context-awarene services - ernö kovacs - medien meeting mannheim 2008
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© NEC Corporation 2006(200604)
Page <date> 1May ‘08 - 1
Kontextuelle DiensteDr. Ernö Kovacs (Senior Manager),
NEC Laboratories Europe, Network Laboratories,Internet Services Group
Heidelberg
kovacs@nw.neclab.eu
2008/05/08
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Europe
Network Laboratories, NEC Europe(Heidelberg, Germany and Acton, U.K.) Mobile Internet Technologies
C&C Research Laboratories, NEC Europe (Bonn, Germany)IT and networking
China
NEC Laboratories, China(Beijing, China)Mobile
North America
Sagamihara
Otsu
Ikoma
Tamagawa
MitaHead Office
Tsukuba
JapanJapan
NEC Laboratories America(Princeton and Silicon Valley, USA)IT, networking, semiconductors, business cores
Globale R&D Standorte• Verfolgen Forschungskooperationen zwischen Standorten unter Verwendung
regionaler Eigenheiten (Märkte und Technologien)
IT, networkingand mobile
Semiconductors
IT, networking, mobile, semiconductors and new business cores
Solutions development and new business cores
Semiconductors and new business cores
Mobile and semiconductors
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Übersicht
• Vision und Markttrends• Übersicht Kontextlösungen• Die Kontextpyramide• Herausforderungen• Beispiel• Die Umgebung als Teil der Dienstauslieferung • Netzwerkunterstützung• Das Kontextmanagementrahmenwerk
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Kosequenzen• (so gut wie) jedermann wird von einer Gruppe an
drahtlosen Geräten versorgt werden• all diese Geräte sind mit dem neuen (drahtlosen) Internet
verbunden• Calm Computing: unaufdringliche Technologie
Sensoren, Aktuatoren, (semi-) automatischeUnterstützung
• Sensoren verbinden mit Netzwerken: Realiserung einer unsichtbaren Infrastruktur
Herausforderungen• Wie kann man so neuen Einnahmequellen erschließen?
Ansatz• Hochgradig skalierendes System zur Verwaltung von
Kontextereignissen und –verarbeitung
• context-as-a-service für Drittanbieter
from
: http
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Vision & Markttrends7 Trillion Wireless Devices Serving 7 Billion People by 2017
- Wireless World Research Forum (WWRF) Vision 2007
Markttrends•Google Markt: Werbung basierende auf Benutzerinformation
– Strategie: offene Hardware und Middleware Platform + attraktive Google Dienste
Open Handset Alliance, Open Social Alliance•Soziale Netze (Facebook) haben eine hoheAkzeptanz
– verwenden soziale Beziehungen (== Kontextinformation) für Dienstentdeckung
– Publizieren und Austausch persönlicher Daten•Nokia acquiring Navteq for $8.1 billion
– industry analyst claiming that target goes beyond location-based services
– base for rich contextual services
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Context
Context
ContextDistribution
Network
Sensors, Networks &Personal Devices
People and Facilities in the Vicinity
PersonalGroups
User Model
Social Model
ContextAwareness
Enriched
LifestyleRecommendations
Targeted Advertisment
Pro-activeWLAN Setup
Pro-active ActionsAssisted LivingTrain
on Time
Sharing
Gather Analyze
Situation Model
Utilize
Network ModelUser Situation
Context
Übersicht über das KontextsystemIntegrierteIntegrierte KontextverwendungKontextverwendung: Sensor: Sensor--, , NetzwerkNetzwerk-- und und sozialesoziale Information der Information der NutzerNutzerffüürr personalisiertepersonalisierte und und einfacheinfach verwendbareverwendbare NGN NGN DiensteDienste
Kontextquelle: Vielzahl an Sensoren, Umgebungsbeobachtung, Netzwerkmonitore, Dienstinformation, Soziale Netze, …
HochskalierendeHochskalierende KontextverarbeitungsnetzeKontextverarbeitungsnetzeVerarbeitung der Kontextinformation im NetzwerkNeue Geschäftsmodelle um Kontextnutzung und Verfügbarkeit des Nutzers
Page KNS2-6IST-2003-027396 An FP6 Integrated Project
PN3
PN2
PN1
PN4
Fednet
PN3
PN2
PN1
PN4
Fednet
Personal NetworksPN Federation
MAGNET Beyond:Ein illustrierendes Beispiel
MAGNET Advantages:• keine Konfiguration• kein Netzwerk Setup• kein Service Setup
Nur• zusammenkommen• zusammenarbeitenin einem sicheren undautomatisch verwaltetemNetz
• automatisches Bereitstellenvon Kollaborationsdiensten
Federation
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Die “Context Awareness” Pyramide
Location: N49°24.368’ E8°41.140’Time: 13:00Presence: with 4 friends
The raw data is gathered from
the sensors
Location: Near a bus stopTime: Lunch timePresence: with foreign friends
A personalized significance is
associated to the sensor data
The user is waking by a bus stop, in the role of tourist guide for visiting friends at lunch time.
Interpretation and aggregation as a
whole using learned behavior
The user might be interested in Restaurants of type Traditional reachable via Bus
A necessity is inferred from the situation
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Herausforderungen an Context Awareness TechnologienGather
• Ubiquitous technologies– sensors– user provided– network/system– application info.
• efficient context access & distribution
– automated gathering
Analyze• Filtering• Aggregation• Data Mining• Reasoning• Learning• Prediction
Utilize• Information selection• Proactive, attentive
services• Group support• Social Networking• Multi-modality
Context representationStandardization (PDIF(IETF) integration into RDF(W3C))
Semantic representations/ontologiesQuality of context – Reputation of Context Provider
Context communication platformScaleable, privacy-enhanced Context Exchange
Context Exchange protocolsInter and Intra-Domain Exchange
Privacy of Context Information is Key to Acceptance
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Beispiele
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Funktionen des “Context Watcher”
ContextWatcherContextWatcher
Context tagged
pictures!
MapsControl what
you share!
Experience&
emotions
Keep in touch!
Local 1-click
weather
Condition &
Wellness
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Soziale Netze
Today was the last day of my business tripto the ISWC’05 conference in Galway together with my colleague M. Luther. It was a cold and rainy day. In the afternoon I traveled back to Munich via Dublin by plane.
Today was the last day of my business tripto the ISWC’05 conference in Galway together with my colleague M. Luther. It was a cold and rainy day. In the afternoon I traveled back to Munich via Dublin by plane.
weather_cond=light_fogtemperature=coldweather=unpleasantdaylight=yestime=afternoon, business_hourslocation=conferencewith=colleague luthersituation=business_trip
weather_cond=light_fogtemperature=coldweather=unpleasantdaylight=yestime=afternoon, business_hourslocation=conferencewith=colleague luthersituation=business_trip
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Freunde in Google Earth
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Bleib in Verbindung mit Deinen Freunden
Discovered TV set. Do you
want to transfer the session?Yes No
Do you want to subscribe to
events related to the concert?
Yes No
… going for a bier after the concert
Mark and Thomas are at the concert.
Calling Thomas…
Anna
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Verwendung der Umgebung zur
Diensterbringung
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Digital Signage – Marktdaten
Fakten:– aufsummierte Marktkapitalisierung von über $10B
(Quelle: Wikipedia.org)– $3.5 Billion Markt alleine für Flat Panel Displays (FPD)
in 2010– 100.000 öffentliche Displays nur in China, starke Wachstum,
erfolgreiche IPOs an der NASDAQ– NEC ist Marktführer für Public Displays
Markttrends:– personalisierte Digitale Poster, abgestimmte Werbung– Interactive– Verwendung von drahtlosen Netzwerken– Kontextbezug
Digitale Poster (Digital Signage)Elektronische Bildschirme installiert in öffentlichen Räumen
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Wachsende Anzahl Heteroger Displaytechnologien
Source: IBM Source: IBM
Source: IBM
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Heutige Ubiquitäre Umgebungen:
keine kontinuierliche Sitzungen wenndas Interaktionsgerät sich ändert
keine Middleware die die nahtloseMigration zwischen verschiedenenGeräten unterstützt
keine Möglichkeit das zukünftige“Internet of Services” an wechselnden Gerätekombinationendarzustellen
Migration = Device Change + Adaptation + Continuity
ICT-OPEN Konzepte
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Technisch
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ITU: Ubiquitous Sensor Network
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Entities
Kontextmodel
• Kontext wird modelliert als Kollektion von Entitäten und Ihre Beziehungen• Jede Entitat hat Attribute
– modellieren Eigenschaften der Entität– modellieren Beziehungen zu anderen Entitäten
• Entitäten werden eindeutig bezeichnet
Physical ObjectsUsers
Places/Locations
AttrAttr
Attr Attr
AttrAttr
AttrAttr
Virtual Entities
DCS
ZigBee BT
WLANUMTS
Network
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Local
Context Management Interface (CMI)
Queries SubscriptionsResponses
Processing&
Storage (P&S)
DSA Manager
Local
Local
Network
Data SourceAbstraction
Layer CMI CASM
CAM DSAM
(To other nodes’CASM module)
(To the same node’sCASM module)
(To the samenode’s CAM module)
CASM CASM
Notifications
(To the samenode’s CAM module)
CAM/ P&S CASM
Context Access Manager (CAM)
Context AwareSecurity Manager
(CASM)
Context Agent
Modifications
Data Source(Sensors)
Retriever
Data Source(OS
Status)
Retriever
Data Source(PHY/MAC
Parameters)
Retriever
Data Source(…)
Retriever
Ia
Ib
If
Id
Ie
Ig
Ih
Ic
Context Agent: ein Container für Konetextverarbeitung
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Design Prinzipien
• Applikationen abstrahieren von Speicherort
• Skaliert zu Millionen von mobilen Informationsquellen und-senken
• Schutz der Privatsphäre
• Unterstützt komplexe Verarbeitungs- und Ableitungsschritte
• Passt sich an Änderungen der Last und der Verfügbarkeit von Informationsquellen an
• Folgt den Design Prinzipien der aufkommenden NGN Netzen
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Kontextsitzungen
Erlaubt transparente Anpasung der Kontextverarbeitung
• Context Session: Kommunikationskanal zwischen Kontextquellen und Kpontextsenken– In Analogie zu NGN Mediensitzungen
• Flexible Kontrolle und effizientes Management der Kontextverteilnetze
Subscription
Context Session
SignallingContext Data
Context UpdatesSession Control
Context=Weatherconfidence>0.9updateRate=1h
25C,...
UpdateRate=30min
Context SinkContext Source
Grundidee: Trennung von Signalisierung und Kontextaustausch
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ICE – NGN Context Middleware
Signalling Layer
Transport Layer
Service and Application Layer CCR
ContextSource
SSoB SSiC
DSoSi
DCrC
SBC
ContextRegistry
ContextSink
CAM
SSoC
Context Session
Context Access Manager• process requests• find sources using the ICE broker• plan session setup• Establish Ctx Delivery• Monitor and adapt sessions
• provide access to index information
Context Component Repository• Provide access to stored components• Allow addition, removal and update of
context components• Provide index information about stored
context components
Stores information locallySrc Sink
Src
Src Src
Sink
Src Src Sink
Sink
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Kontextströme und Netze
• Komplexe Abhängigkeiten zwischen Kontextquellen und Verarbeitungskomponenten• Stark verteilt in unterschiedlichen administrativen Domänen
– Mobile Endgeräte– Verschiedene Server und Desktop Machinen
• Massive Zahl untereinander abhängiger Kontextquellen• Informationsfluß muß effizient verwaltet werden
– Welche Kontextquellen beantworten eine gegebene Anfrage ?– Adaptiere Netzwerk auf grund von hinzukommenden und verschwiendenden
Kontextquellenund -senken– Verwalte den Lebenszyklus von Kontextkomponenten
Transport Layer
Src Sink
Src
Src Src
Sink
Src Src Sink
Sink
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• Zwei Arten von abstrakten Protokollen
• Context Session Initialization Protocol (CSIP)– Sitzungsinitiierunge und -verwaltung– Entwickelt mit SIP und in Hinblick auf Flexibilität
• Context Exchange Protocol (CEP)– Benachrichtigung über Kontextänderungen
Protokolle
Application
CSIP CEP
SIP WS … SIP WS …
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• Kontextdienste auf der Basis von IMS
• Wiederverwendung der IMS Funktionalität– Basic Identity Management (HSS)– AAA (HSS, SIP REGISTER)– Scalability and Message Routing (IMS
Domains, CSCFs)– Extended Session Control for Context
Subscriptions
• Abstraktes ICE Framework in Java – CDC Personal Profile Environment– basierend auf einem modularen
Context Agent– Läuft auf HTC P3600
• SIP Implementation des CSIP und CEP stack– Basierend auf mjSIP
• Status: Proof-of-Concept Demonstrator
Implementation: IMS Context Enabler
Transport Layer
Service and Application Layer
IMS Core
ICE Broker
ISCB ISCC
ICESink
CAMCCR
ICESource
ISCB
GmSo GmSi
DSoSi
DCrC
Transport Layer
Service and Application Layer
IMS Core
ICE Broker
ISCB ISCC
ICESink
CAMCCR
ICESource
ISCB
GmSo GmSi
DSoSi
DCrC
Local
Context Management Interface (CMI)
Queries SubscriptionsResponses
Processing&
Storage (P&S)
DSA Manager
Local
Local
Network
Data SourceAbstraction
Layer
(To other nodes’CASM module)
(To the same node’sCASM module)
(To the samenode’s CAM module)
Notifications
(To the samenode’s CAM module)
Context Access Manager (CAM)
Context AwareSecurity Manager
(CASM)
Context Agent
Modifications
Data Source(Sensors)
Retriever
Data Source(Sensors)
Retriever
Data Source(OS
Status)
Retriever
Data Source(OS
Status)
Retriever
Data Source(PHY/MAC
Parameters)
Retriever
Data Source(PHY/MAC
Parameters)
Retriever
Data Source(…)
Retriever
Data Source(…)
Retriever
Ia
Ib
If
Id
Ie
Ig
Ih
Ic
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Business
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Business Aspekte: Sensor und Kontext in der Netzbetreiberdomäne
Sensor InformationDistribution
Home Mobile
OfficePersonal
Sensor Information Distribution:• operators cares for sensor
information distribution• everywhere access to sensor • customer value :
- fast and easy sensor services
Sensor InformationDistribution
Home Mobile
OfficePersonal
Context processing
Context Processing:• operators provides context processing,• operator value: sell high value services
(“keep value in network”), protect privacy• customer value: contextual services,
not just sensor or location
WLAN2/3G WLAN2/3G
Profile Matching,Location Reminder,Event Monitoring,
Semantic ProcessingMobile Search
Support, Proximity Detection
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Business Aspekte: Sensor und Kontext in der Netzbetreiberdomäne
Home Mobile
OfficePersonal
Sensor Information
Home Mobile
Service
Personal
Context processingSensor InformationDistribution
Context processing
IntelligentService Brokering
Office
WLAN2/3GWLAN2/3G
Intelligent Service Brokering:• matchmaking: publish and discover services, find right service,
combine service elements based on context• context for richer semantic and better matches• customer value: right service at right time, easy to use, utilizing mobile environment• operator value: service broker for routing service invocations of the user,
potential for up-selling services, play central role in service eco-system
Service
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Zusammenfassung
“Connecting the Real World with the Physical World”
• von Sensorinformationen zu hochwertiger Kontextinformation• Schutz der Privatspäre über
– ein ausgereiftes Identitätenmanagement– Kontextfiltern und –verschleiern
• weitreichende Konsequenzen auf mobile und Internetdienste• langfrsitiger Trend der auf Einfluß auf das zukünftie Internet
haben wird
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