Dissertação

{en_GB=Software-based Networking in Railway Systems} {} EVALUATED

{pt=Os sistemas de comunicação para redes rodoviárias e ferroviárias são infraestruturas críticas que de- vem suportar comunicações rápidas, confiáveis e apresentar atrasos muito baixos. As tecnologias ainda usadas nessas infraestruturas—tais como GSM-Railway (GSM-R), evoluindo para LTE-Railway (LTE-R) no caso das ferrovias—estão-se tornando mais complexas, porém mais flexíveis, e evoluindo para ar- quiteturas “definidas por software”. Espera-se que as tecnologias apresentadas e exploradas neste trabalho mudem o futuro desses tipos de sistemas críticos. O objetivo principal deste trabalho é o estudo dos benefícios chave na utilização do modelo Software Defined Networking (SDN) para o controle das infraestruras de comunicação ferroviárias/rodoviárias de próxima geração. As propriedades de segurança, proteção e exatidão dos controladores SDN em configurações de alta disponibilidade para essas redes, serão analisadas, com foco nas ferrovias e conformidade com as especificações European Rail Traffic Management System (ERTMS)/European Train Control System (ETCS), e no contexto de um projeto real em implementação na rede Ferroviária Portuguesa pela Thales Portugal. A partir da análise dos requisitos do projeto e do equipamento de rede selecionado, foi possível avaliar e propor métodos adequados para derivar automaticamente es- tratégias de reconfiguração de rede, nomeadamente em caso de eventos de falha—para, por exemplo, procedimentos que permitam prevenir a perda de pacotes que afetem a sinalização de tráfego ferroviário vital—afim de reduzir a complexidade e a intervenção de campo nessas infraestruturas., en=Roadside and Railway networking systems are critical infrastructures that must support fast, reliable and low delay communications. Technologies still used in those infrastructures—such as GSM-Railway (GSM-R), evolving into LTE-Railway (LTE-R) in the case of railways—are becoming more complex, yet more flexible, and evolving to “software defined” architectures. The technologies presented and explored in this work are expected to change the future of these types of critical systems. The main goal of this work is to study the key benefits of using the Software Defined Network- ing (SDN) model to control the next generation railways/roadside networking infrastructures. The safety, security and correctness properties of SDN controllers in high availability railway/roadside networks will be analysed, with the focus on railway networks for compliance with the European Rail Traffic Man- agement System (ERTMS)/European Train Control System (ETCS) specifications, and in the context of a real project being deployed in the Portuguese Railways by Thales Portugal. From the analysis of the project requirements and the selected network equipment, it was possible to evaluate and propose adequate methods to automatically derive network re-configuration strategies, namely in case of fail- ure events—e.g., preventing packet loss affecting vital railway traffic signalling procedures—in order to reduce field intervention and complexity in those infrastructures.}
{pt=Software Defined Networking (SDN), Network Functions Virtualization (NFV), Redes de comunicação ferroviárias, Open Network Operating System (ONOS), LTE-Railway (LTE-R), en=Software Defined Networking (SDN), Network Functions Virtualization (NFV), Railway Networks, Open Network Operating System (ONOS), LTE-Railway (LTE-R)}

Janeiro 26, 2021, 17:0

Orientação

ORIENTADOR

Rui António Dos Santos Cruz

Departamento de Engenharia Informática (DEI)

Professor Auxiliar