere meglio la struttura narrativa del testo, si è scelto di fornire una descrizione del mito originale di Mengjiangnü (孟姜女 Mèngjiāngnǚ) a cui si è ispirato l’autore durante la stesura del libro in questione, oltre che dei principali temi culturali in esso presenti. Il secondo capitolo propone la traduzione integrale del romanzo “Binu” (碧奴 Bìnú) dell’autore Su Tong. Nel terzo capitolo, oltre a delineare un profilo della traduttrice brasiliana Fernanda Abreu e delle opere di cui essa si è occupata (con particolare riferimento al testo “A mulher que chora”), viene presentato un breve panorama sull’attuale situazione della letteratura cinese moderna in Brasile ed in Portogallo, oltre che sull’utilizzo dell’inglese come lingua pivot per la sua diffusione. Per facilitare l’approfondimento di un argomento così esteso, si è optato per la suddivisione dell’ultima parte in diversi sotto-capitoli. La sezione prevede innanzitutto l’esposizione della teoria alla base delle scelte adottate nella traduzione italiana del romanzo “Binu”. Successivamente, dopo aver presentato le principali differenze tra la lingua cinese e quella portoghese, oltre alle problematiche traduttive che da esse derivano, ci si è concentrati sullo svolgimento di un confronto tra le strategie adottate nella resa italiana dell’opera e tra quelle impiegate nella versione portoghese. Nel fare ciò, ovviamente si è tenuto conto dell’utilizzo della versione inglese da parte di Fernanda Abreu, oltre che dei diversi elementi culturali che caratterizzano le due lingue. Infine, dopo aver brevemente descritto quelle che sono le principali fasi da affrontare quando si decide di avanzare la proposta di traduzione di un testo editoriale, è stata valutata una possibile pubblicazione italiana del romanzo “Binu”, tenendo in considerazione le opere dello stesso autore già tradotte nel nostro Paese.

Critical Issues of Centralized and Cloudified LTE-FDD Radio Access Networks

Cloudification of the Centralized-Radio Access Network (C-RAN) in which signal processing runs on general purpose processors inside virtual machines has lately received significant attention. Due to short deadlines in the LTE Frequency Division Duplex access method, processing time fluctuations introduced by the virtualization process have a deep impact on C-RAN performance. This paper evaluates bottlenecks of the OpenAirInterface (OAI is an open-source software-based implementation of LTE) cloud performance, provides feasibility studies on C-RAN execution, and introduces a cloud architecture that significantly reduces the encountered execution problems. In typical cloud environments, the OAI processing time deadlines cannot be guaranteed. Our proposed cloud architecture shows good characteristics for the OAI cloud execution. As an example, in our setup more than 99.5% processed LTE subframes reach reasonable processing deadlines close to performance of a dedicated machine.

A user-centric approach to service creation and delivery over next generation networks

Next Generation Networks (NGN) provide Telecommunications operators with the possibility to share their resources and infrastructure, facilitate the interoperability with other networks, and simplify and unify the management, operation and maintenance of service offerings, thus enabling the fast and cost-effective creation of new personal, broadband ubiquitous services. Unfortunately, service creation over NGN is far from the success of service creation in the Web, especially when it comes to Web 2.0. This paper presents a novel approach to service creation and delivery, with a platform that opens to non-technically skilled users the possibility to create, manage and share their own convergent (NGN-based and Web-based) services. To this end, the business approach to user-generated services is analyzed and the technological bases supporting the proposal are explained.

A simplified energy consumption model for fiber-based Next Generation Access Networks

ICTs account nowadays for 2% of total carbon emissions. However, in a time when strict measures to reduce energyconsumption in all the industrial and services sectors are required, the ICT sector faces an increase in services and bandwidth demand. The deployment of NextGenerationNetworks (NGN) will be the answer to this new demand and specifically, the NextGenerationAccessNetworks (NGANs) will provide higher bandwidth access to users. Several policy and cost analysis are being carried out to understand the risks and opportunities of new deployments, though the question of which is the role of energyconsumption in NGANs seems off the table. Thus, this paper proposes amodel to analyze the energyconsumption of the main fiber-based NGAN architectures, i.e. Fiber To The House (FTTH) in both Passive Optical Network (PON) and Point-to-Point (PtP) variations, and FTTx/VDSL. The aim of this analysis is to provide deeper insight on the impact of new deployments on the energyconsumption of the ICT sector and the effects of energyconsumption on the life-cycle cost of NGANs. The paper presents also an energyconsumption comparison of the presented architectures, particularized in the specific geographic and demographic distribution of users of Spain, but easily extendable to other countries.

El núcleo de red en redes de nueva generación

El presente proyecto fin de carrera tiene como objetivo realizar un estudio del núcleo de red en las de redes de nueva generación (NGN) y de cómo la evolución de las redes actuales hacia estos conceptos producirá un cambio en la forma de pensar y desarrollar las redes de comunicaciones del futuro. El estudio esta desglosado en tres grandes partes y se inicia con el análisis de la evolución que ha sufrido el núcleo de red en las redes de comunicaciones móviles digitales desde la implantación de las primeras redes digitales hasta la actualidad abarcando tanto la evolución de las redes troncales como de las redes de acceso así como los cambios que han tenido lugar tanto dentro de las propias estructuras de red de los operadores como la forma de interconectarse entre sus redes. Una segunda parte que constituye el cuerpo teórico del trabajo donde se estudia a nivel funcional y de arquitectura de red el desarrollo de los nuevos modelos de red proporcionados por los organismos de estandarización que dan lugar a la aparición de las redes de nueva generación (NGN) y que constituirán el siguiente paso en la evolución de las redes de comunicaciones hacia una infraestructura de red común para todas las redes de acceso actuales. Y una tercera parte que tiene como objetivo el estudio del grado de transformación que tienen que sufrir el núcleo de red en actuales redes troncales de comunicaciones móviles y terrestres, así como una valoración del estado actual de dicha integración, de las dificultades que están encontrando fabricantes y proveedores de servicio para la implementación de dichas redes en el contexto tecnológico y económico actual y su respectivo análisis de como afectará este cambio a los modelos de negocio de los proveedores de servicios de telecomunicaciones. Finalmente se estudia como se esta llevando a cabo este proceso por medio de un caso práctico de implantación e interconexión de la solución propuesta por un fabricante de equipamiento basándose en los modelos anteriormente expuestos en una red comercial de un operador en España y todas las implicaciones asociadas a esta caso concreto. The object of this work is to provide a deep view about the core network inside next generation network (NGN) and how the evolution of the current comunications networks towards the concepts introduced by these new networks brings a change in the way of think and develop communications networks of the future. This work is composed of three blocks and one real case and it starts with the analysis of the evolution of the core network in digital mobile comunications networks since the beginning of the digital mobile comunications networks deployments until nowadays both in core network side and access network side and how the providers have made changes inside their comunications infrastructure and how they interconnect them with other networks. A second part which is the central theoretical part of this work where it is studied the next generation network models stablished by telecomunications associations and how they will be the next step in the evolution of comunications networks towards a common network infrastructure for all existing access networks. A third part where it is studied the level of transformation that core network in mobile and terrestrial comunications networks have to experienced since current situation up to next generation scenarios and what it is the impact of these changes, the issues that are arising for developers, manufactures and service providers in this process, the way that these changes will improve and shift telecomunications business models and how the current economic and technological context is influencing in the whole process. Finally it is studied a actual case about a proposed solution by a manufacturer that based on the models exposed in second part take place a integration and interconection process in a the comercial network of one telecomunication service providers in Spain. This final part regards to all implications associated with this specific case.

Intelligent context-aware services based on internet of things architectures

La Internet de las Cosas (IoT), como parte de la Futura Internet, se ha convertido en la actualidad en uno de los principales temas de investigación; en parte gracias a la atención que la sociedad está poniendo en el desarrollo de determinado tipo de servicios (telemetría, generación inteligente de energía, telesanidad, etc.) y por las recientes previsiones económicas que sitúan a algunos actores, como los operadores de telecomunicaciones (que se encuentran desesperadamente buscando nuevas oportunidades), al frente empujando algunas tecnologías interrelacionadas como las comunicaciones Máquina a Máquina (M2M). En este contexto, un importante número de actividades de investigación a nivel mundial se están realizando en distintas facetas: comunicaciones de redes de sensores, procesado de información, almacenamiento de grandes cantidades de datos (big--‐data), semántica, arquitecturas de servicio, etc. Todas ellas, de forma independiente, están llegando a un nivel de madurez que permiten vislumbrar la realización de la Internet de las Cosas más que como un sueño, como una realidad tangible. Sin embargo, los servicios anteriormente mencionados no pueden esperar a desarrollarse hasta que las actividades de investigación obtengan soluciones holísticas completas. Es importante proporcionar resultados intermedios que eviten soluciones verticales realizadas para desarrollos particulares. En este trabajo, nos hemos focalizado en la creación de una plataforma de servicios que pretende facilitar, por una parte la integración de redes de sensores y actuadores heterogéneas y geográficamente distribuidas, y por otra lado el desarrollo de servicios horizontales utilizando dichas redes y la información que proporcionan. Este habilitador se utilizará para el desarrollo de servicios y para la experimentación en la Internet de las Cosas. Previo a la definición de la plataforma, se ha realizado un importante estudio focalizando no sólo trabajos y proyectos de investigación, sino también actividades de estandarización. Los resultados se pueden resumir en las siguientes aseveraciones: a) Los modelos de datos definidos por el grupo “Sensor Web Enablement” (SWE™) del “Open Geospatial Consortium (OGC®)” representan hoy en día la solución más completa para describir las redes de sensores y actuadores así como las observaciones. b) Las interfaces OGC, a pesar de las limitaciones que requieren cambios y extensiones, podrían ser utilizadas como las bases para acceder a sensores y datos. c) Las redes de nueva generación (NGN) ofrecen un buen sustrato que facilita la integración de redes de sensores y el desarrollo de servicios. En consecuencia, una nueva plataforma de Servicios, llamada Ubiquitous Sensor Networks (USN), se ha definido en esta Tesis tratando de contribuir a rellenar los huecos previamente mencionados. Los puntos más destacados de la plataforma USN son: a) Desde un punto de vista arquitectónico, sigue una aproximación de dos niveles (Habilitador y Gateway) similar a otros habilitadores que utilizan las NGN (como el OMA Presence). b) Los modelos de datos están basado en los estándares del OGC SWE. iv c) Está integrado en las NGN pero puede ser utilizado sin ellas utilizando infraestructuras IP abiertas. d) Las principales funciones son: Descubrimiento de sensores, Almacenamiento de observaciones, Publicacion--‐subscripcion--‐notificación, ejecución remota homogénea, seguridad, gestión de diccionarios de datos, facilidades de monitorización, utilidades de conversión de protocolos, interacciones síncronas y asíncronas, soporte para el “streaming” y arbitrado básico de recursos. Para demostrar las funcionalidades que la Plataforma USN propuesta pueden ofrecer a los futuros escenarios de la Internet de las Cosas, se presentan resultados experimentales de tres pruebas de concepto (telemetría, “Smart Places” y monitorización medioambiental) reales a pequeña escala y un estudio sobre semántica (sistema de información vehicular). Además, se está utilizando actualmente como Habilitador para desarrollar tanto experimentación como servicios reales en el proyecto Europeo SmartSantander (que aspira a integrar alrededor de 20.000 dispositivos IoT). v Abstract Internet of Things, as part of the Future Internet, has become one of the main research topics nowadays; in part thanks to the pressure the society is putting on the development of a particular kind of services (Smart metering, Smart Grids, eHealth, etc.), and by the recent business forecasts that situate some players, like Telecom Operators (which are desperately seeking for new opportunities), at the forefront pushing for some interrelated technologies like Machine--‐to--‐Machine (M2M) communications. Under this context, an important number of research activities are currently taking place worldwide at different levels: sensor network communications, information processing, big--‐ data storage, semantics, service level architectures, etc. All of them, isolated, are arriving to a level of maturity that envision the achievement of Internet of Things (IoT) more than a dream, a tangible goal. However, the aforementioned services cannot wait to be developed until the holistic research actions bring complete solutions. It is important to come out with intermediate results that avoid vertical solutions tailored for particular deployments. In the present work, we focus on the creation of a Service--‐level platform intended to facilitate, from one side the integration of heterogeneous and geographically disperse Sensors and Actuator Networks (SANs), and from the other the development of horizontal services using them and the information they provide. This enabler will be used for horizontal service development and for IoT experimentation. Prior to the definition of the platform, we have realized an important study targeting not just research works and projects, but also standardization topics. The results can be summarized in the following assertions: a) Open Geospatial Consortium (OGC®) Sensor Web Enablement (SWE™) data models today represent the most complete solution to describe SANs and observations. b) OGC interfaces, despite the limitations that require changes and extensions, could be used as the bases for accessing sensors and data. c) Next Generation Networks (NGN) offer a good substrate that facilitates the integration of SANs and the development of services. Consequently a new Service Layer platform, called Ubiquitous Sensor Networks (USN), has been defined in this Thesis trying to contribute to fill in the previous gaps. The main highlights of the proposed USN Platform are: a) From an architectural point of view, it follows a two--‐layer approach (Enabler and Gateway) similar to other enablers that run on top of NGN (like the OMA Presence). b) Data models and interfaces are based on the OGC SWE standards. c) It is integrated in NGN but it can be used without it over open IP infrastructures. d) Main functions are: Sensor Discovery, Observation Storage, Publish--‐Subscribe--‐Notify, homogeneous remote execution, security, data dictionaries handling, monitoring facilities, authorization support, protocol conversion utilities, synchronous and asynchronous interactions, streaming support and basic resource arbitration. vi In order to demonstrate the functionalities that the proposed USN Platform can offer to future IoT scenarios, some experimental results have been addressed in three real--‐life small--‐scale proofs--‐of concepts (Smart Metering, Smart Places and Environmental monitoring) and a study for semantics (in--‐vehicle information system). Furthermore we also present the current use of the proposed USN Platform as an Enabler to develop experimentation and real services in the SmartSantander EU project (that aims at integrating around 20.000 IoT devices).