ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Διπλωματική Εργασία. του φοιτητή του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Διπλωματική Εργασία. του φοιτητή του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας"

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ: ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ: ΑΣΥΡΜΑΤΗΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ Διπλωματική Εργασία του φοιτητή του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών: ΠΑΛΑΙΟΘΟΔΩΡΟΥ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗ Αριθμός Μητρώου: 5719 Θέμα: «Μελέτη των δυνατοτήτων υποστήριξης ad-hoc δικτύων από πλατφόρμες μεγάλου υψομέτρου (High Altitude Platforms-HAPs)» Επιβλέπων: Καθηγητής Σταύρος Κωτσόπουλος Πάτρα,.. 1

2 2

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Στη διπλωματική εργασία μελετάμε τη δυνατότητα συν-λειτουργίας των HAPs και των adhoc δικτύων. Μέσα από τη θεωρητική μελέτη και τις προσομοιώσεις προσπαθούμε να μελετήσουμε τις επιδόσεις ενός τέτοιου υβριδικού συστήματος, όσον αφορά τη δρομολόγηση και την αξιοπιστία στη μετάδοση της πληροφορίας. Αρχικά, προχωράμε σε μια θεωρητική μελέτη των στρατοσφαιρικών πλατφόρμων (HAPs) και των ad-hoc δικτύων. Αναφέρουμε δυνατότητες, τεχνολογίες και εφαρμογές των δύο αυτών τηλεπικοινωνιακών τύπων τεχνολογίας. Στη συνέχεια, παρουσιάζουμε το τηλεπικοινωνιακό σενάριο πάνω στο οποίο στηρίχθηκε η προσομοίωση και, τέλος, παρουσιάζουμε αναλυτικά τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την πειραματική διαδικασία με μορφή πινάκων και διαγραμμάτων καθώς και τα συμπεράσματα στα οποία καταλήγουμε βάσει των μετρήσεών μας. 3

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ.6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 : Στρατοσφαιρικές Πλατφόρμες (HAPs) ΓΕΝΙΚΑ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ Στρατοσφαιρικές συνθήκες Ανάθεση συχνοτήτων για HAPs.14 Α) Ο ρόλος της ITU στην ανάθεση συχνοτήτων..14 Β) Συχνότητες στα 48/47 GHz 17 Γ) Συχνότητες στα 31/28 GHz.18 Δ) IMT ΤΥΠΟΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ HAPs Zeppelin Μη επανδρωμένα αερόπλοια Μη επανδρωμένα αεροπλάνα Επανδρωμένα αεροσκάφη Μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα και προσδεμένα αερόστατα ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ HAPs ΔΥΣΚΟΛΙΕΣ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΕΥΡΩΠΑΪΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ 40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 : Αδόμητα Ασύρματα Δίκτυα Ad-Hoc ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ AD-HOC ΔΙΚΤΥΩΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ AD-HOC ΔΙΚΤΥΩΝ (QoS) ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ AD-HOC ΔΙΚΤΥΩΝ Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ AD-HOC ΔΙΚΤΥΩΝ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗΣ..56 4

5 2.6.1 Γενικά Proactive Πρωτόκολλα Δρομολόγησης Reactive Πρωτόκολλα Δρομολόγησης ΤΟ ΠΡΟΤΥΠΟ IEEE Γενικά Τεχνολογίες του IEEE ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 : Συνεργατική Λειτουργία HAPs & Ad-Hoc Δικτύων ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Ο προσομοιωτής NS H δομή του NS Προσομοίωση στον NS Τα αρχεία τύπου AWK.81 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 : Προσομοίωση Αποτελέσματα ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΟ ΣΚΕΛΟΣ ΣΕΝΑΡΙΟΥ - ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ HAP & ΕΠΙΓΕΙΩΝ GATEWAYS Παράμετροι συστήματος Τοπολογία συστήματος Δημιουργία συνδέσεων μεταξύ HAP και κόμβων Γεννήτρια κίνησης Αποτελέσματα προσομοίωσης 1ου σκέλους ΔΕΥΤΕΡΟ ΣΚΕΛΟΣ ΣΕΝΑΡΙΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΕΝΟΣ AD-HOC ΔΙΚΤΥΟΥ Παράμετροι συστήματος Τοπολογία συστήματος Δημιουργία συνδέσεων μεταξύ των κόμβων και γεννήτρια κίνησης Αποτελέσματα προσομοίωσης 2ου σκέλους η περίπτωση μεταβαλλόμενο traffic load η περίπτωση σταθερό traffic load.97 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 : Συμπεράσματα..112 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 113 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΩΔΙΚΕΣ

6 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τη σημερινή εποχή υπάρχει μεγάλη ζήτηση για ανάπτυξη νέων ασυρμάτων δομών και τηλεπικοινωνιακών συστημάτων για παροχή ευρυζωνικών υπηρεσιών. Η ερευνητική κοινότητα συνεχώς αναζητά νέες λύσεις τηλεπικοινωνιακής κάλυψης, είτε γιατί τα υπάρχοντα δίκτυα αδυνατούν να καλύψουν όλες τις απαιτήσεις των χρηστών (π.χ. παροχή υψηλότερων ταχυτήτων μετάδοσης) είτε λόγω της προσπάθειας παροχής τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών σε μεγαλύτερο ποσοστό της επιφάνειας του πλανήτη, σε απομακρυσμένες περιοχές όπου μέχρι τώρα είναι αδύνατη ή πολύ δύσκολη η ασύρματη επικοινωνία. Η αναζήτηση αυτή για νέες τηλεπικοινωνιακές δομές οδήγησε, με τα χρόνια, στην ανάπτυξη και περεταίρω έρευνα της τεχνολογίας των Στρατοσφαιρικών Πλατφόρμων (HAPs) καθώς και των αδόμητων ασύρματων δικτύων (ad-hoc). Λόγω των δυνατοτήτων που παρέχουν και των τηλεπικοινωνιακών χαρακτηριστικών τους, οι δύο αυτές τεχνολογίες μπορούν να εξασφαλίσουν μεγάλες ταχύτητες στην επικοινωνία, ευελιξία και ευκολία στην εφαρμογή τους καθώς επίσης αποτελούν σαφώς οικονομικότερες λύσεις από τα ήδη υπάρχοντα και εφαρμοζόμενα συστήματα. Η χρήση τόσο των HAPs όσο και των ad-hoc δικτύων μπορεί να εφαρμοστεί για την παροχή υπηρεσιών σε απομακρυσμένους χρήστες καθώς επίσης και σε περιοχές εντός άλλων υπαρχόντων δικτύων επιτρέποντας όχι μόνο την επικοινωνία μεταξύ των χρηστών τους, αλλά και την επικοινωνία με το υπάρχον συμβατικό δίκτυο. Στη διπλωματική αυτή, λοιπόν, θα μας απασχολήσει το κατά πόσο μπορούν αυτά τα δύο τηλεπικοινωνιακά συστήματα να συνεργαστούν έτσι ώστε να παρέχουν υπηρεσίες σε χρήστες. Η μελέτη αυτή θα γίνει τόσο σε θεωρητικό επίπεδο όσο και πειραματικά, προσομοιώνοντας ένα τηλεπικοινωνιακό σενάριο. Θα επικεντρωθεί στην εκτίμηση των ποιοτικών παραμέτρων που αφορούν την επικοινωνία, όπως ποσοστό απώλειας πακέτων, καθυστέρηση μετάδοσης, διαμετακομιστική ικανότητα δικτύου. Αρχικά, στο Κεφάλαιο 1 παρουσιάζουμε κάποια θεωρητικά στοιχεία για τα HAPs όπως βασικές αρχές, τη μορφή που έχουν, τις συχνότητες οι οποίες τους έχουν ανατεθεί από την ITU για να λειτουργήσουν. Αναφέρουμε τους τύπους και τις τεχνολογίες των 6

7 HAPs, τηλεπικοινωνιακές εφαρμογές τους, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ως τηλεπικοινωνιακά συστήματα και, τέλος, παρουσιάζουμε κάποιες ευρωπαϊκές έρευνες που έχουν διεξαχθεί γι αυτά. Στο 2ο Κεφάλαιο περνάμε στη θεωρητική μελέτη των ad-hoc δικτύων. Αναφέρουμε τα χαρακτηριστικά αυτής της τεχνολογίας δικτύων, τις παραμέτρους που εξετάζουμε ως προς την ποιότητα των υπηρεσιών που παρέχουν (QoS), πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και επισημαίνουμε μερικές από τις πιο σημαντικές εφαρμογές τους. Στη συνέχεια αναφερόμαστε στα πρωτόκολλα δρομολόγησης για τα ad-hoc δίκτυα και τελικά περιγράφουμε το πρότυπο ασύρματης επικοινωνίας IEEE Στο Κεφάλαιο 3 περιγράφουμε το τηλεπικοινωνιακό σενάριο το οποίο θα προσομοιώσουμε. Παράλληλα, αναφερόμαστε στα εργαλεία που θα χρησιμοποιήσουμε για την πειραματική μελέτη του σεναρίου μας. Περιγράφουμε τον NS-2 (Network Simulator 2), τα δομικά του στοιχεία και τον τρόπο που γίνεται η προσομοίωση σε αυτό το περιβάλλον. Στο Κεφάλαιο 4 αναφερόμαστε αναλυτικά στη διαδικασία προσομοίωσης. Εξηγούμε τα βήματα της προσομοίωσης, τις παραμέτρους και τις μετρικές που θα μελετήσουμε. Στη συνέχεια παραθέτουμε τους πίνακες με τις τιμές των μετρικών που προέκυψαν από την πειραματική διαδικασία καθώς και τα διαγράμματα για την καθεμιά. Στο τελευταίο κεφάλαιο καταγράφουμε τα συμπεράσματα στα οποία καταλήγουμε έπειτα από τη μελέτη των αποτελεσμάτων. Αξιολογούμε την επίδοση του συστήματος του τηλεπικοινωνιακού μας σεναρίου παρατηρώντας τη μεταβολή των μετρικών όπως αυτές παρουσιάζονται από τα διαγράμματα. 7

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Στρατοσφαιρικές Πλατφόρμες (HAPs) 1.1 ΓΕΝΙΚΑ Η συνεχώς αυξανόμενη ανάγκη για ευρυζωνικές ασύρματες επικοινωνίες έχει οδηγήσει στην επιτυχημένη και ραγδαία ανάπτυξη τόσο των επίγειων όσο και των δορυφορικών ασυρμάτων δικτύων. Εκτός από υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων, τα υπάρχοντα δίκτυα μπορούν να είναι οικονομικότερα στην υλοποίηση, να επιδέχονται επανασχεδιασμού και να παρέχουν ποικιλία στο χρόνο και τόπο κάλυψης σε συνδυασμό με χαμηλό κόστος. Παράλληλα με αυτούς τους δύο καθιερωμένους τρόπους παροχής υπηρεσιών ασύρματης επικοινωνίας, τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί και έχει προσελκύσει την προσοχή στον τομέα των τηλεπικοινωνιών μια νέα τεχνολογία, τα HAPs. Οι Στρατοσφαιρικές Πλατφόρμες ή αλλιώς Πλατφόρμες Μεγάλου Υψομέτρου HAPs (High Altitude Platforms) είναι πλατφόρμες (μικρά αεροπλάνα, αερόπλοια, μπαλόνια) που έχουν τη ικανότητα να πετούν στη στρατόσφαιρα σε ύψος km και για μεγάλο χρονικό διάστημα, από μερικές εβδομάδες έως και μήνες, καταναλώνοντας μικρές ποσότητες ενέργειας. Μπορεί να είναι επανδρωμένα ή μη επανδρωμένα με αυτόνομη λειτουργία η οποία ελέγχεται από το έδαφος, διατηρούν μια σταθερή θέση (εκτός από περιπτώσεις που χρειάζεται να μετακινηθούν) και καλύπτουν συγκεκριμένη επιφάνεια της γης. Πετάνε πάνω από το ύψος που βρίσκονται συνήθως τα σύννεφα ούτως ώστε να μην υπάρχει πρόβλημα απώλειας σήματος στην επικοινωνία μεταξύ τους [Εικόνα 1.1]. 8

9 Εικόνα Τα επίπεδα της ατμόσφαιρας Η ιδέα των HAPs αναπτύχθηκε στην προσπάθεια να μειωθεί το κόστος των υπηρεσιών που εξυπηρετούνται από δορυφόρους αλλά και από επίγειες εγκαταστάσεις, καθώς το κόστος εκτόξευσης, λειτουργίας και συντήρησής τους είναι πολύ μικρότερο από αυτό των δορυφόρων. Παράλληλα, καλύπτουν αρκετά μεγάλες περιοχές ώστε να προτιμούνται από την εγκατάσταση κεραιών και μεγάλου δικτύου καλωδίων. Παρόλα αυτά βρίσκονται ακόμα σε πειραματικό στάδιο και δεν έχει ολοκληρωθεί ακόμα η εμπορική αξιοποίησή τους. Η ανάπτυξη και εφαρμογή των HAPs εξυπηρετεί μεγάλο αριθμό δραστηριοτήτων, όπως επικοινωνία μεταξύ των περιοχών που καλύπτουν, τηλεπικοινωνίες, υπηρεσίες ραδιοφωνικής και τηλεοπτικής μετάδοσης. Βέβαια, εκτός των τηλεπικοινωνιών, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και σε άλλους τομείς, όπως συλλογή μετεωρολογικών πληροφοριών και αεροφωτογραφιών. Ποικίλες υβριδικές εφαρμογές μπορούν επίσης να προβλεφθούν, όπως η διαχείριση κυκλοφορίας, η ναυσιπλοΐα, η διαχείριση ασφάλειας καθώς ακόμα να αξιοποιηθούν και για διαφημιστικούς σκοπούς. 1.2 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Η τεχνολογία των HAPs στηρίζεται κατά ένα μεγάλο ποσοστό στα αερόστατα τα οποία έχουν ιστορία πολλών αιώνων που ξεκινά από την αρχαία Κίνα. Στη ύση, τέτοιου είδους µπαλόνια ζεστού αέρα έκαναν την εµφάνισή τους αρχικά στη Γαλλία 9

10 το Η ιδέα για τη δηµιουργία των HAPs ανήκει στους αδερφούς Montgolfier ενώ στα 1900 ο Γερµανός αξιωµατικός Ferdinand Zeppelin ανέπτυξε ένα είδος άκαµπτου αερόστατου, ελαφρύτερου του αέρα και έτσι πραγµατοποιήθηκε η πρώτη πτήση αερόπλοιου µε κινητήρα, του θρυλικού Zeppelin LZ1. Στη συνέχεια η γερμανική εταιρία Ζeppelin κατέφερε να κατασκευάσει επιβατικά αερόστατα που εξυπηρετούσαν τη μεταφορά επιβατών από την Ευρώπη στη Νότια Αμερική. Δυστυχώς όμως αυτός ο τρόπος μεταφοράς τερματίσθηκε απότομα με την καταστροφή του Hindenburg στο New Jersey, USA, το 1937 η οποία ανέδειξε την επικινδυνότητα του υδρογόνου που ως εύφλεκτο υλικό δεν ενδείκνυται για το γέμισμα των zeppelin και έτσι με το πέρας του δευτέρου παγκοσμίου πολέμου πέρασαν στην ιστορία. Εξαιτίας του γεγονότος αυτού η έρευνα των επιστημόνων στράφηκε με εντονότερο ενδιαφέρον στην ανάπτυξη της τεχνολογίας των αερόπλοιων ηλίου (He). Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι µια πρώιµη µορφή παροχής επικοινωνιών από τη στρατόσφαιρα έλαβε χώρα πριν το 1962 που τέθηκε σε τροχιά ο δορυφόρος Telstar. Μόλις στα 1960, τηλεφωνήµατα µεγάλων αποστάσεων έγιναν µέσω της ανάκλασης σηµάτων από το Echo, ένα γιγαντιαίο µπαλόνι που είχε σκοπό την παθητική αναµετάδοση εκποµπών από τα εργαστήρια Bell στο Crawford Hill. Παρότι η τεχνολογία των αερόστατων δεν είναι καινούρια, η εφαρμογή τους για τηλεπικοινωνιακούς σκοπούς ήταν μέχρι σήμερα ιδιαίτερα περιορισμένη. Οι βασικότερη δυσκολία στη χρήση τους έγκειται στην αδυναμία σταθερότητας και ικανοποιητικού ελέγχου θέσης για μεγάλες χρονικές περιόδους σε περιβάλλον με ανέμους. Τα HAPs προβλέπεται να λειτουργήσουν στη στρατόσφαιρα, σε ύψος km από το έδαφος, υψόμετρο στο οποίο οι ροές των ανέμων είναι συνήθως ήπιες και σταθερές για τις περισσότερες περιοχές της υφηλίου. Παράλληλα, ο συνδυασμός της εξελισσόμενης τεχνολογίας των αερόπλοιων, που περιλαμβάνει μεταξύ άλλων βελτιωμένα υλικά κατασκευής και ηλιακές κυψέλες, και της αυξανόμενης ζήτησης για νέες υπηρεσίες καθιστούν τα HAPs μια εφαρμόσιμη και άκρως ελκυστική εναλλακτική πρόταση. Βρίσκουν δε εφαρμογή στις υψηλής ταχύτητας και ευρείας ζώνης ψηφιακές επικοινωνίες (interactive video, broadcasting, multimedia), στις κινητές επικοινωνίες, στην τηλεπισκόπηση καθώς και στη συλλογή περιβαλλοντικών δεδομένων. Τέλος, αξίζει να σημειωθεί ότι η συστηματική μελέτη γύρω από την τεχνολογία των HAPs ξεκίνησε ουσιαστικά το 1997, όταν οι Goran M.Djuknic, John Freidenfelds και Yuriy Okunev έγραψαν ένα άρθρο µε τίτλο «Establishing Wireless Communications 10

11 Services via High Altitude Aeronautical Platforms: A Concept Whose Time Has Come?». Το άρθρο αυτό, που δηµοσιεύτηκε από την IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) το Σεπτέµβριο του ίδιου έτους, σηµατοδότησε την έξαρση του ενδιαφέροντος γύρω από την πρωτοποριακή ιδέα της παροχής τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών από τη στρατόσφαιρα. Έδωσε παράλληλα το έναυσµα για τη διεξαγωγή πλήθους µελετών από την παγκόσµια επιστηµονική κοινότητα αλλά και τη διεθνή βιοµηχανία, ώστε σταδιακά η ιδέα να γίνει πράξη και να τεθεί σε εφαρµογή. 1.3 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ Στρατοσφαιρικές συνθήκες Η Στρατόσφαιρα αποτελεί το δεύτερο στρώμα της ατμόσφαιρας από την επιφάνειας της Γης και βρίσκεται αµέσως µετά τη «τροπόπαυση» η οποία είναι και το τέλος της Τροπόσφαιρας. Η στρατόσφαιρα ξεκινάει από ύψος 8 km πάνω από τους πόλους της γης, 10 km σε µέσα γεωγραφικά πλάτη της γης και 17 km πάνω από τον Ισηµερινό και εκτείνεται έως και τα 50 km πάνω από την επιφάνεια της Γης [Εικόνα 1.1]. Η Στρατόσφαιρα διαθέτει χαρακτηριστικά, τα οποία την καθιστούν ιδιαίτερα καλή επιλογή για την τοποθέτηση στρατοσφαιρικών πλατφόρμων εντός της περιοχής αυτής. Σε αντίθεση µε την τροπόσφαιρα, η στρατόσφαιρα στρωµατοποιείται θερµοκρασιακά, έχοντας τα πιο ζεστά στρώµατα σε υψηλότερα ύψη και πιο κρύα στρώµατα στα χαµηλότερα ύψη. Η θερµοκρασία από την αρχή της στρατόσφαιρας και µέχρι τη µέση της (30-35 χιλιόµετρα) παραµένει σταθερή, στη συνέχεια όµως αυξάνει µέχρι τα 55 χιλιόµετρα. φτάνοντας ως 270 K ή -3 C, δηλαδή όσο περίπου και η θερµοκρασία του εδάφους. Η θερµοκρασία στη στρατόσφαιρα αυξάνεται καθώς αποµακρυνόµαστε από την επιφάνεια της Γης εξαιτίας της απορρόφησης από το όζον της υπεριώδους ακτινοβολίας του Ηλίου. Στη στρατόσφαιρα είναι συγκεντρωµένο το µεγαλύτερο ποσοστό του όζοντος που προφυλάσσει τη Γη από τις υπεριώδεις ακτινοβολίες. Στη στρατόσφαιρα δεν παρατηρούνται νέφη και άλλα µετεωρολογικά φαινόµενα όπως εκείνα που παρατηρούνται στη τροπόσφαιρα. Υπάρχει πολύ καλή ορατότητα, ενώ η πυκνότητα της ατµόσφαιρας είναι µικρή και οι αναταράξεις λίγες. Η στρατόσφαιρα 11

12 είναι λιγότερο υγρή και περισσότερο συµπαγής. Στον Πίνακα 1.1 φαίνονται η θερµοκρασία, η πίεση και η πυκνότητα ανάλογα µε το ύψος από την επιφάνεια της Γης. ΥΨΟΜΕΤΡΟ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΙΕΣΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ (ΚΜ) ( K) (MBAR) (CM-3) x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 1013 Πίνακας Στρατοσφαιρικές συνθήκες Η επιλογή του στρατοσφαιρικού στρώµατος και το αυξηµένο ενδιαφέρον της πλειοψηφίας των νέων ερευνητών στα ύψη από τα 17 εώς τα 30 km για τη λειτουργία των HAPs έγινε µε γνώµονα την ελαχιστοποίηση της µέσης ταχύτητας των ανέµων και των αναταράξεων που ενδέχεται να προκαλέσουν προβλήµατα σταθερότητας στην πλατφόρµα αφού οι άνεµοι που πνέουν στο συγκεκριµένο ύψος είναι ηπιότεροι σε σχέση µε αυτούς που επικρατούν σε άλλα ύψη και ότι όσο πιο ψηλά σε σχέση µε την επιφάνεια της γης βρίσκεται ένας σταθµός, τόσο πιο καλές συνθήκες οπτικής επαφής επιτυγχάνονται µεταξύ του ποµπού και του δέκτη. Οι άνεµοι που επικρατούν στη 12

13 στρατόσφαιρα είναι µεταβαλλόµενοι, εξαρτώνται από το γεωγραφικό πλάτος και αλλάζουν κατεύθυνση δύο φορές το χρόνο. Ενδεικτικά, η ταχύτητα των στρατοσφαιρικών ανέµων πάνω από τον Ισηµερινό είναι της τάξης των 18 km/h ενώ στους πόλους η αντίστοιχη ταχύτητα είναι 200 km/h. Το Διάγραµµα 1.1 που ακολουθεί απεικονίζει την ταχύτητα των ανέµων συναρτήσει του ύψους από την επιφάνεια της Γης. Διάγραμμα 1.1 Ταχύτητα ανέμου συναρτήσει του ύψους Η μεγάλη πρόκληση που έχουν να αντιμετωπίσουν τα HAPs (αερόπλοια ή αεροπλάνα), είναι να καταφέρουν να διατηρήσουν σταθερή τη θέση τους, παρά τους ανέμους που πνέουν στο υψόμετρο που βρίσκονται. Για το λόγο αυτό έχει επιλεχθεί ένα ύψος λειτουργίας μεταξύ των 17 και 30 km. Το διάστημα αυτό στα περισσότερα μέρη του κόσμου αντιπροσωπεύει ένα στρώμα ατμόσφαιρας με σχετικά ήπιους ανέμους και αναταραχές. Παράλληλα, η εναέρια κυκλοφορία των αεροπλάνων γίνεται σε ύψη μικρότερα των 16.7 km, οπότε αποφεύγεται η δημιουργία προβλήματος κατά τη λειτουργία των HAPs στην εναέρια κυκλοφορία. Ένας επιπλέον από τους παράγοντες που αποτρέπει τους ερευνητές στη χρησιµοποίηση των υψοµέτρων µεταξύ 30 και 50 km είναι η πυκνότητα του αέρα. Επειδή η πυκνότητα της ατµόσφαιρας µειώνεται σηµαντικά µε το ύψος, η πλατφόρµα που θα σχεδιασθεί για µεγάλα ύψη, θα πρέπει να έχει µεγαλύτερη ποσότητα αερίου. Η ατµοσφαιρική πυκνότητα στα 50km είναι 90 φορές µικρότερη από ότι στα 20km, εποµένως µια πλατφόρµα τύπου αερόστατου στα 50km θα χρειάζεται 90 φορές περισσότερο αέριο για να διατηρηθεί σε αυτό το ύψος από ότι θα χρειαζόταν αν 13

14 βρισκόταν στα 20 km. Αυτός είναι ένας από τους λόγους που οι στρατοσφαιρικές πλατφόρµες σχεδιάζονται για να λειτουργούν στα km Ανάθεση συχνοτήτων για HAPs Α) Ο ρόλος της ITU στην ανάθεση συχνοτήτων Ο βασικός ρόλος της ITU (International Telecommunication Union) είναι να αναθέτει ζώνες συχνοτήτων σε διάφορες υπηρεσίες, πάντα µε σεβασµό στις διεθνής ανάγκες και στόχους της κάθε χώρας. Από την άλλη πλευρά σε κάθε χώρα λειτουργεί συγκεκριµένη υπηρεσία που εκχωρεί συχνότητες για εθνική χρήση, µεριµνώντας ώστε οι ραδιοεκποµπές να µην παρενοχλούν άλλες υπάρχουσες εθνικές ή διεθνείς ραδιοεπικοινωνίες. Οι εκχωρήσεις συχνοτήτων λοιπόν εξαρτώνται από την εκάστοτε περιοχή. Ανάλογα, εποµένως, µε την περιοχή, οι ανατιθέµενες ζώνες συχνοτήτων µπορεί να εκχωρούνται αποκλειστικά σε µια υπηρεσία ή µπορεί να εκχωρούνται, σε κοινή βάση, σε περισσότερες από µια υπηρεσίες. Οι εκχωρήσεις συχνοτήτων σε µια υπηρεσία τηλεπικοινωνιών γίνονται µε βάση την ανάλυση των συνθηκών για την διάθεση της ζώνης συχνοτήτων στην υπηρεσία αυτήν. Για αυτόν τον λόγο η ITU έχει χωρίσει την Γη σε τρεις µεγάλες περιοχές: Περιοχή 1 (Region 1), που περιλαµβάνει την Ευρώπη, την Αφρική, την Μέση Ανατολή και τις χώρες της πρώην Σοβιετικής Ένωσης. Περιοχή 2 (Region 2), που περιλαµβάνει την Νότια και την Βόρεια Αµερική. Περιοχή 3 (Region 3), που περιλαµβάνει την Ωκεανία και την Ασία, εκτός τις χώρες της πρώην Σοβιετικής Ένωσης και της Μέσης Ανατολής. Για την εκχώρηση των συχνοτήτων η ITU καθορίζει ανάλογα πάντα µε την χώρα, δύο είδη υπηρεσιών, τις υπηρεσίες πρωτεύουσας και τις υπηρεσίες δευτερεύουσας σηµασίας. Οι υπηρεσίες πρωτεύουσας σηµασίας είναι εκείνες που έχουν άµεση προτεραιότητα λειτουργίας. Αντιθέτως, οι υπηρεσίες δευτερεύουσας σηµασίας µπορούν να λειτουργούν µε την προϋπόθεση ότι δεν ενοχλούν µε οποιοδήποτε τρόπο τις υπηρεσίες πρωτεύουσας σηµασίας. Στην περίπτωση που δύο διαφορετικά συστήµατα 14

15 παρέχουν υπηρεσίες ίδιας σηµασίας, είτε και τα δύο πρωτεύουσας είτε και τα δύο δευτερεύουσας σηµασίας, τότε οφείλουν οι διαχειριστές των συστηµάτων αυτών να λάβουν τα κατάλληλα µέτρα, µε βάση κάποιους κανόνες, έτσι ώστε να µην δηµιουργούνται προβλήµατα σε ένα από τα δύο συστήµατα κατά την κοινή τους λειτουργία. Στην πράξη παρατηρείται κάποιες φορές (π.χ. σε επείγουσες καταστάσεις) το φαινόµενο της µη τήρησης της εκχώρησης συχνότητας που έχει ορίσει η ITU-R, όπου κατά παρέκκλιση και µετά από αίτηση της συγκεκριµένης χώρας είναι δυνατό να χρησιµοποιηθεί κάποιο άλλο εύρος συχνοτήτων για µία δεδοµένη υπηρεσία. Η υπηρεσία αυτή υποχρεούται να µην προκαλεί παρεµβολές αλλά και να µην διεκδικεί προστασία από παρεµβολές που προέρχονται από σταθµούς που λειτουργούν σύµφωνα µε τους κανονισµούς και τις συστάσεις της ένωσης Στο σχήµα 1.5 φαίνεται ο χάρτης της Γης και τα όρια της κάθε περιοχής, στις οποίες είναι χωρισµένος ο παγκόσµιος τηλεπικοινωνιακός χάρτης, σύµφωνα µε την ITU. Εικόνα Ο τηλεπικοινωνιακός χάρτης της ITU Για να δηµιουργηθούν επιτυχηµένα συστήµατα HAPS τα οποία θα παίξουν καθοριστικό ρόλο στη βιοµηχανία των ασύρµατων επικοινωνιών απαιτείται η διάθεση των απαραιτήτων ζωνών συχνοτήτων. Παρ όλα αυτά, οι ζώνες συχνοτήτων που είναι κατάλληλες για ένα ασύρµατο σύστηµα επικοινωνιών που βασίζεται σε στρατοσφαιρικές πλατφόρµες έχουν ήδη διατεθεί σε ένα αριθµό υπηρεσιών και δεν αποµένει ελεύθερος χώρος. Έτσι, για να δηµιουργηθεί ένα τέτοιο σύστηµα πρέπει να 15

16 οριστούν οι απαιτήσεις για το διαµοιρασµό των συχνοτήτων µε τις ήδη υπάρχουσες υπηρεσίες και να αναπτυχθούν τεχνικές ικανές να ελαχιστοποιήσουν τις παρεµβολές µεταξύ τους. Για την ενίσχυση της πιθανής ανάπτυξης των συστηµάτων που χρησιµοποιούν HAPS, η ITU έχει αναθέσει µια σειρά από ζώνες συχνοτήτων για την χρησιµοποίηση τους από στρατοσφαιρικές πλατφόρµες, HAPS. Οι υπηρεσίες που θα καλύπτουν οι στρατοσφαιρικές πλατφόρµες ορίζονται ανάλογα µε την ζώνη συχνοτήτων στην οποία θα λειτουργήσουν. Όλες όµως αυτές οι αναθέσεις έχουν γίνει θεωρώντας τις υπηρεσίες που θα παρέχουν οι στρατοσφαιρικές πλατφόρµες ως µη πρωταρχικές. Προς αποφυγή των παρεμβολών µε αυτές υπηρεσίες στις οποίες έχουν παραχωρηθεί παραπλήσιες συχνότητες, απαιτείται ένα πολύπλοκο σύστηµα κεραιών και καλή γνώση των ραδιοδιαύλων. Η ιεθνής Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU) και οι ανά τον κόσµο εθνικές τηλεπικοινωνιακές αρχές µετά από την εξέταση της τεχνολογίας των συστηµάτων µε χρήση στρατοσφαιρικών πλατφορµών, την κατέταξαν στις υψηλής πυκνότητας σταθερές υπηρεσίες (high density fixed service) και µε το πέρας του Παγκόσµιου Συνεδρίου Τηλεπικοινωνιών το 2003 (WRC-2003), οι συχνότητες που οριστικοποιήθηκαν για τα συστήµατα HAPS είναι στις ζώνες συχνοτήτων των 2.1 GHz, των 31/28 GHz και των 48/47 GHz [Πίνακας 1.2]. Ζώνη Συχνοτήτων Περιοχές (Κάλυψη) Ζεύξη Υπηρεσίες Uplink & Downlink Σταθερές GHz Παγκόσμια GHZ GHz Uplink 40 χώρες (Ασία, Αφρική, Περιοχή 2) GHz Υπηρεσίες που μοιράζονται το φάσμα Σταθερές, κινητές Σταθερές, δορυφορικές Σταθερές, κινητές, ραδιοαστρονομίας Σταθερές Downlink 16 Σταθερές, κινητές, δορυφορικές

17 MHz MHz MHz Περιοχή 1 & MHz MHz Περιοχή 2 Uplink & Downlink IMT-2000 Σταθερές, κινητές, IMT2000, PCS Πίνακας 1.2 Ζώνες συχνοτήτων για HAPs Β) Συχνότητες στα 48/47 GHz Το παγκόσµιο συνέδριο για τις ασύρµατες τηλεπικοινωνίες WRC-97 (World Radio Conference) υπέδειξε στην απόφαση 122 (Resolution 122) ένα ζεύγος φασµατικών ζωνών γύρω από τη συχνότητα των 47 GHz για τις σταθερές υπηρεσίες των στρατοσφαιρικών πλατφορµών. Στη V-ζώνη συχνοτήτων έχει ανατεθεί φάσµα 300 MHz σε κάθε κατεύθυνση, ανάθεση η οποία είναι βασισµένη σε αρχές µη επιβλαβούς παρεµβολής για σταθερές ευρυζωνικές υπηρεσίες ( δεδοµένα/ φωνή/ video ) καθώς και για υπηρεσίες τηλεµετρίας και ελέγχου της πλατφόρµας. Συγκεκριµένα για τις περιοχές 1 και 3 και την προς τα κάτω ζεύξη (downlink) εκχωρήθηκε το εύρος συχνοτήτων: 47,2 47,5 GHz, ενώ για την προς τα άνω ζεύξη (uplink) εκχωρήθηκε το εύρος: 47,9 48,2 GHz. Ήδη οι ζώνες από 47.2 έως και 50.2 GHz χρησιµοποιούνται από τηλεπικοινωνιακά συστήµατα σταθερών, κινητών και για την άνω ζεύξη δορυφορικών σταθερών υπηρεσιών, οπότε πρέπει να γίνεται προσπάθεια έτσι ώστε να αποφεύγονται οι παρεµβολές. Επιπλέον οι ζώνες αυτές γειτονεύουν µε τη ζώνη συχνοτήτων που έχει ανατεθεί σε υπηρεσίες ραδιοαστρονοµίας, γεγονός που µπορεί να προκαλέσει παρεµβολές. Αξίζει να σηµειωθεί ότι η επιλογή των συχνοτήτων κοντά στα 48 GHz έγινε γιατί σε εκείνη την περιοχή συχνοτήτων η εξασθένιση που υφίσταται το σήµα λόγω των ατµοσφαιρικών αερίων είναι πολύ µικρή, σε σχέση µε την εξασθένιση που υφίστανται τα σήµατα σε διπλανές, από τα 48 GHz, συχνότητες. Αυτό φαίνεται και από το Διάγραµµα

18 Διάγραμμα Εξασθένιση σήµατος, λόγω απορρόφησης από τα αέρια της ατµόσφαιρας, για διάφορες συχνότητες Γ) Συχνότητες στα 31/28 GHz Το εκπεμπόμενο σήμα υφίσταται σημαντική εξασθένιση λόγω της βροχής [Διάγραμμα 1.2]. Το φαινόμενο αυτό είναι ιδιαίτερα έντονο στην Ασία και στις τροπικές περιοχές. Για το λόγο αυτό, η ITU-R εξέτασε τη δυνατότητα και τελικά στο παγκόσµιο συνέδριο WRC-2000 αποφάσισε την εκχώρηση φάσµατος στις συχνότητες 28/31 GHz σε 40 χώρες παγκοσµίως, αφού σε χαµηλότερες συχνότητες η εξασθένιση λόγω βροχής είναι εντονότερη. Πρόκειται για 20 ασιατικές χώρες, τη Ρωσία, αφρικανικές χώρες και χώρες της περιοχής 2. Η εκχώρηση αυτή περιλαµβάνει το εύρος των GHz για την κάτω ζεύξη και των GHz για τη λειτουργία της άνω ζεύξης. Προς το παρόν η χρήση των συχνοτήτων GHz για τη λειτουργία της κάτω ζεύξης, έχει περιορισµό του εύρους ζώνης λειτουργίας των 300 MHz. 18

19 ιάγραµµα Απόσβεση του σήµατος, λόγω βροχής, στις συχνότητες 28 και 48 GHz για διάφορες τιµές υπέρβασης του χρόνου λειτουργίας Σημειώνεται ότι ήδη γίνεται προσπάθεια να διατεθούν οι ζώνες συχνοτήτων 28/31 GHz και στις Ευρωπαϊκές χώρες έτσι ώστε να βελτιωθούν οι επιδόσεις των ζεύξεων. Οι ζώνες συχνοτήτων 28/31 GHz χρησιµοποιούνται από τηλεπικοινωνιακά συστήµατα σταθερών και κινητών υπηρεσιών. Επιπλέον, οι συχνότητες GHz χρησιµοποιούνται για υπηρεσίες ραδιοαστρονοµίας. Κρίνεται όμως απαραίτητο να περιορίζονται οι παρεµβολές προς άλλα συστήµατα σταθερών υπηρεσιών, ενώ δεν προβλέπεται αντίστοιχη προστασία για τα HAPs. Δ) IMT-2000 Τα στρατοσφαιρικά συστήματα έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν εκτός από υπηρεσίες σε σταθερούς χρήστες, και κινητές υπηρεσίες. Στη ζώνη συχνοτήτων γύρω από τα 2.1 GHz έχει ανατεθεί συνολικό εύρος 50/60 ΜHz σαν εναλλακτική λύση των σταθµών βάσης κινητής τηλεφωνίας. Η ανάθεση αυτή είναι παγκόσµια µε µικρές διαφορές στις συχνότητες λειτουργίας ανά περιοχή. Η προαναφερθείσα ζώνη συχνοτήτων αφορά την IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000) της οποίας στόχος είναι η ενοποίηση όλων των συστηµάτων κινητών υπηρεσιών, παγκοσµίως, κάτω από διεθνείς κανόνες και πρότυπα λειτουργίας. Οι συχνότητες είναι στα MHz, MHz και MHz 19

20 στις περιοχές 1 και 3 και στα MHz και MHz στην περιοχή 2. Η ανάθεση δεν είναι αποκλειστική ούτε έχει προτεραιότητα έναντι άλλων υπηρεσιών που χρησιµοποιούν τις ίδιες συχνότητες. 1.4 ΤΥΠΟΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ HAPs Η ονομασία HAPs προέρχεται από τα αρχικά High Altitude Platforms και παρά το γεγονός ότι ο όρος HAPs δεν είναι αυστηρά ορισμένος, ως επί το πλείστων, αναφέρεται στα ηλιακής ενέργειας, επανδρωμένα ή μη, αεροπλάνα ή αερόποια που έχουν τη δυνατότητα να παραμείνουν σε μια σταθερή θέση στην ατμόσφαιρα για χρονική διάρκεια από μερικές ώρες έως και μήνες. Αρκετά συχνά συναντώνται και οι όροι HAAP (High Altitude Aeronautical Platforms), SPR (Stratospheric Platform Radio), HALO (High Altitude Long Operation) καθώς και ο όρος HALE (High Altitude Long Endurance Platforms) που υπονοεί σκάφη ικανά για παραµονή για μεγάλα χρονικά διαστήματα (έως και μερικών ετών) σε δεδοµένο σηµείο της στρατόσφαιρας. Κατά το σχεδιασμό των HAPs οι ερευνητές, από ενεργειακής άποψης, προσπαθούν να επιτύχουν μια ενεργειακή ισορροπία μεταξύ της απαιτούμενης και της διαθέσιμης ηλιακής ενέργειας, ενώ η χρονική διάρκεια της αποστολής καθορίζεται από παράγοντες όπως η λειτουργία, η απόδοση και η διάρκεια ζωής των ενεργειακών κυψελών. Παράλληλα, ένα πιθανό πρόβλημα θα μπορούσε να αντιμετωπιστεί, σε αντίθεση με τα δορυφορικά συστήματα, αρκετά εύκολα καθώς τα HAPs μπορούν να προσγειωθούν για να επισκευαστούν ή ακόμη και να αντικατασταθούν οι κυψέλες και άλλα τμήματα που ενδεχομένως να απαιτούν επισκευή ή αναβάθμιση. Οι πλατφόρµες ενδέχεται να είναι αεροπλάνα, αερόπλοια ή αερόστατα, επανδρωµένα ή µη, µε αυτόνοµη λειτουργική ικανότητα αλλά και δυνατότητα τηλεχειρισµού από το έδαφος. Σε κάθε περίπτωση οι πτήσεις των πλατφόρµων είναι πλήρως συµβιβασµένες µε τους κανονισµούς του διεθνούς οργανισµού πολιτικής αεροπορίας ICAO (International Civil Aviation Organization) και έχουν την εξουσιοδότηση των τοπικών αεροπορικών διοικήσεων. 20

21 1.4.1 Zeppelin Η πρώτη µορφή εναέριων πλατφορµών ήταν τα αερόστατα (µπαλόνια) τύπου Zeppelin. Τα αερόστατα αυτού του τύπου προσφέρουν πολλές δυνατότητες, όπως ευρυχωρία και δυνατότητα τοποθέτησης και µεταφοράς µεγάλου ωφέλιµου φορτίου. Το Zeppelin πρωτοεµφανίστηκε στις αρχές του 19ου αιώνα. Ήταν ένα υβριδικό µοντέλο µεταξύ αεροπλάνου και αερόστατου [Εικόνα 1.3]. Συνδύαζε την τεχνολογία των αερόστατων, αφού χρησιµοποιούσε το εξαιρετικά εύφλεκτο και επικίνδυνο όπως αποδείχτηκε εκ των υστέρων υδρογόνο σαν αέριο για να παραµένει στον αέρα και την τεχνολογία των αεροπλάνων για να κινείται. Αρχικά χρησιµοποιήθηκε για να την µεταφορά επιβατών, για ψυχαγωγικούς, µετεωρολογικούς ή στρατιωτικούς σκοπούς σκοπούς. Εικόνα 1.3 Zeppelin του 19ου αιώνα Το υδρογόνο που χρησιµοποιούσε το Zeppelin όµως, ήταν αιτία πολλών ατυχηµάτων. Η χρησιµοποίηση των Zeppelin για επιβατικούς σκοπούς σταµάτησε οριστικά το 1937, μετά το δυστύχημα του Zeppelin με την ονομασία Hindenburg στο New Jersey όπου και προκάλεσε τον φρικτό θάνατο δεκάδων ανθρώπων [Εικόνα 1.4]. 21

22 Εικόνα 1.4 Το Hindenburg τυλίγεται στις φλόγες, New Jersey 1937 Τα τελευταία χρόνια ωστόσο παρατηρείται µια αναζωπύρωση του ενδιαφέροντος γύρω από τo Zeppelin και τα αερόστατα γενικότερα, καθώς η τεχνολογία παρέχει νέα υλικά για το εξωτερικό περίβληµα των µπαλονιών. Τα υλικά αυτά είναι ανθεκτικά στη UV ακτινοβολία και προστατεύουν από ενδεχόµενες διαρροές του ηλίου (He), στοιχείο που έχει αντικαταστήσει πλέον το υδρογόνο. Η χρήση του είναι κυρίως για τουριστικούς σκοπούς και για την µεταφορά φορτίων. Τα περισσότερα σύγχρονα Zeppelin χρησιµοποιούν την ηλιακή ενέργεια για την παροχή της απαραίτητης ισχύος, διαθέτουν καινούργιες και πιο δυνατές, µηχανές προώθησης, είναι πολύ ανθεκτικά, χρησιµοποιούν ελαφριά υλικά για την κατασκευή τους, είναι αρκετά πιο µεγάλα και έχουν µεγάλη διάρκεια πτήσης [Εικόνα 1.5]. Εικόνα 1.5 Το Zeppelin NT 22

23 1.4.2 Μη επανδρωμένα αερόπλοια Tα µη επανδρωµένα αερόπλοια αποτελούν την εξέλιξη των αερόστατων. Ουσιαστικά πρόκειται για τεράστια µπαλόνια ηλίου (He) µήκους 100 µε 200 m, µε ήµιάκαµπτο ή άκαµπτο περίβληµα. Το βάρος τους φτάνει τους 30 τόνους παρέχοντας δυνατότητα υποστήριξης ωφέλιµου φορτίου της τάξης του 1 µε 2 τόνους. Εξαιτίας της µεγάλης τους επιφάνειας, τα αερόπλοια έχουν kw διαθέσιµη ισχύ. Είναι κατασκευασµένα από πλαστικά υλικά τα οποία είναι ανθεκτικά στην υπεριώδη ακτινοβολία. Για τη διατήρηση της θέσης των οχηµάτων αυτών χρησιµοποιούνται ηλεκτρικοί κινητήρες και έλικες ώστε το αερόπλοιο να πετάει αντίθετα προς τους ανέµους που πνέουν στην περιοχή. Η απαραίτητη ενέργεια για την προώθησή τους και την επίτευξη σταθερής θέσης προέρχεται από ελαφριές ηλιακές κυψέλες, µε τυπικό βάρος λιγότερο από 400 g/m2, που καλύπτουν το επάνω µέρος της επιφάνειας του αερόπλοιου. Επιπλέον, οι κυψέλες αυτές αποθηκεύουν ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας σε διάφορους συσσωρευτές, οι οποίο παρέχουν όλη την απαιτούμενη ενέργεια κατά τη διάρκεια της νύχτας. Τα αερόπλοια αυτού του τύπου έχουν τη δυνατότητα να παραµένουν σε μια θέση στην ατμόσφαιρα για 5 ή και περισσότερα χρόνια, ενώ κάποια χαρακτηριστικά παραδείγματα αναφέρονται παρακάτω. SKYNET Ένα από τα σημαντικότερα προγράμματα μη επανδρωμένων HAPs είναι το Ιαπωνικό Skynet. Ιδρύθηκε από την Ιαπωνική κυβέρνηση και διοικείται από τη Yokosuka Communications Research Laboratory. Το πρόγραμμα αυτό κατάφερε να παράγει ένα ολοκληρωμένο δίκτυο από περίπου 15 αερόπλοια και να εξυπηρετήσει το μεγαλύτερο μέρος της Ιαπωνίας, παρέχοντας ευρυζωνικές υπηρεσίες στη ζώνη των 28 MHz [Εικόνα 1.5]. 23

24 Εικόνα 1.5 Το Ιαπωνικό Skynet SKY STATION Το Sky Station είναι ένα στρατοσφαιρικό σύστηµα που σχεδιάστηκε από την αµερικάνικη εταιρεία Sky Station International. Ο αριθµός των πλατφορµών που θα κατασκευαστούν θα εξαρτηθεί από την ζήτηση, παρ όλα αυτά έχει ανακοινωθεί ότι θα κατασκευαστούν αρχικά 250 πλατφόρµες. Η πλατφόρµα θα είναι καλυµµένη µε ηλιακές κυψέλες, που θα παρέχουν την απαραίτητη ενέργεια στους ηλεκτρικούς κινητήρες [Εικόνα 1.6]. Εικόνα 1.6 Το Sky Station Οι ρυθµοί µετάδοσης που έχουν προβλεφθεί για τις σταθερές υπηρεσίες, θα είναι 2 Mbps για την άνω ζεύξη και 10 Mbps για την κάτω ζεύξη. Για τις κινητές υπηρεσίες οι αντίστοιχοι ρυθµοί θα κυµαίνονται από 9.6 έως 16 Κbps, για φωνή και 384 Κbps, για 24

25 δεδοµένα. Το κόστος του όλου σχεδίου έχει εκτιµηθεί στα $2.5 δις. Η ζεύξη µεταξύ των πλατφορµών αρχικά δεν θα είναι άµεση, αλλά θα γίνεται µέσω των σταθµών-διόδων. Όµως για µετέπειτα φάση έχει σχεδιασθεί η διασύνδεση διαφορετικών πλατφορµών µε ράδιο ζεύξεις STRATSAT Το StratSat είναι ένα στρατοσφαιρικό σύστηµα HAPs που έχει σχεδιασθεί από την Αγγλική εταιρεία Advanced Technology Group, ATG. Το StratSat προτίθεται να προσφέρει µια σίγουρη και φθηνή λύση για γεωστατικές τηλεπικοινωνίες, πάνω από περιοχές µε υψηλή συγκέντρωση χρηστών. Με στρατιωτικές και εµπορικές υπηρεσίες, το StratSat µπορεί να διεκπεραιώσει αποστολές από ύψη πολλών χιλιάδων µέτρων και µπορεί να παραµείνει εκεί για πάνω από πέντε χρόνια, µε πολύ µικρό κόστος. Η πλατφόρµα θα βρίσκεται στην στρατόσφαιρα, πολύ ψηλότερα από τις συµβατικές εναέριες πτήσεις και έτσι δεν αποτελεί κανένα πρόβληµα για αυτές [Εικόνα 1.6]. Εικόνα 1.6 Το StratSat Μη επανδρωμένα αεροπλάνα Ένας άλλος τύπος HAPs είναι τα μη επανδρωμένα ηλικακά τροφοδοτούμενα αεροπλάνα, τα οποία πετάνε αντίθετα στον άνεμο ή σε μικρές, σχεδόν κυκλικές, τροχιές. Τα αεροσκάφη αυτά έχουν άνοιγµα φτερών m, συνολικό βάρος µέχρι και 1000 kg ενώ µπορούν να υποστηρίξουν φορτίο kg. Η διαθέσιµη ισχύς τους είναι περίπου 3 kw. Όπως τα αερόπλοια, τα αεροπλάνα χρησιµοποιούν ηλεκτρικές µηχανές 25

26 και έλικες για την προώθησή τους. Ο σχεδιασµός τους είναι φιλικός προς το περιβάλλον αφού και αυτά χρησιµοποιούν ηλιακές κυψέλες οι οποίες τοποθετούνται στα φτερά τους, για την κάλυψη των νυχτερινών λειτουργιών. Αν και η µέση διάρκεια πτήσης αυτών των οχηµάτων δεν έχει ακόµα προσδιορισθεί, υπολογίζεται ότι µπορεί να είναι 6 µήνες η ίσως και περισσότερο. SKY TOWER H εταιρεία AeroVironment, με την υποστήριξη της NASA, έχει αναπτύξει ένα µη επανδρωµένο, ηλιακής ισχύος αεροπλάνο που ονοµάζεται Helios [Εικόνα 1.7]. Το αεροπλάνο µπορεί να διατηρηθεί σε συνεχή πτήση για πάνω από 6 µήνες και σε ύψη πάνω από 18 km στην στρατόσφαιρα, πάνω από τις εµπορικές πτήσεις και τις πτήσεις παρακολούθησης των καιρικών φαινοµένων. Η AeroVironment έχει αναπτύξει και το Pathfinder Plus, που είναι ο προκάτοχος του Helios. Εικόνα 1.7 Το Helios της AeroVironment Το Helios, με άνοιγμα πτερυγίων 75 m, έχει τη δυνατότητα να παρέχει τηλεπικοινωνίες από μια θέση στη στρατόσφαιρα, ενεργώντας σαν έναν ψηλός πύργος ύψους 18 km, κάτι που δικαιολογεί και την ονομασία SkyTower. Εξοπλίζεται με υψηλής απόδοσης φωτοβολταϊκές κυψέλες και πραγματοποίησε την πρώτη δοκιμαστική πτήση σε μεγάλο ύψος το καλοκαίρι του 2001 στη Χαβάη. Το δίκτυο των στρατοσφαιρικών επικοινωνιών του SkyTower περιλαµβάνει το εναέριο τµήµα, µε το οποίο επικοινωνεί µε τους χρήστες και τους σταθµούς-διόδους που βρίσκονται στο έδαφος. Οι επίγειοι σταθµοί-δίοδοι θα λειτουργούν ως δίοδοι επικοινωνίας µεταξύ του αεροσκάφους και των υπαρχόντων επικοινωνιακών συστηµάτων, όπως το Internet και το PSTN. 26

27 Αυτά τα δικτυακά συστήµατα σχεδιάζονται για την µεγιστοποίηση της συνολικής επίδοσης του δικτύου. Η συνολική επίδοση του συστήµατος για τις εφαρµογές σταθερών υπηρεσιών υπολογίζεται να είναι περίπου 10 µε 20 Mbps για κάθε πλατφόρµα, µε τυπικές ταχύτητες µετάδοσης χρήστη περίπου 1.5 Mbps ή υψηλότερες (υπάρχει η δυνατότητα ταχύτητας µετάδοσης έως και 125 Mbps από έναν απλό χρήστη). HELIPLAT Το Heliplat (HELIos PLATform) σχεδιάστηκε στο Πολυτεχνείο του Τορίνο, κάτω από την επίβλεψη της ASI (Italian Space Agency). Το Heliplat είναι µια µη επανδρωµένη στρατοσφαιρική πλατφόρµα που χρησιµοποιεί σύστηµα προώθησης µε ηλιακές κυψέλες. Έχει ωφέλιµο φορτίο 100 κιλών και θα προσφέρει ισχύ µερικών εκατοντάδων Watts [Εικόνα 1.8]. Η πλατφόρμα αυτή κατασκευάστηκε ως μέρος του Ευρωπαϊκού προγράμματος HeliNet. Το HeliNet εξετάζει θέματα αεροναυτικής άποψης αλλά και τρείς πιθανές εφαρμογές: ευρυζωνικές τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες, περιβαλλοντολογικός έλεγχος και τοποθέτηση του οχήματος. Εικόνα 1.8 Το Heliplat GLOBAL OBSERVER Το πιο σύγχρονο αεροσκάφος αυτής της κατηγορίας είναι το Global Observer της εταιρείας AeroVironment. Το συγκεκριμένο αεροσκάφος αποτελεί την πρώτη 27

28 λειτουργική κατασκευή ικανή να παρέχει τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες σε μεγάλη έκταση και χωρίς γεωγραφικούς περιορισμούς [Εικόνα 1.9]. Εικόνα 1.9 Το Global Observer Το Global Observer συνδυάζει μεγάλη διάρκεια πτήσης, περίπου μιας εβδομάδας, και λειτουργική ικανότητα σε ύψος περίπου 20 km (65000 πόδια). Τα πλεονεκτήματά του σε κόστος, γεωγραφική κάλυψη και χωρητικότητα το καθιστούν απαραίτητο συμπλήρωμα στα υπάρχοντα δορυφορικά και επίγεια συστήματα. Τέλος, το αεροσκάφος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παροχή ενός μεγάλου αριθμού εμπορικών και πολιτικών εφαρμογών, όπως παροχή ευρυζωνικού βίντεο υψηλής ευκρίνειας (HDTV) και παροχή τρίτης γενιάς (3G) δικτύου κινητής τηλεφωνίας Επανδρωμένα αεροσκάφη Μια άλλη µορφή εναέριων τηλεπικοινωνιακών πλατφόρµων είναι τα επανδρωµένα αεροπλάνα τα οποία έχουν µέση διάρκεια πτήσης µερικών µόνο ωρών εξαιτίας της µη επάρκειας των καυσίµων και της παρουσίας ανθρώπων σε αυτά. Τα αεροσκάφη αυτά, επιτυγχάνουν µια κατά προσέγγιση σταθερή θέση πετώντας σε κυκλική κατά σχεδόν τροχιά διαµέτρου όχι πάνω από 13 km. HALO PROTEUS Η Angel Technology Corporation, που εδρεύει στις Ηνωµένες Πολιτείες, σχεδιάζει να προσφέρει ευρείας ζώνης τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες χρησιµοποιώντας επανδρωµένες πτήσεις. Ένα επανδρωµένο, µεγάλου ύψους και µεγάλης διάρκειας 28

29 πτήσης, αεροπλάνο θα έχει τον ρόλο του κυρίως hub του συστήµατος. Η συνεχής λειτουργία του συστήµατος θα καλύπτεται από τρεις οκτάωρες βάρδιες. Το πρόγραμμα HALO της εταιρείας σχεδίασε το αεροσκάφος Proteus το οποίο λειτουργεί σε ύψη από 16 έως 18 km και μπορεί να παρέχει ευρυζωνικές υπηρεσίες σε μια περιοχή διαμέτρου μεγαλύτερης των 40 km [Εικόνα 1.10]. Το αεροσκάφος πετυχαίνει μια σχεδόν στατική θέση πετώντας σε μια κυκλική τροχιά διαμέτρου μικρότερης των 13 km. Το επικοινωνιακό φορτίο τοποθετείται σε μέρος κάτω από το σκελετό του αεροσκάφους, το οποίο στεγάζει ένα μεγάλο αριθμό από μικροκυματικές κεραίες. Το αεροσκάφος είναι καλά δοκιμασμένο και γι αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως μια λύση χαμηλού ρίσκου, αν και η απόλυτη εμπορική του επιτυχία εξαρτάται από το πόσο οικονομική είναι η όλη λειτουργία. Εικόνα 1.10 Το HALO Proteus Μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα και προσδεμένα αερόστατα UAV Μια άλλη κατηγορία εναέριων πλατφόρμων είναι τα μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα γνωστά και ως UAV (Unmanned Aerial Vehicle). Ο όρος αυτός τυπικά αναφέρεται σε μικρά αεροσκάφη τα οποία έχουν μικρή διάρκεια πτήσης και γενικά λειτουργούν σε μεσαία ύψη. Τα UAV χρησιμοποιούνται κυρίως για στρατιωτικούς σκοπούς (στρατιωτική επίβλεψη). Η χρήση τους στις επικοινωνίες φαίνεται να είναι 29

30 επριορισμένη εξαιτίας της μικρής διάρκειας πτήσης τους. Οχήματα αυτού του τύπου είναι το Global Hawk, το Predator [Εικόνα 1.11] και το ελληνικό Πήγασος [Εικόνα 1.12], ενώ μεγαλύτερα στρατιωτικά UAVs που να μπορούν να υποστηρίξουν μεγαλύτερα φορτία και να πετάξουν για μεγάλες αποστάσεις, θεωρούνται πολυδάπανα και ασύμφορα για συμβατικές επικοινωνιακές παροχές. Εικόνα 1.11 Το Predator Εικόνα 1.12 Το Πήγασος 30

31 ARC Το στρατοσφαιρικό σύστηµα Airborne Relay Communications (ARC), είναι ένα αερόστατο που σχεδιάστηκε από την αµερικάνικη εταιρεία Platforms Wireless International. Το σύστηµα ARC σχεδιάζεται για να λειτουργήσει σε χαµηλότερα ύψη, από 3 έως 10.5 km. Γνωστά και µε το όνοµα Aerostats αυτές οι πλατφόρµες έχουν σχεδιασθεί για στρατιωτικούς σκοπούς αεράµυνας, αφού έχουν χρησιµοποιηθεί σαν ραντάρ χαµηλού επιπέδου [Εικόνα 1.13]. Το αερόστατο είναι δεμένο σε ένα καλώδιο το μήκος του οποίου μπορεί να φτάσει πάνω από 5 km. Η άμεση σύνδεση «δέσιμο» του αεροπλοίου λύνει σε ένα βαθμό το πρόβλημα της διατήρησης της θέσης του σταθμού, αν και η κίνηση της πλατφόρμας είναι ακόμα ένα θέμα. Ένα ARC αερόστατο έχει µήκος 46 m, χρησιµοποιεί ως αέριο το ήλιο (He) και µπορεί να µεταφέρει περίπου 700 κιλά ωφέλιµο φορτίο. Το όλο σύστηµα θα συνδυάζεται από δύο αεροπλάνα, για την εξασφάλιση αδιάλειπτης λειτουργίας, είτε όταν οι καιρικές συνθήκες δεν θα επιτρέπουν την παρουσία του αερόστατου, π.χ. όταν οι άνεµοι που θα πνέουν στην περιοχή του αερόστατου θα έχουν µεγαλύτερη ταχύτητα από 145 km/h, είτε όταν το αερόστατο θα βρίσκεται στο έδαφος για συντήρηση. Αντίθετα µε προηγούµενες στρατοσφαιρικές πλατφόρµες που περιγράφηκαν παραπάνω, η πλατφόρµα ARC δεν χρησιµοποιεί ηλιακές κυψέλες. Η ηλεκτρική τροφοδοσία γίνεται από ένα λεπτό καλώδιο 2.5 cm. Επίσης εξετάζεται χρήση οπτικής ίνας για την διασύνδεση του συστήµατος µε τα υπόλοιπα δίκτυα. Τα προβλήµατα στην περίπτωση αυτή είναι, µεταξύ άλλων, η αποδοτικότητα της εκποµπής, το µεγάλο κόστος του επίγειου εξοπλισµού και ο κίνδυνος από την υψηλής ισχύος µικροκυµατική ακτινοβολία προς το περιβάλλον και τα υπόλοιπα αεροσκάφη. Εικόνα 1.13 Το ARC 31

32 1.5 ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Στην Εικόνα 1.14 περιγράφεται επακριβώς το τηλεπικοινωνιακό σενάριο. Οι διάφορες τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες μπορούν να εξυπηρετηθούν από ζεύξεις μεταξύ των HAPs και των τερματικών απευθείας, μαζί με τις ήδη υπάρχουσες γραμμές, αλλά και μεταξύ ζεύξης των HAPs μεταξύ τους και με τους δορυφόρους. Οι περιοχές που μπορούν να καλύψουν τα HAPs εξαρτάται από το κατά πόσο είναι εφικτή η απευθείας οπτική επαφή μεταξύ πομπού και δέκτη καθώς και από τη γωνία εκπομπής. Πρακτικά η μικρότερη γωνία εκπομπής είναι αυτή των 5o λόγω κυρίως εμποδίων που υπάρχουν στο έδαφος (κτίρια, βουνά, δέντρα κτλ) αλλά συνήθως οι μηχανικοί στην κατασκευή άνω και κάτω ζεύξεων επιλέγουν γωνίες τουλάχιστον 15ο για αποφυγή των αναφερθέντων εμποδίων. Σε υψόμετρο 20 km και με γωνίες εκπομπής 5ο μπορεί να καλυφθεί μια περιοχή km2, αλλά σε αστικό περιβάλλον ένα τόσο αισιόδοξο σενάριο δεν είναι πολύ πιθανό. Εικόνα 1.14 Τηλεπικοινωνιακό σενάριο με HAPs 32

33 Υπάρχει, βέβαια, και η δυνατότητα να χωριστεί η περιοχή σε μικρότερες υποπεριοχές (κυψέλες) με την τεχνική της επαναχρησιμοποίησης συχνοτήτων, που μπορούν να βελτιώσουν κατά πολύ τη διαχείριση του εύρους ζώνης. Τα HAPs υπερτερούν έναντι των γεωστατικών δορυφόρων, αφού η περιοχή χωρίζεται σε μικρότερου μεγέθους κυψέλες, πράγμα πού δίνει στο δίκτυο καλύτερη διαχείριση συχνότητας ενώ παράλληλα απαιτείται λιγότερη εκπεμπόμενη ισχύ από αυτή των δορυφόρων, αφού το η λοβός εκπομπής είναι συγκεντρωμένος σε μικρή περιοχή [Εικόνα 1.15]. Εικόνα ιάµετρος κυψελών στρατοσφαιρικού και δορυφορικού συστήµατος Τα HAPs μπορούν να χρησιμοποιούν ραδιοκύματα (όπως οι δορυφόροι) για να επικοινωνούν με τους δέκτες-χρήστες, που χρησιμοποιούν δορυφορικές κεραίες. Για την επικοινωνία μεταξύ των HAPs είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν τόσο ραδιοκύματα όσο και απευθείας οπτική επικοινωνία με laser, αφού στο ύψος των 20km δεν υπάρχουν οπτικές παρεμβολές. Ο χρήστης με τη σειρά του μπορεί να επικοινωνήσει με ήδη υπάρχοντα Wi-Fi συστήματα, έτσι θα μπορούσε να εξυπηρετηθεί μια ολόκληρη περιοχή από ένα μόνο HAP, με τους χρήστες να συνδέονται εύκολα σε αυτό. Αλλά εκεί που θα μπορούσαν να φανούν πραγματικά χρήσιμα τα HAPs είναι στην παροχή επικοινωνίας τόσο σε απομακρυσμένους χρήστες όσο και σε εν κινήσει συστήματα, όπως ένα κινούμενο τρένο, το οποίο με ένα μικρό περιστρεφόμενο πιάτο θα μπορούσε να βρίσκεται μονίμως σε επαφή με ένα HAP, και θα παρέχει έτσι στους επιβάτες πρόσβαση στο internet και δυνατότητα επικοινωνίας καθ όλη τη διάρκεια του ταξιδιού. 33

34 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ BWA Η σημαντικότερη εφαρμογή των HAPs είναι γνωστή ως BWA (Broadband Wireless Access). Η εφαρμογή αυτή παρέχει πολύ υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων για το χρήστη. Η κατανομή της συχνότητας για ένα HAP που λειτουργεί στα 47/48 MHz προσφέρει εύρος ζώνης 2 x 300 MHz, το οποίο κατανέμεται ισάξια τόσο στο χρήστη όσο και στην οπισθοζεύξη, και αυτό κατανέμεται ξανά 50:50 στις ζεύξεις αποστολής και λήψης δεδομένων (μια εξαίρεση παρουσιάζεται εκεί όπου οι ζεύξεις χρησιμοποιούνται για υπηρεσίες του διαδικτύου, όπου η κατανομή δεν είναι συμμετρική). Έχει αποδειχθεί ότι οι απαιτήσεις στην οπισθοζεύξη είναι το ίδιο αυστηρές όπως και στη ζεύξη του χρήστη, αφού ότι αποστέλλεται πρέπει να είναι δυνατόν και να ληφθεί. Καμιά απλή ασύρματη ζεύξη δεν μπορεί να παρέχει πλήρη χωρητικότητα στην οπισθοζεύξη, με αποτέλεσμα αυτό να είναι ανάγκη να υλοποιηθεί μέσω κυψελωτού συστήματος. Έτσι θα υπάρχει η ανάγκη ενός αριθμού διασκορπισμένων επίγειων σταθμών για την επιστροφή των δεδομένων, παρόλο που αυτοί θα είναι λιγότεροι από τον αριθμό των κυψελών που εξυπηρετούνται, αφού οι οπισθοζεύξεις θα χειρίζονται μεγαλύτερη χωρητικότητα, με υψηλότερης τάξης σχήματα διαμόρφωσης. Το θετικό όμως είναι ότι η τοποθεσία αυτών των επίγειων σταθμών δεν είναι σημαντικό να βρίσκεται μέσα στην περιοχή κάλυψης, με αποτέλεσμα να είναι πιθανή η τοποθέτησή τους σε οροφές κτηρίων. ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ 2G 3G Τα HAPs δίνουν τη δυνατότητα για ανάπτυξη υπηρεσιών επόμενης γενιάς κινητών τηλεφώνων εξυπηρετώντας παράλληλα τις ήδη υπάρχουσες υπηρεσίες 2G 3G καθώς έχουν εγκριθεί από την ITU. Με τη χρήση ισοτροπικών κεραιών μπορούν να καλύψουν μεγάλες επιφάνειες, ενώ με χρήση μικρότερων κατευθυντικών κεραιών η περιοχή μπορεί να χωριστεί σε κυψέλες. 34

35 ΔΙΚΤΥΑ HAPS Ένας αριθμός από HAPs μπορεί να αναπτυχθεί σε ένα δίκτυο για την κάλυψη μιας ολόκληρης περιοχής, κάτι που αναφέρθηκε στα εισαγωγικά αυτής της ενότητας. Ζεύξεις μεταξύ των HAPs μπορούν να πραγματοποιηθούν στις υψηλές συχνότητες EHF (Extremely High Frequencies) ή χρησιμοποιώντας οπτικές ζεύξεις. Αυτή η τεχνολογία είναι ήδη εφαρμοσμένη στου δορυφόρους και έτσι δε θα παρουσιάσει σημαντικά προβλήματα. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΕΚΤΑΚΤΗΣ ΑΝΑΓΚΗΣ Ή ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗΣ Τα HAPs μπορούν ακόμα να συμπληρώσουν τα ήδη υπάρχοντα δίκτυα παρέχοντας υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης σε περίπτωση καταστροφής όπως πλημμύρας, σεισμών ή φωτιάς όπου το επίγειο δίκτυο θα έχει υποστεί καταστροφές. ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Η ικανότητα των HAPs να δημιουργούν δίκτυο εκεί που δεν υπάρχει πολύ απλά και γρήγορα τα καθιστά απαραίτητα για επικοινωνία στο στρατό. HAPs στο στρατό υπάρχουν ήδη, μόνο που εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς, όπως το να επιτηρούν μεγάλες περιοχές να επισημαίνουν την ύπαρξη ναρκοπεδίων και άλλα. Τέλος παρόλο που το μεγάλο μέγεθός τους και η σχετική τους ακινησία τα καθιστά εύκολο στόχο για τα αντίπαλα στρατεύματα, το γεγονός ότι στην πλειοψηφία τους οι πλατφόρμες αυτές είναι διαπερατές από μικροκύματα τις κάνει να μην είναι ιδιαίτερα ορατές από τα ραντάρ. 35

36 1.6 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ HAPs ΚΑΛΥΨΗ ΜΕΓΑΛΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ Σε σύγκριση με τις επίγειες ασύρματες επικοινωνίες τα HAPs δίνουν τη δυνατότητα για επικοινωνίες περισσότερο απαλλαγμένες από διαλείψεις λόγω καιρικών φαινομένων, όπως η βροχή, αφού αυτά βρίσκονται πάνω από τη ύψος που βρίσκονται τα σύννεφα. Επιπλέον, η απόσταση μεταξύ της πάνω και κάτω ζεύξης, η οποία υφίσταται τις απώλειες της βροχής, είναι μικρότερη από την οριζόντια ζεύξη επίγειων κεραιών στο σενάριο της κάλυψης μεγάλης επιφάνειας, όπως δείχνει η παρακάτω Εικόνα Ως αποτέλεσμα, έχουμε μικρότερες απώλειες σήματος λόγω της βροχόπτωσης. Εικόνα 1.15 Επίδραση βροχής στην κάθετη και οριζόντια ζεύξη ΕΥΕΛΙΞΙΑ ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΣΤΙΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Τα HAPs είναι ιδανικά για σωστή και ευέλικτη διαχείριση συχνότητας και έχουν τη δυνατότητα να προσαρμόζονται εύκολα στις εκάστοτε συνθήκες και να μεταβάλλουν τα μεγέθη των κυψελών. Η δυνατότητά τους αυτή τα καθιστά πιο εξελιγμένα 36

37 επικοινωνιακά μέσα από τις επίγειες κεραίες οι οποίες τοποθετούνται σε συγκεκριμένο μέρος και εξυπηρετούν συγκεκριμένες κυψέλες, χωρίς τη δυνατότητα αλλαγής του δικτύου, όπως σε περιπτώσεις που οι ανάγκες του αλλάξουν. ΜΕΙΩΜΕΝΟ ΚΟΣΤΟΣ Παρόλο που δεν υπάρχει ακόμα πλήρης εκμετάλλευση και υλοποίηση των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων που υποστηρίζονται από HAPs, καθώς πολλές εφαρμογές τους βρίσκονται ακόμα σε ερευνητικό στάδιο, είναι προφανές ότι το κόστος κατασκευής και συντήρησης των HAPs είναι αισθητά μειωμένο από αυτό των δορυφόρων. Επίσης, ένα δίκτυο HAPs έχει σαφώς μικρότερο κόστος από ένα δίκτυο επίγειων κεραιών για την κάλυψη της ίδια περιοχής. ΕΥΚΟΛΙΑ ΣΤΗΝ ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ Το δίκτυο μπορεί αρχικά να εξυπηρετείται από ένα ή περισσότερα HAPs, αλλά καθώς οι ανάγκες αυξάνονται η επέκτασή του θα είναι εύκολη με την προσθήκη επιπλέον HAPs στο ήδη υπάρχον δίκτυο. Κάτι τέτοιο δεν είναι δυνατό να γίνει με δορυφόρους, τουλάχιστον όχι με την ίδια ευκολία. ΥΨΗΛΗ ΟΡΑΤΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΜΙΚΡΗ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ ΔΙΑΔΟΣΗΣ Τα HAPs, προσεγγιστικά, μπορούν να θεωρηθούν ως ένας δορυφόρος πολύ χαμηλού ύψους, 20 km, που μπορεί να καλύψει μια περιοχή ακτίνας km και με μεγάλη πιθανότητα οπτικής επαφής. Επειδή όμως, η ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για τη διάδοση μπορεί να μειωθεί, εξαιτίας των χαμηλών απωλειών μετάδοσης μεταξύ των HAPs και των επίγειων τερματικών σταθμών, τόσο η κεραία όσο και ο υπόλοιπος τηλεπικοινωνιακός εξοπλισμός μπορούν να κατασκευαστούν μικρότερα σε μέγεθος από τα αντίστοιχα των δορυφορικών συστημάτων. Επιπλέον, όταν δίκτυα HAPs χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές τηλεφωνίας έχουμε ελάχιστη καθυστέρηση φωνής. 37

38 ΑΜΕΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΙΚΤΥΟΥ Με την υπάρχουσα τεχνολογία μπορούμε να κατασκευάσουμε δίκτυα βασισμένα σε HAPs σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Κάτι τέτοιο δεν είναι δυνατόν να πραγματοποιηθεί με δορυφόρους καθώς ο σχεδιασμός τους απαιτεί χρόνια και η εκτόξευση τους μπορεί να πραγματοποιηθεί σε συγκεκριμένες χρονικές σχισμές. Ομοίως, τα επίγεια δίκτυα απαιτούν μακρόχρονους σχεδιασμούς για αντιμετώπιση προβλημάτων που αφορούν σε εμπόδια, προβλήματα ιδιοκτησίας οικοπέδων στα οποία θα στηθούν οι σταθμοί, νομικά θέματα κ.α. Αντιθέτως, ένα έτοιμο HAP είναι σε θέση να προσφέρει τις υπηρεσίες του αμέσως μέσα σε διάστημα λίγων ημερών ή και ωρών ακόμα, καθιστώντας το έτσι ιδανικό σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης, στρατιωτικής χρήσης κτλ. ΕΥΚΟΛΗ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ Τα HAPs μπορούν εύκολα να κατέβουν πάλι στο έδαφος (συγκριτικά με τους δορυφόρους) πράγμα που τα κάνει πιο ικανά στην συντήρηση ή και αντικατάσταση των συστημάτων που φέρουν. ΦΙΛΙΚΑ ΠΡΟΣ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Τα HAPs βασίζονται, κατά κύριο λόγο, στην ηλιακή ενέργεια για τη λειτουργία τους και δεν απαιτούν οχήματα για την εκτόξευσή τους, αποφεύγοντας έτσι τη χρήση κάθε είδους καυσίμων που σχετίζονται με αυτά. Επιπλέον, κατασκευάζονται από φιλικά προς το περιβάλλον και επαναχρησιμοποιήσιμα υλικά. 38

39 1.7 ΔΥΣΚΟΛΙΕΣ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Παρά τα παραπάνω πλεονεκτήματα των δικτύων με HAPs, υπάρχουν και κάποια σημαντικά τεχνολογικά ζητήματα, όπως περιορισμοί στο βάρος και την κατανάλωση ενέργειας των στρατοσφαιρικών πλατφόρμων, που χρήζουν εξέτασης προτού μπορέσει να γίνει απόλυτα εμπορικά εκμεταλλεύσιμη η τεχνολογία των HAPs. Η διεθνής ένωση τηλεπικοινωνιών (ITU) έχει ορίσει δύο ζώνες συχνοτήτων για σταθερής πρόσβασης ασύρματες υπηρεσίες ευρείας ζώνης (BWA) από τα HAPs: μία στα 47/48GHz (παγκοσμίως) και μία στα 28/31GHz (40 χώρες συμπεριλαμβανομένης της Ρωσίας και του μεγαλύτερου μέρους της Ασίας). Αυτές οι ζώνες έχουν το πλεονέκτημα έναντι των χαμηλότερων συχνοτήτων μικροκυμάτων ότι έχουν λίγους, εάν όχι καθόλου χειριστές και έχουν μεγάλο εύρος ζώνης και τη δυνατότητα να παρέχουν πολύ υψηλή χωρητικότητα. Παράλληλα όμως, οι ζώνες αυτές επηρεάζονται από την ύπαρξη βροχής, η οποία είναι ένα σημαντικό ζήτημα παρά τις σχετικά μικρές και τακτοποιημένες πορείες που παρέχονται από τη γεωμετρία συνδέσεων των HAPs. Αυτή η ύπαρξη βροχής, και επίσης η διασπορά, χρειάζονται να ποσολογηθούν και να προσομοιωθούν, εάν η ποιότητα της υπηρεσίας του δικτύου πρόκειται να προβλεφθεί ακριβώς. Τέτοιες προσομοιώσεις αποτελούν επίσης ένα κρίσιμο μέρος της αξιολόγησης οποιωνδήποτε τεχνικών μείωσης της εξασθένισης που μπορούν να εφαρμοστούν, όπως η εναποθήκευση ή η διαστημική ποικιλομορφία. Επιπλέον, σε σύγκριση με ένα δορυφόρο, ένα HAP απαιτεί το μεγαλύτερο ποσοστό από την ενέργειά του για να φορτίσει τις μπαταρίες του (κυψέλες καυσίμων), γιατί θα πρέπει να αντιμετωπίσει μεγάλα διαστήματα χωρίς φως κατά τη διάρκεια κάθε νύχτας. Σε μεγαλύτερα ύψη τόσο οι διαφορετικές γωνίες των ηλιακών ακτίνων σχετικά με τις ηλιακές πλάκες μεταξύ καλοκαιριού και χειμώνα, όσο και οι μικρές σε διάρκεια ημέρες του χειμώνα δημιουργούν επιπρόσθετα ενεργειακά προβλήματα που χρήζουν μελέτης. 39

40 1.8 ΕΥΡΩΠΑΪΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ COST Το COST (European Co-Operation in the field of Scientific and Technical Research) ιδρύθηκε το 1971 και είναι ένα διακυβερνητικό πλαίσιο για ευρωπαϊκή συνεργασία στον τομέα της επιστημονικής και τεχνολογικής ανάπτυξης. Επιτρέπει το συντονισμό της χρηματοδοτούμενης έρευνας σε ευρωπαϊκό επίπεδο. Καλύπτει βασικές και μη ανταγωνιστικές έρευνες για δημόσιες εφαρμογές. Ο σκοπός του COST είναι να διασφαλίσει ότι η Ευρώπη έχει σημαντική θέση στον τομέα της επιστημονικής και τεχνολογικής ανάπτυξης για επικοινωνιακούς σκοπούς, αυξάνοντας την ευρωπαϊκή συνεργασία και αλληλεπίδραση στον τομέα των HAPs. ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ CAPANINA Τα HAPs και τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη κινούμενα από ηλιακή ενέργεια ίσως είναι το κλειδί για τις ευρείας ζώνης τηλεπικοινωνίες. Το βασικό πρόγραμμα της Ευρωπαϊκής Ένωσης είναι το CAPANINA, που σκοπεύει στα επόμενα χρόνια να αναπτύξει τις εναέριες επικοινωνίες, με τη χρήση πλατφόρμων που θα πετούν σε ύψος 22 km πάνω από το έδαφος και θα μπορούν να προσφέρουν ταχύτητες μέχρι και 120 Mbps οπουδήποτε ανά τον κόσμο, ως εναλλακτική λύση της χρήσης καλωδίων και δορυφόρων. Όπως αναφέρεται στον ιστότοπο του CAPANINA, «το CAPANINA θα προσφέρει χαμηλού κόστους επικοινωνίες ευρείας ζώνης σε χρήστες σε γραφεία και σπίτια, με ταχύτητες έως και 120 Mbps φορές πιο γρήγορα από μια απλή σύνδεση στο internet και 200 φορές πιο γρήγορα από μια τυπική καλωδιακή υπηρεσία ευρείας ζώνης. Χρήστες σε αγροτικές περιοχές και σε άλλες περιοχές με δύσκολη πρόσβαση σε υπηρεσίες παροχής επικοινωνιών θα ωφεληθούν από την μεγάλης περιοχής ασύρματη κάλυψη από τα HAPs. Η επικοινωνία ευρείας ζώνης από τη στρατόσφαιρα καλύπτει το κενό μεταξύ των δορυφόρων και των επίγειων εγκαταστάσεων ασύρματης επικοινωνίας. Χωρίς την ανάγκη εγκατάστασης υπόγειων καλωδίων, θα μπορεί να εξυπηρετεί χρήστες σε αστικές και αγροτικές περιοχές και ακόμη και χρήστες εν κινήσει». 40

41 Όπως δηλώνει ο Dr. David Grace, βασικό επιστημονικό μέλος του προγράμματος CAPANINA και μέλος του Communications Research Group στο πανεπιστήμιο του York, «μπορούμε να εξυπηρετήσουμε χίλιες φορές πιο πολλούς χρήστες από ότι ένας δορυφόρος. Τα HAPs συνδυάζουν τα χαρακτηριστικά των δορυφόρων και των επίγειων εγκαταστάσεων, άρα μπορούμε να πάρουμε τα καλύτερα χαρακτηριστικά και των δύο». Αρχικά το πρόγραμμα αυτό θα μελετήσει τα τεχνικά ζητήματα της παροχής σύνδεσης υψηλής ταχύτητας δύο κατευθύνσεων καθώς και τα επιχειρηματικά μοντέλα που θα χρειαστεί να εφαρμοστούν για να γίνει το πρόγραμμα παροχέας υπηρεσιών επικοινωνίας. Αλλά υπάρχουν και ρυθμιστικά ζητήματα. Αν και οι συχνότητες που θα χρησιμοποιηθούν είναι ήδη διαθέσιμες παντού, στην Ευρώπη δεν είναι ακόμα διαθέσιμη η ζώνη των 29-31GHz που απαιτείται. Ο Dr David Grace ευελπιστεί ότι θα γίνει διαθέσιμη εν καιρώ. Αν και η χρήση ενός πιο βολικού τρόπου ασύρματης επικοινωνίας ευρείας ζώνης ήδη αρχίζει να εξαπλώνεται, η χρήση εναέριων πλατφόρμων έχει μερικά μοναδικά πλεονεκτήματα. Ένα από αυτά είναι η άμεση οπτική επαφή των χρηστών με τις πλατφόρμες. Έτσι σχεδόν καταργείται η ανάγκη ύπαρξης υπόγειων καλωδιώσεων ή πολύ ψηλών κεραιών, κάτι στο οποίο βασιζόταν το πρωτόκολλο (ομάδα που έχει θεσπιστεί από το συμβούλιο καθορισμού standards IEEE, για τον καθορισμό των standards στην ασύρματη πρόσβαση ευρείας ζώνης). Σε λίγα χρόνια το πρόγραμμα ευελπιστεί να χρησιμοποιηθούν οι πλατφόρμες αυτές και για εμπορικούς σκοπούς. Αν και δεν έχει αρχίσει ακόμα η παραγωγή των πλατφόρμων, θα μπορούσε να δημιουργηθεί ολόκληρη βιομηχανία παραγωγής και χρησιμοποίησής τους, αφού όπως ο Dr David Grace επισημαίνει, «είμαστε στο ίδιο στάδιο όπως ήταν οι δορυφόροι το 1960». Άλλα μέλη στο πρόγραμμα αυτό είναι η BT Exact Technologies και η αγγλική SkyLINC Ltd. Ακόμα ο σουηδικός οργανισμός Contraves Space AG και το Centre Suisse d Electronique et de Microtechnique. Το ιταλικό Italians Carlo Gavazzi Space and EuroConcepts. Και το εκτός Ευρώπης το ιαπωνικό Communications Research Laboratory, που στο παρελθόν έχει συνεργαστεί με τη NASA και την αμερικανική εταιρεία AeroVironment πάνω σε παρόμοιες ιδέες. 41

42 ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ COST297 Άλλα ερευνητικά προγράμματα είναι το HAPCOS (COST297), βασικός σκοπός του οποίου είναι η ανάπτυξη της γνώσης και της κατανόησης της χρήσης των HAPs για την παροχή τηλεπικοινωνιών και άλλων υπηρεσιών μέσω της έρευνας, αναζήτησης και ανάπτυξης νέων μεθόδων, αναλύσεων, τεχνικών και στρατηγικών για τους υπεύθυνους ανάπτυξης, παροχείς υπηρεσιών και ρυθμιστές συστημάτων. Το πρόγραμμα αυτό ξεκίνησε το 2005, έπειτα από 5 χρόνια αυξανόμενου ενδιαφέροντος και ενεργειών στα HAPs, κυρίως για τον τομέα των τηλεπικοινωνιών. Ήταν προφανές στον πρόεδρο του προγράμματος Tim Tozer ότι για να εδραιωθεί καλύτερα ο τομέας των HAPs χρειαζόταν να ξεκινήσει ένας διάλογος μεταξύ ενδιαφερόμενων πιθανών χρηματοδοτών. Και παρότι υπήρχε ενδιαφέρον για τις παροχές τηλεπικοινωνιών και τεχνολογιών, με μερικά επιτυχημένα προγράμματα από την Ευρωπαϊκή Ένωση (π.χ. HeliNet, CAPANINA), δεν υπήρχε το ίδιο ενδιαφέρον για τα προγράμματα κατασκευής των πλατφόρμων μέσω των οποίων θα παρέχονταν αυτές οι υπηρεσίες. Έτσι γεννήθηκε η ιδέα να δημιουργηθεί ένας μηχανισμός για την ανταλλαγή ιδεών ανάπτυξης μέσα στην Ευρώπη. Αυτό προτάθηκε το 2004 και έγινε δεκτό το Μέχρι στιγμής το πρόγραμμα δουλεύει ικανοποιητικά, αφού προωθεί τη συνεχή συνεργασία μεταξύ Ευρωπαίων ερευνητών, κυρίως στους τομείς των ασύρματων τηλεπικοινωνιών και των οπτικών επικοινωνιών μεταξύ των HAPs. Επίσης, όσον αφορά τα HAPs, γίνονται και άλλες μελέτες, όπως στην απομακρυσμένη επικοινωνία μεταξύ τους. Η μεγαλύτερη πρόκληση του COST297 είναι να φέρει σε επαφή ομάδες ενδιαφερομένων στον τομέα των HAPs και να συνεργαστεί μαζί τους στον τομέα της απομακρυσμένης επικοινωνίας και των σχετικών εφαρμογών. 42

43 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Αδόμητα Ασύρματα Δίκτυα Ad-Hoc 2.3 ΓΕΝΙΚΑ Όπως δηλώνει και η ονομασία τους «ad-hoc» (για συγκεκριμένο σκοπό), γίνεται κατανοητό ότι η μορφή αυτή ασύρματων δικτύων αναπτύσσεται σε ειδικές περιπτώσεις και αποσκοπεί να παράσχει ειδικές τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες. Τα ad-hoc δίκτυα, που συχνά στη βιβλιογραφία αναφέρονται και ως MANETs (Mobile Ad-hoc Networks), αποτελούν μέρος των ασύρματων κινητών δικτύων και μπορούν να λειτουργούν χωρίς να έχουν κάποια συγκεκριμένη υποδομή. Η έρευνα στα αδόμητα ασύρματα κινητά δίκτυα άρχισε τη δεκαετία του 1970, με πρωτοβουλία της DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), φορέα του Αμερικανικού Στρατού και συνεχίστηκε με μειωμένο βέβαια ρυθμό τη δεκαετία του 80. Η έρευνα έχει ενταθεί τα τελευταία 10 χρόνια καθώς η τεχνολογία των πομποδεκτών έχει βελτιωθεί σημαντικά καθώς επίσης έχουν προκύψει και πολλά ενδιαφέροντα ερευνητικά προβλήματα τα οποία μπορούν να αντιμετωπιστούν με τέτοιου είδους δίκτυα. Παρόλα αυτά ελάχιστα αδόμητα δίκτυα βρίσκονται πέραν του πειραματικού σταδίου. Τέτοιου είδους δίκτυα αποτελούνται από δύο ή περισσότερους κινητούς κόμβους, υπολογιστικές συσκευές (φορητούς υπολογιστές, υπολογιστές χειρός, κινητά τηλέφωνα κ.τ.λ.), οι οποίοι έχουν δυνατότητα για ασύρματη μετάδοση και λήψη δεδομένων. Οι συσκευές μέσα σε ένα τέτοιο δίκτυο έχουν την δυνατότητα επικοινωνίας με οποιαδήποτε άλλη συσκευή, η οποία βρίσκεται στην εμβέλεια τους ή στην εμβέλεια μιας γειτονικής τους συσκευής. Στην πρώτη περίπτωση η επικοινωνία γίνεται απευθείας μεταξύ των δύο κόμβων (απλό hop), ενώ στην δεύτερη περίπτωση η επικοινωνία γίνεται με τη χρήση ενός ή περισσότερων ενδιάμεσων κόμβων, οι οποίοι αναλαμβάνουν την μεταγωγή των δεδομένων από τον αποστολέα στον παραλήπτη (multi-hop) [Εικόνα 2.1]. 43

44 Εικόνα 2.1 Ένα ad-hoc δίκτυο Ένα ad-hoc δίκτυο συνήθως αποτελείται από μικρό αριθμό κόμβων κάθε φορά, γεγονός όχι απόλυτο, οι οποίοι μπορεί να εισέρχονται και να εξέρχονται από το δίκτυο με εντελώς τυχαία συχνότητα. Τέτοιου είδους δίκτυα είναι ετερογενή, δεν αποτελούνται δηλαδή από έναν τύπο συσκευών. Μπορεί να αποτελούνται από ένα σύνολο PDA, κινητών τηλεφώνων, φορητών υπολογιστών κτλ. τα οποία πρέπει να έχουν δυνατότητα επικοινωνίας μεταξύ τους. Η κατανομή των κόμβων αυτών στο χώρο καθορίζει και την τοπολογία που θα χρησιμοποιηθεί. Τα ad-hoc δίκτυα παρουσιάζουν σημαντική ανομοιογένεια, αφού κάθε κόμβος μπορεί να διαφέρει από τους υπόλοιπους σε πολλά χαρακτηριστικά, όπως την υπολογιστική ισχύ, την ακτίνα εκπομπής ή τη διάρκεια ζωής των μπαταριών (αν π.χ. είναι ένας φορητός υπολογιστής ή ένα PDA). Επιπλέον, μπορεί να διαφέρουν στους χρησιμοποιούμενους ρυθμούς επικοινωνίας, στο αν παρέχουν δυνατότητες broadcast ή multicast, στο αν συνυπάρχουν ή όχι με άλλα δίκτυα τα οποία έχουν κάποια σταθερή υποδομή ή τέλος, αν υποστηρίζουν την κινητικότητα των χρηστών και με τι ρυθμούς. Σημαντικό ρόλο σε κάθε ad-hoc δίκτυο παίζει η ακτίνα μετάδοσης κάθε κόμβου. Συγκεκριμένα, όσο μεγαλύτερη είναι η ακτίνα μετάδοσης των κόμβων, τόσο μικρότερος θα είναι ο μέσος αριθμός μεταδόσεων που θα απαιτείται για την αποστολή ενός πακέτου από ένα κόμβο σε κάποιον άλλο. Από την άλλη μεριά, η μικρή ακτίνα εκπομπής των κόμβων μειώνει την πιθανότητα συγκρούσεων, καθώς και τις παρεμβολές μεταξύ των κόμβων. Με άλλα λόγια, όσο μικρότερη είναι η ακτίνα εκπομπής, τόσο περισσότερες μεταδόσεις θα μπορούν να πραγματοποιούνται ταυτόχρονα. Επιπρόσθετα, η ακτίνα μετάδοσης παίζει καθοριστικό ρόλο και στην κατανάλωση ενέργειας κάθε κόμβου, η οποία είναι μια πολύ σημαντική παράμετρος στα περισσότερα ad-hoc δίκτυα. Εξίσου 44

45 σημαντική παράμετρος που καθορίζει την απόδοση τέτοιων δικτύων είναι η δρομολόγηση των πακέτων από κόμβο σε κόμβο. Οι τεχνικές δρομολόγησης που έχουν αναπτυχθεί στις μέρες μας είναι αρκετές. 2.2 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ AD-HOC ΔΙΚΤΥΩΝ Υπάρχουν πολλοί λόγοι που μας κάνουν να έχουμε αναπτύξει σε μεγάλο βαθμό τα ad-hoc δίκτυα. Μερικοί είναι η ευκολία και η ταχύτητα με την οποία υλοποιούνται καθώς και η μειωμένη τους εξάρτηση από σταθερή υποδομή. Κανένας προγραμματισμός δεν απαιτείται κατά το σχεδιασμό ενός τέτοιου δικτύου. Δεν απαιτείται κάποια δαπανηρή-ενσύρματη υποδομή, πράγμα που καθιστά την επέκταση και διαχείριση των δικτύων αυτών γρήγορη, εύκολη και οικονομικώς αποδοτική. Τα χαρακτηριστικά αυτά ναι μεν προσδίδουν μεγάλη ευελιξία σε τέτοιου είδους δίκτυα, αλλά αποτελούν και λόγους ώστε αυτά να έχουν αρκετά μειονεκτήματα με τα οποία θα ασχοληθούμε παρακάτω. Τα ad-hoc δίκτυα χαρακτηρίζονται και ως δίκτυα πολλών αλμάτων (hops). Ο χαρακτηρισμός αυτός προκύπτει διότι η διαδρομή πληροφορίας από την πηγή ως τον προορισμό περνάει μέσα από πολλούς ενδιάμεσους κόμβους. Το χαρακτηριστικό αυτό είναι πολύ σημαντικό γιατί η εμβέλεια των ασύρματων μέσων είναι αρκετά περιορισμένη. Ένα άλλο εξίσου σημαντικό στοιχείο είναι η αυτοδιάρθρωση που έχουν τα δίκτυα αυτά. Αυτό γίνεται για να καθορίζουν αυτόνομα χαρακτηριστικά της δομής τους όπως η δρομολόγηση, η δημιουργία ομάδων, ο έλεγχος ισχύος κ.α. Αρκετές φορές επιλέγονται από το δίκτυο συγκεκριμένοι κόμβοι με περεταίρω λειτουργίες ελέγχου από τους υπόλοιπους. Οι κόμβοι αυτοί θα πρέπει να επιλέγονται αυτόνομα από το δίκτυο. Μεγάλα προβλήματα σε ένα ad-hoc δίκτυο δημιουργούνται από την κινητικότητα και την κλιμάκωση. Αυτό συμβαίνει γιατί οι ιεραρχικές δομές που χρησιμοποιούνται στα σταθερά δίκτυα δεν μπορούν να εφαρμοστούν και στα αδόμητα. Επίσης εξαιτίας του γεγονότος ότι τα MANETs εμφανίζουν μια δυναμική τοπολογία δεν μπορεί να υπάρξει κεντρικός έλεγχος στο δίκτυο και επομένως οι πόροι του δικτύου δεν μπορούν να προκαθοριστούν. Αυτό είναι πολύ σημαντικό για την σχεδίαση πρωτοκόλλων δρομολόγησης που καθορίζουν τον τρόπο επικοινωνίας. Το σημαντικότερο στοιχείο, το οποίο βέβαια και παρουσιάζει τα μεγαλύτερα προβλήματα στα αδόμητα δίκτυα, είναι η δρομολόγηση. Αυτό που πρωτίστως πρέπει να 45

46 λαμβάνει υπόψη ένα πρωτόκολλο δρομολόγησης είναι το εύρος ζώνης και να προσπαθεί να επιφέρει το χαμηλότερο δυνατό φορτίο στο δίκτυο. Στα πρωτόκολλα δρομολόγησης θα αναφερθούμε αναλυτικά σε επόμενη ενότητα. 2.3 ΠΟΙΟΤΗΤΑ AD-HOC ΔΙΚΤΥΩΝ (QoS) Για την σωστή λειτουργία τους πολλές προηγμένες εφαρμογές απαιτούν εγγύηση του ελάχιστου εύρους ζώνης, της διαμετακομιστικής ικανότητας, του ποσοστού απώλειας πακέτων και άλλων παραμέτρων, ώστε να λειτουργήσουν ικανοποιητικά. Απαιτούν, δηλαδή, καλύτερη ποιότητα υπηρεσίας (Quality of Service, QoS). Ο αρχικός σχεδιασμός του δικτύου δεν μπορεί να παρέχει τέτοιες εγγυήσεις. Είναι επομένως απαραίτητο να αλλάξουμε την αρχιτεκτονική του δικτύου ώστε να εξασφαλίζει ποιότητα υπηρεσίας. Ακόμα θα πρέπει να αναφερθεί η δυνατότητα που υπάρχει για την παροχή δυναμικά μεταβαλλόμενης ποιότητας υπηρεσιών (dynamic QoS). Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση κατάλληλου υλικού, που πλέον είναι διαθέσιμο. Όσων αφορά την ποιότητα των υπηρεσιών που προσφέρει ένα τέτοιο δίκτυο, αυτή γίνεται αντιληπτή διαφορετικά από τον κάθε χρήστη. Αυτό είναι άμεσο αποτέλεσμα κυρίως των απαιτήσεων που έχει ο καθένας από τα εργαλεία-εφαρμογές που χρησιμοποιεί. Έτσι, ανάμεσα σε κάποιους χρήστες ενός δικτύου, ο πρώτος μπορεί να έχει απαίτηση για μεγάλο εύρος ζώνης από το δίκτυο-εφαρμογή του, ένας δεύτερος μπορεί ν αποζητά πολύ μικρό χρονικό διάστημα από την αποστολή ενός μηνύματος μέχρι τη λήψη του, ενώ ένας τρίτος μπορεί να θέλει επιβεβαίωση ότι κάθε μήνυμα που στέλνει θα φτάσει στον προορισμό του. Αυτές οι απαιτήσεις είναι πολύ γενικές για να αναλυθούν περαιτέρω. Έχουν ωστόσο κοινό παρονομαστή, την ποιότητα υπηρεσιών. Είναι γνωστό ότι η ποιότητα υπηρεσιών που μπορεί να προσφέρει ένα δίκτυο σε μία διεργασία εξαρτάται άμεσα από την ποιότητα του δικτύου. Έτσι μπορούν να τεθούν κάποιες πρώτες αρχές: Στις παραμέτρους του δικτύου: α) οι διαθέσιμοι πόροι β) η σταθερότητα των πόρων 46

47 Το πρωτόκολλο δρομολόγησης πρέπει να είναι πλήρως προσαρμοζόμενο στις γεωγραφικές αλλαγές του δικτύου, στη μεταβολή των διαθέσιμων πόρων αλλά και στη μικρή χωρητικότητα του δικτύου. Άλλοι παράγοντες οι οποίοι καθορίζουν το επίπεδο της ποιότητας σε ένα τέτοιο αδόμητο δίκτυο είναι το υψηλό εύρος ζώνης, η μικρή καθυστέρηση από άκρο σε άκρο, η διαμετακομιστική ικανότητα και το μικρό ποσοστό στις απώλειες πακέτων. Όσων αφορά το εύρος ζώνης, σε περίπτωση που το ελάχιστο απαιτούμενο δεν μπορεί να δεσμευτεί είναι προτιμότερο τα πακέτα να μην αποσταλούν καθόλου, αφού και να φτάσουν στον προορισμό τους θα φτάσουν λανθασμένα ή καθυστερημένα σπαταλώντας μέρος του εύρους ζώνης το οποίο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μια άλλη υπηρεσία. Η μικρή καθυστέρηση από άκρο σε άκρο δεν πρέπει να ξεπερνά τα 400 χιλιοστά του δευτερολέπτου για να μην υπάρχει σοβαρή αρνητική επίδραση στην επικοινωνία. Αν υπάρχει μεγάλη καθυστέρηση τότε οι εφαρμογές δεν θα είναι δυνατόν να μεταδοθούν σε πραγματικό χρόνο. Η διαμετακομιστική ικανότητα είναι μια πολύ σημαντική παράμετρος. Καθορίζει την ικανότητα του δικτύου να μεταφέρει αξιόπιστα την πληροφορία. Αν δεν συμβεί κάτι τέτοιο τα αρχεία στη συνέχεια δεν θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν καθώς θα έχουν διαφορές αλλοιώσεις. Τέλος, οι απώλειες πακέτων θα πρέπει να είναι μικρές ώστε να διατηρηθεί ένα αποδεκτό επίπεδο στην ποιότητα των εφαρμογών αυτών. Η αναμετάδοση ενός χαμένου πακέτου δεν είναι μια πρακτική κατάλληλη για εφαρμογές πραγματικού χρόνου. 2.4 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ AD-HOC ΔΙΚΤΥΩΝ Πλεονεκτήματα Τα πλεονεκτήματα των ad-hoc δικτύων προέρχονται από τη φύση τους ως τεχνολογία δικτύων καθώς και από τη δυνατότητα κινητικότητας των κόμβων τους, τα κυριότερα από τα οποία αναφέρονται παρακάτω. 47

48 ΕΥΚΟΛΙΑ ΣΤΗ ΣΥΝΔΕΣΙΜΟΤΗΤΑ Οι χρήστες που συνδέονται ασύρματα σε ένα αδόμητο δίκτυο έχουν μια εύκολη, διαφανή δικτυακή εμπειρία παρόμοια με αυτή που έχουν οι χρήστες των (συνέχεια συνδεδεμένων) κινητών τηλεφώνων. Ένα καλά σχεδιασμένο ad-hoc δίκτυο επιτρέπει την πρόσβαση με μια φορητή συσκευή ασχέτως από την τοποθεσία του χρήστη. Επιπλέον, οι σύγχρονες υλοποιήσεις των ασύρματων τεχνολογιών επιτρέπουν υψηλές ταχύτητες αλλά και τη συνύπαρξη πολλών τύπων δεδομένων, όπως streaming, voice over ip και απλά δεδομένα δικτύου τα οποία συνυπάρχουν σε διαφορετικές ραδιοσυχνότητες. ΕΥΚΟΛΙΑ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ Η υλοποίηση και ανάπτυξη ενός ad-hoc δικτύου είναι πολύ πιο εύκολη και απλή από οποιοδήποτε ενσύρματο δίκτυο που απαιτεί καλωδίωση και επίσης ευκολότερη από την υλοποίηση ενός κυψελωτού δικτύου, όπου απαιτείται εγκατάσταση σταθμών βάσης, που έχουν αρκετά υψηλό κόστος και οργάνωση συγκεκριμένης δομής η οποία είναι χρονοβόρα. ΕΥΚΟΛΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Η εγκατάσταση δικτυακών συνδέσεων είναι πολύ εύκολη σε μέρη τα οποία χρησιμοποιούνται προσωρινά. Όπως, για παράδειγμα, πρόχειρες εγκαταστάσεις μιας υπηρεσίας. ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΚΑΙ ΕΥΕΛΙΞΙΑ ΣΤΗΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ Σε ένα ad-hoc δίκτυο όλοι οι σταθμοί είναι ισοδύναμοι, αφού όλοι μπορούν να συμπεριφερθούν ως δρομολογητές και να προωθήσουν πακέτα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ταχύτητα και την ευελιξία των αδόμητων δικτύων όσων αφορά την μεταφορά δεδομένων. 48

49 ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΑΛΛΑ ΔΙΚΤΥΑ Ένα ad-hoc δίκτυο μπορεί να συνυπάρξει και να συνεργαστεί με ένα συμβατικό δίκτυο που στηρίζεται σε μια συγκεκριμένη υποδομή. Έτσι μπορεί να γίνεται ανταλλαγή δεδομένων ανάμεσα σε διαφορετικά είδη δικτύων Μειονεκτήματα Παρά τα πολλά τους πλεονεκτήματα, η τεχνολογία των ad-hoc δικτύων δεν παύει να έχει κάποιες αδυναμίες. ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΕΥΡΟΣ ΖΩΝΗΣ Ένα ad-hoc δίκτυο, ως ασύρματο δίκτυο, έχει σημαντικά χαμηλότερο εύρος ζώνης (bandwidth) από τα συμβατικά δίκτυα καλωδίων. Επιπλέον, η επιβάρυνση του δικτύου από τα πρωτόκολλα ασύρματης διασύνδεσης, διαχείρισης και αποφυγής συγκρούσεων τυπικά μειώνει το χρήσιμο bandwidth στο 45-50%. Αξίζει να σημειωθεί ότι όταν η κινητικότητα των κόμβων είναι μεγάλη, πολύ μεγάλο ποσοστό του εύρους ζώνης καταναλώνεται στην εξεύρεση μονοπατιών. ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ Τα ad-hoc δίκτυα είναι πιο ευάλωτα σε «απειλές» απ ότι τα συμβατικά ενσύρματα δίκτυα. Θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή σε θέματα υποκλοπών. Για να ενισχυθεί η ασφάλειά τους εφαρμόζονται συχνά οι υπάρχοντες μέθοδοι ασφάλειας συνδέσμων. Η αποκεντρωτική φύση της διαχείρισης ενός ad-hoc δικτύου, παρέχει μεγαλύτερη στιβαρότητα σε σχέση με περισσότερο συγκεντρωτικές μεθόδους διαχείρισης, κάτι που μπορεί να θεωρηθεί θετικό. Επιπλέον, ορισμένα δίκτυα (π.χ. κινητά στρατιωτικά δίκτυα η δίκτυα ταχείας κυκλοφορίας) μπορεί να είναι ιδιαίτερα μεγάλα (δεκάδες ή εκατοντάδες κόμβοι ανά περιοχή δρομολόγησης). Η ανάγκη για εύκολη κλιμάκωση (scalability), αποτελεί κάτι το δεδομένο. Λαμβάνοντας υπόψη τα προαναφερόμενα χαρακτηριστικά, οι μηχανισμοί ώστε να επιτευχθεί η εύκολη κλιμάκωση θεωρούνται επίσης δεδομένοι. Τα παραπάνω χαρακτηριστικά δημιουργούν ένα σύνολο από 49

50 υποθέσεις και θέματα αποδοτικότητας και ασφαλείας που θα πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά το σχεδιασμό πρωτοκόλλων που είναι πέρα από αυτά των συμβατικών δικτύων. ΕΥΑΛΩΤΑ ΣΕ ΠΑΡΕΜΒΟΛΕΣ Τα ad-hoc δίκτυα, όπως και όλα τα ασύρματα δίκτυα είναι ευάλωτα σε παρεμβολές. Όταν ένας αναμεταδότης λειτουργεί στην ίδια ραδιοσυχνότητα με ένα ad-hoc δίκτυο και βρίσκεται κοντά σε αυτό, τότε μπορεί να προκαλέσει στο δίκτυο παρεμβολές και κατά συνέπεια μη αξιόπιστη επικοινωνία μεταξύ των χρηστών του δικτύου. Αυτό φυσικά μπορεί να γίνει και ως μια κακόβουλη πρόθεση από κάποιον ο οποίος θέλει να προκαλέσει προβλήματα προς το δίκτυο. ΕΠΙΡΡΕΠΗ ΣΕ ΑΠΩΛΕΙΑ ΠΑΚΕΤΩΝ Στα ad-hoc δίκτυα το ποσοστό των πακέτων που χάνονται είναι αρκετά υψηλό, Αυτό οφείλεται τόσο λόγω της αυξημένης πιθανότητας λαθών μετάδοσης, όσο και της αυξημένης πιθανότητας μη επίτευξης συνδέσης (π.χ. εξαιτίας της μετακίνησης ενός κόμβου). ΕΛΛΕΙΨΗ ΚΕΝΤΡΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ Ελλείψει ενός κεντρικού ελέγχου και συντονισμού είναι δύσκολο να επιτευχθεί συνεργασία μεταξύ γειτονικών σταθμών ώστε να αποφασίσουν πότε θα εκπέμψει ο καθένας. Επειδή όλοι οι σταθμοί μοιράζονται το ίδιο μέσο διάδοσης (αέρας), σε περίπτωση που εκπέμψουν ταυτόχρονα υπάρχει πιθανότητα σύγκρουσης των πακέτων και έτσι η πληροφορία θα χαθεί. 50

51 2.5 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ AD-HOC ΔΙΚΤΥΩΝ Τα δίκτυα ad-hoc λόγω της κινητικότητάς τους και κατά συνέπεια της δυναμικής τους τοπολογίας είναι πολύ χρήσιμα σε πολλές περιπτώσεις. Τέτοιας μορφής δίκτυα μοιάζουν ιδιαίτερα χρήσιμα σε περιπτώσεις που η σταθερή δομή δεν υφίσταται ή είναι ανεπαρκής ή έχει καταστραφεί. Οι κυριότερες εφαρμογές των ad-hoc δικτύων αναφέρονται παρακάτω. ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΕΣ Τα ad-hoc δίκτυα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνέδρια, σε διάφορες διαλέξεις ή σε αίθουσες διδασκαλίας, όπου όλα τα τερματικά είναι απαραίτητο να είναι κινητά και στις οποίες έχουμε συγκέντρωση ατόμων με φορητούς υπολογιστές χωρίς την υποστήριξη ενός συμβατικού δικτύου. Αφού είναι άμεση ανάγκη για τους σύνεδρους να μετακινούνται, να ανταλλάσσουν πληροφορίες και να επικοινωνούν χωρίς να εξαρτώνται αποκλειστικά από ένα σταθερό σημείο πρόσβασης, το ad-hoc δίκτυο υλοποιεί επιτυχώς όλες αυτές τις απαιτήσεις αφού η ανάπτυξη κάποιας συγκεκριμένης υποδομής θα ήταν οικονομικά ασύμφορη και χρονοβόρα [Εικόνα 2.2]. Εικόνα 2.2 Ασύρματη σύνδεση τερματικών ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΕΣ Τα ad-hoc δίκτυα είναι πολύ χρήσιμα σε στρατιωτικές εφαρμογές, όπως στα στρατιωτικά οχήματα σ ένα πεδίο μάχης, στα τηλεκατευθυνόμενα εναέρια οχήματα, σ έναν στόλο 51

52 πλοίων στη θάλασσα κ.α. Στις στρατιωτικές επιχειρήσεις χρειάζεται μεγάλη ευελιξία και ταχύτητα ανάπτυξης, έτσι τέτοιου είδους αδόμητα δίκτυα μπορούν να φανούν πολύ χρήσιμα αφού δεν υπάρχει χρόνος για να στηθούν σταθμοί βάσης [Εικόνα 2.3]. Ακόμα όμως και αν υπήρχε η δυνατότητα να στηθούν σταθμοί βάσης, αυτοί θα ήταν ιδιαιτέρως ευάλωτοι σε επιθέσεις. Εικόνα 2.3 Στρατιωτική εφαρμογή ad-hoc δικτύου ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗ ΕΚΤΑΚΤΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Χρήση των ad-hoc δικτύων μπορεί να γίνει εκεί που δημιουργούνται ομάδες αποκατάστασης και διαχείρισης καταστροφής και έκτακτων περιστάσεων, οι οποίες δεν θα μπορούσαν να στηριχθούν στην υπάρχουσα υποδομή. Μια τέτοια εφαρμογή είναι τα NANs (Neighborhood Area Networks), τα οποία είναι δίκτυα που αναφέρονται στη διαμοιρασμένη πρόσβαση στο Internet σε αστικές τοποθεσίες υψηλής πυκνότητας, όπου, για παράδειγμα, εφαρμόζονται από το προσωπικό άμεσης ανάγκης στην περίπτωση ενός σεισμού που κατάστρεψε την υπάρχουσα υποδομή. ΕΜΠΟΡΙΚΕΣ Τα ad-hoc δίκτυα έχουν και εμπορικές εφαρμογές, όπως η αυτοματοποίηση των πωλήσεων ή τα Personal Area Networks (PANs). 52

53 VANETs Τα VANETs (Vehicular Ad-hoc Networks) είναι μια κατηγορία των ad-hoc δικτύων, όπου οι κόμβοι του δικτύου αποτελούνται από οχήματα τα οποία κινούνται στα όρια της περιοχής εμβέλειας του δικτύου [Εικόνα 2.4]. Μερικές από τις εφαρμογές αυτού του είδους δικτύων αφορούν στην ασφάλεια όσον αφορά την αποφυγή συγκρούσεων, στην αξιολόγηση διαδρομής με το συγχρονισμό φωτεινών σηματοδοτών, σύμφωνα με την ταχύτητα, και εφαρμογές που αφορούν την πληροφορία και την ψυχαγωγία, όπως πρόσβαση στο Internet. Εικόνα 2.4 Ένα VANET δίκτυο Για εφαρμογές σχετικές με την ασφάλεια, ο συνεταιρισμός Vehicle Safety Communications αναγνωρίζει τις παρακάτω πιθανές εφαρμογές: προειδοποίηση παραβίασης οδικής σήμανσης καμπύλη ταχύτητας φωτεινή ένδειξη σε απότομο φρενάρισμα αισθητήρες για την αποφυγή πρόσκρουσης επικοινωνία μεταξύ των οχημάτων για προειδοποίηση μποτιλιαρίσματος σύστημα υποβοήθησης οδηγού για τη διάσχιση διασταυρώσεων σύστημα προειδοποίησης για αλλαγή λωρίδας 53

54 Κάποιες από αυτές τις εφαρμογές απαιτούν επικοινωνία από όχημα σε όχημα, ενώ άλλες απαιτούν σύνδεση με σταθερό εξοπλισμό. Μια μεγάλη έρευνα επιτελείται παγκοσμίως στον τομέα των VANETs. Πολλά προγράμματα βρίσκονται υπό ανάπτυξη. Ένα από αυτά είναι το Ευρωπαϊκό FleetNet. Στο FleetNet, τα οχήματα ανταλλάσσουν σύντομα μηνύματα με τοπικές πληροφορίες. Τα μηνύματα αυτά ενημερώνουν τους οδηγούς ή τους αισθητήρες του οχήματος σχετικά με τα εμπόδια ή την κυκλοφοριακή συμφόρηση που μπορεί να συναντήσουν πέρα από το οπτικό πεδίο του οδηγού. Ακόμη, προγράμματα όπως το Ευρωπαϊκό CarTALK 2000, αξιοποίησαν την ανάπτυξη συστημάτων υποβοήθησης του οδηγού και την ανάπτυξη ad-hoc δικτύων ως βάση επικοινωνίας, με στόχο την προετοιμασία ενός μελλοντικού προτύπου. Το CarTALK χρησιμοποιεί τόσο τις άμεσες επικοινωνίες όσο και τις επικοινωνίες πολλαπλών κόμβων, για τη μεταφορά δεδομένων. ΔΙΚΤΥΑ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (Wireless Sensor Networks WSN) είναι ένας ειδικός τύπος ad-hoc δικτύων στα οποία τα τερματικά κόμβοι είναι μικρές συσκευές (το μέγεθος των οποίων προσεγγίζει αυτό ενός νομίσματος) και οι οποίες είναι εξοπλισμένες με αισθητήριες διατάξεις (θερμοκρασίας, πίεσης, θέσης κ.τ.λ.), ένα μικρό επεξεργαστή, και ένα πομποδέκτη μικρής σχετικά εμβέλειας [Εικόνα 2.5]. Σε ένα τέτοιου τύπου δίκτυο, οι αισθητήρες ανταλλάσουν μεταξύ τους πληροφορίες για το περιβάλλον, με σκοπό να αποκτήσουν μια εποπτεία του περιβάλλοντος χώρου, συναρτήσει των μετρουμένων από αυτούς μεταβλητών. Οι πληροφορίες αυτές μπορούν να γίνουν προσβάσιμες από εξωτερικούς χρηστές μέσω κόμβων οι όποιοι είναι συνδεμένοι σε κάποιο μεγαλύτερο δίκτυο, και οι όποιοι χρησιμοποιούνται ως πύλες επικοινωνίας. Τα δίκτυα αισθητήρων έχουν πολλές λειτουργίες. Πολλές από αυτές μας είναι ήδη οικείες καθώς ανταποκρίνονται στις συνήθεις δραστηριότητες και ανάγκες μας, όπως μετρήσεις ακριβείας πολλών ατμοσφαιρικών και μετεωρολογικών παραμέτρων, επιτήρηση δασών, υδροβιότοπων, θερμοκηπίων και γενικά αγροτικών καλλιεργειών, επιτήρηση υγρών στοιχείων για ρύπους ή έλεγχο ακραίων καιρικών φαινομένων όπως οι πλημμύρες, επιτήρηση βιομηχανικού περιβάλλοντος για την εξασφάλιση επιθυμητών 54

55 συνθηκών της παραγωγικής διαδικασίας, στοιχειώδεις ρυθμίσεις λειτουργιών σε κτίρια όπως θέρμανση, φωτισμός, συναγερμοί. Ως λιγότερο οικείες αλλά αρχαιότερες χρονικά μπορούν ν αναφερθούν οι στρατιωτικές εφαρμογές και οι υποβρύχιες εγκαταστάσεις δικτύων για εντοπισμό αντικειμένων τόσο για στρατιωτικές επιχειρήσεις όσο και για αρχαιολογικές έρευνες και πειράματα. Τα WSN έχουν κινήσει το ενδιαφέρον της ακαδημαϊκής και βιομηχανικής κοινότητας τα τελευταία χρόνια. Καταρχάς, ένας αριθμός έξυπνων αισθητήρων έχουν σχεδιαστεί και υλοποιηθεί σε ακαδημαϊκό περιβάλλον. Ίσως τα πιο γνωστά από αυτά είναι το Berkeley Motes και το Smart Dust. Από τότε, διάφορα προγράμματα έχουν χρηματοδοτηθεί για να αξιοποιήσουν αυτό το είδος δικτύων. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το πρόγραμμα Great Duck Island, στο όποιο ένα ασύρματο δίκτυο αισθητήρων αναπτύχθηκε για να παρακολουθεί το φυσικό περιβάλλον διαβίωσης και τις περιοχές αποδήμησης κάποιων ειδών πάπιας. Εικόνα 2.5 Αισθητήρες WSN 55

56 2.6 ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΔΡΟΜΟΛΟΓΗΣΗΣ Γενικά Τα τελευταία χρόνια μεγάλη προσοχή έχει δοθεί από την ερευνητική κοινότητα στην περιοχή της δρομολόγησης πακέτων στα ad-hoc δίκτυα. Κατά καιρούς έχουν προταθεί διάφορα πρωτόκολλα δρομολόγησης, τα οποία εκτείνονται σε ένα ευρύ φάσμα υλοποιήσεων, από παραλλαγές διαδικτυακών πρωτόκολλων, μέχρι περίπλοκες πολύιεραρχικές υλοποιήσεις. Η μεγάλη πλειοψηφία αυτών των πρωτόκολλων βασίζεται σε κάποιες κοινές παραδοχές. Σημαντική είναι η παραδοχή ότι όλοι οι κόμβοι του δικτύου έχουν τα ίδια κατασκευαστικά χαρακτηριστικά και ίδιους ενεργειακούς πόρους. Μια άλλη είναι η υπόθεση, από αρκετά πρωτόκολλα, ότι η ακτίνα εκπομπής των κόμβων είναι η ίδια και επομένως όλες οι μεταξύ τους ζεύξεις είναι αμφίδρομες. Τέλος, παρά τη φιλοδοξία των περισσότερων υλοποιήσεων για εφαρμογή τους σε μεγάλα δίκτυα, η πλειοψηφία τους έχει σχεδιαστεί για δίκτυα μετρίου μεγέθους. Προτού προχωρήσουμε στις διάφορες προσεγγίσεις για την δρομολόγηση στα δίκτυα ad-hoc, αξίζει να αναφερθούμε στις κύριες προϋποθέσεις που θα πρέπει να ικανοποιεί ένα τέτοιο πρωτόκολλο, ώστε να γίνουν καλυτέρα αντιληπτές οι σχεδιαστικές επιλογές της κάθε υλοποίησης. Όπως έχει αναφερθεί, χαρακτηριστικό των ad-hoc δικτύων, είναι οι περιορισμοί στο εύρος ζώνης και στη διαθέσιμη ενέργεια, υψηλό ποσοστό ρυθμού σφάλματος και διαρκώς μεταβαλλόμενη τοπολογία. Κατά κοινή παραδοχή, ο πιο περιοριστικός από αυτούς τους παράγοντες είναι η διαθέσιμη ενεργεία. Παρακάτω αναφέρουμε τους κυριότερους στόχους ενός πρωτόκολλου δρομολόγησης. Όσο το δυνατόν μικρότερο μέγεθος προθέματος ελέγχου (control overhead) Ταμηνύματα έλεγχου καταναλώνουν bandwidth, υπολογιστική ισχύ και ενέργεια, τόσο για την εκπομπή, όσο και για τη λήψη τους. Καθώς αυτοί οι πόροι είναι περιορισμένοι σε ένα ad-hoc δίκτυο, γίνονται προσπάθειες κατά τη σχεδίαση ενός 56

57 πρωτόκολλου δρομολόγησης για την ελαχιστοποίηση του αριθμού και του μεγέθους των μηνυμάτων έλεγχου. Δρομολόγηση μέσω πολλαπλών αλμάτων (multihop routing) Λόγω της περιορισμένης εμβελείας εκπομπής των κόμβων, ο κόμβος-προορισμός της μετάδοσης συνήθως δεν είναι στην άμεση εμβέλεια της πηγής. Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν ενδιάμεσοι κόμβοι από το πρωτόκολλο για την δρομολόγηση των πακέτων, δηλαδή το κάθε πακέτο θα φτάσει στον προορισμό του μέσω πολλών αλμάτων. Δυναμική διατήρηση των διαδρομών δρομολόγησης Εξαιτίας της κίνησης των κόμβων, μια διαδρομή που έχει εδραιωθεί μεταξύ δυο κόμβων, μπορεί να διακοπεί. Για να καταφέρει ένας κόμβος να επικοινωνήσει με έναν κόμβο-προορισμό, θα πρέπει να διατηρείται μια διαδρομή μέσω ενδιάμεσων κινούμενων κόμβων. Αποφυγή βρόχων Βρόχοι δρομολόγησης δημιουργούνται όταν ένας κόμβος κατά τη διαδρομή, επιλέγει ως επόμενο άλμα για τον προορισμό κάποιον κόμβο οποίος έχει χρησιμοποιηθεί νωρίτερα στην ίδια διαδρομή. Στην περίπτωση που αυτό συμβεί, πακέτα δεδομένων και έλεγχου μεταδίδονται κατά την διαδρομή πολλές φορές σπαταλώντας πολύτιμους πόρους, ενώ ο κόμβος-προορισμός δεν παραλαμβάνει τα πακέτα. Για την αποφυγή τέτοιων φαινομένων θα πρέπει να ληφθεί πρόνοια από το πρωτόκολλο δρομολόγησης. Άμεση εφαρμογή Η χρήση και εφαρμογή των πρωτόκολλων δρομολόγησης, από τους κόμβους, θα πρέπει να γίνεται με όσον το δυνατόν λιγότερη εξωτερική παρέμβαση. 57

58 Βάσει των παραπάνω προϋποθέσεων που πρέπει να πληρούν, έχει προταθεί ένα πλήθος από πρωτόκολλα δρομολόγησης και τα οποία μπορούν να καταταχθούν στις παρακάτω δύο βασικές κατηγορίες Proactive Πρωτόκολλα Δρομολόγησης Τα πρωτόκολλα αυτά έχουν ως βασικό χαρακτηριστικό ότι σε κάθε δεδομένη χρονική στιγμή, ο κάθε κόμβος του δικτύου διατηρεί μια διαδρομή προς κάθε άλλον κόμβο. Η εύρεση και επιλογή μιας τέτοιας διαδρομής, πραγματοποιείται μέσω περιοδικών και «πυροδοτουμένων από το γεγονός» (event-triggered), ενημερώσεων μέσω πακέτων (update packets). Οι περιοδικές ενημερώσεις είναι ανταλλαγές πληροφοριών δρομολόγησης (routing information) μεταξύ των κόμβων, οι οποίες στέλνονται ανά προκαθορισμένα και τακτά χρονικά διαστήματα. Οι event-triggered ενημερώσεις, αποστέλλονται στην περίπτωση που έχει γίνει κάποια αλλαγή στην τοπολογία του δικτύου, όπως για παράδειγμα η διακοπή ή προσθήκη μιας ζεύξης η συχνότητα αποστολής τέτοιων πακέτων είναι ανάλογη της κινητικότητας των κόμβων. Το μεγάλο πλεονέκτημα των proactive προσεγγίσεων είναι ότι οι διαδρομές είναι διαθέσιμες την ώρα που αυτές απαιτούνται. Όταν κάποιος κόμβος αποφασίσει τη μετάδοση πληροφορίας σε κάποιον προορισμό, ελέγχει τον πίνακα δρομολόγησης που διατηρεί αποθηκευμένο στη μνήμη του, και επιλέγει την βέλτιστη διαδρομή. Παράλληλα όμως, η μορφή αυτή δρομολόγησης οδηγεί σε αύξηση του control overhead, καθώς απαιτείται συνεχώς αποστολή πληροφοριών για την ορθή ενημέρωση των κόμβων ως προς την τοπολογία του δικτύου. Ακόμη, ο αριθμός των διαδρομών που διατηρούνται σε κάθε κόμβο αυξάνεται όσο μεγαλώνει και ο αριθμός των κόμβων, με αποτέλεσμα να επιβαρύνεται υπολογιστικά και η διαδικασία επιλογής κατάλληλης διαδρομής. Η χρήση proactive πρωτοκόλλων, συνιστάται κυρίως σε περιπτώσεις δικτύων στις οποίες ενυπάρχει ένας μεγάλος αριθμός συνεδριών μετάδοσης πληροφορίας, γεγονός που θα δικαιολογούσε το φόρτο δικτυακής κίνησης έλεγχου από 58

59 το πρωτόκολλο δρομολόγησης, καθώς ένας μεγάλος αριθμός διαδρομών θα ήταν σε χρήση την κάθε χρονική στιγμή. Χαρακτηριστικός εκπρόσωπος των proactive πρωτοκόλλων είναι το DSDV (Destination Sequenced Distance Vector), το οποίο κάνει χρήση σειριακής αρίθμησης ανά κόμβο, για την αποφυγή βρόχων δρομολόγησης. Ο κάθε κόμβος αυξάνει κατά μια μονάδα το σειριακό αριθμό του σε περίπτωση μεταβολής των ζεύξεων του. Έτσι δεδομένων δυο διαδρομών δρομολόγησης προς έναν προορισμό, οι κόμβοι επιλέγουν την διαδρομή με τον μεγαλύτερο σειριακό αριθμό Reactive Πρωτόκολλα Δρομολόγησης Όπως αναφέραμε στην προηγούμενη ενότητα, στα proactive πρωτόκολλα δρομολόγησης ένας κόμβος διατηρεί σε κάθε χρονική στιγμή μια λίστα από όλες τις διαθέσιμες διαδρομές, καθώς όμως στα ad-hoc δίκτυα υπάρχει συχνή μεταβολή στην τοπολογία του δικτύου, τα μηνύματα ανταλλαγής πληροφοριών δρομολόγησης μπορούν να αυξηθούν σημαντικά, επιβαρύνοντας την δικτυακή κίνηση. Τα reactive πρωτόκολλα ακολουθούν μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση στη δρομολόγηση. Η δρομολόγηση στα πρωτόκολλα αυτά γίνεται κατ απαίτηση λόγω του τρόπου λειτουργίας. Συγκεκριμένα, τα reactive πρωτόκολλα, κάνουν προσπάθεια εύρεσης μιας διαδρομής δρομολόγησης πακέτων μόλις αυτή απαιτηθεί. Όταν κάποιος κόμβος του δικτύου αποφασίσει να στείλει πακέτα σε έναν κόμβο-προορισμό, αρχικά αναζητά μια διαδρομή στον πίνακα δρομολόγησής του (routing table), αν μια τέτοια διαδρομή δεν βρεθεί, εκκινεί διαδικασία εύρεσης της ζητούμενης διαδρομής στο δίκτυο. Ο βασικότερος εκπρόσωπος αυτής της κατηγορίας πρωτοκόλλων είναι το AODV (Ad-hoc On-demand Distance Vector) πρωτόκολλο δρομολόγησης, το οποίο δημιουργήθηκε με βάση το DSDV και αποτελεί βελτίωση αυτού. Στο AODV όταν ένας κόμβος δεν έχει στην μνήμη του κάποια διαδρομή για τον ζητούμενο προορισμό, ξεκινά την διαδικασία εύρεσης διαδρομής. Αρχικά, ο κόμβος-πηγή δημιουργεί ένα πακέτο αναζήτησης διαδρομής (Route Request packet, RREQ). Το RREQ πακέτο έχει τα παρακάτω πεδία : διεύθυνση πηγής, διεύθυνση προορισμού, σειριακός αριθμός πηγής και προορισμού και χρόνος ζωής (TTL). Στη συνέχεια το RREQ πακέτο εκπέμπεται στους γειτονικούς κόμβους. Όταν ένας κόμβος λάβει ένα τέτοιο πακέτο, δημιουργεί μια ανάστροφη διαδρομή προς τον κόμβο πηγή. Tα πεδία του πακέτου 59

60 τροποποιούνται κατάλληλα ώστε να δείχνουν στον προηγούμενο κόμβο, και ελέγχει αν διαθέτει στη μνήμη του μια διαδρομή προς τον κόμβο προορισμό. Αν μια τέτοια διαδρομή δεν υπάρχει, επανεκπέμπεται το τροποποιημένο RREQ πακέτο στους γειτονικούς κόμβους. Κάθε κόμβος ξεκινά μια αναζήτηση διαδρομής προς τον προορισμό. Όποιος κόμβος βρει μια διαδρομή προς και ο σειριακός της αριθμός είναι μεγαλύτερος από αυτόν που περιέχεται στο RREQ πακέτο, κάτι που σημαίνει ότι είναι πιο πρόσφατη, τότε δημιουργείται ένα πακέτο απόκρισης (Route Reply packet, RREP), το όποιο αποστέλλεται στον κόμβο πηγή, ακλουθώντας την αντίστροφη διαδρομή. Έτσι, ο κόμβος πηγή αποκτά την πληροφορία για το που θα πρέπει να αποσταλούν τα πακέτα ώστε να φτάσουν στον επιθυμητό προορισμό. Μετά την εδραίωση μιας διαδρομής δρομολόγησης, αυτή θα πρέπει να διατηρηθεί ενεργή, για όσο χρονικό διάστημα διαρκεί η επικοινωνία των κόμβων που τη χρησιμοποιούν. Λόγο όμως της κινητικότητας των κόμβων μια τέτοια διαδρομή ενδέχεται να διακοπεί όταν καταστεί αδύνατη η ζεύξη μεταξύ κάποιων κόμβων. Όταν διακοπεί μια ενεργή διαδρομή, για να αποφευχθεί η απώλεια πακέτων, ο κόμβος της προαναφερθήσας διαδρομής, στον όποιο υπήρξε η διακοπή της ζεύξης, κάνει μια επανεκτίμηση των εναλλακτικών δρόμων προς τον προορισμό. Στη συνέχεια, δημιουργεί ένα πακέτο αναφοράς σφάλματος διαδρομής (Route Error, RERR), στο όποιο αναφέρονται όλοι οι προορισμοί που πλέον δεν είναι προσβάσιμοι, και προωθεί το πακέτο στους κόμβους που αποτελούσαν την διαδρομή προς τον προορισμό. Το πακέτο αυτό φτάνει και στον κόμβο πηγή, ο όποιος αναζητά νέα διαδρομή στον προορισμό. 60

61 2.7 ΤΟ ΠΡΟΤΥΠΟ IEEE Γενικά Το είναι µια οικογένεια προτύπων που περιγράφουν τη λειτουργία ασύρµατων τοπικών δικτύων (WLAN, Wireless Local Access Network). Περιγράφουν τα δύο πρώτα επίπεδα του OSI, δηλαδή το φυσικό επίπεδο (PHY, Physical Layer) και το επίπεδο σύνδεσης δεδοµένων (MAC, Medium Access Control). Τα πρότυπα αυτά δηµοσιεύονται από την ΙΕΕΕ γεγονός που είναι σηµαντικό για την διαλειτουργικότητα, δηλαδή την ικανότητα συνεργασίας των συσκευών που τα ακολουθούν. Ακόμη, επειδή ακριβώς το ΙΕΕΕ περιγράφει µόνο τα δύο κατώτερα επίπεδα του OSI, επιτρέπει σε οποιαδήποτε εφαρµογή να εργάζεται πάνω σε συσκευή όπως ακριβώς θα εργαζόταν πάνω από Ethernet. Οι συσκευές δηλαδή µεταφέρουν διαφανώς την πληροφορία από τα πιο πάνω επίπεδα του OSI. Το πρότυπο δημοσιεύτηκε από την IEEE το 1997 και έπειτα από 7 χρόνια μελέτης, ενώ αποτέλεσε το πρώτο πρότυπο για ασύρματη δικτύωση. Το πρότυπο αυτό προβλέπει ρυθµούς µετάδοσης 1 και 2 Mbps. Η µετάδοση γίνεται µε ασύρµατο τρόπο µε χρήση διαµόρφωσης FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) ή DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) σε ζώνες συχνοτήτων 915MHz, 2.4GHz, 5.2GHz ή υπέρυθρη µετάδοση στα 850nm ως 900nm. Υποστηρίζει δυνατότητες όπως προτεραιοποίηση της κίνησης, υποστήριξη εφαρµογών πραγµατικού χρόνου και διαχείριση ισχύος συσκευής Τεχνολογίες του IEEE Μετά την ανακοίνωση του προτύπου αναπτύχθηκαν και κάποιες άλλες συμπληρωματικές τεχνολογίες προτύπων που βασίστηκαν πάνω σε αυτό και αναφέρονται παρακάτω. 61

62 802.11a Το πρότυπο αυτό, που αναπτύχθηκε το 1999, υποστηρίζει μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης με διαμόρφωση OFDM από 6 ως 54Mbps, στην ζώνη των 5.7GHz. Η χρήση της OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) έχει σαν αποτέλεσμα την πιο αποτελεσματική χρήση του διαθέσιμου φάσματος. H επέκταση αυτή αποσκοπούσε να καλύψει την ανάγκη για µεγαλύτερους ρυθµούς µετάδοσης. Επιλέχθηκε η λειτουργία σε µια υψηλότερη ζώνη συχνοτήτων, αφενός για να µπορούν να υποστηριχθούν οι µεγαλύτεροι ρυθµοί, αφετέρου ώστε να µην υπάρχει παρεµβολή από τις προηγούµενες συσκευές b Αναπτύχθηκε το 1999 και αποτελεί µια επέκταση στο αρχικό πρότυπο. Συγκεκριµένα, υποστηρίζει µετάδοση, επιπλέον, σε ρυθµούς 5.5 και 11Mbps και υιοθετεί την τεχνική φυσικού επιπέδου DSSS. Η µετάδοση γίνεται στη ζώνη συχνοτήτων των 2.4GHz Είναι το πιο δηµοφιλές από όλα τα πρότυπα και το πρότυπο µε τη µεγαλύτερη διαλειτουργικότητα, όντας ένα στιβαρό, αποτελεσµατικό και δοκιµασµένο πρότυπο. Οι προσθήκες της b σε σχέση µε την αφορούν µόνο τον τρόπο µετάδοσης, ενώ ο τρόπος πρόσβασης των συσκευών και οι τρόποι λειτουργίας µένουν οι ίδιοι. Μία συσκευή που εργάζεται ακολουθώντας το b, υλοποιεί και τους τρόπους µετάδοσης του και έτσι είναι συµβατή µε αυτό. Αυτή η ιδιότητα ονοµάζεται συµβατότητα προς τα πίσω, δηλαδή ότι οι καινούργιες συσκευές θα µπορούν να συνεργαστούν και µε παλιότερες, προκειµένου να µην αναγκαστεί ο καταναλωτής να αλλάξει εξ ολοκλήρου τον εξοπλισµό του c Λειτουργία γεφύρωσης (bridging) πλαισίων

63 802.11d Επεκτάσεις στο πρότυπο ώστε να λειτουργεί σε επιπλέον ρυθµιστικά πλαίσια (άλλες ζώνες συχνοτήτων) e Υποστήριξη QoS στο MAC επίπεδο (EDCF, Enhanced DCF και HCF, Hybrid Coordination Function) f Συνιστώµενη πρακτική για το πρωτόκολλο IAPP (Inter Access Point Protocol) που αφορά την επικοινωνία µεταξύ σηµείων πρόσβασης g Το g αποτελεί επέκταση στο b ώστε να υποστηρίζει µεγαλύτερους ρυθµούς. Έτσι εκτός από τους ρυθµούς µετάδοσης του b, υποστηρίζει και ρυθµούς µέχρι 54Mbps χρησιµοποιώντας OFDM διαµόρφωση. Οι αντίστοιχες συσκευές εργάζονται στη ζώνη συχνοτήτων των 2.4GHz, διατηρώντας συµβατότητα προς τα πίσω µε το b h ιαχείριση φάσµατος στο a (DCS, Dynamic Channel Selection και TPC, Transmit Power Control) i Επεκτάσεις στο MAC επίπεδο για ενισχυµένη ασφάλεια. 63

64 Παρακάτω παραθέτουμε τον Πίνακα 2.1 με τους βασικότερους εκπροσώπους της τεχνολογίας b a g Μέγιστος ρυθµός µετάδοσης (Mbps) Τύπος διαµόρφωσης Υποστηριζόµενοι ρυθµοί µετάδοσης DSSS OFDM DSSS & OFDM 1, 2, 5.5, 11Mbps 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54Mbps OFDM: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54Mbps CCK: 1, 2, 5.5, 11Mbps GHz GHz GHz GHz GHz Συχνότητες Πίνακας 2.1 Οι βασικότερες τεχνολογίες του IEEE

65 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Συνεργατική Λειτουργία HAPs & Ad-Hoc Δικτύων 3.1 ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ Τα HAPs και τα ad-hoc δίκτυα έχουν κάποια βασικά κοινά χαρακτηριστικά ως τεχνολογίες, όπως η ευελιξία και η ευκολία στην ανάπτυξη του τηλεπικοινωνιακού δικτύου. Έτσι λοιπόν, στην παρούσα διπλωματική εργασία προσπαθούμε να μελετήσουμε το τηλεπικοινωνιακό σενάριο κατά το οποίο οι χρήστες ad-hoc δικτύων προσπαθούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους συνεπικουρούμενοι από στρατοσφαιρικές πλατφόρμες, HAPs. Τα HAPs έχουν σκοπό να διασυνδέσουν και να επιτρέψουν την επικοινωνία σε απομακρυσμένα δίκτυα ή χρήστες, που διαφορετικά δε θα είχαν τη δυνατότητα επικοινωνίας. Μέσα από την προσομοίωση του συστήματος μας ενδιαφέρει η επίδοσή του όσον αφορά την επιτυχή δρομολόγηση των πακέτων προς τους τελικούς χρήστες. Παράλληλα, μελετούνται οι αντοχές του συστήματος τόσο στον αριθμό των χρηστών που μπορεί να υποστηρίξει όσο και στο μέγεθος της πληροφορίας (δεδομένων- πακέτων) που μπορεί να διαχειριστεί. Το τηλεπικοινωνιακό σενάριο αφορά δύο κομμάτια. Στο πρώτο μέρος προσομοιώνουμε ένα σύστημα που αποτελείται από ένα HAP και ένα αριθμό χρηστών που επικοινωνούν με αυτό. Οι χρήστες αυτοί βρίσκονται μέσα στην περιοχή κάλυψης του HAP, μια τυπική περιοχή διαμέτρου 200 m. Ακόμη, οι χρήστες-κόμβοι είναι τοποθετημένοι τυχαία μέσα στην περιοχή αυτή και έχουν τη δυνατότητα να επικοινωνούν με τους υπόλοιπους μέσω της διασύνδεσης που προσφέρει το HAP [Εικόνα 3.1]. Αξίζει να σημειωθεί, ότι οι κόμβοι αυτοί θεωρούμε πως συμπεριφέρονται ως gateways (πύλες), αποτελούν δηλαδή το μέσο σύνδεσης και επικοινωνίας του HAP με το επίγειο ad-hoc δίκτυο. 65

66 Εικόνα 3.1 Σενάριο 1 (επικοινωνία HAP και gateways) Όσον αφορά το δεύτερο σκέλος της προσομοίωσης, εδώ μελετάμε αποκλειστικά το επίγειο δίκτυο και την επικοινωνία των κόμβων, χωρίς τη διαμεσολάβηση του HAP. Σε μια περιοχή 250x250 m θεωρούμε ότι έχουμε έναν κόμβο-gateway και ένα πλήθος από κινητούς χρήστες, ένα ad-hoc δίκτυο δηλαδή [Εικόνα 3.2]. Οι χρήστες αυτοί μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους αλλά και με τον gateway. Το σύνολο των κόμβων αυτών αποτελεί ένα cluster (ομάδα) και ο gateway τον head cluster, έχουμε δηλαδή θεωρήσει τη μορφή της ομαδοποίησης (clustering) στους κόμβους του ad-hoc δικτύου. Η επικοινωνία σε ένα cluster μπορεί να γίνει απευθείας μεταξύ των κόμβων (απλό hop), καθώς επίσης και με τη χρήση ενός ή περισσότερων ενδιάμεσων κόμβων, οι οποίοι αναλαμβάνουν την μεταγωγή των δεδομένων από τον αποστολέα στον παραλήπτη (multi-hop). 66

67 Αντίθετα, όταν ένας κόμβος του δικτύου θελήσει να επικοινωνήσει με κάποιον κόμβο που βρίσκεται σε ένα άλλο απομακρυσμένο ad-hoc δίκτυο, cluster, τότε αυτό μπορεί να γίνει μόνο μέσω του gateway, head cluster, του δικτύου. Ο gateway, αφού δεχθεί το πακέτο από τον κόμβο-πηγή στη συνέχεια το προωθεί στο HAP, όπου αυτό με τη σειρά του επικοινωνεί με τον gateway στο cluster του οποίου βρίσκεται ο κόμβος-προορισμός και στη συνέχεια στέλνει σε αυτόν την πληροφορία. Εικόνα 3.2 Σενάριο 2 (επικοινωνία εντός του ad-hoc δικτύου) Συνοπτικά λοιπόν, μπορούμε να πούμε ότι η προσομοίωση αφορά την επικοινωνία ενός HAP με ένα σύνολο από επιμέρους ad-hoc δίκτυα που βρίσκονται στην περιοχή κάλυψής του [Εικόνα 3.3]. Τα ad-hoc δίκτυα είναι ομαδοποιημένα σε clusters, όπου κάθε ένα cluster έχει έναν gateway μέσω του οποίου οι κόμβοι του κάθε δικτύου μπορούν να 67

68 επικοινωνήσουν με τους αντίστοιχους κόμβους άλλων δικτύων, πάντα όμως με τη μεταφορά της πληροφορίας μέσω του HAP. Η επικοινωνία των κόμβων εντός ενός ad-hoc δικτύου δεν απαιτεί τη διαμεσολάβηση του gateway. Με την προσομοίωση αυτή προσπαθούμε να υπολογίσουμε κάποιες μετρικές ποιότητας του συστήματος και συγκεκριμένα τις εξής παρακάτω: Το ποσοστό απώλειας πακέτων (packet-loss), όπου δηλώνει ποσοστιαία τον αριθμό των πακέτων που καταστρέφονται ή δεν φτάνουν στον προορισμό τους κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης. Το ποσοστό αυτό, για να μπορεί να θεωρηθεί ποιοτική η επικοινωνία (αξιόπιστη), δε θα πρέπει να ξεπερνά το 10%. Την καθυστέρηση (delay), όπου δηλώνει το μέσο χρόνο που απαιτείται για να φθάσει ένα πακέτο από τον κόμβο-αποστολέα στον κόμβο-προορισμό και η οποία έχει κάποια όρια. Συγκεκριμένα, για την υπηρεσία μετάδοσης ήχου, καθυστερήσεις από τον αποστολέα στον παραλήπτη μικρότερες από 150 ms δε γίνονται αντιληπτές από τον ακροατή, ενώ καθυστερήσεις μεταξύ 150 ms και 400 ms μπορεί να είναι αποδεκτές αλλά δεν αποτελούν την ιδανική κατάσταση. Τέλος, καθυστερήσεις μεγαλύτερες των 400 ms δημιουργούν πρόβλημα γιατί η υπηρεσία δε θα μπορεί να λειτουργήσει σε πραγματικό χρόνο (real time). Αντίστοιχοι χρόνοι μέγιστης καθυστέρησης υπάρχουν και για άλλες υπηρεσίες, π.χ. για την βιντεοκλήση οι καθυστερήσεις άνω των 200 ms μειώνουν σημαντικά την ποιότητα της υπηρεσίας. Τη διαμετακομιστική ικανότητα του δικτύου (throughput), που αντιπροσωπεύει το συνολικό αριθμό των bits που διακινούνται στο δίκτυο κάθε στιγμή και φανερώνει δηλαδή την ικανότητα του συστήματος ως προς το μέγεθος της πληροφορίας που μπορεί να διαχειριστεί. 68

69 Εικόνα 3.3 Το τηλεπικοινωνιακό σενάριο 3.2 ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Για την μοντελοποίηση και προσομοίωση του τηλεπικοινωνιακού σεναρίου χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα προσομοίωσης του NS-2 (Network Simulator 2) τον 69

70 οποίο λειτουργήσαμε σε περιβάλλον Cygwin. Παρακάτω θα αναφερθούμε σε κάποια βασικά χαρακτηριστικά και λειτουργίες του NS Ο προσομοιωτής NS-2 O προσοµοιωτής NS-2 είναι το αποτέλεσµα µιας συνεχιζόµενης προσπάθειας έρευνας και ανάπτυξης ενός προσοµοιωτή διακριτών γεγονότων µε στόχο την έρευνα δικτύων. Προσφέρει θεµελιώδη υποστήριξη για την προσοµοίωση ενός πλήθους πρωτοκόλλων όλων των δικτυακών επιπέδων τόσο για ενσύρµατα όσο και για ασύρµατα (τοπικά και δορυφορικά) δίκτυα. Ο NS-2 βασίζεται σε έναν αντικειµενοστραφή προσοµοιωτή που είναι γραµµένος σε C++ και σε έναν διερµηνευτή της OΤcl (αντικειµενοστραφής επέκταση της scripting γλώσσας Τcl) που χρησιµοποιείται για να εκτελούνται τα σενάρια (scripts) του χρήστη. Αυτό σηµαίνει ότι ο χρήστης γράφει ένα σενάριο OTcl, όπου καθορίζει τις παραµέτρους του δικτύου (τις πηγές, τους προορισµούς, τον τύπο της κίνησης) και πoια πρωτόκολλα θα χρησιµοποιήσει. Το σενάριο έπειτα διάρκεια της προσοµοίωσης. Το χρησιµοποιείται από τον προσοµοιωτή κατά τη αποτέλεσµα αυτής της προσοµοίωσης είναι ένα ή περισσότερα αρχεία καταγραφής (trace file), τα οποία µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την επεξεργασία των δεδοµένων της προσοµοίωσης (π.χ. υπολογισµό καθυστέρησης και ποσοστού απώλειας πακέτων), καθώς και για τη γραφική απεικόνισή της (µέσω του Network Animator NAM). Μια γενική άποψη της δοµής του NS-2 φαίνεται στην Εικόνα 3.4 που ακολουθεί. Εικόνα 3.4 Μια γενική άποψη της δομής του NS-2 70

71 3.2.2 H δομή του NS-2 Ο προσοµοιωτής περιλαµβάνει ένα πολύ µεγάλο αριθµό από εφαρµογές, πρωτόκολλα, τύπους δικτύων, στοιχεία δικτύων και µοντέλα κίνησης. Αυτά ονοµάζονται «Αντικείµενα Προσοµοίωσης». Χρησιµοποιεί δύο διαφορετικές γλώσσες προγραµµατισµού γιατί στην πραγµατικότητα έχει δύο διαφορετικά πράγµατα να κάνει. Από τη µία η λεπτοµερής προσοµοίωση πρωτοκόλλων χρειάζεται µία γλώσσα προγραµµατισµού συστήµατος η οποία θα µπορεί να χειριστεί αποτελεσµατικά byte και κεφαλίδες πακέτων και να υλοποιεί αλγόριθµους που εκτελούνται πάνω από µεγάλα σύνολα δεδοµένων. Για αυτές τις ενέργειες ο γρήγορος χρόνος εκτέλεσης είναι σηµαντικός. Από την άλλη ένα µεγάλο µέρος της έρευνας αφορά παραµέτρους και σχηµατισµούς ελαφρά διαφοροποιηµένους καθώς και γρήγορη εξέταση ενός αριθµού σεναρίων. Σε αυτές τις περιπτώσεις η ταχύτητα αλλαγής και επανεκτέλεσης είναι περισσότερο σηµαντική. Αφού η παραµετροποίηση τρέχει µια φορά, ο γρήγορος χρόνος σχεδιασµού σε αυτό το κοµµάτι είναι περισσότερο σηµαντικός. Ο NS-2 επιτυγχάνει και τους δύο στόχους. H C++, ως γλώσσα προγραµµατισµού, είναι γρήγορη στην εκτέλεση αλλά αργή στην αλλαγή του κώδικα, κάτι που την κάνει κατάλληλη για λεπτοµερή υλοποίηση πρωτοκόλλων. Αντίθετα, η OTcl, ως γλώσσα κωδικοποίησης σεναρίων (scripting language), εκτελείται πολύ πιο αργά αλλά είναι ιδανική για γρήγορες αλλαγές στον κώδικα, κάτι που την κάνει ιδανική για παραµετροποίηση και έλεγχο των προσοµοιώσεων. ηλαδή έχουµε έναν συµβιβασµό ανάµεσα στην µεγάλη ταχύτητα εκτέλεσης που παρέχεται από µια γλώσσα όπως η C++ και στους µικρούς χρόνους γραφής ενός σεναρίου σε µια γλώσσα όπως η OTcl. Αυτή η διαλειτουργικότητα υλοποιείται µε την παρουσία δύο ιεραρχιών κλάσεων, οι οποίες είναι η µεταφρασµένη ιεραρχία της C++ και η διερµηνευµένη ιεραρχία της OTcl, µεταξύ των οποίων υπάρχει µία προς µία αντιστοιχία κλάσεων [Εικόνα 3.5]. 71

72 Pure C++ Pure OTcl objects objects OTcl C ++ NS-2 Εικόνα 3.5 Διασύνδεση ιεραρχιών C++ και OTcl Η µεταφρασµένη ιεραρχία της C++ επιτρέπει να επιτυγχάνεται αποδοτικότητα στην προσοµοίωση και ταχύτερη εκτέλεση. Αυτό επιτρέπει τη µείωση του χρόνου επεξεργασίας των δεδοµένων και των γεγονότων. Η OTcl χρησιµοποιείται για τον καλύτερο έλεγχο της προσοµοίωσης. Στα σενάρια OTcl που δίνονται από το χρήστη καθορίζονται η τοπολογία του δικτύου, τα συγκεκριµένα πρωτόκολλα κάθε επιπέδου, καθώς και οι εφαρµογές που θα προσοµοιωθούν. Επίσης, καθορίζονται τα δεδοµένα που θα καταγραφούν και, µερικώς, η µορφή τους. Η OTcl µπορεί να κάνει χρήση των µεταφρασµένων αντικειµένων σε C++ µέσω µιας OTcl διεπαφής (interface), αφού δηµιουργείται ένα αντικείµενο OΤl για κάθε αντικείµενο C++. Ο NS-2, όπως αναφέραµε, είναι προσοµοιωτής διακριτών γεγονότων (discrete events). Αυτό σηµαίνει ότι η χρονική πρόοδος µιας προσοµοίωσης εξαρτάται από τη χρονική ακολουθία των γεγονότων, τα οποία διατηρούνται από ένα χρονοπρογραµµατιστή (scheduler). Έτσι, κάθε γεγονός είναι ένα αντικείµενο στην ιεραρχία κλάσεων της C++ µε ένα µοναδικό αναγνωριστικό (id), έναν προγραµµατισµένο χρόνο πραγµατοποίησης και έναν δείκτη σε ένα αντικείµενο που χειρίζεται το γεγονός. Ο χρονοπρογραµµατιστής χρησιµοποιεί µία διατεταγµένη δοµή δεδοµένων µε τα γεγονότα, τα οποία πρόκειται να εκτελεστούν, και τα εκτελεί διαδοχικά. Οι χρονικές στιγµές κατά τις οποίες θα συµβούν τα γεγονότα καθορίζονται από το σενάριο του χρήστη (αλλά και από την τύχη). 72

73 3.2.3 Προσομοίωση στον NS-2 Μία ολοκληρωµένη προσοµοίωση περιγράφεται από µία κλάση της ΟTcl, τη Simulator. Η κλάση αυτή παρέχει ένα σύνολο από διεπαφές για την παραµετροποίηση µιας προσοµοίωσης και για την επιλογή ενός τύπου χρονοπρογραµµατιστή, ο οποίος καθοδηγεί την προσοµοίωση. Ένα σενάριο προσοµοίωσης συνήθως αρχίζει µε τον ορισµό ενός στιγµιότυπου (instance) αυτής της κλάσης και την κλήση διαφόρων µεθόδων για τη δηµιουργία κόµβων, τοπολογιών, καθώς και για τη διαµόρφωση άλλων παραµέτρων της προσοµοίωσης (π.χ. τεχνολογία φυσικού επιπέδου, επίπεδα θορύβου). Κάθε φορά που δηµιουργείται ένα καινούργιο αντικείµενο προσοµοίωσης, η διαδικασία αρχικοποίησης πραγµατοποιεί κάποιες ενέργειες. Αυτές είναι η αρχικοποίηση της δομής (format) του πακέτου προσομοίωσης, η δημιουργία του χρονοπρογραμματιστή και η δημιουργία ενός «null agent». Η αρχικοποίηση της δοµής του πακέτου προσοµοίωσης θέτει τα πεδία που καθορίζουν το πακέτο και χρησιµοποιούνται καθ' όλη τη διάρκεια της προσοµοίωσης. Ο χρονοπρογραµµατιστής εκτελεί την προσοµοίωση σε µια ακολουθία που καθορίζεται από τα γεγονότα που συµβαίνουν, ο οποίος όµως µπορεί και να αντικατασταθεί µέσω εναλλακτικών χρονοπρογραµµατιστών. Υπάρχουν τέσσερις τύποι χρονοπρογραµµατιστή στον ns-2: µια απλή συνδεδεµένη λίστα, ένας σωρός (heap), µία χρονική σειρά και πραγµατικού χρόνου. Ο χρονοπρογραµµατιστής λειτουργεί επιλέγοντας το επόµενο προγραµµατισµένο γεγονός, εκτελώντας το µέχρι να τελειώσει και στη συνέχεια επιστρέφει για να εκτελέσει το επόµενο. Ως µονάδα µέτρησης του χρόνου χρησιµοποιούνται τα δευτερόλεπτα. Το γεγονός ότι ο NS-2 χρησιµοποιεί ένα νήµα εκτέλεσης (single-threaded), εξασφαλίζει ότι µόνο ένα γεγονός µπορεί να εκτελείται κάθε χρονική στιγµή. Αν παραπάνω από ένα γεγονότα είναι προγραµµατισµένα να εκτελεστούν την ίδια στιγµή τότε εκτελείται πρώτο αυτό που εισήχθη στον χρονοπρογραµµατιστή πρώτο (first-scheduled-first dispatched). Τέλος, ο null agent λειτουργεί στη γενική περίπτωση σαν µια «καταβόθρα» για χαµένα πακέτα ή για πακέτα που δεν χρησιµοποιούνται ή δεν καταγράφονται κατά τη διάρκεια της προσοµοίωσης. Όπως αναφέρθηκε, µέσω των σεναρίων, δηµιουργούνται κόµβοι, συνδέσεις κόµβων και γενικά η τοπολογία της προσοµοίωσης. Μπορούν να δηµιουργηθούν κόµβοι που συνδέονται µεταξύ τους µε µονόδροµες (simplex) ή αµφίδροµες (duplex) συνδέσεις και να 73

74 οριστούν τα χαρακτηριστικά τους (εύρος ζώνης, καθυστέρηση διάδοσης). Στη συνέχεια πρέπει να οριστούν όλα τα χρησιµοποιούµενα πρωτόκολλα σε κάθε δικτυακό επίπεδο (π.χ. πρωτόκολλο δροµολόγησης) που χρησιµοποιούνται, καθώς και οι εφαρµογές που εκτελούνται πάνω από το δίκτυο και οι οποίες είναι υπεύθυνες για την δηµιουργία της κίνησης, µαζί µε όλες τις παραµέτρους τους (π.χ. χρησιµοποιούµενη µετρική για το πρωτόκολλο δροµολόγησης, ρυθµός παραγωγής πακέτων για µια CBR πηγή). Όσον αφορά τον κάθε κόµβο του δικτύου, αυτός μπορεί να θεωρηθεί ως ένα αντικείµενο, το οποίο µε τη σειρά του ενσωµατώνει άλλα αντικείµενα, κυρίως του τύπου classifiers (ταξινοµητές). Μια απλή µορφή ενός αντικειµένου κόµβου είναι να αποτελείται από δύο άλλα αντικείµενα, έναν classifier διεύθυνσης και έναν classifier θύρας (port). O σκοπός αυτών των classifier είναι να διανέµουν τα εισερχόµενα πακέτα στο σωστό πράκτορα (agent) ή εξωτερικό σύνδεσµο [Εικόνα 3.6]. Εικόνα 3.6 Η δομή ενός απλού κόμβου (node) στον NS-2 Οι κόμβοι στον NS-2 περιλαμβάνουν τα παρακάτω βασικά στοιχεία: Ένα αναγνωριστικό ή µια διεύθυνση, που αυξάνεται κατά ένα για κάθε κόµβο που δηµιουργείται. Μία λίστα µε τους γειτονικούς κόµβους. 74

75 Μία λίστα µε τους διαθέσιµους πράκτορες (agents). Ένα αναγνωριστικό του τύπου του κόµβου. Ένα στοιχείο δροµολόγησης. Μια διεπαφή OTcl, προσφέρει µια σειρά από εντολές για την διαµόρφωση των κόµβων. Στην Εικόνα 3.7 φαίνονται οι παράµετροι και οι τιμές τους που µπορεί να πάρει αυτό το σύνολο εντολών, ανάλογα µε τον τύπο του δικτύου και τα διαθέσιµα χαρακτηριστικά του. Κάθε φορά που ένας κόµβος λαµβάνει ένα πακέτο η διαδικασία που ακολουθεί είναι να εξετάζει τα πεδία του πακέτου, συνήθως την διεύθυνση (address) και θύρα (port) προορισµού και µερικές φορές αυτήν του αποστολέα και έπειτα να παραδίδει τις τιµές σε ένα εξερχόµενο αντικείµενο το οποίο είναι ο επόµενος, στην κατεύθυνση της ροής, παραλήπτης του πακέτου αυτού. Στον NS-2 αυτό εκτελείται από ένα απλό αντικείµενο classifier. Ο classifier παρέχει έναν τρόπο συσχέτισης ενός πακέτου µε κάποια λογικά κριτήρια και να γίνεται ανάκληση µιας αναφοράς σε κάποιο άλλο αντικείµενο της προσοµοίωσης σύµφωνα µε αυτή τη συσχέτιση. Στόχος του είναι να προωθήσει σωστά κάθε εισερχόµενο πακέτο σε ένα κατάλληλο εξωτερικό αντικείµενο. 75

76 Εικόνα 3.7 Οι διαθέσιμες εντολές για την παραμετροποίηση ενός κόμβου στον NS-2 76

77 Εκτός από τη μορφή του απλού κόμβου, ο NS-2 παρέχει τη δυνατότητα υποστήριξης και ασύρματου κινητού κόμβου (Μobile_node). O Μobile_node αποτελείται από τη βασική δομή του Νode καθώς και από τα παρακάτω αντικείμενα: Link Layer (LL): Πρόκειται για το αντικείμενο το οποίο παρέχει τεμαχισμό και συναρμολόγηση πακέτων. Επίσης, θέτει τη MAC διεύθυνση προορισμού στην επικεφαλίδα (πεδίο) MAC του πακέτου. Στο Mobile_Node αυτή η λειτουργία της μετατροπής διευθύνσεως από IP σε MAC εξασφαλίζεται από το αντικείμενο ARP. Όλα τα εξερχόμενα πακέτα (αυτά που ο κόμβος στέλνει στο δίκτυο) παραδίδονται από τον Agent δρομολόγησης (Routing Agent) στο αντικείμενο LL και αυτό στη συνέχεια τα προωθεί στο αντικείμενο IFQ (το οποίο παρουσιάζεται παρακάτω). Τα πακέτα που εισέρχονται στον κόμβο, δηλαδή αυτά που ο κόμβος λαμβάνει από το δίκτυο, προωθούνται από το αντικείμενο MAC στο αντικείμενο LL και αυτό στη συνέχεια τα προωθεί στο αντικείμενο node_entry_point. Πρωτόκολλο αντιστοιχίας διευθύνσεων (Address Resolution Protocol-ARP): Το αντικείμενο αυτό λαμβάνει τα πακέτα από το στρώμα LL. Παρέχει αντιστοιχία ανάμεσα σε IP και MAC διευθύνσεις. Όταν λαμβάνεται ένα πακέτο προς αποστολή, τότε το αντικείμενο ARP ελέγχει τη διεύθυνση IP προορισμού του πακέτου και στη συνέχεια αναζητά την αντίστοιχη διεύθυνση MAC σε έναν πίνακα που διαθέτει. Αν ο πίνακας του ARP διαθέτει την αντιστοιχία IP-MAC τότε γράφει την διεύθυνση MAC προορισμού στο κατάλληλο πεδίο του πακέτου. Διαφορετικά αποθηκεύει προσωρινά το πακέτο και μεταδίδει μια λεγόμενη ARP ερώτηση στο δίκτυο για να ανακαλύψει την επιθυμητή διεύθυνση MAC. Υπάρχει δυνατότητα αποθήκευσης ενός μόνο πακέτου για κάθε άγνωστη MAC διεύθυνση προορισμού. Αν εμφανιστεί και άλλο πακέτο με την ίδια άγνωστη MAC διεύθυνση προορισμού, τότε αυτό απορρίπτεται και χάνεται. Όταν βρεθεί η άγνωστη MAC διεύθυνση, γράφεται στο κατάλληλο πεδίο του πακέτου και αυτό εισάγεται στην ουρά αναμονής (προς αποστολή) που υλοποιείται από το αντικείμενο IFQ. 77

78 Ουρά αναμονής (Interface Queue-IFQ): Πρόκειται για μια ουρά προτεραιότητας στην οποία και αποθηκεύονται τα πακέτα που είναι προς αποστολή. Η ουρά αυτή δίνει προτεραιότητα σε πακέτα δρομολόγησης (πχ. πακέτα που μεταφέρουν το ερώτημα του ARP) και μετά σε πακέτα δεδομένων και για το λόγο αυτό και τοποθετεί τα πακέτα δρομολόγησης στην κεφαλή της ουράς. Η ουρά αναμονής υλοποιείται από την κλάση «class PriQueue». Στρώμα MAC (MAC Layer): Αυτό το στρώμα προσομοιώνει τα πρωτόκολλα πρόσβασης μέσου (Μedium Αccess Protocols) τα οποία χρησιμοποιούνται σε ένα κοινό περιβάλλον όπως είναι τα ασύρματα και τα δίκτυα τοπικής περιοχής. Ο στόχος του αντικειμένου MAC είναι διπλός: όταν στέλνεται ένα πακέτο προς το δίκτυο, τότε το αντικείμενο MAC τοποθετεί την επικεφαλίδα MAC στο πακέτο και στη συνέχεια το προωθεί στο αντικείμενο PHY. Όταν λαμβάνεται ένα πακέτο από το δίκτυο, το προωθεί στο αντικείμενο LL. Σημειώνουμε εδώ ότι η παραλαβή των πακέτων από φυσικό στρώμα (PHY) γίνεται ασύγχρονα. Ο NS-2 παρέχει υλοποίηση δύο ΜΑC πρωτοκόλλων για κινητά δίκτυα και είναι τα και TDMA. Δικτυακή διεπαφή (Network Interface-NetIF): Πρόκειται για μια διεπαφή που εξασφαλίζει την επικοινωνία του κόμβου με το κανάλι. Υλοποιείται μέσω της κλάσης Phy/WirelessPhy. Το αντικείμενο τοποθετεί στην επικεφαλίδα του προς μετάδοση πακέτου κατάλληλη μεταπληροφορία καθώς και πληροφορία σχετικά με την ενέργεια μετάδοσης (transmission power), μήκος κύματος κτλ. Η πληροφορία αυτή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη μιας και θα χρησιμοποιηθεί από το αντικείμενο Propagation Model του κόμβου-παραλήπτη. Μοντέλο ραδιοδιάδοσης (Radio Propagation Model): Το αντικείμενο αυτό χρησιμοποιεί το μοντέλο απωλειών ελευθέρου χώρου (1/r2) για κοντινές αποστάσεις και το μοντέλο δύο ακτίνων (1/r4) για μακρινές αποστάσεις. Αποφασίζει αν ένας παρών κόμβος με τη δεδομένη απόσταση, δύναμη μετάδοσης και μήκος κύματος, μπορεί να παραλάβει ένα πακέτο. Ελέγχει αν τα στοιχεία αυτά του κόμβου ικανοποιούν την αντίστοιχη μεταπληροφορία 78

79 που περιέχεται στο πακέτο. Τέλος, χρησιμοποιεί μια πλήρως κατευθυντική κεραία που επιτυγχάνει μέγιστο κέρδος προς όλες τις κατευθύνσεις. Όσον αφορά τους πράκτορες (agents), αυτοί αναπαριστούν τα σηµεία στα οποία τα πακέτα κατασκευάζονται ή καταστρέφονται και χρησιµοποιούνται στην υλοποίηση των πρωτοκόλλων όλων των δικτυακών επιπέδων. Η κλάση Agent έχει ένα τµήµα της υλοποίησής της σε OTcl και ένα τµήµα σε C++. Απλοϊκά, αν θεωρήσουμε ότι οι κόµβοι αποτελούν τα τµήµατα υλικού (hardware) της προσοµοίωσης, οι πράκτορες αποτελούν τα τµήµατα λογισµικού (software). Κάθε πράκτορας προσαρτάται σε έναν κόµβο και η πρόσβαση στις υπηρεσίες που παρέχει γίνεται µέσω ενός προκαθορισµένου API που θα πρέπει να υλοποιεί. Για την συλλογή των αποτελεσµάτων της προσοµοίωσης συνήθως χρησιµοποιούνται κάποια αρχεία καταγραφής (trace files), τα οποία στη συνέχεια µπορούν να υποστούν επεξεργασία για τον υπολογισµό των απαιτούµενων µετρικών. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι/δυνατότητες καταγραφής και παρακολούθησης που υποστηρίζονται από τον NS-2. Η πρώτη που ονοµάζεται ίχνη (traces) καταγράφει κάθε ξεχωριστό πακέτο καθώς καταφθάνει, αναχωρεί ή απορρίπτεται από µια ουρά συνδέσµου. Ο δεύτερος τύπος, που ονοµάζεται ελεγκτές (monitors) συγκεντρώνει στατιστικά στοιχεία για διάφορες ενδιαφέρουσες ποσότητες (π.χ. αποστολές και λήψεις πακέτων σε µια ουρά). Ο NS-2 παρέχει τη δυνατότητα καταγραφής γεγονότων που συµβαίνουν σε κάθε επίπεδο του δικτύου. Όταν χρησιµοποιούνται ίχνη ο NS-2 εισάγει τέσσερα αντικείµενα σε κάθε σύνδεσµο: EnqT, DecT, RecvT και DrpT. Το πρώτο καταγράφει πληροφορίες που αφορούν ένα πακέτο που καταφθάνει και εισάγεται στην ουρά εισόδου του συνδέσµου. Αν το πακέτο υπερχειλίσει την ουρά τότε το χαµένο πακέτο διαχειρίζεται από το DrpT. To DecT καταγράφει πληροφορίες τη στιγµή που το πακέτο βγαίνει από την ουρά. Τέλος το RecvT δίνει πληροφορίες σχετικά µε τα πακέτα που έχουν ληφθεί από το άλλο άκρο του συνδέσµου. Κάθε συµβάν καταγράφεται στο αρχείο καταγραφής (trace file) ως µια σειρά από δώδεκα πεδία [Εικόνα 3.8]. 79

80 Εικόνα 3.8 Τα πεδία ενός trace file Το trace file έχει τα εξής περιεχόμενα: Event: Καταγράφει τον τύπο του γεγονότος (αποστολή, λήψη, απόρριψη πακέτου) Time: Καταγράφει τον χρόνο ( τη στιγμή της προσοµοίωσης) του συµβάντος. From node: Ο κόµβος-πηγή του συνδέσµου που συµβαίνει το γεγονός. To node: Ο κόµβος-προορισμός του συνδέσµου που συµβαίνει το γεγονός. Pkt type: Ο τύπος του πακέτου (π.χ. CBR, TCP, ARP). Pkt size: Το µέγεθος του πακέτου. Flags: Καταγράφει κάποιες ιδιότητες σχετικές µε το πακέτο. Fid: To flow-id του IPv6. Src addr: Η διεύθυνση IP της πηγής στην µορφή address:port Dst adrr: Η διεύθυνση IP του προορισµού στην µορφή address:port Seq num: Ο αριθµός ακολουθίας του πακέτου IP. Pkt id: Αναγνωριστικό που χρησιµοποιείται από τον NS-2 για να διακρίνει το κάθε πακέτο κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης, είναι μοναδικό και ξεχωριστό για κάθε πακέτο. 80

81 3.2.4 Τα αρχεία τύπου AWK Μετά τη λήξη κάθε προσομοίωσης, όπως αναφέραμε, δημιουργείται ένα trace file στο οποίο είναι καταγεγραμμένα τα αποτελέσματα της προσομοίωσης. Για να μπορέσουμε να επεξεργαστούμε περαιτέρω τα αποτελέσματα αυτά κάνουμε χρήση των αρχείων τύπου AWK. Το AWK είναι εργαλείο ανάλυσης δεδομένων και παραγωγής αναφορών και χρησιμοποιεί μια γλώσσα σεναρίων που λειτουργεί με βάση τα δεδομένα εισόδου (data-driven), η οποία αποτελείται από ενέργειες που πρέπει να εκτελεστούν σε δεδομένα τύπου κειμένου (σε αρχεία ή ροές δεδομένων), με σκοπό την παραγωγή αναφορών με κάποια μορφοποίηση. Η γλώσσα που χρησιμοποιείται από το εργαλείο awk χρησιμοποιεί κυρίως τύπους δεδομένων συμβολοσειρών (strings), συσχετιστικών πινάκων (associative arrays, πίνακες των οποίων οι δείκτες είναι τύπου συμβολοσειράς) και κανονικές εκφράσεις (regular expressions). Η γλώσσα AWK αποτέλεσε ένα από τα πρώτα εργαλεία που εμφανίστηκαν στην Έκδοση 7 του Unix (Version 7 Unix) και έγινε δημοφιλής σαν τρόπος να εισαχθούν υπολογιστικές λειτουργίες σε μια σωλήνωση του (pipeline) του Unix. Σχεδόν κάθε σύγχρονο λειτουργικό σύστημα τύπου Unix (όπως και το Cygwin που χρησιμοποιούμε στην περίπτωσή μας) που είναι διαθέσιμο σήμερα περιλαμβάνει τη γλώσσα AWK. Υπάρχουν επίσης διαθέσιμες υλοποιήσεις της AWK για πολλά άλλα λειτουργικά συστήματα. 81

82 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Προσομοίωση - Αποτελέσματα 4.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο παρόν κεφάλαιο περιγράφουμε αναλυτικότερα τη διαδικασία της προσομοίωσης, τη μεθοδολογία που χρησιμοποιήσαμε, την παραμετροποίηση του προβλήματος και παραθέτουμε τα αποτελέσματα του πειράματος (πίνακες, γραφική απεικόνιση). Παράλληλα με την παράθεση των αποτελεσμάτων, προσπαθούμε να σχολιάσουμε και αναφέρουμε τυχών συμπεράσματα που προκύπτουν από τις ληφθείσες μετρήσεις. Όπως αναφέραμε στο προηγούμενο κεφάλαιο, έχουμε χωρίσει το τηλεπικοινωνιακό σενάριο σε δύο σκέλη. Το πρώτο αφορά στην επικοινωνία ενός HAP με κάποιους κόμβους-χρήστες που βρίσκονται εντός της περιοχής κάλυψής του και το δεύτερο σκέλος αφορά στην επικοινωνία μεταξύ των χρηστών ενός ad-hoc δικτύου. Τα δύο αυτά μέρη συνδέονται μεταξύ τους αφού θεωρούμε ότι οι κόμβοιχρήστες που επικοινωνούν με το HAP συμπεριφέρονται ως gateways. Κάθε ένας τέτοιος gateway βρίσκεται εντός ενός ad-hoc δικτύου και έτσι επιτρέπει στους κόμβους του δικτύου αυτού να επικοινωνούν με κόμβους άλλων απομακρυσμένων δικτύων, αφού όμως πρώτα η πληροφορία σταλθεί στο HAP και μετέπειτα στους κόμβους-προορισμούς. Τα δύο αυτά σκέλη του τηλεπικοινωνιακού σεναρίου και η προσομοίωσή του περιγράφονται αναλυτικότερα στη συνέχεια, ενώ οι κώδικες της προσομοίωσης παρατίθενται σε παράρτημα στο τέλος της διπλωματικής. 82

83 4.2 ΠΡΩΤΟ ΣΚΕΛΟΣ ΣΕΝΑΡΙΟΥ - ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ HAP & ΕΠΙΓΕΙΩΝ GATEWAYS Το επιμέρους τηλεπικοινωνιακό σενάριο αποτελείται από ένα HAP και ένα σύνολο από επίγειους σταθμούς-κόμβους. Οι κόμβοι αυτοί θεωρούμε ότι βρίσκονται σε μια κυκλική περιοχή διαμέτρου 200 km (περιοχή κάλυψης του HAP) και έχουν τη δυνατότητα να επικοινωνήσουν μεταξύ τους μόνο μέσω της διασύνδεσης που τους προσφέρει η στρατοσφαιρική πλατφόρμα Παράμετροι συστήματος Κατά την παραμετροποίηση του συστήματος επιλέξαμε οι παράμετροι να είναι τύπου Sat, θα έχουν δηλαδή τις ιδιότητες των κλάσεων Sat του NS-2. Παράλληλα, επιλέξαμε τιμή για εύρος ζώνης του downlink και uplink με το HAP τα 10 Mb. Παρακάτω παραθέτουμε το κομμάτι του κώδικα με τον καθορισμό τιμών των γενικών παραμέτρων. Αρχικοποίηση γενικών παραμέτρων global opt set opt(chan) set opt(bw_up) set opt(bw_down) set opt(phy) set opt(mac) set opt(ifq) set opt(qlim) set opt(ll) set opt(wiredrouting) Channel/Sat 10Mb 10Mb Phy/Sat Mac/Sat Queue/DropTail 50 LL/Sat OFF Τοπολογία συστήματος Επειδή ο NS-2 δεν παρέχει απευθείας, με μια υπάρχουσα κλάση, τη δυνατότητα προσομοίωσης ενός HAP, θα καταφύγουμε σε μια άλλη προσεγγιστική λύση. 83

84 Θεωρούμε ένα στιγμιότυπο της κλάσης Sat και συγκεκριμένα το Geo-repeater, προσομοιώνουμε δηλαδή το HAP με ένα δορυφόρο GEO (Geostationary SatelliteΓεωστατικός Δορυφόρος) ο οποίος έχει την ιδιότητα να βρίσκεται συνεχώς πάνω από το ίδιο σημείο, καλύπτει δηλαδή πάντα την ίδια περιοχή της Γης. Επίσης, επειδή το ύψος του GEO δορυφόρου είναι στα km πάνω από την επιφάνεια της Γης, για τις ανάγκες της προσομοίωσης (για να προσεγγίσουμε τη μορφή και λειτουργία του HAP) αλλάξαμε την τιμή αυτή του ύψους σε 23 km, που είναι το υψόμετρο στο οποίο βρίσκεται το HAP. Τέλος, δώσαμε μια τυχαία (επιλογής μας) τιμή για τη θέση του HAP, συμπληρώνοντας το γεωγραφικό μήκος (longtitude) της θέσης του. Όσον αφορά τους επίγειους κόμβους, gateways, θεωρούμε ότι συμπεριφέρονται ως τερματικά (terminals) στο σύστημά μας και τους τοποθετήσαμε, δίνοντάς συντεταγμένες για τις θέσεις τους, σε μια περιοχή διαμέτρου 200 km γύρω από το HAP. Oι κόμβοι είναι επίσης τύπου Sat για να μπορούν να επικοινωνούν με το HAP. Μια από τις παραμέτρους που θα μελετήσουμε μεταβάλλοντάς την είναι ο αριθμός κόμβων-gateways που μπορεί να υποστηρίξει ένα HAP. Παρακάτω παραθέτουμε μέρος του κώδικα με την παραμετροποίηση για το HAP και τους κόμβους. Παραμετροποίηση για το HAP # Configure the node generator for bent-pipe satellite # geo-repeater uses type Phy/Repeater $ns node-config -satnodetype geo-repeater \ -phytype Phy/Repeater \ -channeltype $opt(chan) \ -downlinkbw $opt(bw_down) \ -wiredrouting $opt(wiredrouting) # GEO satellite at longtitude set n1 [$ns node] $n1 set-position ; Παραμετροποίηση για τους κόμβους # Configure the node generator for satellite terminals $ns node-config -satnodetype terminal \ -lltype $opt(ll) \ -ifqtype $opt(ifq) \ -ifqlen $opt(qlim) \ -mactype $opt(mac) \ -phytype $opt(phy) \ -channeltype $opt(chan) \ -downlinkbw $opt(bw_down) \ -wiredrouting $opt(wiredrouting) # terminals set n2 [$ns node] $n2 set-position ; 84

85 set n3 [$ns node] $n3 set-position ; set n4 [$ns node] $n4 set-position ; set n5 [$ns node] $n5 set-position ; set n6 [$ns node] $n6 set-position ; set n7 [$ns node] $n7 set-position ; set n8 [$ns node] $n8 set-position ; set n9 [$ns node] $n9 set-position ; set n10 [$ns node] $n10 set-position ; set n11 [$ns node] $n11 set-position ; set n12 [$ns node] $n12 set-position ; set n13 [$ns node] $n13 set-position ; Δημιουργία συνδέσεων μεταξύ HAP και κόμβων Στο παρόν σενάριο, θεωρούμε ότι το HAP συνδέεται με κάθε κόμβο. Έτσι, μεταβάλλοντας τον αριθμό των κόμβων σε 10, 8, 6, 4 κάθε φορά «τρέχαμε» διαφορετική προσομοίωση για το σύστημα. Οι κόμβοι επικοινωνούν σε ζευγάρια κάθε φορά, όταν, για παράδειγμα, έχουμε 6 gateways από αυτούς οι 3 μπορούν να στέλνουν πληροφορία και οι υπόλοιποι 3 να λαμβάνουν, έχουμε δηλαδή 3 ενεργές διαδρομές. Διασύνδεση HAP και κόμβων # Add GSLs to geo satellites $n2 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $n3 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $n4 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $n5 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $n6 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $n7 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $n8 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $n9 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] 85 $opt(bw_up) \ $opt(bw_up) \ $opt(bw_up) \ $opt(bw_up) \ $opt(bw_up) \ $opt(bw_up) \ $opt(bw_up) \ $opt(bw_up) \

86 $n10 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) \ $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $n11 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) \ $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $n12 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) \ $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $n13 add-gsl geo $opt(ll) $opt(ifq) $opt(qlim) $opt(mac) \ $opt(phy) [$n1 set downlink_] [$n1 set uplink_] $opt(bw_up) $opt(bw_up) $opt(bw_up) $opt(bw_up) Γεννήτρια κίνησης Στην εξομοίωση χρησιμοποιήσαμε γεννήτρια CBR (Constant Bit Rate) της οποίας μεταβάλλαμε το ρυθμό μετάδοσης πακέτων για κάθε νέα προσομοίωση. Ο ρυθμός μετάδοσης πακέτων (Bit rate) είναι και η δεύτερη παράμετρος που μεταβάλλουμε για να μελετήσουμε το σύστημα. Επίσης, όσον αφορά το πρωτόκολλο μεταφοράς, επιλέξαμε το UDP που, ως γρήγορο πρωτόκολλο μεταφοράς, ενδείκνυται σε περιπτώσεις broadcasting και multicasting. Τέλος, στην προσομοίωση θέσαμε το μέγεθος κάθε πακέτου ίσο με 512 bytes, μέγεθος που αρκεί για εφαρμογές π.χ. audio και video, ενώ οι επικοινωνίες κάθε φορά ξεκινούν τη στιγμή 1 και ολοκληρώνονται στα 100 sec. Γεννήτρια κίνησης για επικοινωνία 2 κόμβων # Attach agents for CBR traffic generator set udp0 [new Agent/UDP] $ns attach-agent $n2 $udp0 set cbr0 [new Application/Traffic/CBR] $cbr0 attach-agent $udp0 $cbr0 set rate_ 300Kb $cbr0 set packet_size_ 512 set null0 [new Agent/Null] $ns attach-agent $n3 $null0 $ns connect $udp0 $null0 86

87 4.2.5 Αποτελέσματα προσομοίωσης 1ου σκέλους Σε αυτό το κομμάτι του τηλεπικοινωνιακού σεναρίου προχωρήσαμε σε προσομοίωση του συστήματος μεταβάλλοντας τον αριθμό των gateways που εξυπηρετεί το HAP καθώς και το ρυθμό μετάδοσης πακέτων (bit rate) της γεννήτριας CBR. Συγκεκριμένα, θεωρώντας σύνολα από 10, 8, 6, 4 κόμβους αλλάζαμε το bit rate συγχρόνως και με την επεξεργασία των trace files που προέκυπταν από κάθε προσομοίωση υπολογίσαμε τις μετρικές ποιότητας του συστήματος, packet-loss, delay, throughput. Στη συνέχεια παραθέτουμε τους πίνακες με τις τιμές που υπολογίσαμε και τα γραφήματα για κάθε μετρική. Bit rate (Kb/s) Packet-loss (%) 10 nodes 15,91 20,46 25,18 27,76 29,79 32,17 8 nodes 11, ,35 22,87 24,88 27,3 6 nodes 7,56 10,91 14,58 16,91 18,66 20,97 4 nodes 3,98 4,67 7,2 8,81 10,13 12,06 Πίνακας 4.1 Τιμές για packet-loss συναρτήσει του bit rate Διάγραμμα 4.1 Μεταβολή του packet-loss συναρτήσει του bit rate για διαφορετικό αριθμό κόμβων 87

88 Παρατηρώντας το Διάγραμμα 4.1, βλέπουμε ότι αυξανομένου του bit rate καθώς επίσης και του αριθμού των κόμβων, αυξάνεται και ο ρυθμός απώλειας πακέτων. Το packet-loss μπορούμε να πούμε, όπως αποτυπώνεται στο Διάγραμμα 4.1, ότι διατηρείται σε ανεκτές τιμές (<10 %) στην περίπτωση όπου έχουμε 4 κόμβους να εξυπηρετούνται από το HAP με μέγιστο bit rate περίπου τα 1200 Kbps, καθώς και στην περίπτωση των 6 κόμβων με bit rate < 500 Kbps. Οι απώλειες αυτές πακέτων είναι δυνατόν να οφείλονται σε παρεμβολές-θόρυβο στο κανάλι, εξασθένιση του σήματος καθώς επίσης και στην αύξηση της κίνησης (πληροφορίας) στο κανάλι. Bit rate (Kb/s) Delay (ms) 10 nodes 162,02 159,33 156,42 147,47 133,38 93,02 8 nodes 161,85 159,48 155,97 145,68 132,55 97,69 6 nodes 136,1 79,15 48,42 25,46 16,55 7,28 4 nodes 144,34 128,33 68,59 46,11 35,38 21,72 Πίνακας 4.2 Τιμές για delay συναρτήσει του bit rate Διάγραμμα 4.2 Delay συναρτήσει του bit rate για διαφορετικό αριθμό κόμβων 88

89 Από το Διάγραμμα 4.2 βλέπουμε τη μεταβολή της καθυστέρησης (delay) συναρτήσει του bit rate. Όπως φαίνεται, η αύξηση του αριθμού των κόμβων που εξυπηρετούνται από το HAP αυξάνει και την καθυστέρηση. Δε συμβαίνει όμως το ίδιο και με την αύξηση του ρυθμού μετάδοσης της πληροφορίας, όπου συγκεκριμένα όσο αυτός αυξάνεται η καθυστέρηση ακολουθεί αντίθετη «πορεία» και μειώνεται. Bit rate (Kb/s) Throughput (Kbps) 10 nodes nodes nodes nodes Πίνακας 4.3 Τιμές του throughput συναρτήσει του bit rate Διάγραμμα 4.3 Μεταβολή του throughput συναρτήσει του bit rate για διαφορετικό αριθμό κόμβων 89

90 Τέλος, από το Διάγραμμα 4.3 παρατηρούμε ότι τόσο αυξανoμένου του αριθμού των κόμβων όσο και με την αύξηση του bit rate, η διαμετακομιστική ικανότητα του δικτύου (throughput) αυξάνεται, κάτι που είναι απολύτως φυσιολογικό να συμβαίνει, αφού μεγαλώνει ο όγκος της μεταδιδόμενης πληροφορίας. 4.3 ΔΕΥΤΕΡΟ ΣΚΕΛΟΣ ΣΕΝΑΡΙΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΕΝΟΣ AD-HOC ΔΙΚΤΥΟΥ Στο μέρος αυτό του σεναρίου προσπαθούμε να προσομοιώσουμε την τηλεπικοινωνιακή κίνηση εντός του ad-hoc δικτύου. Το τηλεπικοινωνιακό σύστημα αποτελείται από ένα σύνολο κινητών ασύρματων κόμβων, ένα αδόμητο δίκτυο δηλαδή. Μέσα από το σύνολο αυτό των κόμβων, ένας κόμβος κάθε φορά έχει τον ρόλο του gateway. Παρακάτω, παραθέτουμε αναλυτικότερα τη διαδικασία της προσομοίωσης καθώς και κάποια κομμάτια του κώδικα Παράμετροι συστήματος Οι κόμβοι του συστήματος επικοινωνούν ασύρματα και γι αυτό επιλέξαμε ως τύπο διαύλου επικοινωνίας το ασύρματο κανάλι (wireless channel), την ίδια επιλογή κάναμε και για το Physical Layer του συστήματος. Ως πρωτόκολλο επικοινωνίας θεωρήσαμε το πρότυπο , ενώ όσον αφορά το πρωτόκολλο δρομολόγησης χρησιμοποιήσαμε ένα reactive πρωτόκολλο, το AODV. Τέλος, θεωρήσαμε bandwidth του καναλιού ίσο με 6 Mb και ρυθμό μετάδοσης του Mac Layer ίσο με 6 Mbps. Αρχικοποίηση γενικών παραμέτρων set set set set set set val(chan) val(prop) val(netif) val(mac) val(ifq) val(ll) Channel/WirelessChannel Propagation/TwoRayGround Phy/WirelessPhy Mac/802_11 Queue/DropTail/PriQueue LL 90 ;#Channel Type ;# radio-propagation model ;# network interface type ;# MAC type ;# interface queue type ;# link layer type

91 set set set set set set set set val(ant) Antenna/OmniAntenna val(ifqlen) 20 val(nn) 20 val(energymodel) EnergyModel val(rxpower) ; val(txpower) ; val(initialenergy) 1000 val(mp) "scen-20-01" set set set set set set val(sa) val(seed) val(rp) val(x) val(y) val(dist) Phy/WirelessPhy Phy/WirelessPhy Phy/WirelessPhy Phy/WirelessPhy Phy/WirelessPhy Phy/WirelessPhy Phy/WirelessPhy set set set set set set set 0.0 AODV ;# antenna model ;# max packet in ifq ;# number of mobilenodes ; ; ;# Initial energy ;# Seed - shit ;# Seed - shit 200 CPThresh_ 10.0 CSThresh_ 1.559e-11 RXThresh_ 3.652e-10 bandwidth_ 6e6 Pt_ freq_ 914e+6 L_ 1.0 Mac/802_11 set datarate_ 6Mb Mac/802_11 set basicrate_ 6Mb Mac/802_11 set PLCPDataRate_ ; ; 6.0e6 ; Τοπολογία συστήματος Στην προσομοίωση του συγκεκριμένου συστήματος θεωρήσαμε μια περιοχή εμβαδού 250x250 m, εντός της οποίας τοποθετούμε τυχαία ένα σύνολο από κινητούς ασύρματους κόμβους. Όπως αναφέραμε στην αρχή, σε κάθε προσομοίωση ένας κόμβος αποτελεί τον gateway του συστήματος. Παράλληλα, επειδή δεν υπάρχει λόγος να οριστεί κάποια συγκεκριμένη πορεία κίνησης για τους ασύρματους κόμβους που είναι σε θέση να κινούνται, δημιουργήσαμε αρχεία τα οποία καθορίζουν τυχαίες κινήσεις. Ο NS-2 μας δίνει την δυνατότητα με χρήση της εντολής setdest να δημιουργήσουμε αυτά τα αρχεία (π.χ. το αρχείο «scen-20-01» που φαίνεται στο παραπάνω κομμάτι κώδικα και αποτελεί σενάριο κίνησης για 20 κόμβους). Έτσι λοιπόν, κάθε φορά που «τρέχουμε» μια προσομοίωση ο NS-2 «φορτώνει» το αρχείο κίνησης που του έχουμε δώσει. Μια παράμετρος που μεταβάλλουμε στο συγκεκριμένο σενάριο είναι και ο αριθμός των κόμβων που αποτελούν το δίκτυο και έτσι κάθε φορά δημιουργούμε ένα νέο αρχείο κίνησης. 91

92 Παραμετροποίηση κόμβων $ns_ node-config -adhocrouting $val(rp) \ -lltype $val(ll) \ -mactype $val(mac) \ -energymodel $val(energymodel) \ -ifqtype $val(ifq) \ -ifqlen $val(ifqlen) \ -anttype $val(ant) \ -proptype $val(prop) \ -phytype $val(netif) \ -topoinstance $topo \ -agenttrace ON \ -routertrace OFF \ -mactrace OFF \ -movementtrace OFF \ -channel $chan_ \ -idlepower $val(rxpower)/10 \ -rxpower $val(rxpower) \ -txpower $val(txpower) \ -initialenergy 1000 for {set i 0} {$i < $val(nn)} {incr i} { set node_($i) [$ns_ node] $god_ new_node $node_($i) $node_($i) random-motion 0 } source $val(mp) Δημιουργία συνδέσεων μεταξύ των κόμβων και γεννήτρια κίνησης Κατά την προσομοίωση, θεωρήσαμε ένα σύνολο κόμβων όπου κάθε φορά καθένας από αυτούς έχει τη δυνατότητα επικοινωνίας με τον gateway. Για την αποστολή των πακέτων επιλέξαμε μια CBR γεννήτρια με μέγεθος πακέτου ίσο με 512 bytes. Ο ρυθμός μετάδοσης της CBR γεννήτριας αποτελεί την δεύτερη παράμετρο που μεταβάλλουμε κατά την προσομοίωση. Το UDP πρωτόκολλο αποτελεί το πρωτόκολλο μεταφοράς. Τέλος, η επικοινωνία του κάθε κόμβου με τον gateway ξεκινά μετά τα 8 sec, σε διαφορετικές στιγμές για τον καθένα, και ολοκληρώνεται στα sec. 92

93 Διασύνδεση και επικοινωνία κόμβων (π.χ. 8 κόμβοι που επικοινωνούν από σύνολο 20 κόμβων) for {set i 0} {$i < 19} {incr i} { set udp_($i) [new Agent/UDP] $ns_ attach-agent $node_($i) $udp_($i) set null_($i) [new Agent/Null] $ns_ attach-agent $node_(19) $null_($i) set cbr_($i) [new Application/Traffic/CBR] $cbr_($i) set packet_size_ 512 $cbr_($i) set rate_ 300Kb $cbr_($i) attach-agent $udp_($i) $ns_ connect $udp_($i) $null_($i) } $ns_ at 8.1 "$cbr_(0) start" $ns_ at "$cbr_(0) stop" $ns_ at 10.1 "$cbr_(1) start" $ns_ at "$cbr_(1) stop" $ns_ at 12.1 "$cbr_(2) start" $ns_ at "$cbr_(2) stop" $ns_ at 15.1 "$cbr_(3) start" $ns_ at "$cbr_(3) stop" $ns_ at 18.1 "$cbr_(4) start" $ns_ at "$cbr_(4) stop" $ns_ at 20.1 "$cbr_(5) start" $ns_ at "$cbr_(5) stop" $ns_ at 22.1 "$cbr_(6) start" $ns_ at "$cbr_(6) stop" $ns_ at 22.1 "$cbr_(7) start" $ns_ at "$cbr_(7) stop" Αποτελέσματα προσομοίωσης 2ου σκέλους Στο κομμάτι αυτό της προσομοίωσης προσπαθήσαμε να μελετήσουμε την επικοινωνία μεταξύ των κόμβων εντός του ad-hoc δικτύου. Οι παράμετροι που μεταβάλλαμε ήταν ο αριθμός των κόμβων (nodes) που απαρτίζουν το δίκτυο και το τηλεπικοινωνιακό φορτίο (traffic load). Για να μπορέσουμε να κατανοήσουμε και να αξιολογήσουμε καλύτερα τις επιδόσεις του δικτύου θεωρήσαμε δύο σενάρια για την προσομοίωση. Συγκεκριμένα, για αριθμό κόμβων 20, 30, 40, 50 στη μεν πρώτη περίπτωση προχωρήσαμε στην προσομοίωση αλλάζοντας το traffic load κάθε φορά, στη δε δεύτερη περίπτωση προσομοιώσαμε το σύστημα διατηρώντας σταθερές τις 93

94 τιμές του traffic load. Από την επεξεργασία των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από τις παραπάνω προσομοιώσεις προσπαθήσαμε να παρατηρήσουμε τις μεταβολές των μετρικών, packet-loss, delay, throughput. Παρακάτω παραθέτουμε τους πίνακες με τα αποτελέσματα και τα διαγράμματα που προέκυψαν για κάθε περίπτωση η περίπτωση μεταβαλλόμενο traffic load Traffic load (Kbps) Packet-loss (%) 20 nodes 30 nodes 40 nodes 50 nodes 0 0,0081 0,0115 8,61 21,26 34,39 0 0,0081 0, ,27 24,93 36,45 0,0062 0, , ,099 23,44 36,6 0,016 0,01 0,947 7,902 24,69 34,35 Πίνακας 4.4 Τιμές για packet-loss συναρτήσει του traffic load Διάγραμμα 4.4 Μεταβολή του packet-loss συναρτήσει του traffic load για διαφορετικό αριθμό κόμβων 94

95 Από το Διάγραμμα 4.4 παρατηρούμε ότι το packet loss παραμένει σε «ανεκτές» τιμές (< 10%) όσο το φορτίο κίνησης διατηρείται κάτω από 3900 Kbps περίπου, ανεξάρτητα του αριθμού των κόμβων. Ακόμη, βλέπουμε ότι ο διαφορετικός αριθμός κόμβων στο δίκτυο δεν επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τη μεταβολή της απώλειας πακέτων. Αυτό που επηρεάζει άμεσα το packet loss είναι το τηλεπικοινωνιακό φορτίο στο δίκτυο και συγκεκριμένα όταν αυτό φθάσει σχεδόν στο μισό του bandwidth του καναλιού (το bandwidth του καναλιού είναι 6 Mb) βλέπουμε απότομη αύξηση του packet loss. Το φαινόμενο αυτό μπορεί να θεωρηθεί φυσιολογικό αφού αποτελεί απόρροια της αυξημένης κίνησης στο κανάλι. Traffic load (Kbps) Delay (ms) 20 nodes 30 nodes 40 nodes 50 nodes 1,6026 2,3479 3, , , ,15 1,6032 3,746 80, , ,1 816,42 2,0585 2, , , , ,344 2,1521 2, , , , ,212 Πίνακας 4.5 Τιμές για delay συναρτήσει του traffic load Διάγραμμα 4.5 Μεταβολή του delay συναρτήσει του traffic load για διαφορετικό αριθμό κόμβων 95

96 Όπως παρατηρούμε από το Διάγραμμα 4.5 η καθυστέρηση (delay) αρχίζει να αυξάνεται απότομα όταν το traffic load ξεπεράσει περίπου το μισό (3 Mb) του bandwidth του καναλιού επικοινωνίας. Όπως και στην περίπτωση του packet loss, η καθυστέρηση μετάδοσης παρουσιάζει αυτήν την απότομη αύξηση ακριβώς λόγω της αυξημένης κίνησης στο κανάλι. Traffic load (Kbps) Throughput (Kbps) 20 nodes 30 nodes 40 nodes 50 nodes 1425, , , , , ,9 1425, , , , , , , , , , , , , , , , , ,56 Πίνακας 4.6 Τιμές για το throughput συναρτήσει του traffic load Διάγραμμα 4.6 Μεταβολή του throughput συναρτήσει του traffic load για διαφορετικό αριθμό κόμβων 96

97 Από το Διάγραμμα 4.6 βλέπουμε ότι αυξανομένου του traffic load αυξάνεται και η διαμετακομιστική ικανότητα του δικτύου. Συγκεκριμένα, η αύξηση αυτή παρατηρείται έως την τιμή 3900 Kbps του traffic load, περίπου δηλαδή λίγο πάνω από το μισό του bandwidth του καναλιού. Μετά το σημείο αυτό εμφανίζεται μια μικρή πτώση του throughput. Να σημειώσουμε επίσης, όπως φαίνεται από το διάγραμμα, ότι η μεταβολή του αριθμού των κόμβων του δικτύου επιφέρει αμελητέα μεταβολή στο throughput η περίπτωση σταθερό traffic load Στο σημείο αυτό της προσομοίωσης προσπαθήσαμε να μελετήσουμε πώς επηρεάζονται οι μετρικές διατηρώντας σταθερό το τηλεπικοινωνιακό φορτίο του δικτύου. Συγκεκριμένα, επιλέγοντας τιμές για το traffic load 3000 και 3900 Kbps μεταβάλλαμε τον αριθμό των κόμβων που το διαχειρίζονται και επεξεργαστήκαμε τα δεδομένα που προέκυψαν. Παρακάτω φαίνονται οι πίνακες με τα αποτελέσματα και τα διαγράμματα που προέκυψαν από αυτούς. Ad-hoc δίκτυο με 20 κόμβους Nodes Traffic load (Kbps) ,0016 7,131 0, ,57 0, ,76 0, ,28 Packetloss (%) Πίνακας 4.7 Τιμές για packet-loss για σταθερό φορτίο κίνησης και για διαφορετικό αριθμό κόμβων 97

98 Διάγραμμα 4.7 Μεταβολή του packet-loss για σταθερές τιμές του traffic load και μεταβάλλοντας των αριθμό των κόμβων Nodes Traffic load (Kbps) , ,755 3, ,907 5, ,355 28, ,765 Delay (ms) Πίνακας 4.8 Τιμές για delay για σταθερό φορτίο κίνησης και για διαφορετικό αριθμό κόμβων 98

99 Διάγραμμα 4.8 Μεταβολή του delay για σταθερές τιμές του traffic load και για διαφορετικό αριθμό κόμβων Nodes Traffic load (Kbps) , , , , , , , ,57 Throughput (Kbps) Πίνακας 4.9 Τιμές για throughput για σταθερό φορτίο κίνησης και διαφορετικό αριθμό κόμβων 99

100 Διάγραμμα 4.9 Μεταβολή του throughput για σταθερό traffic load και διαφορετικό αριθμό κόμβων Από το Διάγραμμα 4.7 παρατηρούμε, για το δίκτυο των 20 κόμβων, ότι η απώλεια πακέτων είναι σχεδόν μηδενική στην περίπτωση που το traffic load είναι ίσο με 3000 Kbps (το μέσο του bandwidth του καναλιού), ενώ αυξάνεται κατά πολύ για την τιμή 3900 Kbps και μάλιστα ξεπερνάει και το 10 %. Η μεταβολή στον αριθμό των κόμβων που διαχειρίζονται τον όγκο της πληροφορίας βλέπουμε ότι δεν επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό το packet-loss. Όσον αφορά την καθυστέρηση μετάδοσης, από το Διάγραμμα 4.8 παρατηρούμε ότι είναι σχεδόν μηδενική για την τιμή 3000 Kbps του traffic load, ενώ αυξάνει και ξεπερνάει και τα 400 ms για την τιμή 3900 Kbps του traffic load. Όπως στην περίπτωση του packet-loss έτσι και για το delay είναι μικρή η μεταβολή λόγω του αριθμού των κόμβων. Τέλος, από το Διάγραμμα 4.9 βλέπουμε ότι η διαμετακομιστική ικανότητα του δικτύου διατηρείται σχεδόν σταθερή, ανεξάρτητα από των αριθμό των κόμβων, ενώ είναι μεγαλύτερη στην περίπτωση των 3900 Kbps για το traffic load, κάτι που είναι φυσικό να συμβαίνει αφού υπάρχει μεγαλύτερο φορτίο κίνησης. 100

101 Ad-hoc δίκτυο με 30 κόμβους Nodes Traffic load (Kbps) , ,5836 0, ,039 0, ,581 0,575 13,52 Packetloss (%) Πίνακας 4.10 Τιμές για packet-loss για σταθερό φορτίο κίνησης και διαφορετικό αριθμό κόμβων Διάγραμμα 4.10 Μεταβολή του packet-loss για σταθερό traffic load και διαφορετικό αριθμό κόμβων 101

102 Nodes Traffic load (Kbps) , ,053 80, ,741 84, ,916 17, ,56 Delay (ms) Πίνακας 4.11 Τιμές για delay για σταθερό φορτίο κίνησης και για διαφορετικό αριθμό κόμβων Διάγραμμα 4.11 Μεταβολή του delay για σταθερές τιμές του traffic load και για διαφορετικό αριθμό κόμβων 102

103 Nodes Traffic load (Kbps) , , , ,2 2576, , ,2 2593,41 Throughput (Kbps) Πίνακας 4.12 Τιμές για throughput για σταθερό φορτίο κίνησης και διαφορετικό αριθμό κόμβων Διάγραμμα 4.12 Μεταβολή του throughput για σταθερό traffic load και διαφορετικό αριθμό κόμβων Για το ad-hoc δίκτυο των 30 κόμβων παρατηρούμε, από το Διάγραμμα 4.10, ότι το ποσοστό απώλειας πακέτων παραμένει κοντά στο μηδέν για την τιμή 3000 Kbps του traffic load, ενώ ξεπερνάει το 10% για τα 3900 Kbps. Η μεταβολή στον αριθμό 103

104 των κόμβων που διαχειρίζονται το φορτίο της πληροφορίας βλέπουμε ότι δεν επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τη μεταβολή του packet-loss. Όσον αφορά την καθυστέρηση μετάδοσης, από το Διάγραμμα 4.11, βλέπουμε ότι για την τιμή 3000 Kbps διατηρείται σε χαμηλές τιμές, ενώ για την τιμή 3900 Kbps του traffic load αυξάνεται όσο αυξάνονται και οι κόμβοι που συμμετέχουν στο δίκτυο και μάλιστα ξεπερνάει και τα 400 ms. Τέλος, το throughput, όπως φαίνεται από το Διάγραμμα 4.12, βλέπουμε ότι διατηρείται σχεδόν σταθερό ανεξάρτητα από τη μεταβολή του αριθμού των κόμβων που διαχειρίζονται το φορτίο κίνησης. Συγκεκριμένα, μπορούμε να πούμε ότι για την τιμή 3900 Kbps του traffic load το throughput παρουσιάζει μια μικρή μείωση όσο αυξάνονται οι κόμβοι και τελικά βλέπουμε οι δύο καμπύλες να ταυτίζονται σχεδόν στην ίδια τιμή διαμετακομιστικής ικανότητας. Ad-hoc δίκτυο με 40 κόμβους Nodes Traffic load (Kbps) ,0016 6,8504 0, ,6805 0, ,6823 0, ,4487 Packetloss (%) Πίνακας 4.13 Τιμές για packet-loss για σταθερό φορτίο κίνησης και διαφορετικό αριθμό κόμβων 104

105 Διάγραμμα 4.13 Μεταβολή του packet-loss για σταθερό traffic load και διαφορετικό αριθμό κόμβων Nodes Traffic load (Kbps) , ,009 22, ,069 5, ,423 10, ,318 Delay (ms) Πίνακας 4.14 Τιμές για delay για σταθερό φορτίο κίνησης και για διαφορετικό αριθμό κόμβων 105

106 Διάγραμμα 4.14 Μεταβολή του delay για σταθερές τιμές του traffic load και για διαφορετικό αριθμό κόμβων Nodes Traffic load (Kbps) , , , , , , , ,87 Throughput (Kbps) Πίνακας 4.15 Τιμές για throughput για σταθερό φορτίο κίνησης και διαφορετικό αριθμό κόμβων 106

107 Διάγραμμα 4.15 Μεταβολή του throughput για σταθερό traffic load και διαφορετικό αριθμό κόμβων Από το Διάγραμμα 4.13 παρατηρούμε ότι, στην περίπτωση του δικτύου με 40 κόμβους, το ποσοστό απώλειας πακέτων είναι σχεδόν ίσο με 0% για τιμή traffic load ίση με 3000 Kbps, ενώ αυξάνει και φτάνει τιμές άνω του 10% για τιμή φορτίου κίνησης ίση με 3900 Kbps. Η μεταβολή στον αριθμό των κόμβων βλέπουμε ότι επηρεάζει πολύ λίγο το packet-loss και, συγκεκριμένα, μόνο στην περίπτωση του μεγαλύτερου φορτίου κίνησης η αύξηση του αριθμού των κόμβων επιφέρει και αύξηση στην απώλεια πακέτων. Από τη μεριά της καθυστέρησης μετάδοσης, παρατηρούμε στο Διάγραμμα 4.14 ότι και αυτή δεν επηρεάζεται σημαντικά από τη μεταβολή του αριθμού των κόμβων που επικοινωνούν στο δίκτυο. Η καθυστέρηση κυμαίνεται σε πολύ χαμηλές τιμές (<25 ms) για τιμή traffic load 3000 Kbps, ενώ παρουσιάζει μεγάλη αύξηση στα 3900 Kbps, η οποία ξεπερνάει και τα 400 ms. Τέλος, όσον αφορά το throughput [Διάγραμμα 4.15], αυτό παραμένει επίσης σταθερό (σχεδόν) παρά τη μεταβολή του αριθμού των κόμβων και είναι μεγαλύτερο για την τιμή 3900 Kbps του φορτίου κίνησης. 107

108 Ad-hoc δίκτυο με 50 κόμβους Nodes Traffic load (Kbps) , ,7595 0, ,4545 2, ,1836 0, ,6011 Packetloss (%) Πίνακας 4.16 Τιμές για packet-loss για σταθερό φορτίο κίνησης και διαφορετικό αριθμό κόμβων Διάγραμμα 4.16 Μεταβολή του packet-loss για σταθερό traffic load και διαφορετικό αριθμό κόμβων 108

109 Nodes Traffic load (Kbps) , ,825 80, , , ,003 13, ,227 Delay (ms) Πίνακας 4.17 Τιμές για delay για σταθερό φορτίο κίνησης και για διαφορετικό αριθμό κόμβων Διάγραμμα 4.17 Μεταβολή του delay για σταθερές τιμές του traffic load και για διαφορετικό αριθμό κόμβων 109

110 Nodes Traffic load (Kbps) , , , , , , , ,17 Throughput (Kbps) Πίνακας 4.18 Τιμές για throughput για σταθερό φορτίο κίνησης και διαφορετικό αριθμό κόμβων Διάγραμμα 4.18 Μεταβολή του throughput για σταθερό traffic load και διαφορετικό αριθμό κόμβων Στην περίπτωση του ad-hoc δικτύου με 50 κόμβους, παρατηρούμε από το Διάγραμμα 4.16 ότι το packet-loss για την τιμή 3000 Kbps του traffic load παραμένει 110

Οι βασικές βαθμίδες του συστήματος των δορυφορικών επικοινωνιών δίνονται στο παρακάτω σχήμα :

Οι βασικές βαθμίδες του συστήματος των δορυφορικών επικοινωνιών δίνονται στο παρακάτω σχήμα : Εισαγωγικά Τα δορυφορικά δίκτυα επικοινωνίας αποτελούν ένα σημαντικό τμήμα των σύγχρονων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Οι δορυφόροι παρέχουν τη δυνατότητα κάλυψης μεγάλων γεωγραφικών περιοχών. Η δυνατότητα

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΗΤΟΙ ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ. Ροζ δορυφόροι

ΤΕΧΝΗΤΟΙ ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ. Ροζ δορυφόροι ΤΕΧΝΗΤΟΙ ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ Ροζ δορυφόροι Ερωτήσεις 1) Ειρηνικές χρήσεις δορυφόρων 2)Στρατιωτικές χρήσεις δορυφόρων; 3)Πλεονεκτήματα - μειονεκτήματα 4)Πως θα είναι στο μέλλον; Ειρηνικές χρήσεις δορυφόρων Έχουν

Διαβάστε περισσότερα

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 1 Κυψελωτά Συστήματα

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 1 Κυψελωτά Συστήματα Κινητές επικοινωνίες Κεφάλαιο 1 Κυψελωτά Συστήματα Ιστορικά στοιχεία 1940 1946 1975 1985 1 ο ασύρματο τηλέφωνο από την Bell System 1 η υπηρεσία παροχής κινητής τηλεφωνίας (Missouri, USA) 1 o κυψελωτό σύστημα

Διαβάστε περισσότερα

Μέσα Μετάδοσης. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 7 ο

Μέσα Μετάδοσης. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 7 ο Μέσα Μετάδοσης Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 7 ο Εισαγωγή Το μέσο μετάδοσης αποτελεί τη φυσική σύνδεση μεταξύ του αποστολέα και του παραλήπτη της πληροφορίας σε οποιοδήποτε σύστημα επικοινωνίας. Είναι

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη της Δυνατότητας Λειτουργίας των Στρατοσφαιρικών Τηλεπικοινωνιακών Δικτύων στη ζώνη 3-18 GHz ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Μελέτη της Δυνατότητας Λειτουργίας των Στρατοσφαιρικών Τηλεπικοινωνιακών Δικτύων στη ζώνη 3-18 GHz ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ Μελέτη της Δυνατότητας Λειτουργίας των Στρατοσφαιρικών

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3-3.1 Μέσα Μετάδοσης

Κεφάλαιο 3-3.1 Μέσα Μετάδοσης Κεφάλαιο 3-3.1 Μέσα Μετάδοσης Γεώργιος Γιαννόπουλος, ΠΕ19 ggiannop (at) sch.gr σελ. 71-80 - http://diktya-epal-b.ggia.info/ Creative Commons License 3.0 Share-Alike Εισαγωγή: Μέσο Μετάδοσης Είναι η φυσική

Διαβάστε περισσότερα

ΑσύρµαταΜητροπολιτικά ίκτυα

ΑσύρµαταΜητροπολιτικά ίκτυα ΑσύρµαταΜητροπολιτικά ίκτυα Απαιτήσεις ικτύωση υπολογιστικών συστηµάτων που βρίσκονται διασκορπισµένα σε µια γεωγραφική περιοχή της τάξης µιας «πόλης». Μεγαλύτερό εύρος ζώνης από τα αντίστοιχα τοπικά δίκτυα.

Διαβάστε περισσότερα

Μάθηµα 4 ο : ορυφορικές τροχιές

Μάθηµα 4 ο : ορυφορικές τροχιές Μάθηµα 4 ο : ορυφορικές τροχιές Στόχοι: Στο τέλος αυτού του µαθήµατος ο σπουδαστής θα γνωρίζει: Tις σηµαντικότερες κατηγορίες δορυφορικών τροχιών Τους παράγοντες που οδηγούν στην επιλογή συγκεκριµένης

Διαβάστε περισσότερα

1. Συστήματα σταθμών βάσης Κινητής τηλεφωνίας

1. Συστήματα σταθμών βάσης Κινητής τηλεφωνίας 1. Συστήματα σταθμών βάσης Κινητής τηλεφωνίας Οι σταθερές κεραίες που χρησιμοποιούνται για τις ασύρματες επικοινωνίες ονομάζονται σταθμοί βάσης κυψελωτών επικοινωνιών ή πύργοι μετάδοσης κινητής τηλεφωνίας.

Διαβάστε περισσότερα

Μάθηµα 7 ο : Παράµετροι δορυφορικής ζεύξης & δορυφορικές υπηρεσίες

Μάθηµα 7 ο : Παράµετροι δορυφορικής ζεύξης & δορυφορικές υπηρεσίες Μάθηµα 7 ο : Παράµετροι δορυφορικής ζεύξης & δορυφορικές υπηρεσίες Στόχοι: Στο τέλος αυτού του µαθήµατος ο σπουδαστής θα γνωρίζει: Ποιες είναι οι ζώνες συχνοτήτων που χρησιµοποιούνται στις δορυφορικές

Διαβάστε περισσότερα

ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ. Παπαδοπούλου Σοφιάννα. Περίληψη

ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ. Παπαδοπούλου Σοφιάννα. Περίληψη ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ Παπαδοπούλου Σοφιάννα Περίληψη Οι δορυφόροι είναι ουράνια σώματα τα οποία μπορεί να μεταφέρουν είτε μια εικόνα ή οτιδήποτε άλλο. Το παρακάτω κείμενο έχει γραφτεί για να εξηγήσει σε τι περίπου

Διαβάστε περισσότερα

ιπλωµατική Εργασία του φοιτητή του Τµήµατος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών την Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστηµίου Πατρών

ιπλωµατική Εργασία του φοιτητή του Τµήµατος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών την Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστηµίου Πατρών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ: Τοµέας Τηλεπικοινωνιών και Τεχνολογίας της Πληροφορίας ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ: Εργαστήριο Ασύρµατης Επικοινωνίας ιπλωµατική Εργασία

Διαβάστε περισσότερα

7. To GPS και άλλα συστήµατα GNSS

7. To GPS και άλλα συστήµατα GNSS 7. To GPS και άλλα συστήµατα GNSS 7.1 GPS και άλλα συστήµατα προσδιορισµού θέσης GNSS Παράλληλα µε το GPS η πρώην Σοβιετική Ένωση προχώρησε στη δηµιουργία ενός παρόµοιου συστήµατος προσδιορισµού θέσης

Διαβάστε περισσότερα

Δορυφορικός Σταθμός της ΕΜΥ

Δορυφορικός Σταθμός της ΕΜΥ Δορυφορικός Σταθμός της ΕΜΥ Οι μετεωρολογικοί δορυφόροι πολικής τροχιάς πετούν σε σταθερό ύψος μερικών εκατοντάδων χιλιομέτρων από την επιφάνεια της γης, καταγράφοντας με πολύ μεγάλη ακρίβεια την δομή

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΟΤΗΤΑ 3 3.0 ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΕΝΟΤΗΤΑ 3 3.0 ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 3 3.0 ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Όπως είναι ήδη γνωστό, ένα σύστημα επικοινωνίας περιλαμβάνει τον πομπό, το δέκτη και το κανάλι επικοινωνίας. Στην ενότητα αυτή, θα εξετάσουμε τη δομή και τα χαρακτηριστικά

Διαβάστε περισσότερα

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΠΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ / ΙΟΥΝΙΟΥ 2014

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΠΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ / ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΜΑΚΑΡΙΟΣ Γ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ: 2013 2014 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΠΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ / ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 Κατεύθυνση: ΠΡΑΚΤΙΚΗ Κλάδος: ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ Μάθημα: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Τάξη: A Τμήμα:

Διαβάστε περισσότερα

Θερμική νησίδα», το πρόβλημα στις αστικές περιοχές. Παρουσίαση από την Έψιλον-Έψιλον Α.Ε.

Θερμική νησίδα», το πρόβλημα στις αστικές περιοχές. Παρουσίαση από την Έψιλον-Έψιλον Α.Ε. Θερμική νησίδα», το πρόβλημα στις αστικές περιοχές. Παρουσίαση από την Έψιλον-Έψιλον Α.Ε. Η ένταση της Θερμικής νησίδας στον κόσμο είναι πολύ υψηλή Ένταση της θερμικής νησίδας κυμαίνεται μεταξύ 1-10 o

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3: Ερωτήσεις - Ασκήσεις. 1. Σε ποιες κατηγορίες διακρίνουμε τα μέσα μετάδοσης; 2. Ποια είναι τα ενσύρματα μέσα μετάδοσης:

Κεφάλαιο 3: Ερωτήσεις - Ασκήσεις. 1. Σε ποιες κατηγορίες διακρίνουμε τα μέσα μετάδοσης; 2. Ποια είναι τα ενσύρματα μέσα μετάδοσης: Κεφάλαιο 3: Ερωτήσεις - Ασκήσεις 1. Σε ποιες κατηγορίες διακρίνουμε τα μέσα μετάδοσης; 2. Ποια είναι τα ενσύρματα μέσα μετάδοσης: 3. Ποια είναι τα ασύρματα μέσα μετάδοσης; 4. Ποια τα βασικότερα μειονεκτήματα

Διαβάστε περισσότερα

Επιδόσεις της σύνδεσης για κάλυψη µε κεραία πολλαπλής δέσµης σε σχέση µε κάλυψη µε κεραία απλής δέσµης

Επιδόσεις της σύνδεσης για κάλυψη µε κεραία πολλαπλής δέσµης σε σχέση µε κάλυψη µε κεραία απλής δέσµης Επιδόσεις της σύνδεσης για κάλυψη µε κεραία πολλαπλής δέσµης σε σχέση µε κάλυψη µε κεραία απλής δέσµης Η συνολική ποιότητα της σύνδεσης µέσω ραδιοσυχνοτήτων εξαρτάται από την 9000 απολαβή της κεραίας του

Διαβάστε περισσότερα

Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών

Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών Καθ. Εμμανουήλ Βαρβαρίγος Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Σκοποί ενότητας Η εξοικείωση του φοιτητή με τις βασικότερες έννοιες των δορυφορικών επικοινωνιών

Διαβάστε περισσότερα

9 η Εξαμηνιαία Αναφορά για την Ευρυζωνικότητα

9 η Εξαμηνιαία Αναφορά για την Ευρυζωνικότητα 9 η Εξαμηνιαία Αναφορά για την Ευρυζωνικότητα Αύγουστος 2009 Περιεχόμενα Εξέλιξη Λιανικού Κόστους Πρόσβασης 3 Εξέλιξη Ευρυζωνικών Συνδέσεων 5 Εξέλιξη Συνδέσεων ΑΠΤΒ (LLU) και ΑΡΥΣ 7 Εκτίμηση Βραχυχρόνιας

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ 476: ΚΙΝΗΤΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (MOBILE NETWORKS)

ΕΠΛ 476: ΚΙΝΗΤΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (MOBILE NETWORKS) ΟΜΑΔΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ: Μιχαηλίνα Αργυρού Κασιανή Πάρη ΕΠΛ 476: ΚΙΝΗΤΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (MOBILE NETWORKS) Δρ. Χριστόφορος Χριστοφόρου Πανεπιστήμιο Κύπρου - Τμήμα Πληροφορικής WiMAX (Worldwide Interoperability

Διαβάστε περισσότερα

Μάθηµα 2 ο : ορυφόρος και δορυφορική διαστηµική πλατφόρµα

Μάθηµα 2 ο : ορυφόρος και δορυφορική διαστηµική πλατφόρµα Μάθηµα 2 ο : ορυφόρος και δορυφορική διαστηµική πλατφόρµα Στόχοι: Στο τέλος αυτού του µαθήµατος ο σπουδαστής θα γνωρίζει: Τη δοµή ενός τηλεπικοινωνιακού δορυφόρου καθώς και το έργο που επιτελεί Την οργάνωσης

Διαβάστε περισσότερα

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών Εισαγωγή Άγγελος Ρούσκας Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων Πανεπιστήμιο Πειραιώς Σταθερές επικοινωνίες Το σημείο πρόσβασης υπηρεσίας είναι σταθερό +302107722532 +302107722530

Διαβάστε περισσότερα

ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΑΠΟ ΒΛΑΣΤΗΣΗ. ΣΤΗ ΖΩΝΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 30 MHz ΕΩΣ 60 GHz.

ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΑΠΟ ΒΛΑΣΤΗΣΗ. ΣΤΗ ΖΩΝΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 30 MHz ΕΩΣ 60 GHz. ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΑΠΟ ΒΛΑΣΤΗΣΗ ΣΤΗ ΖΩΝΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 30 MHz ΕΩΣ 60 GHz. Εισαγωγή Έχει παρατηρηθεί, ότι η εξασθένηση των ραδιοκυµάτων και µικροκυµάτων, που προκύπτει από βλάστηση, µπορεί σε ορισµένες περιπτώσεις

Διαβάστε περισσότερα

Μαρούσι, Φεβρουάριος 2017 Εθνική Επιτροπή Τηλεπικοινωνιών και Ταχυδροµείων (ΕΕΤΤ)

Μαρούσι, Φεβρουάριος 2017 Εθνική Επιτροπή Τηλεπικοινωνιών και Ταχυδροµείων (ΕΕΤΤ) ηµόσια ιαβούλευση αναφορικά µε την εναρµόνιση της ζώνης συχνοτήτων 2010-2025 MHz για φορητές ή κινητές ασύρµατες βιντεοζεύξεις και ασύρµατες κάµερες που χρησιµοποιούνται για την παραγωγή προγράµµατος και

Διαβάστε περισσότερα

Δίκτυα Θεωρία

Δίκτυα Θεωρία Δίκτυα Θεωρία 2016-17 Κεφάλαιο 5 1. Τι γνωρίζετε για τα Δίκτυα Ευρείας Περιοχής; Τα τοπικά δίκτυα αποτελούν πολύ καλή λύση για επικοινωνία με περιορισμένη, όμως, απόσταση κάλυψης. Για να ικανοποιηθεί η

Διαβάστε περισσότερα

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών Κυψελωτά Συστήματα και Παρεμβολές Άγγελος Ρούσκας Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων Πανεπιστήμιο Πειραιώς Περιβάλλον με θόρυβο και παρεμβολές Περιβάλλον δύο πομποδεκτών

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΠΡΑΚΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Τεχνολογία Ηλεκτρονικών

Διαβάστε περισσότερα

Γενικές Πληροφορίες. Οδηγίες για τη Συμπλήρωση της Αίτησης Χορήγησης Δικαιωμάτων Χρήσης Ραδιοσυχνοτήτων Σταθερής Δορυφορικής Υπηρεσίας

Γενικές Πληροφορίες. Οδηγίες για τη Συμπλήρωση της Αίτησης Χορήγησης Δικαιωμάτων Χρήσης Ραδιοσυχνοτήτων Σταθερής Δορυφορικής Υπηρεσίας Οδηγίες για τη Συμπλήρωση της Αίτησης Χορήγησης Δικαιωμάτων Χρήσης Ραδιοσυχνοτήτων Σταθερής Δορυφορικής Υπηρεσίας 1 Γενικές Πληροφορίες 1. Η Αίτηση Χορήγησης Δικαιωμάτων Χρήσης Ραδιοσυχνοτήτων Σταθερής

Διαβάστε περισσότερα

Κινητό τηλέφωνο. Κινητό τηλέφωνο

Κινητό τηλέφωνο. Κινητό τηλέφωνο Κινητό τηλέφωνο ονομάζεται κατά κύριο λόγο το τηλέφωνο που δεν εξαρτάται από καλωδιακή σύνδεση με δίκτυο παροχής και δεν εξαρτάται από κάποια τοπική ασύρματη συσκευή. Κινητό τηλέφωνο Πως λειτουργεί η κινητή

Διαβάστε περισσότερα

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΙΡΑΙΩΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΤΜΗΜΑ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Διδάσκων: Δρ. Εμμανουήλ Θ. Μιχαηλίδης Διάλεξη #5 Φαινόμενα και Μηχανισμοί Διάδοσης

Διαβάστε περισσότερα

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 5 Σχεδιασμός Δικτύου

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 5 Σχεδιασμός Δικτύου Κινητές επικοινωνίες Κεφάλαιο 5 Σχεδιασμός Δικτύου 1 Προϋπολογισμός ισχύος ραδιοζεύξης (Ιink budget) Συνυπολογίζοντας διάφορες παραμέτρους (απώλειες καλωδίωσης, χαρακτηριστικά κεραιών κτλ), υπολογίζουμε

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΗΜΕΡΩΤΙΚΟ ΕΛΤΙΟ. Ευρυζωνική πρόσβαση Ασύρµατη σύνδεση. 1. Η Εθνική Στρατηγική για την ευρυζωνική πρόσβαση

ΕΝΗΜΕΡΩΤΙΚΟ ΕΛΤΙΟ. Ευρυζωνική πρόσβαση Ασύρµατη σύνδεση. 1. Η Εθνική Στρατηγική για την ευρυζωνική πρόσβαση ΕΝΗΜΕΡΩΤΙΚΟ ΕΛΤΙΟ Ευρυζωνική πρόσβαση Ασύρµατη σύνδεση 1. Η Εθνική Στρατηγική για την ευρυζωνική πρόσβαση Στο Επιχειρησιακό Πρόγραµµα «Κοινωνία της Πληροφορίας» του Γ ΚΠΣ προβλέπεται η χρηµατοδότηση δράσεων

Διαβάστε περισσότερα

Υδρογόνο και αερόπλοια. ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΝΙΚΗ ΚΑΤΣΙΑΠΗ ΠΕ04.05 MEd PhD

Υδρογόνο και αερόπλοια. ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΝΙΚΗ ΚΑΤΣΙΑΠΗ ΠΕ04.05 MEd PhD Υδρογόνο και αερόπλοια ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΝΙΚΗ ΚΑΤΣΙΑΠΗ ΠΕ04.05 MEd PhD Στο πείραμα της αντίδρασης του Mg με το HCl διαπιστώσαμε ότι το υδρογόνο είναι ελαφρύτερο από τον αέρα Την ιδιότητα αυτή αξιοποίησε πρώτος

Διαβάστε περισσότερα

ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΣΤΡΑΤΟΣΦΑΙΡΙΚΩΝ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΠΛΑΤΦΟΡΜΩΝ ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΣΤΡΑΤΟΣΦΑΙΡΙΚΩΝ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΠΛΑΤΦΟΡΜΩΝ ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑ ΟΣΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Επίκ. Καθηγητής. Θεωρία-Ασκήσεις: Παρασκευή 8:00-11:00. όροφος

Επίκ. Καθηγητής. Θεωρία-Ασκήσεις: Παρασκευή 8:00-11:00. όροφος Θεωρία-Ασκήσεις: Παρασκευή 8:00-11:00 E-mail: tsiftsis@teilam.gr URL: http://users.teilam.gr/~tsiftsis Γραφείο: Κτήριο Βιβλιοθήκης, 1 ος όροφος 1 Πηγές Μαθήματος 1. Βιβλίο: Γ. K. Καραγιαννίδης, Τηλεπικοινωνιακά

Διαβάστε περισσότερα

«ΠΡΟΩΘΗΣΗ ΕΥΡΥΖΩΝΙΚΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ WI-FI HOT SPOTS ΣΤΟ ΗΜΟ Ν. ΜΑΚΡΗΣ» ΗΜΟΣ ΜΑΡΑΘΩΝΑΣ

«ΠΡΟΩΘΗΣΗ ΕΥΡΥΖΩΝΙΚΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ WI-FI HOT SPOTS ΣΤΟ ΗΜΟ Ν. ΜΑΚΡΗΣ» ΗΜΟΣ ΜΑΡΑΘΩΝΑΣ «ΠΡΟΩΘΗΣΗ ΕΥΡΥΖΩΝΙΚΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ WI-FI HOT SPOTS ΣΤΟ ΗΜΟ Ν. ΜΑΚΡΗΣ» ΑΤΖΕΝΤΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ ΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ ΠΑΡΕΧΟΜΕΝΕΣ ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΙΑ ΙΚΤΥΑΚΗ ΠΥΛΗ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΚΑΛΥΨΗΣ ΣΕΝΑΡΙΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΙΚΤΥΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ασκήσεις για τη διαχείριση ραδιοδιαύλων

ΙΚΤΥΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ασκήσεις για τη διαχείριση ραδιοδιαύλων ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΙΚΤΥΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Ασκήσεις για τη διαχείριση

Διαβάστε περισσότερα

Διασύνδεση τοπικών δικτύων

Διασύνδεση τοπικών δικτύων Κεφάλαιο 10 Διασύνδεση τοπικών δικτύων ------------------------- Μάθημα 10.1 : Αρχές διασύνδεσης τοπικών δικτύων Μάθημα 10.2 : Επιλογή τοπικού δικτύου και μέσου μετάδοσης Μάθημα 10.3 : Επιλογή τοπικού

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 2: Κατηγορίες Δικτύων

Μάθημα 2: Κατηγορίες Δικτύων Μάθημα 2: Κατηγορίες Δικτύων 2.1 Δίκτυα με βάση την γεωγραφική κατανομή Τα δίκτυα υπολογιστών μπορούν να διαχωριστούν σε πολλές κατηγορίες με βάση ορισμένα χαρακτηριστικά τους, αν και τα χαρακτηριστικά

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΟΤΗΤΑ 7 7.0 ΚΕΡΑΙΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΕΝΟΤΗΤΑ 7 7.0 ΚΕΡΑΙΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 7 7.0 ΚΕΡΑΙΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι κεραίες είναι βασικό εξάρτημα της ασύρματης επικοινωνίας. Στον πομπό του ασύρματου επικοινωνιακού συστήματος, υπάρχει η κεραία εκπομπής και στο δέκτη υπάρχει η κεραία

Διαβάστε περισσότερα

Παρατηρήσεις της Vodafone-Πάναφον στη Δημόσια Διαβούλευση της ΕΕΤΤ αναφορικά με τη διερεύνηση χορήγησης δικαιωμάτων χρήσης ραδιοσυχνοτήτων στη ζώνη

Παρατηρήσεις της Vodafone-Πάναφον στη Δημόσια Διαβούλευση της ΕΕΤΤ αναφορικά με τη διερεύνηση χορήγησης δικαιωμάτων χρήσης ραδιοσυχνοτήτων στη ζώνη Παρατηρήσεις της Vodafone-Πάναφον στη Δημόσια Διαβούλευση της ΕΕΤΤ αναφορικά με τη διερεύνηση χορήγησης δικαιωμάτων χρήσης ραδιοσυχνοτήτων στη ζώνη των 2,6 GHz Απρίλιος 2009 Πίνακας Περιεχομένων 1 Εισαγωγή...3

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση & Υλοποίηση Ασύρµατων ικτύων Εσωτερικού Χώρου Τεχνολογίας WiFi

Σχεδίαση & Υλοποίηση Ασύρµατων ικτύων Εσωτερικού Χώρου Τεχνολογίας WiFi Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών του ΑΠΘ Σχεδίαση & Υλοποίηση Ασύρµατων ικτύων Εσωτερικού Χώρου Τεχνολογίας WiFi Αντώνης Γ. ηµητρίου ιδάκτωρ Τµ. Ηλεκτρολόγων Μηχ/κών &

Διαβάστε περισσότερα

Κεραίες Χοάνης(Horn Antennas)

Κεραίες Χοάνης(Horn Antennas) 19 Απριλίου 2010 Συστήματα Κεραιών & Ασύρματη Διάδοση Κεραίες Χοάνης, Ανακλαστήρα & Μικροταινίας Κεραίες Χοάνης(Horn Antennas) Από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες κεραίες στις μικροκυματικές επικοινωνίες.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΟΥ ΚΛΑΔΟΥ ΤΩΝ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΟΥ ΚΛΑΔΟΥ ΤΩΝ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΟΥ ΚΛΑΔΟΥ ΤΩΝ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Ως κλάδος τηλεπικοινωνιών ορίζεται η παραγωγή τηλεπικοινωνιακού υλικού και η χρήση των παραγόμενων τηλεπικοινωνιακών προϊόντων και

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΔΙΚΤΥΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Ασκήσεις για το ασύρματο

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΔΙΚΤΥΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Ασκήσεις για τις παρεμβολές

Διαβάστε περισσότερα

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών Διαστασιοποίηση Ασύρματου Δικτύου Άγγελος Ρούσκας Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων Πανεπιστήμιο Πειραιώς Τηλεπικοινωνιακή κίνηση στα κυψελωτά συστήματα Βασικός στόχος

Διαβάστε περισσότερα

Πλατφόρµα Ευρυζωνικών ικτύων - Στρατηγική Ερευνητική Ατζέντα

Πλατφόρµα Ευρυζωνικών ικτύων - Στρατηγική Ερευνητική Ατζέντα Εισηγητής: Γιώργος Καλπάκης MSc Πλατφόρµα Ευρυζωνικών ικτύων - Στρατηγική Ερευνητική Ατζέντα 1 Θέµατα Κίνητρο της Ε1 Παρούσα Κατάσταση στην Ευρώπη Παρούσα Κατάσταση στην Ελλάδα Προϋποθέσεις Προώθησης της

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΟΤΗΤΑ 5 5.0 ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΑ

ΕΝΟΤΗΤΑ 5 5.0 ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΑ ΕΝΟΤΗΤΑ 5 5.0 ΡΑΔΙΟΦΩΝΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ανάγκη των ανθρώπων για ασύρματη επικοινωνία από απόσταση έδωσε το έναυσμα στους επιστήμονες της εποχής, πριν περίπου 116 χρόνια, να ασχοληθούν περαιτέρω με την εξέλιξη

Διαβάστε περισσότερα

Νέες Επικοινωνιακές Τεχνολογίες

Νέες Επικοινωνιακές Τεχνολογίες Νέες Επικοινωνιακές Τεχνολογίες Λύσεις Θεμάτων http://nop33.wordpress.com Τι ορίζουμε ως Τοπικό Δίκτυο Υπολογιστών; Ποια είναι τα βασικά χαρακτηριστικά των Τοπικών Δικτύων; Ποιες οι βασικές τοπολογίες

Διαβάστε περισσότερα

Δημόσια Διαβούλευση αναφορικά με τη χορήγηση Δικαιωμάτων Χρήσης Ραδιοσυχνοτήτων στη ζώνη των 2,6 GHz

Δημόσια Διαβούλευση αναφορικά με τη χορήγηση Δικαιωμάτων Χρήσης Ραδιοσυχνοτήτων στη ζώνη των 2,6 GHz Δημόσια Διαβούλευση αναφορικά με τη χορήγηση Δικαιωμάτων Χρήσης Ραδιοσυχνοτήτων στη ζώνη των 2,6 GHz Απαντήσεις και σχόλια στις ερωτήσεις Ε1. Εκτιμάτε ότι υπάρχει ενδιαφέρον για την απόκτηση Δικαιωμάτων

Διαβάστε περισσότερα

Θέρμανση θερμοκηπίων με τη χρήση αβαθούς γεωθερμίας γεωθερμικές αντλίες θερμότητας

Θέρμανση θερμοκηπίων με τη χρήση αβαθούς γεωθερμίας γεωθερμικές αντλίες θερμότητας Θέρμανση θερμοκηπίων με τη χρήση αβαθούς γεωθερμίας γεωθερμικές αντλίες θερμότητας Η θερμοκρασία του εδάφους είναι ψηλότερη από την ατμοσφαιρική κατά τη χειμερινή περίοδο, χαμηλότερη κατά την καλοκαιρινή

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 1 Ε Π Α Ν Α Λ Η Ψ Η. Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών

Κεφάλαιο 1 Ε Π Α Ν Α Λ Η Ψ Η. Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών Κεφάλαιο 1 Ε Π Α Ν Α Λ Η Ψ Η Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών Τι είναι επικοινωνία; Είναι η διαδικασία αποστολής πληροφοριών από ένα πομπό σε κάποιο δέκτη. Η Τηλεπικοινωνία είναι η επικοινωνία από απόσταση (τηλε-).

Διαβάστε περισσότερα

Η Καινοτομία συναντά την Αμυντική Βιομηχανία

Η Καινοτομία συναντά την Αμυντική Βιομηχανία Η Καινοτομία συναντά την Αμυντική Βιομηχανία Διημερίδα Καινοτομίας 8 & 9 Μαρτίου 2018 Β ΠΑΠΑΝΤΩΝΙΟΥ Από το 1992 η είναι μια εταιρεία εξειδικευμένη στην ρομποτική και τον αυτοματισμό. Μέχρι σήμερα έχει

Διαβάστε περισσότερα

13460/15 ΓΒ/γπ/ΔΛ 1 DGE 2B

13460/15 ΓΒ/γπ/ΔΛ 1 DGE 2B Συμβούλιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης Βρυξέλλες, 30 Νοεμβρίου 2015 (OR. en) Διοργανικός φάκελος: 2015/0119 (NLE) 13460/15 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ Αποστολέας: Αποδέκτης: Γενική Γραμματεία του Συμβουλίου Αντιπροσωπίες

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής

Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Εργαστήριο Επεξεργασίας Σημάτων και Τηλεπικοινωνιών Ασύρματες και Κινητές Επικοινωνίες Συστήματα πολλαπλών χρηστών και πρόσβαση στο ασύρματο κανάλι Τι θα δούμε στο

Διαβάστε περισσότερα

Δίκτυα κινητής τηλεφωνίας (1G)

Δίκτυα κινητής τηλεφωνίας (1G) Δίκτυα κινητής τηλεφωνίας (1G) *Generation = γενιά Το πρώτο αυτοματοποιημένο δίκτυο κινητής τηλεφωνίας λειτούργησε στις αρχές της δεκαετίας του '80 στη Σκανδιναβία. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '80

Διαβάστε περισσότερα

Σημειώσεις κεφαλαίου 16 Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα

Σημειώσεις κεφαλαίου 16 Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα Σημειώσεις κεφαλαίου 16 Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ ΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Ένα σύστημα ηλεκτρονικής επικοινωνίας αποτελείται από τον πομπό, το δίαυλο (κανάλι) μετάδοσης και

Διαβάστε περισσότερα

ΜΕΛΕΤΗ ΓΝΩΣΤΙΚΩΝΝ ΡΑΔΙΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ

ΜΕΛΕΤΗ ΓΝΩΣΤΙΚΩΝΝ ΡΑΔΙΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡOΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ ΜΕΛΕΤΗ ΓΝΩΣΤΙΚΩΝΝ ΡΑΔΙΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΖΗΣΚΑ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Δρ ΕΥΣΤΑΘΙΟΥ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ Σκοπός Πτυχιακής Εργασίας

Διαβάστε περισσότερα

5.1.4 Τεχνολογίες Ψηφιακής Συνδρομητικής Γραμμής (xdsl)

5.1.4 Τεχνολογίες Ψηφιακής Συνδρομητικής Γραμμής (xdsl) 5.1.4 Τεχνολογίες Ψηφιακής Συνδρομητικής Γραμμής (xdsl) 1 / 36 Το DSL προέρχεται από τα αρχικά των λέξεων Digital Subscriber Line (Ψηφιακή Συνδρομητική Γραμμή) και στην ουσία αποτελεί μια τεχνολογία που

Διαβάστε περισσότερα

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών και Μετάδοσης Δρ. Δημήτριος Ευσταθίου Επίκουρος Καθηγητής & Δρ. Στυλιανός Τσίτσος Επίκουρος Καθηγητής Δίκτυα

Διαβάστε περισσότερα

Μετεωρολογικό Ραντάρ και πρόγνωση σφοδρών καταιγίδων και πλημμυρών Μιχαήλ Σιούτας

Μετεωρολογικό Ραντάρ και πρόγνωση σφοδρών καταιγίδων και πλημμυρών Μιχαήλ Σιούτας Μετεωρολογικό Ραντάρ και πρόγνωση σφοδρών καταιγίδων και πλημμυρών Μιχαήλ Σιούτας Κέντρο Μετεωρολογικών Εφαρμογών ΕΛΓΑ Αεροδρόμιο Μακεδονία, Θεσσαλονίκη Μετεωρολογικό Ραντάρ Το Μετεωρολογικό Ραντάρ ή Ραντάρ

Διαβάστε περισσότερα

Ο κ. Πεντεδήμος μας αναλύει παρακάτω όλα όσα θέλουμε να μάθουμε για το Ασύρματο Δίκτυο.

Ο κ. Πεντεδήμος μας αναλύει παρακάτω όλα όσα θέλουμε να μάθουμε για το Ασύρματο Δίκτυο. Χρήσιμα στοιχεία για το ασύρματο δίκτυο που κατασκευάζεται στην Καλαμπάκα μας έστειλε ο συμπολίτης μας κ. Φώτης Πεντεδήμος, Διευθύνων Σύμβουλος της εταιρείας Sat24.gr Ο κ. Πεντεδήμος μας αναλύει παρακάτω

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο πραγματικός κόσμος είναι ένας αναλογικός κόσμος. Όλα τα μεγέθη παίρνουν τιμές με άπειρη ακρίβεια. Π.χ. το ηλεκτρικό σήμα τάσης όπου κάθε

Διαβάστε περισσότερα

4.3 Επίδραση της συχνότητας στη διάδοση

4.3 Επίδραση της συχνότητας στη διάδοση 4.3 Επίδραση της συχνότητας στη διάδοση 1 / 28 Γενικά Ο τρόπος διάδοσης των ραδιοκυμάτων εξαρτάται σημαντικά από τη συχνότητα (f). Αυτό δικαιολογεί περαιτέρω διερεύνηση και λεπτομερέστερο σχολιασμό της

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑ ΒΙΟΥ ΜΑΘΗΣΗ» ΕΘΝΙΚΟ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΕΣΠΑ ΔΡΑΣΗ «ΑΡΙΣΤΕΙΑ» ΠΑΡΑΔΟΤΕΟ 3.

ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑ ΒΙΟΥ ΜΑΘΗΣΗ» ΕΘΝΙΚΟ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΕΣΠΑ ΔΡΑΣΗ «ΑΡΙΣΤΕΙΑ» ΠΑΡΑΔΟΤΕΟ 3. ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑ ΒΙΟΥ ΜΑΘΗΣΗ» ΕΘΝΙΚΟ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΕΣΠΑ 2007-2013 ΔΡΑΣΗ «ΑΡΙΣΤΕΙΑ» ΠΑΡΑΔΟΤΕΟ 3.1 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Πατρών Πολυτεχνική σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών Ακαδημαϊκό Έτος 2007-20082008 Μάθημα: Οικονομία Περιβάλλοντος για Οικονομολόγους Διδάσκων:Σκούρας Δημήτριος ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Τεχνολογία Ηλεκτρονικών

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΝΙΚΗ ΙΕΥΘΥΝΣΗ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ Μαρούσι, 09/6/2006 ΑΡΙΘ.: 523/17125

ΓΕΝΙΚΗ ΙΕΥΘΥΝΣΗ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ Μαρούσι, 09/6/2006 ΑΡΙΘ.: 523/17125 ΓΕΝΙΚΗ ΙΕΥΘΥΝΣΗ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ Μαρούσι, 09/6/2006 ΑΡΙΘ.: 523/17125 ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ : Γ. Γεωργιάδης Τηλ. 210 611 8101 e-mail:ggeorgiadis@ote.gr ΠΡΟΣ : Την Εθνική Επιτροπή Τηλεπικοινωνιών & Ταχυδροµείων

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτροµαγνητικό Φάσµα. και. Ορατό Φως

Ηλεκτροµαγνητικό Φάσµα. και. Ορατό Φως Ηλεκτροµαγνητικό Φάσµα και Ορατό Φως Ηλεκτροµαγνητικό Φάσµα Το σύνολο των ΗΜ κυµάτων αποτελεί το Ηλεκτροµαγνητικό Φάσµα Το ορατό φως Το ορατό φως Το ορατό φως αποτελεί ένα πολύ µικρό κοµµάτι του Ηλεκτροµαγνητικού

Διαβάστε περισσότερα

Το κινητό τηλέφωνο. Θάνος Ψαρράς. Μαθητής Β4 Γυμνασίου, Ελληνικό Κολλέγιο Θεσσαλονίκης. Επιβλέπων Καθηγητής: Κωνσταντίνος Παρασκευόπουλος

Το κινητό τηλέφωνο. Θάνος Ψαρράς. Μαθητής Β4 Γυμνασίου, Ελληνικό Κολλέγιο Θεσσαλονίκης. Επιβλέπων Καθηγητής: Κωνσταντίνος Παρασκευόπουλος Το κινητό τηλέφωνο Θάνος Ψαρράς Μαθητής Β4 Γυμνασίου, Ελληνικό Κολλέγιο Θεσσαλονίκης Επιβλέπων Καθηγητής: Κωνσταντίνος Παρασκευόπουλος Καθηγητής Πληροφορικής Ελληνικού Κολλεγίου Θεσσαλονίκης Η παρακάτω

Διαβάστε περισσότερα

Παρατηρήσεις της Forthnet Α.Ε. στη Δημόσια Διαβούλευση αναφορικά με τη χορήγηση Δικαιωμάτων Χρήσης Ραδιοσυχνοτήτων στη ζώνη των 2,6 GHz

Παρατηρήσεις της Forthnet Α.Ε. στη Δημόσια Διαβούλευση αναφορικά με τη χορήγηση Δικαιωμάτων Χρήσης Ραδιοσυχνοτήτων στη ζώνη των 2,6 GHz Παρατηρήσεις της Forthnet Α.Ε. στη Δημόσια Διαβούλευση αναφορικά με τη χορήγηση Δικαιωμάτων Χρήσης Ραδιοσυχνοτήτων στη ζώνη των 2,6 GHz Σε απάντηση των ερωτήσεων που τίθενται στην δημόσια διαβούλευση «ΑΝΑΦΟΡΙΚΑ

Διαβάστε περισσότερα

Κινητήρες μιας νέας εποχής

Κινητήρες μιας νέας εποχής Κινητήρες μιας νέας εποχής H ABB παρουσιάζει μια νέα γενιά κινητήρων υψηλής απόδοσης βασισμένη στην τεχνολογία σύγχρονης μαγνητικής αντίστασης. Η ΑΒΒ στρέφεται στην τεχνολογία κινητήρων σύγχρονης μαγνητικής

Διαβάστε περισσότερα

Τηλεφωνικό Σύστημα και Μετάδοση Δεδομένων Μάνος Ρουμελιώτης Πανεπιστήμιο Μακεδονίας

Τηλεφωνικό Σύστημα και Μετάδοση Δεδομένων Μάνος Ρουμελιώτης Πανεπιστήμιο Μακεδονίας Τηλεφωνικό Σύστημα και Μετάδοση Δεδομένων Μάνος Ρουμελιώτης Πανεπιστήμιο Μακεδονίας http://www.etl.uom.gr/mr/ 18/10/2004 1 Μέσα Μετάδοσης Διαφόρων τύπων χάλκινα καλώδια Οπτικές ίνες Ασύρματη μετάδοση 18/10/2004

Διαβάστε περισσότερα

ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΗΛΙΑΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ

ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΗΛΙΑΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 1 ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΗΛΙΑΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ Γ. ΖΗΔΙΑΝΑΚΗΣ, Μ. ΛΑΤΟΣ, Ι. ΜΕΘΥΜΑΚΗ, Θ. ΤΣΟΥΤΣΟΣ Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος, Πολυτεχνείο Κρήτης ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εργασία

Διαβάστε περισσότερα

Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία Κυψελωτή Τηλεφωνία

Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία Κυψελωτή Τηλεφωνία Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία Κυψελωτή Τηλεφωνία 1 Κυψελωτή Τηλεφωνία Για την ανάπτυξη νέων δικτύων κινητών επικοινωνιών υιοθετήθηκε η σχεδιαστική αρχή της κυψελωτής τηλεφωνίας που παρά την περιορισμένη

Διαβάστε περισσότερα

Μετάδοση πολυμεσικού περιεχομένου μέσω ευρυζωνικών συνδέσεων: δυνατότητες και προοπτικές

Μετάδοση πολυμεσικού περιεχομένου μέσω ευρυζωνικών συνδέσεων: δυνατότητες και προοπτικές Μετάδοση πολυμεσικού περιεχομένου μέσω ευρυζωνικών συνδέσεων: δυνατότητες και προοπτικές Σαγρή Μαρία Α.Μ. : 53114 ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΤΜΗΜΑ ΓΡΑΦΙΚΩΝ ΤΕΧΝΩΝ & ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ 02 Δομή παρουσίασης Ιστορική αναδρομή Ευρυζωνικότητα

Διαβάστε περισσότερα

Επίσηµη Εφηµερίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης ΑΠΟΦΑΣΕΙΣ

Επίσηµη Εφηµερίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης ΑΠΟΦΑΣΕΙΣ 30.4.2018 L 110/127 ΑΠΟΦΑΣΕΙΣ ΕΚΤΕΛΕΣΤΙΚΗ ΑΠΟΦΑΣΗ (ΕΕ) 2018/661 ΤΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗΣ της 26ης Απριλίου 2018 για την τροποποίηση της εκτελεστικής απόφασης (ΕΕ) 2015/750 σχετικά με την εναρμόνιση της ζώνης συχνοτήτων

Διαβάστε περισσότερα

Πληροφορική Μάθημα 9

Πληροφορική Μάθημα 9 Πληροφορική Μάθημα 9 ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΔΙΚΤΥΑ ΕΥΡΕΙΑΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ WAN Τα δίκτυα αυτά χρησιμοποιούνται για την διασύνδεση υπολογιστών, οι οποίοι βρίσκονται σε διαφορετικές πόλεις ή ακόμη και σε διαφορετικές

Διαβάστε περισσότερα

Honda earthdreams Κοιτάζοντας στο μέλλον, σκοπός μας είναι να γίνουμε η εταιρεία που το σύνολο της κοινωνίας θα θέλει να υπάρχουμε.

Honda earthdreams Κοιτάζοντας στο μέλλον, σκοπός μας είναι να γίνουμε η εταιρεία που το σύνολο της κοινωνίας θα θέλει να υπάρχουμε. Κοιτάζοντας στο μέλλον, σκοπός μας είναι να γίνουμε η εταιρεία που το σύνολο της κοινωνίας θα θέλει να υπάρχουμε. Soichiro Honda, 1956 ΥΒΡΙΔΙΚΗ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ ΠΟΛΥΤΕΛΕΙΑ ή ΑΝΑΓΚΗ Πωληθέντα Αυτοκίνητα ανά περιοχή

Διαβάστε περισσότερα

«ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΝΟΣ ΠΟΜΠΟΔΕΚΤΗ ΚΥΨΕΛΩΤΟΥ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ»

«ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΝΟΣ ΠΟΜΠΟΔΕΚΤΗ ΚΥΨΕΛΩΤΟΥ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ» «ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΝΟΣ ΠΟΜΠΟΔΕΚΤΗ ΚΥΨΕΛΩΤΟΥ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ» FEASIBILITY STUDY AND LAB MEASUREMENTS OF A CELLULAR TELECOMMUNICATIONS TRANSCEIVER Δεσπότης Χρήστος Δάλατζης

Διαβάστε περισσότερα

4.4 Τύποι ραδιοζεύξεων Εφαρμογές ραδιοφωνίας

4.4 Τύποι ραδιοζεύξεων Εφαρμογές ραδιοφωνίας 4.4 Τύποι ραδιοζεύξεων 4.4.1 Εφαρμογές ραδιοφωνίας 1 / 27 Στις εφαρμογές της ραδιοφωνίας το σήμα απευθύνεται σε πολλούς δέκτες, οι οποίοι ως προς το σύστημα εκπομπής έχουν τυχαία θέση. 2 / 27 Πρέπει λοιπόν

Διαβάστε περισσότερα

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΣΥΣΤΑΣΗ. Εισαγωγή στη Φυσική της Ατμόσφαιρας: Ασκήσεις Α. Μπάης

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΣΥΣΤΑΣΗ. Εισαγωγή στη Φυσική της Ατμόσφαιρας: Ασκήσεις Α. Μπάης ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΣΥΣΤΑΣΗ 1. Να υπολογιστούν η ειδική σταθερά R d για τον ξηρό αέρα και R v για τους υδρατμούς. 2. Να υπολογιστεί η μάζα του ξηρού αέρα που καταλαμβάνει ένα δωμάτιο διαστάσεων 3x5x4 m αν η πίεση

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΠΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΟΥ WIFI ΙΕΕΕ 802.11 ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ WIMAX VIDEO AWMN(ATHENS WIRELLES ΤΕΛΟΣ 1 ΠΗΓΕΣ METROMOLITAN NETWORK)

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΠΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΟΥ WIFI ΙΕΕΕ 802.11 ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ WIMAX VIDEO AWMN(ATHENS WIRELLES ΤΕΛΟΣ 1 ΠΗΓΕΣ METROMOLITAN NETWORK) ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΠΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΟΥ WIFI ΙΕΕΕ 802.11 ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ WIMAX VIDEO AWMN(ATHENS WIRELLES METROMOLITAN NETWORK) ΠΗΓΕΣ ΤΕΛΟΣ 1 ΙΕΕΕ 802.11 Τι είναι η ISM (Industrial Scientific and Medical ) ζώνη; Ζώνη

Διαβάστε περισσότερα

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Εισαγωγή

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Εισαγωγή ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Εισαγωγή Σκοπός του μαθήματος Μελέτη της αρχιτεκτονικής και της λειτουργίας των δικτύων κινητών και προσωπικών επικοινωνιών. Το αντικείμενο είναι τεράστιο

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙ ΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ & ΘΕΜΑΤΑ ΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΩΝ ΠΕΡΙΟ ΩΝ

ΕΙ ΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ & ΘΕΜΑΤΑ ΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΩΝ ΠΕΡΙΟ ΩΝ ΕΙ ΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ & ΘΕΜΑΤΑ ΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΩΝ ΠΕΡΙΟ ΩΝ α. Τι ονοµάζουµε διασπορά οπτικού παλµού σε µια οπτική ίνα; Ποια φαινόµενα παρατηρούνται λόγω διασποράς; (Αναφερθείτε σε

Διαβάστε περισσότερα

Δίκτυα 5G: δυνατότητες και προοπτικές. Patras IQ Χ. Ι. Μπούρας

Δίκτυα 5G: δυνατότητες και προοπτικές. Patras IQ Χ. Ι. Μπούρας Δίκτυα 5G: δυνατότητες και προοπτικές Patras IQ 2017 Χ. Ι. Μπούρας Καθηγητής Τμ. Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Αναπληρωτής Πρυτάνεως Οικονομικών, Προγραμματισμού και Εκτέλεσης Έργων email: bouras@cti.gr

Διαβάστε περισσότερα

Μάθηµα 9 ο : Συστήµατα πολλαπλής πρόσβασης

Μάθηµα 9 ο : Συστήµατα πολλαπλής πρόσβασης Μάθηµα 9 ο : Συστήµατα πολλαπλής πρόσβασης Στόχοι: Στο τέλος αυτού του µαθήµατος ο σπουδαστής θα γνωρίζει: Τι είναι οι τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης και ποια η ανάγκη χρήσης τους στις δορυφορικές επικοινωνίες

Διαβάστε περισσότερα

Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 4 ο

Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 4 ο Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 4 ο Τα επικοινωνιακά δίκτυα και οι ανάγκες που εξυπηρετούν Για την επικοινωνία δύο συσκευών απαιτείται να υπάρχει μεταξύ τους σύνδεση από σημείο

Διαβάστε περισσότερα

ΠΤΥΧΙΑΚΗ. Θέμα πτυχιακής: Voice over IP. Ονοματεπώνυμο: Κόκκαλη Αλεξάνδρα

ΠΤΥΧΙΑΚΗ. Θέμα πτυχιακής: Voice over IP. Ονοματεπώνυμο: Κόκκαλη Αλεξάνδρα ΠΤΥΧΙΑΚΗ Θέμα πτυχιακής: Voice over IP Ονοματεπώνυμο: Κόκκαλη Αλεξάνδρα Εισαγωγή στην Υπηρεσία Voice over IP Το Voice over IP (VoIP) είναι μια καινούργια τεχνολογία η οποία προσφέρει φωνητική συνομιλία

Διαβάστε περισσότερα

Ηλιακή ενέργεια. Φωτοβολταϊκά Συστήματα

Ηλιακή ενέργεια. Φωτοβολταϊκά Συστήματα Ηλιακή ενέργεια Είναι η ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο και αξιοποιείται μέσω τεχνολογιών που εκμεταλλεύονται τη θερμική και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του ήλιου με χρήση μηχανικών μέσων για τη

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2011

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2011 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2011 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΠΡΑΚΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Τεχνολογία Ηλεκτρονικών

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΙ ΕΙΝΑΙ?

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΙ ΕΙΝΑΙ? ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΙ ΕΙΝΑΙ? Η ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία που παράγεται στον ήλιο. Φτάνει σχεδόν αµετάβλητη στο ανώτατο στρώµατηςατµόσφαιρας του

Διαβάστε περισσότερα

Διαχείριση σκίασης. Αποδοτικότερη λειτουργία μερικώς σκιασμένων φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων με OptiTrac Global Peak

Διαχείριση σκίασης. Αποδοτικότερη λειτουργία μερικώς σκιασμένων φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων με OptiTrac Global Peak Διαχείριση σκίασης Αποδοτικότερη λειτουργία μερικώς σκιασμένων φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων με OptiTrac Global Peak Περιεχόμενα Πολλές φορές η σκιά από τα παράθυρα της στέγης, από τις καμινάδες ή από τα

Διαβάστε περισσότερα

Φύλλο εργασίας. Ερωτήσεις ανασκόπησης του μαθήματος

Φύλλο εργασίας. Ερωτήσεις ανασκόπησης του μαθήματος Φύλλο εργασίας Παραθέτουμε μια ομάδα ερωτήσεων ανασκόπησης του μαθήματος και μια ομάδα ερωτήσεων κρίσης για εμβάθυνση στο αντικείμενο του μαθήματος. Θεωρούμε ότι μέσα στην τάξη είναι δυνατή η κατανόηση

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3 Πολυπλεξία

Κεφάλαιο 3 Πολυπλεξία Κεφάλαιο 3 Πολυπλεξία Μάθημα 3.1: Μάθημα 3.2: Μάθημα 3.3: Πολυπλεξία επιμερισμού συχνότητας χρόνου Συγκριτική αξιολόγηση τεχνικών πολυπλεξίας Στατιστική πολυπλεξία Μετάδοση Δεδομένων Δίκτυα Υπολογιστών

Διαβάστε περισσότερα

ΟΙ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ : ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΥ ΚΑΙ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ (CCTV)

ΟΙ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ : ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΥ ΚΑΙ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ (CCTV) Σχεδιασμός & Εγκατάσταση Συστημάτων Συναγερμού και Κλειστού Κυκλώματος Τηλεόρασης (CCTV) σε 500 Φωτοβολταϊκά Πάρκα - Σχεδιασμός & Υλοποίηση Επικοινωνίας των Φωτοβολταϊκών Πάρκων με τα Κέντρα Λήψεως Σημάτων

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 4 η ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΟΙΚΙΑΚΗ ΧΡΗΣΗ Ομάδα : 4 η Τάξη : A' Λυκείου Tμήμα : A'2 Σχολικό Έτος : 2012-2013 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΜΠΕΣΣΑΣ ΓΙΑΝΝΗΣ ΤΣΑΠΑΡΑΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΜΠΕΣΣΑΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Διαβάστε περισσότερα