Context-Awarene Services - Ernö Kovacs - Medien Meeting Mannheim 2008

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  • 1. Kontextuelle Dienste Dr. Ernö Kovacs (Senior Manager), NEC Laboratories Europe, Network Laboratories, Internet Services Group Heidelberg © NEC Corporation 2006(200604) kovacs@nw.neclab.eu 2008/05/08 May ‘08 - 1 Page <date> 1
  • 2. Globale R&D Standorte • Verfolgen Forschungskooperationen zwischen Standorten unter Verwendung regionaler Eigenheiten (Märkte und Technologien) Europe North China America NEC Laboratories America (Princeton and Silicon Valley, USA) IT, networking, semiconductors, business cores Japan Semiconductors and new business cores Tsukuba NEC Laboratories, China (Beijing, China) Mobile Semiconductors Mita Head Office © NEC Corporation 2006(200604) Otsu Solutions development Network Laboratories, NEC Europe and new business cores (Heidelberg, Germany and Acton, U.K.) Ikoma Mobile Internet Technologies IT, networking Tamagawa and mobile C&C Research Laboratories, IT, networking, mobile, Sagamihara semiconductors and new NEC Europe (Bonn, Germany) IT and networking Mobile and semiconductors business cores 2008/04/28 Page 2 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 3. Übersicht • Vision und Markttrends • Übersicht Kontextlösungen • Die Kontextpyramide • Herausforderungen • Beispiel • Die Umgebung als Teil der Dienstauslieferung • Netzwerkunterstützung • Das Kontextmanagementrahmenwerk © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 3 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 4. Vision & Markttrends Google_alliance_participation_not_ruled_out_at_all 7 Trillion Wireless Devices Serving 7 Billion People by 2017 from: http://www.yigg.de/398067_Nokia_says_ - Wireless World Research Forum (WWRF) Vision 2007 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 Markttrends Sensoren, Aktuatoren, (semi-) automatische •Google Markt: Werbung basierende auf Unterstützung Benutzerinformation • Sensoren verbinden mit Netzwerken: – Strategie: offene Hardware und Middleware Realiserung einer unsichtbaren Infrastruktur Platform + attraktive Google Dienste Open Handset Alliance, Open Social Alliance Herausforderungen •Soziale Netze (Facebook) haben eine hohe • Wie kann man so neuen Einnahmequellen erschließen? Akzeptanz © NEC Corporation 2006(200604) – verwenden soziale Beziehungen (== Ansatz Kontextinformation) für Dienstentdeckung – Publizieren und Austausch persönlicher Daten • Hochgradig skalierendes System zur Verwaltung von Kontextereignissen und –verarbeitung •Nokia acquiring Navteq for $8.1 billion – industry analyst claiming that target goes • context-as-a-service für Drittanbieter beyond location-based services – base for rich contextual services 2008/04/28 Page 4 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 5. Übersicht über das Kontextsystem Integrierte Kontextverwendung: Sensor-, Netzwerk- und soziale Information der Nutzer für personalisierte und einfach verwendbare NGN Dienste Kontextquelle: Vielzahl an Sensoren, Umgebungsbeobachtung, Netzwerkmonitore, Dienstinformation, Soziale Netze, … Hochskalierende Kontextverarbeitungsnetze Verarbeitung der Kontextinformation im Netzwerk Neue Geschäftsmodelle um Kontextnutzung und Verfügbarkeit des Nutzers Gather Analyze Utilize Sensors, Networks & Context Situation Model Personal Devices Distribution ed Network r ich yle ations En est mend Social Model Recom Con text Lif Targeted Adv ertisment Context Context Pro -ac Personal User © NEC Corporation 2006(200604) Network Model tive Groups Situation Awareness Ac As tion sis s Sh te ar d t ext in Li Con g vin People and User Model g Facilities in Pro-active the Vicinity Train WLAN Setup on Time 2008/04/28 Page 5 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 6. MAGNET Beyond: Ein illustrierendes Beispiel PN Federation Personal Networks PN3 MAGNET Advantages: • keine Konfiguration • kein Netzwerk Setup PN1 • kein Service Setup Nur • zusammenkommen PN2 PN4 • zusammenarbeiten in einem sicheren und Federation Fednet automatisch verwaltetem Netz • automatisches Bereitstellen von Kollaborationsdiensten IST-2003-027396 An FP6 Integrated Project Page KNS2-6
  • 7. Die “Context Awareness” Pyramide The user might be interested in A necessity is inferred Restaurants of type Traditional from the situation reachable via Bus Interpretation and aggregation as a The user is waking by a bus stop, whole using learned in the role of tourist guide for behavior visiting friends at lunch time. A personalized significance is Location: Near a bus stop associated to the Time: Lunch time sensor data Presence: with foreign friends The raw data is Location: N49°24.368’ E8°41.140’ © NEC Corporation 2006(200604) gathered from Time: 13:00 the sensors Presence: with 4 friends 2008/04/28 Page 7 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 8. Herausforderungen an Context Awareness Technologien Gather Analyze Utilize • Ubiquitous technologies • Information selection – sensors • Filtering • Proactive, attentive – user provided • Aggregation services – network/system • Data Mining • Group support – application info. • Reasoning • Social Networking • efficient context access & • Learning distribution • Multi-modality • Prediction – automated gathering Context representation Standardization (PDIF(IETF) integration into RDF(W3C)) Semantic representations/ontologies Quality of context – Reputation of Context Provider © NEC Corporation 2006(200604) Context communication platform Scaleable, privacy-enhanced Context Exchange Context Exchange protocols Inter and Intra-Domain Exchange Privacy of Context Information is Key to Acceptance 2008/04/28 Page 8 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 9. Beispiele © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 9 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 10. Funktionen des “Context Watcher” Local 1- Keep in click touch! weather Context tagged pictures! Context Watcher Condition & Wellness © NEC Corporation 2006(200604) Experience & Maps Control emotions what you share! 2008/04/28 Page 10 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 11. Soziale Netze weather_cond=light_fog weather_cond=light_fog temperature=cold temperature=cold weather=unpleasant weather=unpleasant daylight=yes daylight=yes time=afternoon, time=afternoon, business_hours business_hours location=conference location=conference with=colleague luther with=colleague luther situation=business_trip situation=business_trip Today was the last day of my business trip Today was the last day of my business trip to the ISWC’05 conference in Galway to the ISWC’05 conference in Galway together with my colleague M. Luther. It together with my colleague M. Luther. It was a cold and rainy day. In the afternoon II was a cold and rainy day. In the afternoon traveled back to Munich via Dublin by plane. traveled back to Munich via Dublin by plane. © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 11 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 12. Freunde in Google Earth © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 12 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 13. Bleib in Verbindung mit Deinen Freunden …ark ingd M go an for Tha bias om er are ter the co af at the co ncer . ncertt Discovered TV Do you want to Calling set. Do you subscribe to Thomas… want to transfer events related the session? to the concert? Anna Yes © NEC Corporation 2006(200604) No 2008/04/28 Page 13 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 14. Verwendung der Umgebung zur Diensterbringung © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 14 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 15. Digital Signage – Marktdaten Digitale Poster (Digital Signage) Elektronische Bildschirme installiert in öffentlichen Räumen 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: © NEC Corporation 2006(200604) – personalisierte Digitale Poster, abgestimmte Werbung – Interactive – Verwendung von drahtlosen Netzwerken – Kontextbezug 2008/04/28 Page 15 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 16. Wachsende Anzahl Heteroger Displaytechnologien Source: IBM © NEC Corporation 2006(200604) Source: IBM Source: IBM 2008/04/28 Page 16 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 17. © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 17 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 18. ICT-OPEN Konzepte Heutige Ubiquitäre Umgebungen: keine kontinuierliche Sitzungen wenn das Interaktionsgerät sich ändert keine Middleware die die nahtlose Migration zwischen verschiedenen Geräten unterstützt keine Möglichkeit das zukünftige “Internet of Services” an wechselnden Gerätekombinationen darzustellen © NEC Corporation 2006(200604) Migration = Device Change + Adaptation + Continuity 2008/04/28 Page 18 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 19. Technisch © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 19 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 20. ITU: Ubiquitous Sensor Network © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 20 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 21. 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 Entities Places/Locations Virtual Entities Attr Attr DCS Network Physical Objects UMTS WLAN ZigBee BT Users © NEC Corporation 2006(200604) Attr Attr Attr Attr Attr Attr 2008/04/28 Page 21 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 22. Context Agent: ein Container für Konetextverarbeitung Queries Responses Subscriptions Notifications Modifications Ia Context Agent Context Management Interface (CMI) Local Ib (To the same node’s Ie Ic CASM module) Network Processing Context Aware Context Access & Security Manager Manager (CAM) Storage (P&S) (CASM) Id Local (To other nodes’ Local CASM module) (To the same If node’s CAM module) (To the same node’s CAM module) Data Source DSA Manager CASM CASM Abstraction Ig © NEC Corporation 2006(200604) Layer CMI CASM Retriever Retriever Retriever Retriever CAM DSAM Ih CAM/ P&S Data Source Data Source CASM Data Source Data Source (OS (PHY/MAC (Sensors) (…) Status) Parameters) 2008/04/28 Page 22 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 23. 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 © NEC Corporation 2006(200604) • Folgt den Design Prinzipien der aufkommenden NGN Netzen 2008/04/28 Page 23 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 24. Kontextsitzungen Grundidee: Trennung von Signalisierung und Kontextaustausch Subscription Context=Weather confidence>0.9 updateRate=1h Context Updates 25C,... Signalling Session Control UpdateRate=30min Context Data Context Session Context Source Context Sink Erlaubt transparente Anpasung der Kontextverarbeitung • Context Session: Kommunikationskanal zwischen Kontextquellen und Kpontextsenken – In Analogie zu NGN Mediensitzungen © NEC Corporation 2006(200604) • Flexible Kontrolle und effizientes Management der Kontextverteilnetze 2008/04/28 Page 24 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 25. ICE – NGN Context Middleware • provide access to index information DCrC Context Service and CAM CCR Application Layer Registry SSoB SBC SSoC SSiC Context Access Manager Context Component Repository • process requests • Provide access to stored components • find sources using the ICE broker • Allow addition, removal and update of • plan session setup Signalling Layer context components • Establish Ctx Delivery • Provide index information about stored • Monitor and adapt sessions context components SrcContext Src Src Src DSoSi Context Sink Transport Layer Source Sink Sink Sink Src Context Session © NEC Corporation 2006(200604) Stores information locally Src Sink 2008/04/28 Page 25 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 26. Kontextströme und Netze Transport Layer Src Src Src Src Sink Sink Sink Src Src Sink • Komplexe Abhängigkeiten zwischen Kontextquellen und Verarbeitungskomponenten • Stark verteilt in unterschiedlichen administrativen Domänen – Mobile Endgeräte – Verschiedene Server und Desktop Machinen • Massive Zahl untereinander abhängiger Kontextquellen © NEC Corporation 2006(200604) • 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 2008/04/28 Page 26 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 27. Protokolle Application CSIP CEP SIP WS … SIP WS … • Zwei Arten von abstrakten Protokollen • Context Session Initialization Protocol (CSIP) – Sitzungsinitiierunge und -verwaltung – Entwickelt mit SIP und in Hinblick auf Flexibilität © NEC Corporation 2006(200604) • Context Exchange Protocol (CEP) – Benachrichtigung über Kontextänderungen 2008/04/28 Page 27 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 28. Implementation: IMS Context Enabler DCrC • Kontextdienste auf der Basis von IMS CCR ICE Broker CAM Service and Application Layer ISCB ISCB ISCC • Wiederverwendung der IMS Funktionalität – Basic Identity Management (HSS) IMS Core – AAA (HSS, SIP REGISTER) GmSo GmSi – Scalability and Message Routing (IMS ICE DSoSi ICE Domains, CSCFs) Source Sink Transport Layer – Extended Session Control for Context Subscriptions Queries Responses Subscriptions Notifications Modifications Ia Context Agent • Abstraktes ICE Framework in Java Context Management Interface (CMI) – CDC Personal Profile Environment – basierend auf einem modularen Ib Local (To the same node’s Context Agent Processing Ie Ic Context Aware CASM module) Network Context Access & – Läuft auf HTC P3600 Storage (P&S) Manager (CAM) Security Manager (CASM) Id Local (To other nodes’ Local CASM module) (To the same If © NEC Corporation 2006(200604) node’s CAM module) (To the same node’s CAM module) • SIP Implementation des CSIP und CEP stack Data Source Abstraction Ig DSA Manager Layer – Basierend auf mjSIP Retriever Retriever Retriever Retriever Ih Data Source Data Source Data Source Data Source (OS (PHY/MAC (Sensors) (…) • Status: Proof-of-Concept Demonstrator Status) Parameters) 2008/04/28 Page 28 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 29. Business © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 29 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 30. Business Aspekte: Sensor und Kontext in der Netzbetreiberdomäne Sensor Information Distribution: Context Processing: • operators cares for sensor • operators provides context processing, information distribution • operator value: sell high value services • everywhere access to sensor (“keep value in network”), protect privacy • customer value : • customer value: contextual services, - fast and easy sensor services not just sensor or location Personal Office Personal Office Context processing Sensor Information Sensor Information Distribution Distribution Profile Matching, © NEC Corporation 2006(200604) Location Reminder, Event Monitoring, 2/3G WLAN 2/3G WLAN Semantic Processing Mobile Search Support, Proximity Detection Home Mobile Home Mobile 2008/04/28 Page 30 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 31. Business Aspekte: Sensor und Kontext in der Netzbetreiberdomäne 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 Service Personal Personal Office Office Intelligent Service Brokering Context processing Context processing Sensor Information Distribution © NEC Corporation 2006(200604) Sensor Information 2/3G WLAN 2/3G WLAN Home Mobile Home Mobile 2008/04/28 Page 31 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 32. 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 © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 32 © NEC Corporation 2006(200604)
  • 33. © NEC Corporation 2006(200604) 2008/04/28 Page 33 © NEC Corporation 2006(200604)