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Walter Cerroni

Professore associato

Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione "Guglielmo Marconi"

Settore scientifico disciplinare: ING-INF/03 TELECOMUNICAZIONI

Temi di ricerca

Parole chiave: Reti di prossima generazione Reti definite via software Virtualizzazione di funzioni di rete Prestazioni di rete in piattaforme cloud Reti ottiche

L'attività di ricerca svolta da Walter Cerroni si focalizza su alcuni aspetti di progetto e ottimizzazione delle risorse in reti di prossima generazione, in particolare nel caso di reti a commutazione ottica. Le principali tematiche oggetto di studio sono:
  • la valutazione degli effetti sul throughput di tecniche di commutazione a pacchetto o a burst;
  • la valutazione dei parametri-chiave per la progettazione e ottimizzazione dei meccanismi di risoluzione delle contese nel dominio del tempo, della lunghezza d'onda e dello spazio;
  • l'ottimizzazione delle funzioni di elaborazione delle intestazioni e configurazione dei dispositivi interni ai nodi di commutazione;
  • lo sviluppo di tecniche di instradamento dinamico che tengano conto della disponibilità di risorse all'interno dei nodi;
  • l'utilizzo di protocolli di sessione per una gestione efficiente di risorse di rete e di elaborazione;
  • la progettazione di un'architettura di rete programmabile in cui coesistono diverse tecniche di commutazione (a circuito, a pacchetto, a burst) che sfruttano un'infrastruttura fisica comune con il conseguente problema di ottimizzazione dell'uso condiviso delle risorse.
Le attività descritte in precedenza rappresentano il contributo apportato a progetti di ricerca sia in ambito nazionale che internazionale, tra i quali:
  • PRIN "OSATE – Optics in Switching Architectures: Theory and Experimentation", finanziato dal MUR nel biennio 2006-2007;
  • Rete di Eccellenza "e-Photon/ONe – Optical Networks: Towards Bandwidth Manageability and Cost Efficiency", finanziata dall'U.E. nel VI Programma Quadro per i bienni 2004-2005 e 2006-2007;
  • Rete di Eccellenza "BONE – Building the Future Optical Network in Europe", finanziata dall'U.E. nel VII Programma Quadro per il triennio 2008-2010.
Walter Cerroni è stato membro del Comitato Tecnico di Programma nell'ambito di numerose conferenze internazionali (tra le più recenti: IEEE ICC 2011, ONDM 2011, NETWORKS 2010, OPTICS 2010, BROADNETS 2008). Inoltre, ha svolto attività di revisore per le riviste
  • IEEE Communications Magazine
  • IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology
  • IEEE/OSA Journal of Optical Communications and Networking
  • IEEE Journal on Selected Areas in Communications
  • IEEE Photonics Technology Letters
  • IEEE Transactions on Communications
  • IEEE Transactions on Information Forensics and Security
  • IET Communications
  • Elsevier Optical Switching and Networking
  • Elsevier Computer Networks


ATTIVITÀ DI RICERCA SVOLTA IN ITALIA

L'attività di ricerca svolta da Walter Cerroni si inserisce principalmente nell'ambito dello studio di prestazioni delle reti di telecomunicazioni di prossima generazione, in particolare di quelle a commutazione ottica.

Uno dei fenomeni più importanti avvenuti nell'ultimo decennio è stata la diffusione su scala globale di servizi e tecnologie per la comunicazione e l'informazione, che ha portato ad una crescita esponenziale della domanda da parte degli utenti in termini di connettività e capacità. L'enorme diffusione della rete Internet e lo sviluppo di tecniche di accesso a banda larga hanno reso insufficienti le infrastrutture di telecomunicazione già usate nel passato e gli operatori si sono trovati di fronte all'esigenza di dover potenziare le proprie reti dotandosi di tecnologie di trasporto su fibra ottica, con trasmissione ad altissima capacità che sfrutta la multiplazione di lunghezza d'onda (WDM).

In uno scenario di rete di prossima generazione, in cui gli attuali servizi interattivi e multimediali (voce, dati, video, ecc.) e le più avanzate applicazioni di rete (grid computing, storage area networks, ecc.) evolveranno ulteriormente e porteranno la richiesta di capacità a superare l'ordine del terabit al secondo, i nodi di rete realizzati in tecnologia elettronica potrebbero diventare il collo di bottiglia dell'infrastruttura di comunicazione, sia a causa dei loro limiti intrinseci in termini di larghezza di banda, sia per l'elevato consumo di potenza necessario a realizzare funzioni di commutazione veloce. Per questo motivo uno dei temi di ricerca più importanti recentemente affrontati dalla comunità scientifica internazionale nell'ambito delle reti di telecomunicazioni riguarda lo studio ed il progetto di nodi di interconnessione che sfruttano i vantaggi della tecnologia ottica anche nelle operazioni di commutazione.

In quest'ambito, l'attività di ricerca svolta da Walter Cerroni si focalizza sullo studio delle prestazioni di nodi a commutazione ottica che utilizzano un modo di trasferimento a pacchetto o a burst, In particolare, una delle tematiche oggetto di studio è rappresentata dalla valutazione degli effetti sul throughput della presenza di linee di ritardo in fibra ottica all'interno dei nodi di commutazione, utilizzate per realizzare nel dominio dell'ottica le funzioni di memorizzazione ed inoltro (store and forward) tipiche delle reti a commutazione di pacchetto. In questo contesto sono state affrontate problematiche quali:

  • l'impatto della molteplicità di lunghezza d'onda sulla corretta sequenza di trasmissione dei pacchetti e la conseguente adozione di strategie per il mantenimento della stessa;
  • l'efficacia di soluzioni nel dominio del tempo e della lunghezza d'onda per la differenziazione della qualità di servizio in termini di prestazioni;
  • l'ottimizzazione delle funzioni di elaborazione delle intestazioni e configurazione dei dispositivi interni ai nodi di commutazione;
  • la valutazione dei parametri-chiave per la progettazione dei meccanismi di risoluzione delle contese nel dominio del tempo, della lunghezza d'onda e dello spazio.
Altre attività hanno riguardato lo studio di alcune delle problematiche che occorre affrontare nel progetto di una rete che utilizzi nodi a commutazione ottica di pacchetto o di burst, tra cui
  • l'utilizzo di tecniche di instradamento dinamico che tengano conto della disponibilità di risorse all'interno dei nodi;
  • gli effetti delle tecniche di risoluzione delle contese sulle prestazioni dei protocolli a livello di trasporto, come il TCP.

Più di recente è stato affrontato il problema dell'utilizzo di protocolli di sessione come il SIP per implementare la segnalazione necessaria ad una gestione efficiente di risorse di rete e di elaborazione in reti ottiche a burst a supporto di applicazioni di “grid computing”.


ATTIVITÀ DI RICERCA SVOLTA ALL'ESTERO
Da gennaio a maggio 2008 Walter Cerroni ha trascorso un periodo di congedo presso la School of Information Sciences, University of Pittsburgh, USA, in qualità di Visiting Assistant Professor nell'ambito del Graduate Program in Telecommunications and Networking. Durante questo periodo l'attività di ricerca si è focalizzata, in collaborazione con ricercatori e dottorandi locali, sulle problematiche delle reti a commutazione ottica ibrida circuito-pacchetto, con particolare riferimento allo studio di tecniche di differenziazione delle prestazioni a livello di nodo tra diverse classi di traffico mediante la configurazione di un numero di canali primari a commutazione di circuito riservati a ciascuna classe e di un insieme di canali secondari condivisi, commutati a pacchetto, che raccolgono il traffico di trabocco dai canali primari nel caso di sorgenti con elevata burstiness.

CONTRIBUTO A PROGETTI DI RICERCA NAZIONALI ED INTERNAZIONALI

Le attività descritte in precedenza rappresentano il contributo apportato a progetti di ricerca sia in ambito nazionale che internazionale. Nello specifico, occorre citare il progetto PRIN “OSATE – Optics in Switching Architectures: Theory and Experimentation”, finanziato dal MUR nel biennio 2006-2007, e la Rete di Eccellenza“e-Photon/ONe – Optical Networks: Towards Bandwidth Manageability and Cost Efficiency”, finanziata dall'U.E. in due fasi nel corso del VI Programma Quadro per i bienni 2004-2005 e 2006-2007.  Attualmente Walter Cerroni partecipa alla Rete di Eccellenza “BONE – Building the Future Optical Network in Europe”, finanziata dall'U.E. nel VII Programma Quadro per il triennio 2008-2010, che consiste in un consorzio di 49 istituzioni tra università, centri di ricerca e aziende del settore e che raccoglie le competenze dei maggiori gruppi di ricerca europei nell'ambito delle reti ottiche. Questa collaborazione include anche una partecipazione attiva alla fase preparatoria e di gestione della Rete di Eccellenza stessa.

 

ATTIVITÀ EDITORIALE E ORGANIZZAZIONE DI CONFERENZE

Walter Cerroni è stato membro del Comitato Tecnico di Programma per le conferenze internazionali BroadNets (edizioni dal 2005 al 2008) e ChinaCom (edizioni 2006 e 2007). Inoltre, ha svolto attività di revisore per le riviste

  • IEEE Communications Magazine
  • IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology
  • IEEE Photonics Technology Letters
  • IEEE Transactions on Communications
  • IET Communications
  • Elsevier Optical Switching and Networking
  • Elsevier Computer Networks
e per varie conferenze internazionali, tra cui diverse edizioni di ICC, Globecom, Broadnets, ONDM, HPSR, QoS-IP.

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