ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ

Τίτλος: «Ανάπτυξη πρωτοκόλλων προσπέλασης για υβριδικά οπτικά-ασύρματα δίκτυα με παροχή ποιότητας υπηρεσιών»

Επιστημονικός Υπεύθυνος : Δημήτριος Κλεφτούρης

Σκοπός του υποέργου: Ο βασικός στόχος της χρηματοδοτούμενης έρευνας είναι η αειφόρος ανάπτυξη καθώς και η ανάπτυξη ερευνητικών ομάδων του ΤΕΙ Θεσσαλονίκης οι οποίες θα είναι ανταγωνιστικές σε τομείς στρατηγικής σημασίας τόσο σε εθνικό όσο και σε διεθνές επίπεδο.

Στόχοι του υποέργου: (α) η ενοποίηση των κλάσεων υπηρεσιών του οπτικού (PON class of service) και του ασύρματου τμήματος (802.11e class of service), (β) η σχεδίαση ενοποιημένου δυναμικού σχήματος ανάθεσης του διαθέσιμου εύρους ζώνης (Dynamic Bandwidth Allocation - DBA) με παροχή δικαιοσύνης και (γ) η μελέτη και υλοποίηση μηχανισμών πρόβλεψης της χωρητικότητας των ουρών αναμονής στους συνδρομητές για την αποδοτικότερη διάθεση του εύρους ζώνης.

Σύντομη Περιγραφή Φυσικού Αντικειμένου: Η παροχή ευρυζωνικότητας στον τελικό χρήστη συνδρομητή

αποτελεί έναν από τους πιο σημαντικούς και ταυτόχρονα δύσκολους στόχους στην χάραξη της τηλεπικοινωνιακής πολιτικής ενός κράτους. Η δυσκολία εντοπίζεται στο τμήμα που συνδέει το ψηφιακό κέντρο με τον συνδρομητή, γνωστό ως δίκτυο πρόσβασης ή τελευταίο μίλι (last mile) και έχει δύο όψεις. Από την μία πλευρά το προσφερόμενο εύρος ζώνης θα πρέπει να είναι αρκετό ώστε να ικανοποιήσει τους ολοένα και αυξανόμενους συνδρομητές και τις αυξητικές απαιτήσεις των νέων υπηρεσιών (IPTV, video κατά απαίτηση, υψηλές ταχύτητες πρόσβασης στο Διαδίκτυο κ.α.) και από την άλλη θα πρέπει να παρέχει συνδεσιμότητα, ανεξάρτητα από τον τόπο ή την τοποθεσία σύνδεσης. Καθώς οι υπάρχουσες υποδομές των δικτύων χαλκού (τεχνολογία xDSL), φαίνεται να μην είναι ικανές να ανταπεξέλθουν στα παραπάνω (χαμηλές ταχύτητες πρόσβασης και αδυναμία κάλυψης των απομακρυσμένων συνδρομητών), οι δύο πιο διαδεδομένες αρχιτεκτονικές που καλούνται να καλύψουν αυτές τις ανάγκες είναι τα ασύρματα δίκτυα (πρότυπο IEEE 802.11 και IEEE 802.16 - WiMAX) και τα παθητικά οπτικά δίκτυα (Passive Optical Networks – PONs). Ενώ η μεμονωμένη χρήση των ασύρματων δικτύων (περιορισμός της εμβέλειας σύνδεσης για το 802.11 και χαμηλό προσφερόμενο εύρος ζώνης στους σταθερούς συνδρομητές για το 802.16) ή των οπτικών δικτύων (υψηλό κόστος εγκατάστασης και επέκτασης της ίνας στο εσωτερικό των οικιών/επαγγελματικών χώρων) δε λύνει ικανοποιητικά το πρόβλημα, ο συνδυασμός των δύο αρχιτεκτονικών σε ένα υβριδικό δίκτυο με εγκατάσταση οπτικής ίνας μέχρι ένα σημείο τερματισμού (π.χ. πεζοδρόμιο ή είσοδος κτηρίων) και σύνδεση των σημείων τερματισμού με ασύρματα σημεία πρόσβασης, προσφέρει μία αξιόλογη πρόταση για τη σχεδίαση των νέων δικτύων πρόσβασης. Ωστόσο, δεδομένου ότι η παροχή ποιότητας υπηρεσίας της ασύρματης και της οπτικής αρχιτεκτονικής διαφέρει, η αξιοποίηση των δυνατοτήτων ενός υβριδικού δικτύου απαιτεί την ανάπτυξη και το σχεδιασμό ενός αποτελεσματικού ενιαίου πρωτοκόλλου πρόσβασης στο μέσο (είτε είναι ασύρματο σημείο πρόσβασης είτε είναι οπτική ίνα).

Στην παρούσα πρόταση σχεδιάζεται και προτείνεται ένα  υβριδικό πρωτόκολλο πρόσβασης, όπου το ασύρματο τμήμα βασίζεται στο πρότυπο IEEE 802.11e και το οπτικό στην αρχιτεκτονική των Ethernet PON (EPON-10GEPON). Το πρότυπο 802.11e αποτελεί πλέον μία ώριμη επέκταση του προτύπου 802.11 που περιλαμβάνει παροχή ποιότητας υπηρεσιών, ενώ τα PON παρέχουν πολύ υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης και ταυτόχρονα μειώνουν αισθητά το κόστος της οπτικής υποδομής. Οι στόχοι της παρούσας πρότασης είναι (α) η ενοποίηση των κλάσεων υπηρεσιών του οπτικού (PON class of service) και του ασύρματου τμήματος (802.11e class of service), (β) η σχεδίαση ενοποιημένου δυναμικού σχήματος ανάθεσης του διαθέσιμου εύρους ζώνης (Dynamic Bandwidth Allocation - DBA) με παροχή δικαιοσύνης και (γ) η μελέτη και υλοποίηση μηχανισμών πρόβλεψης της χωρητικότητας των ουρών αναμονής στους συνδρομητές για την αποδοτικότερη διάθεση του εύρους ζώνης.

Ερευνητική ομάδα υλοποίησης του έργου: