TE R...Internet del futuro. Sistemi e Tecnologie. Servizi e Applicazioni. I settori-guida proposti...

Consiglio Nazionale delle Ricerche1

INIZIATIVA TERITTElecommunication Research

in ITaly

Promossa da: CNR e CNIT


Panoramica tecnico-scientifica

Contesto unificante: Internet del futuroSettori-guida di ricerca & innovazioneTematiche selezionateConclusioni


PerchPerchéé Internet del futuro Internet del futuro Contesto unificante della ricerca e sviluppoContesto unificante della ricerca e sviluppo

• L’ “Internet del futuro” è al tempo stesso un obiettivo di medio-lungo termine universalmente accettato in ambito internazionale ed un concetto ancora in una fase embrionale di sviluppo, non ancora codificato da definizioni condivise. Questa situazione, invece che un ostacolo e un limite, è stata valutata come una opportunità strategica per poter intervenire da attori protagonisti nel corso del processo della sua progettazione tecnologica e prestazionale. •TERIT propone un piano di ricerca avanzata finalizzato a progettare e realizzare l’infrastruttura di telecomunicazioni di nuova generazione basata su tecnologie innovative adatta allo sviluppo e alla realizzazione di applicazioni e servizi avanzati, individuando sia i punti di forza delle competenze disponibili sia i gap scientifici e tecnologici in cui l’Italia deve riconquistare o conquistare terreno.• Si dovranno superare gli attuali limiti di Internet: gestione della mobilità, numero di apparati connessi, tipo di rete, pianificazione infrastrutturale, banda disponibile, potenza di calcolo e di memoria, quantità di dati, sicurezza, flessibilità e riconfigurabilità, gestione delle risorse


Problematiche aperte (1/2)Problematiche aperte (1/2)Strategia• Portare internet nella quotidianità di ogni singolo cittadino, creando così la

“future networked society”.

Linee di ricercaTecnologie abilitanti

• Sviluppo di reti aperte, accessibilità su ampia scala, con trasparenza delle applicazioni

• Semantic & Mobile IP Networking, instradamento semantico, autoadattamento autonomico ai servizi

• Sicurezza della rete, resistenza, prestazioni, scalabilità, flessibilità ed adattabilità ad evolvere

• Architetture di rete multi-servizio a pacchetto con QoS• Sistemi evoluti di ingegneria del traffico• Supporto per ogni tipo di protocollo di trasporto, facilità per comunicazioni

mobili, e supporto di ogni tipo di traffico (multicast, anycast)• Controllo e gestione distribuite (con nuovi paradigmi)• Mobilità, multi-homing, auto-riconfigurazione, IPv6, IP security (IPsec)• Trade-off fra accuratezza, sicurezza, anonimato, confidenzialità


Problematiche aperte (2/2)Problematiche aperte (2/2)

Servizi e applicazioni innovative• Web 2.0 - al centro i contenuti, le informazioni e le interazioni tra utenti

(attori attivi, es. blog, wiki, social network, podcasting, vodcast, ambienti virtuali, wikinomics)

• Integrazione delle tecnologie del Semantic Web con il Pervasive Computing/Ambient Intelligence – Applicazioni orientate ai servizi e ai componenti (Web Service,

Agent technology, Application Service Gateway) , Composizione dinamica, Orchestrazione e Discovery di nuovi servizi, applicazioni Context-Aware, Ontology reasoning

• Sviluppo di architetture di sistema convergenti (cioè che consentano l’accesso a servizi ed applicazioni senza distinzione del canale, dei protocolli e del tipo di media)

• Sviluppo di middleware per la realizzazione di servizi/contenuti multicanale (piattaforme di sviluppo).


A chi interessa lA chi interessa l’’Internet del Internet del futurofuturo

• L’Internet del futuro comprende ogni tipo di attore del settore:– Industrie piccole, medie e grandi– Enti di ricerca e Università– Service providers– Gestori di reti– Utilizzatori (da cui provengono spunti ed indicazioni):

• Enti pubblici• Ambienti medici• Scuole di ogni livello• Trasporti• Cittadini

• Comunità Europea e internazionale


Internet del futuroInternet del futuro

Sistemi e Tecnologie Servizi e Applicazioni

I settori-guida proposti sono coerenti con le attuali tendenzedi innovazione tecnologica in ambito internazionale, in particolare dell’Unione Europea, nel cui 7PQ possono anche trovare significative convergenze e collaborazioni.


SETTORI GUIDA DI RICERCA & INNOVAZIONE PER L’INTERNET DEL FUTURO

1)1) Reti wireless terrestriReti wireless terrestri2)2) Sistemi via satelliteSistemi via satellite3)3) Reti otticheReti ottiche

4)4) Servizi multimediali interattivi Servizi multimediali interattivi 5)5) InfomobilitInfomobilitàà6)6) Emergenze e monitoraggio ambientaleEmergenze e monitoraggio ambientale7)7) Sicurezza nelle reti ICTSicurezza nelle reti ICT8)8) Architetture distribuite per accesso multiArchitetture distribuite per accesso multi--utenteutente


Reti wireless terrestri

Sistemi via satellite

Reti ottiche

Servizimultimediali interattivi

XXX XXX XXX

Infomobilità(ITS)

XXX XXX X

Emergenze eMonitoraggio ambientale

XXX XXX X

Sicurezza dellereti ICT

XXX XXX XXX

Applicazioni multi-utenza di risorse distribuite

XX XXX XXX

Internet del futuro

SETTORI GUIDA DI RICERCA & INNOVAZIONE MATRICE IMPATTO TECNOLOGIE/APPLICAZIONI

Sistemi eTecnologie

Servizi e Applicazioni

X = impatto debole

XX = impatto medio

XXX = impatto forte


SISTEMI E TECNOLOGIESISTEMI E TECNOLOGIE• Reti wireless

terrestri

• Sistemi via satellite

• Reti ottiche

• Per ognuno dei 3 settori sono indicate le problematiche aperte e proposte alcune tematiche di ricerca di grande impatto scientifico per il Paese.


RETI RETI WIRELESS WIRELESS TERRESTRITERRESTRI

StrategiaNuove architetture di rete e definizione di un nuovo modello di riferimento per le reti e i servizi


WiMAXRete Cellulare 4G

Rete di sensori

WiFi

Scenario di riferimento

Rete Cellulare LTE(Long Term Evolution)

Terminale multimediale cognitivo

Gateway rete di sensori- rete cellulare 4GGateway rete di sensori- WiMAX


RETI WIRELESS:TEMATICHE SELEZIONATE

Reti core e Back-haul

Interoperabilitàdi

reti eterogenee

Nodi mobili in ambito urbano

Sistemi wide bandriconfigurabili

per Public Safety

Assenza diinfrastruttura

OperatoriMW Radio

Nuove retiTrasparenza di accessoRiconfigurabilitàeMobility

SDR e CRscenari operatividi sicurezza


Sistemi via satelliteSistemi via satellite

StrategiaIl satellite come sistema di una rete globale eterogenea e integrata nelle funzioni di comunicazione e posizionamento, trasparente all’utente.


Scenario di riferimentoScenario di riferimento

Rete di SensoriServizi: Telemedicina, Teledidattica, Teleaddestramento

Rete cablata

Rete Satellitare

Gateway

Gateway

Gateway

Rete Aeronautica

Piattaforma di Navigazione

Servizi: Rilevazionevalore sensori, Elaborazione, Misure, Controllo a distanza

Servizi: Monitoraggio e Analisi dei disturbi (interferenze, cammini multipli, ecc…), Caratterizzazione scenari operativi

Stazione Mobile


SISTEMI VIA SATELLITE:TEMATICHE SELEZIONATE

Integrazionetra comunicazione

e navigazione

Sistemiadattativi

di comunicazionesatellitare

Anche con reti terrestri

SDR e Open SourcePayload e ST


RETI OTTICHERETI OTTICHE

StrategiaImpiego pervasivo della fotonica in tutti i segmenti di rete, sia per le dorsali di trasporto che per la rete di accesso, al fine di elevare di ordini di grandezza la capacità delle reti di telecomunicazione per la nuova Internet.


Scenario di riferimentoScenario di riferimentoUtenti

Piano di controlloGMPLS

Piano di servizio

Rete Metro

Accesso infibra ottica

Rete Core

Rete Metro

Utenti

Accesso infibra ottica


RETI OTTICHE:TEMATICHE SELEZIONATE

Controllo, gestionee commutazioneper retimultiservizio

Architetture per Next Generation

Network 2

Tecnologie ottichedi elaborazione

Accesso, trasportoCommutazioneAll-optical

Architettura e SperimentazioneNGN2

Elaborazione otticanei diversi segmenti di rete


ServiziServizi e e ApplicazioniApplicazioni• Servizi multimediali

interattivi

• Infomobilità (ITS)

• Emergenze e monitoraggio ambientale

• Sicurezza nelle reti ICT

• Applicazioni multi-utenza di risorse distribuite

• Per ognuno dei 5 settori sono indicate le problematiche aperte e proposte alcune tematiche di ricerca di grande impatto scientifico per il Paese.


Servizi Multimediali Servizi Multimediali InterattiviInterattivi

Strategia- diffusione dei contenuti multimediali anche in reti senza garanzia di qualità del servizio, scalabili e senza infrastrutture prefissate; - modalità di comunicazione consapevole delle informazioni semantiche e di contesto, basate su dati multisensoriali acquisiti localmente.


Scenario di riferimento Scenario di riferimento

• Entertainment (p.es. parchi giochi, musei, home-cinema, scambio in tempo- reale di contenuti multimediali autoprodotti, home-made-TV)• Domotica (p.es. assistenza in ambito ospedaliero, assistenza a casa per anziani e disabili)• Sicurezza (p.es. sorveglianza cognitiva di edifici, aree sensibili, ambiti pubblici)• Supporto a sistemi di trasporto intelligenti• Telemisure su reti e sistemi di telecomunicazioni• Reti di sensori ed attuatori per acquisizione di misure e comandi distribuiti• Tele-monitoraggio di indici di qualità e di fenomeni spazio-tempo variabili in sistemi ambientali e di distribuzione servizi• Settore turistico e dei beni culturali


SERVIZI MULTIMEDIALIINTERATTIVI:

TEMATICHE SELEZIONATE

Piattaformemultimediali

Sistemicognitivi Reti All-IP

Contenuti digitalisu reti eterogenee(TV mobile)

Context&UR awareAccesso ubiquo e trasparenteAuto-adattamento

Convergenza di retiservizi e terminali multi-servizio verso all-IP


InfomobilitInfomobilitàà((ITSITS--IntelligentIntelligent

TransportationTransportation System)System)

StrategiaAumentare la sicurezza dei trasporti per persone e merci in tutte le sue modalità, e sviluppare nuove applicazioni per ogni categoria di utenza.


Scenario di riferimento• Ottimizzazione dello scenario “traffico” mediante l’utilizzo di tecnologie ICT

(tecnologie wireless, reti di sensori, sistemi di navigazione, reti satellitari, radar, . .etc. )

• Integrazione tra acquisizione e comunicazione (es. RFID attivi)

Casa/Ufficio

BANVANPAN/LAN3G, 4G

Intra/Inter-veicolo


INFOMOBILITÀ:TEMATICHE SELEZIONATE

Mobilitàurbana

Percorsiguidati

Servizi di infomobilitàControllo della mobilitàModalità distribuita

Oggetti animali persone (disabili)in percorsi attrezzati al rilevamento


Emergenze e Emergenze e monitoraggio monitoraggio

ambientaleambientaleStrategiaApparati radar e sistemi di sorveglianza di nuova generazione per aumentare la sicurezza dei cittadini rispetto a eventi naturali, accidentali ed intenzionali, con integrazione di Far sensing, Near sensing e in situ


EMERGENZE E MONITORAGGIO AMBIENTALE:


Sistemi dimonitoraggio e

sensori

Previsione e gestione

emergenze

sistemi plug & play

Infrastrutture edeco-sistemi

critici

Sensori MW mmW EOminiSAR UAV

ConnettivitàInteroperabilitàMiddlewareSala Gestione Emergenze

Monitoraggiolocale con sensori autoinstallanti e autoconfiguranti

Sistemi integrati far-sensingnear-sensingin situ


Sicurezza nelle reti ICT

StrategiaMigliorare le caratteristiche di confidenzialità e di sicurezza nei confrontidi attacchi intenzionali


Scenario di riferimentoScenario di riferimento

Invo

catio

n

Reti autonomiche per la sicurezza

– Auto-riconfigurabilità– Auto-ottimizzazione– Auto-ripristino– Auto-protezione D

isco

very

& R

egis

trat

ion

MonitorMonitor

AnalyzerAnalyzer PlannerPlanner

ExecuterExecuter

SensorSensor ActuatorActuator

Status information

Abnormal Status detected

Violation Service rules

Actions

Schedule and dispatch Actions

ServiceModel

DocumentDB

Autonomic Service Manager

Basic Network Server

UNI

NetworkElement


SICUREZZA NELLE RETI ICT:TEMATICHE SELEZIONATE

Robustezzada attacchi

(situazioni di emergenza)

Sicurezza nelle comunicazionie

monitoraggio legale

Condizionioperative ordinarie

Condizionioperative critiche


ApplicazioniApplicazioni multimulti-- utenzautenza didi risorserisorse

distribuitedistribuiteStrategiaIntegrazione di strutture di laboratorio e strumentazione di misura e di acquisizione remota su vasta scala (reti di sensori), in un’unica architettura distribuita multi-utente, in grado di:

•reperire e allocare risorse strumentali e di calcolo; •eseguire in modalità remota esperimenti e misure; •visualizzare i risultati in contesti operativi diversificati.


Applicazioni multi-utenza dirisorse distribuite:


Utilitycomputing

Interoperabilitàdi risorse distribuite

Condivisionedi risorse di calcolo edi memoria

Integrazione di strutture di laboratorio, strumentazione di misura e strumentazione di acquisizione


Conclusioni relative all’Iniziativa TERIT

• Per le tecnologie ICT di domani servono:– nuove professionalità– preparazione interdisciplinare– definizione di un nuovo modello di riferimento per le reti ed i

servizi– Sviluppo hardware/software innovativo

• Quale possibilità di crescita per l’Italia– Aumentare la competitività delle industrie nel settore ICT– Trattenere in Italia i propri ricercatori con adeguate prospettive – Disporre di manager adeguati– Avere a disposizione finanziamenti per spin-off (attualmente successo

basso: 1 su 10)– Migliorare il collegamento Enti pubblici di Ricerca-Università-Imprese

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