ΓΗΚΣΤΑ ΓΖΜΟΗΑ ΥΡΖΖ ΚΑΗ ΓΗΑΤΝΓΔΖ ΓΗΚΣΤΧΝ

Transcript

1 ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΠΑΣΡΧΝ ΠΟΛΤΣΔΥΝΗΚΖ ΥΟΛΖ ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ Ζ/Τ & ΠΛΖΡΟΦΟΡΗΚΖ ΣΟΜΔΑ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΚΑΗ ΘΔΜΔΛΗΧΔΧΝ ΣΖ ΔΠΗΣΖΜΖ ΣΧΝ ΤΠΟΛΟΓΗΣΧΝ ΓΗΚΣΤΑ ΓΖΜΟΗΑ ΥΡΖΖ ΚΑΗ ΓΗΑΤΝΓΔΖ ΓΗΚΣΤΧΝ ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΑΚΔ ΖΜΔΗΧΔΗ ΥΡΖΣΟ Η. ΜΠΟΤΡΑ ΚΑΘΖΓΖΣΖ ΠΑΣΡΑ 2008

2

3 Π Ρ Ο Λ Ο Γ Ο Οη παλεπηζηεκηαθέο ζεκεηψζεηο απνηεινχλ νπζηαζηηθή αλακφξθσζε θαη επέθηαζε ησλ παιαηφηεξσλ, πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη σο δηδαθηηθφ ζχγγξακκα ζηα πιαίζηα ζηα πιαίζηα ηνπ καζήκαηνο Γίθηπα Γεκφζηαο Υξήζεο θαη Γηαζχλδεζε Γηθηχσλ. Σν κάζεκα απηφ δηδάζθεηαη ηα 4 ηειεπηαία ρξφληα ζην Σκήκα Μεραληθψλ Ζιεθηξνληθψλ Τπνινγηζηψλ θαη Πιεξνθνξηθήο ηεο Πνιπηερληθήο ρνιήο ηνπ Παλεπηζηεκίνπ Παηξψλ. Ζ αλακφξθσζε θαη ε επέθηαζε ησλ ζεκεηψζεσλ νδήγεζαλ ζην παξφλ θείκελν θαη έγηλαλ ζηα πιαίζηα ηνπ ΔΠΔΑΔΚ Δλίζρπζε πνπδψλ Πιεξνθνξηθήο. Ζ χιε πνπ θαιχπηεηαη είλαη: 1. Δηζαγσγή ζηα δίθηπα δεδνκέλσλ 2. Πξσηφθνιιν Υ Πξσηφθνιιν TCP/IP 4. Μεηαγσγή 5. ISDN 6. Αζπκκεηξηθέο Σερλνινγίεο Πξφζβαζεο 7. Γνκεκέλε Καισδίσζε / Γηθηπαθέο πζθεπέο 8. Γνξπθνξηθέο Δπηθνηλσλίεο Internet over Satellite 9. Αζχξκαηα Κηλεηά Γίθηπα Οη Παλεπηζηεκηαθέο εκεηψζεηο ζπκπιεξψλνληαη θαη εκπινπηίδνληαη απφ ηηο δηαιέμεηο ηνπ καζήκαηνο θαζψο θαη ην πινχζην πιηθφ (εξγαζίεο, παξνπζηάζεηο θαη βηβιηνγξαθία) πνπ ππάξρεη ζην δηθηπαθφ ηφπν ηνπ καζήκαηνο ( Καιφ είλαη νη θνηηεηέο λα επηζθέπηνληαη θαη λα ελεκεξψλνληαη γηα ηα πεξηερφκελα ηνπ δηθηπαθνχ ηφπνπ. Κιείλνληαο ζέισ λα επραξηζηήζσ ηνπο ζπλεξγάηεο κνπ Αληψλε Αιεμίνπ θαη Βαγγέιε Ηγγιέζε νη νπνίνη κε ζθιεξή δνπιεηά βνήζεζαλ ζηε κεηακφξθσζε ηνπ αθαηέξγαζηνπ πιηθνχ ζε έλα ρξήζηκν παλεπηζηεκηαθφ ζχγγξακκα, θαη δεκηνχξγεζαλ ην δηθηπαθφ ηφπν. Σνπο επραξηζηψ ζεξκά. Πάηξα, Ηνχληνο 2008 Υ. Η. Μπνχξαο

4

5 Π Δ Ρ Η Δ Υ Ο Μ Δ Ν Α 1. ΔΙΑΓΩΓΗ ΣΑ ΓΙΚΣΤΑ ΓΔΓΟΜΔΝΩΝ ΠΔΡΗ ΓΗΚΣΤΧΝ ΜΟΝΣΔΛΟ ISO/OSI Δηζαγσγή Πξόηππν OSI ΜΔΣΑΓΟΖ ΓΔΓΟΜΔΝΧΝ Φεθηαθή κεηάδνζε ςεθηαθώλ δεδνκέλσλ Αλαινγηθή κεηάδνζε ςεθηαθώλ δεδνκέλσλ ΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΑ ΦΖΦΗΑΚΧΝ ΓΔΓΟΜΔΝΧΝ Αζύγρξνλε κεηάδνζε ύγρξνλε κεηάδνζε Σερληθέο Αλεύξεζεο Λαζώλ ΠΡΩΣΟΚΟΛΛΟ X.25/CCITT ΔΗΑΓΧΓΖ ΝΟΖΣΑ ΚΤΚΛΧΜΑΣΑ Ζ ΒΑΗΚΖ ΗΓΔΑ ΣΟΤ Υ ΣΟ ΦΤΗΚΟ ΔΠΗΠΔΓΟ ΣΟΤ Υ X.25 DATA LINK LAYER (ΔΠΗΠΔΓΟ-2) Σν LAPB Πξσηόθνιιν Ζ Σππηθή Γνκή ελόο Υ.25 Πιαηζίνπ Σα εκαληηθόηεξα Πιαίζηα ηνπ Δπηπέδνπ Φάζεηο κηαο Λνγηθήο ύλδεζεο NETWORK LAYER (ΔΠΗΠΔΓΟ-3) Ζ Γεληθή Μνξθή ελόο Παθέηνπ Υ Φάζεηο Αληαιιαγήο Πιεξνθνξίαο ΠΡΩΣΟΚΟΛΛΟ TCP/IP INTERNET PROTOCOL ΔΗΑΓΧΓΖ Ζ ΦΗΛΟΟΦΗΑ ΣΟΤ ΠΡΧΣΟΚΟΛΛΟΤ Σν IP datagram Μνληέιν ιεηηνπξγίαο πλεξγαδόκελα πξσηόθνιια TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL ΔΗΑΓΧΓΖ Ζ ΑΝΑΓΚΖ ΓΗΑ STREAM DELIVERY Ζ ΦΗΛΟΟΦΗΑ ΣΟΤ ΠΡΧΣΟΚΟΛΛΟΤ TCP ports θαη connections Γεκηνπξγία θαη θιείζηκν TCP ζπλδέζεσλ Μνληέιν ιεηηνπξγίαο Αμηόπηζηε επηθνηλσλία Δμάληιεζε ησλ κεηξεηώλ θαη επαλακεηαδόζεηο Δπηβαιιόκελε επηθνηλσλία δεδνκέλσλ TCP segment format TCP Interfaces... 71

6 Γεζκεπκέλνη TCP port αξηζκνί ΣΟ ΤΣΖΜΑ ΟΝΟΜΑΣΧΝ ΔΠΗΚΡΑΣΔΗΑ ΔΗΑΓΧΓΖ ΔΠΗΠΔΓΟ ΤΝΟΛΟ ΟΝΟΜΑΣΧΝ ΗΔΡΑΡΥΗΚΑ ΟΝΟΜΑΣΑ Ζ θηινζνθία Καζνξηζκόο αξκνδηνηήησλ γηα ηα νλόκαηα Αξκνδηόηεηεο γηα ηα ππνζύλνια νλνκάησλ INTERNET DOMAIN NAMES Σν ζπληαθηηθό ησλ νλνκάησλ ΑΝΣΗΣΟΗΥΖΖ ΟΝΟΜΑΣΧΝ ΔΠΗΚΡΑΣΔΗΑ Δ ΓΗΔΤΘΤΝΔΗ ΜΔΣΑΦΡΑΖ ΟΝΟΜΑΣΧΝ ΔΠΗΚΡΑΣΔΗΑ Γεληθά ζέκαηα Απνδνηηθή κεηάθξαζε κε caching Domain Server Message Format IPV Ηζηνξηθή Αλαδξνκή Αλάγθε Αλαβάζκηζεο IPv Αλαβάζκηζε ζε IPv Ζ Δπηθεθαιίδα ηνπ IPv ΜΔΣΑΓΩΓΗ ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΚΤΚΛΧΜΑΣΟ Γίθηπα Μεηαγσγήο Γίθηπα κεηαγσγήο θπθιώκαηνο Αξρέο κεηαγσγήο θπθιώκαηνο Γξνκνιόγεζε ζε δίθηπα κεηαγσγήο θπθιώκαηνο εκαηνδνζία ειέγρνπ ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΠΑΚΔΣΟΤ Αξρέο Μεηαγσγήο Παθέηνπ ΤΓΚΡΗΖ ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΠΑΚΔΣΟΤ ΚΑΗ ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΚΤΚΛΧΜΑΣΟ ΓΖΜΟΗΑ ΓΗΚΣΤΑ ΓΗΚΣΤΑ ΔΤΡΔΗΑ ΠΔΡΗΟΥΖ (WΑΝ WIDE AREA NETWORKS) Ση είλαη ηα ΓΔΠ θαη ηη αλάγθεο θαιύπηνπλ Γηαθνξέο ΓΔΠ κε Σνπηθά Γίθηπα ISDN ΔΗΑΓΧΓΖ ΒΑΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΚΑΗ ΠΛΔΟΝΔΚΣΖΜΑΣΑ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ Αξρηηεθηνληθή Υξεζηκνπνηνύκελεο πζθεπέο ΠΡΟΒΑΖ ΣΟ ΓΗΚΣΤΟ Βαζηθή Πξόζβαζε Πξσηεύνπζα Πξόζβαζε ΔΞΟΠΛΗΜΟ (NETMOD) ΣΤΠΟΠΟΗΖΔΗ ISDN Euro-ISDN ISDN Δπξείαο Εώλεο (Β-ISDN) ΑΤΜΜΔΣΡΙΚΔ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΔ ΠΡΟΒΑΗ ΔΗΑΓΧΓΖ Γεληθά ζηνηρεία Σερλνινγίεο xdsl ΣΔΥΝΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ADSL Ζ θηινζνθία ηνπ ADSL Σν θπζηθό κέζν ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΧΝ ΥDSL ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΧΝ RADSL UDSL

7 Αμηνιόγεζε ηερλνινγίαο UDSL HDSL SDSL IDSL VDSL ΑΝΑΛΤΣΗΚΖ ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ADSL Γεληθή Αξρηηεθηνληθή Λεηηνπξγία θαη εθαξκνγέο ηνπ POTS splitter Αξρηηεθηνληθή ηνπ DSLAM Σξόπνη Μεηάδνζεο ζε έλα ADSL Γίθηπν ADSL θαη ATM ΓΟΜΗΜΔΝΗ ΚΑΛΩΓΙΩΗ / ΓΙΚΣΤΑΚΔ ΤΚΔΤΔ ΓΟΜΖΜΔΝΖ ΚΑΛΧΓΗΧΖ ΚΟΠΟ ΣΟΤ ΠΡΟΣΤΠΟΤ ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΟΤ ΓΗΚΣΤΟΤ ΜΔΑ ΜΔΣΑΓΟΖ Οκναμνληθό Καιώδην Καιώδην ζπλεζηξακκέλνπ δεύγνπο Οπηηθή Ίλα Μηθξνθπκαηηθή δεύμε Γνξπθνξηθή δεύμε Ραδηνθσληθή Εεύμε ΓΟΜΖ ΣΖ ΣΤΠΟΠΟΗΖΖ Οξηδόληηα Καισδίσζε Καηαθόξπθε Καισδίσζε Τπνζύζηεκα Θέζεο Δξγαζίαο Καηαλεκεηήο Υώξνο ζπζθεπώλ επηθνηλσλίαο εκείν Δηζαγσγήο ζην Κηίξην Γεηώζεηο ΓΗΚΣΤΑΚΔ ΤΚΔΤΔ Hub Switches (Μεηαγσγήο) Router (δξνκνινγεηήο) Bridges Gateways ΓΟΡΤΦΟΡΙΚΔ ΔΠΙΚΟΙΝΩΝΙΔ INTERNET OVER SATELLITE Ζ ΔΞΔΛΗΞΖ ΣΧΝ ΓΟΡΤΦΟΡΗΚΧΝ ΤΣΖΜΑΣΧΝ: ΑΠΟ ΣΟΝ SYNCOM ΣΖΝ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΣΖ COMSAT ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΧΝ ΣΜΖΜΑΣΧΝ ΔΝΟ ΓΟΡΤΦΟΡΟΤ Αλαηνκία (πεξηγξαθή θπξίσο ζώκαηνο) Έιεγρνο ζέζεο ζηελ ηξνρηά Πεγέο Δλέξγεηαο Δπηθνηλσληαθό ζύζηεκα Τπνινγηζηηθό ζύζηεκα Σξνρηέο ΑΡΥΗΣΔΚΣΟΝΗΚΔ ΓΟΡΤΦΟΡΗΚΧΝ ΓΗΚΣΤΧΝ Αζπκκεηξηθά δνξπθνξηθά δίθηπα Γνξπθνξηθόο ζύλδεζκνο «last hope» Τβξηδηθά δνξπθνξηθά δίθηπα εκείν πξνο ζεκείν δνξπθνξηθά δίθηπα ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΓΟΡΤΦΟΡΗΚΧΝ ΚΑΝΑΛΗΧΝ Υαξαθηεξηζηηθά Γνξπθόξσλ Μεγάιε θαζπζηέξεζε αλάδξαζεο ΕΧΝΔ ΓΟΡΤΦΟΡΗΚΧΝ ΤΥΝΟΣΖΣΧΝ INTERNET OVER SATELLITE Δίδε ζπλδέζεσλ Απαηηνύκελνο εμνπιηζκόο θαη θόζηνο αλάπηπμεο Σαρύηεηεο

8 Θέκαηα Αζθάιεηαο Qos ζην Internet over Satellite Πξνζθεξόκελεο Τπεξεζίεο ζην Internet over Satellite ΑΤΡΜΑΣΑ ΚΙΝΗΣΑ ΓΙΚΣΤΑ ΔΗΑΓΧΓΖ ΚΗΝΖΣΑ ΓΗΚΣΤΑ ΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΧΝ Γεληθή Τπεξεζία Αζπξκάηνπ Παθέηνπ (GPRS) Βειηησκέλνη ξπζκνί δεδνκέλσλ γηα ηελ εμέιημε ηνπ GSM Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE) Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) Σέηαξηε Γεληά, 4G ΑΤΡΜΑΣΑ ΣΟΠΗΚΑ ΓΗΚΣΤΑ ΤΜΒΑΣΑ ΜΔ ΣΟ ΠΡΟΣΤΠΟ ΗΔΔΔ ΓΗΑΣΡΧΜΑΣΧΖ ΒΑΗΚΔ ΜΟΝΑΓΔ ΣΟΠΟΛΟΓΗΑ ΑΡΥΗΣΔΚΣΟΝΗΚΖ ΤΣΖΜΑ ΓΗΑΝΟΜΖ ΤΠΖΡΔΗΔ ΑΤΡΜΑΣΟΤ ΓΗΚΣΤΟΤ ΤΠΟΣΡΧΜΑ MAC TOY ΓΗΑΓΗΚΑΗΑ ΠΡΟΒΑΖ ΣΟ ΓΗΚΣΤΟ HANDOVER ΦΤΗΚΟ ΣΡΧΜΑ ΣΟΤ YΠΟΠΡΟΣΤΠΑ ΗΔΔΔ

9 Λ Η Σ Α Δ Η Κ Ο Ν Χ Ν Δηθφλα 1: Βαζηθφ ηειεπηθνηλσληαθφ ζχζηεκα 17 Δηθφλα 2: Γίθηπν επηθνηλσλίαο 17 Δηθφλα 3: Πξφηππν OSI 20 Δηθφλα 4: Έλα ηππηθφ Υ.25 Γίθηπν 38 Δηθφλα 5: χλδεζε DTE κέζσ modem 39 Δηθφλα 6: V.24 connector θαη ειεθηξηθέο ζηάζκεο γηα 0 θαη 1 40 Δηθφλα 7: Έλα Σππηθφ X.25 Πιαίζην 42 Δηθφλα 8: Παξάδεηγκα ηεο Bit Stuffing ηερληθήο 42 Δηθφλα 9: Υξνληθφ Γηάγξακκα γηα RR θαη RNR πιαίζηα 43 Δηθφλα 10: Φάζε Απνθαηάζηαζεο κηαο Λνγηθήο χλδεζεο 44 Δηθφλα 11: Φάζε ηεξκαηηζκνχ κηαο Λνγηθήο χλδεζεο 45 Δηθφλα 12: Φάζε ηεξκαηηζκνχ κηαο Λνγηθήο χλδεζεο 45 Δηθφλα 13: Λνγηθά Καλάιηα θαη Λνγηθά Κπθιψκαηα 46 Δηθφλα 14: πζρεηηζκφο Λνγηθψλ Καλαιηψλ ζην DCE 47 Δηθφλα 15: Ζ κνξθή ελφο παθέηνπ X Δηθφλα 16: Ζ κνξθή ηεο επηθεθαιίδαο 48 Δηθφλα 17: Σχπνη Παθέησλ X Δηθφλα 18: Γεληθή κνξθή ηνπ Πεδίνπ Γεδνκέλσλ ησλ Παθέησλ X Δηθφλα 19: Αληαιιαγή Παθέησλ X.25 θαη Διέγρνπ Ρνήο 50 Δηθφλα 20: Φάζε Γηαθνπήο κηαο χλδεζεο 51 Δηθφλα 21: Γηαδηθαζίεο ζην Δπίπεδν-3 51 Δηθφλα 22: Transmission Path 57 Δηθφλα 23: Ζ ηδεαηή νξγάλσζε ησλ εμππεξεηεηψλ νλνκάησλ ζε δνκή δέληξνπ 79 Δηθφλα 24: Ζ δνκή κηαο IPv6 επηθεθαιίδαο 89 Δηθφλα 25: Παξάδεηγκα χλδεζεο ζε Public Circuit-Switching Network 98 Δηθφλα 26: ηνηρεία ελφο Circuit-Switch Κφκβνπ 100 Δηθφλα 27: Space-Division Switch 101 Δηθφλα 28: Three-Stage Space-Division Switch 102 Δηθφλα 29: TDM Bus Switching 103 Δηθφλα 30: Έιεγρνο ζε έλα TDM bus switch 105 Δηθφλα 31: Alternate Routes from End Office X to End Office Y 107 Δηθφλα 32: Control Signalling Through a Circuit-Switching Telephone Network _ 109 Δηθφλα 33: Inchannel and Common-channel Signalling 112 Δηθφλα 34: Common-Channel Signaling Modes 114 Δηθφλα 35: SS7 Signaling and Information Transfer Points 115 Δηθφλα 36: Effect of Packet Size on Transmission Time 121 Δηθφλα 37: Παξάδεηγκα Packet-Switching Network 122

10 Δηθφλα 38: Fixed Routing (ρξεζηκνπνηψληαο ηελ Δηθφλα 37) 124 Δηθφλα 39: Παξάδεηγκα Πιεκκχξαο 126 Δηθφλα 40: Event timing γηα Circuit Switching θαη Packet Switching 128 Δηθφλα 41: Παξάδεηγκα WAN RAN MAN 132 Δηθφλα 42: Γεληθή Γνκή ελφο θπζηθνχ δηθηχνπ ππνδνκψλ 134 Δηθφλα 43: Σν δίθηπν ΔΓΔΣ 135 Δηθφλα 44: Ζ Αξρηηεθηνληθή ηνπ ISDN 141 Δηθφλα 45: Σα βαζηθά ζηνηρεία ηνπ ISDN 141 Δηθφλα 46: Σα ινγηθά θαλάιηα ζε κηα BRA ζχλδεζε 144 Δηθφλα 47: Δλνπνίεζε ISDN BRA θαη ISDN PRA ζπλδέζεσλ ζην δίθηπν ISDN _ 145 Δηθφλα 48: Λνγηθά θαλάιηα ISDN BRA 145 Δηθφλα 49: χλδεζε Σεξκαηηθψλ ζηελ ISDN BRA 147 Δηθφλα 50: Λνγηθά θαλάιηα ISDN ΡRA 148 Δηθφλα 51: χλδεζε Σεξκαηηθψλ ζηελ ISDN ΡRA 149 Δηθφλα 52: Γηαζχλδεζε ζπζθεπψλ ζπλδξνκεηή-δηθηχνπ 149 Δηθφλα 53: Γξαθηθή αλαπαξάζηαζε δηάηαμεο Netmod 150 Δηθφλα 54: Πξαγκαηηθή απεηθφληζε Netmod 150 Δηθφλα 55: πγθξηηηθφ δηάγξακκα ηαρχηεηαο θαη απφδνζεο 157 Δηθφλα 56: Σα θαλάιηα ζηελ ADSL κεηάδνζε 157 Δηθφλα 57: πρλφηεηεο ADSL κεηάδνζεο 158 Δηθφλα 58: SNR ζπλαξηήζεη ηεο ζπρλφηεηαο 158 Δηθφλα 59: UDSL δίθηπν 160 Δηθφλα 60: Βαζηθή αξρηηεθηνληθή ελφο ζπζηήκαηνο ADSL 167 Δηθφλα 61: Γεληθή αξρηηεθηνληθή ελφο ADSL δηθηχνπ 168 Δηθφλα 62: Σν βαζηθφ ADSL δίθηπν 168 Δηθφλα 63: ATU-R κε ελζσκαησκέλν POTS splitter 169 Δηθφλα 64: ATU-R κε εμσηεξηθφ POTS splitter 170 Δηθφλα 65: POTS Splitter ζην DSLAM 170 Δηθφλα 66: Αξρηηεθηνληθή δηθηχνπ απφ ηελ ζθνπηά ηνπ DSLAM 171 Δηθφλα 67: Οη ηέζζεξηο ADSL ηξφπνη δηαλνκήο 172 Δηθφλα 68: Μνληέιν αλαθνξάο ADSL γηα ΑΣΜ κεηάδνζε 173 Δηθφλα 69: Οκναμνληθφ θαιψδην 181 Δηθφλα 70: πλεζηξακκέλν δεχγνο 182 Δηθφλα 71: Οπηηθή Ίλα 183 Δηθφλα 72: Οξηδφληηα Καισδίσζε 187 Δηθφλα 73: Καηαθφξπθε Καισδίσζε 188 Δηθφλα 74: Switching 193 Δηθφλα 75: Routing 194 Δηθφλα 76: Δπηθνηλσλία κεηαμχ ζεκείσλ πνπ δελ έρνπλ νπηηθή επαθή 199 Δηθφλα 77: Δπηθνηλσλία κέζσ δνξπθφξνπ 200 Δηθφλα 78: Σν κνληέιν ηνπ Clarke 201 Δηθφλα 79: Σα βαζηθά κέξε ελφο δνξπθφξνπ 203 Δηθφλα 80: Γεσζηαηηθή ηξνρηά 206 Δηθφλα 81: Ηζεκεξηλή ηξνρηά 206 Δηθφλα 82: Πνιηθή ηξνρηά 207 Δηθφλα 83: Σξνρηά ζπγρξνληζκέλε κε ηνλ ήιην 207 Δηθφλα 84: Διιεηπηηθή ηξνρηά 207 Δηθφλα 85: Γνξπθνξηθή χλδεζε απεπζείαο ζηνλ Σειηθφ Υξήζηε 214 Δηθφλα 86: ρεκαηηθφ άκεζεο δνξπθνξηθήο ζχλδεζεο κέζσ ISP. 214 Δηθφλα 87: ρεκαηηθφ δηάγξακκα ηεο ΝΑΣ ηερληθήο

11 Δηθφλα 88. Ζ αξρηηεθηνληθή ηνπ GPRS 229 Δηθφλα 89. Γηαζχλδεζε κε δίθηπα θνξκνχ 230 Δηθφλα 90. Λφγνο ζήκαηνο πξνο παξεκβνιή 234 Δηθφλα 91. 8PSK δηάηαμε 235 Δηθφλα 92. ρήκαηα θσδηθνπνίεζεο 236 Δηθφλα 93. Νέα ζρήκαηα 8PSK 236 Δηθφλα 94. Μέγηζηνη ξπζκνί κεηάδνζεο 239 Δηθφλα 95. Αξρηηεθηνληθή δηθηχνπ ηεο πξψηεο θάζεο 240 Δηθφλα 96. Σν δίθηπν UTRAN 241 Δηθφλα 97. Node B 241 Δηθφλα 98. Οη ππεξεζίεο ηνπ UMTS 242 Δηθφλα 99. Σν φξακα ησλ δηθηχσλ 4 εο γεληάο 245 Δηθφλα 100. Μνληέιν Αλαθνξάο OSI 246 Δηθφλα 101. Γηαζηξσκάησζε ηνπ πξνηχπνπ Δηθφλα 102. Φπζηθφ ζηξψκα ηνπ πξνηχπνπ Δηθφλα 103. Σνπνινγία IBSS 247 Δηθφλα 104. Σνπνινγία infrastructure BSS 248 Δηθφλα 105. Σνπνινγία infrastructure δχν BSSs 249 Δηθφλα 106. χζηεκα δηαλνκήο 249 Δηθφλα 107. Γηαδηθαζία πξφζβαζεο ζην κέζν κε ρξήζε ηνπ αιγνξίζκνπ DCF 254 Δηθφλα 108. Μεραληζκφο RTS/CTS 258 Δηθφλα 109. Πξφβιεκα θξπκκέλνπ θφκβνπ 259 Δηθφλα 110. Γεληθή κνξθή πιαηζίνπ ππνζηξψκαηνο MAC ηνπ Δηθφλα 111. Παζεηηθή αλίρλεπζε 261 Δηθφλα 112. Δλεξγεηηθή Αλίρλεπζε 261 Δηθφλα 113. Γηαδηθαζία πηζηνπνίεζεο 262 Δηθφλα 114. Γηαδηθαζία πζρέηηζεο 263 Δηθφλα 115. Handover 264 Δηθφλα 116. Spread Spectrum 265 Δηθφλα 117. Αιγφξηζκνη Κξππηνγξάθεζεο

12

13 Λ Η Σ Α Π Η Ν Α Κ Χ Ν Πίλαθαο 1: Γεζκεπκέλνη TCP Ports αξηζκνί 73 Πίλαθαο 2: Μεηαγσγή Κπθιψκαηνο Παθέηνπ κε ρξήζε datagram θαη κε ρξήζε ινγηθνχ θπθιψκαηνο 131 Πίλαθαο 3: POTS-Band Modems 159 Πίλαθαο 4: Xξεζηκνπνηνχκελεο ζπρλφηεηεο δνξπθνξηθψλ ζπζηεκάησλ 212 Πίλαθαο 5. Σππηθέο εθαξκνγέο EGPRS θαη ECSD 237 Πίλαθαο 6: Γηαζέζηκα θαλάιηα αλά πεξηνρή γηα ην θπζηθφ ζηξψκα 266 Πίλαθαο 7. Γηαζέζηκα θαλάιηα αλά πεξηνρή γηα ην θπζηθφ ζηξψκα 268

14

15 Κ Δ Φ Α Λ Α Η Ο 1: Δ Η Α Γ Χ Γ Ζ Σ Α Γ Η Κ Σ ΤΑ Γ Δ Γ Ο Μ Δ Ν Χ Ν 15

16

17 1. Δηζαγσγή ζηα Γίθηπα Γεδνκέλσλ 1.1. ΠΔΡΗ ΓΗΚΣΤΧΝ θνπφο ησλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ζπζηεκάησλ είλαη ε κεηαβίβαζε πιεξνθνξηψλ απφ έλα ζεκείν ηνπ ρψξνπ πνπ νλνκάδεηαη πνκπφο ζε έλα άιιν ζεκείν ηνπ ρψξνπ πνπ νλνκάδεηαη δέθηεο, κε ηε βνήζεηα ηεο δηάδνζεο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ή ηνπ ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. Ζ δνκή ελφο ηππηθνχ ηειεπηθνηλσληαθνχ ζπζηήκαηνο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 1. Δηθόλα 1: Βαζηθό ηειεπηθνηλσληαθό ζύζηεκα Σν απιφ κνληέιν (Δηθφλα 1) θαιχπηεη ηηο αλάγθεο επηθνηλσλίαο κεηαμχ δχν ζπλδξνκεηψλ. Γηα λα θαιπθζνχλ φκσο νη αλάγθεο επηθνηλσλίαο πνιιψλ ζπλδξνκεηψλ γίλεηαη απαξαίηεηε ε δεκηνπξγία ελφο δηθηχνπ (Δηθφλα 2). Σν δίθηπν δίλεη ηε δπλαηφηεηα ζε έλα ζπλδξνκεηή λα επηθνηλσλήζεη κε νπνηνλδήπνηε άιιν ζπλδξνκεηή δηαζέηεη ηελ θαηάιιειε δηάηαμε πξφζβαζεο ζε θάπνην νξηαθφ ζχζηεκα ηνπ δηθηχνπ πνπ νλνκάδεηαη θφκβνο ή θέληξν. Βαζηθή ηδηφηεηα ηνπ δηθηχνπ είλαη ε παξνρή ηθαλνπνηεηηθήο επηθνηλσλίαο κε ηνλ ειάρηζην δπλαηφ αξηζκφ δηαζπλδέζεσλ ησλ θφκβσλ ηνπ. Δηθόλα 2: Γίθηπν επηθνηλσλίαο Γίθηπν ηειεπιεξνθνξηθήο είλαη έλα ζχζηεκα επηθνηλσληψλ ην νπνίν δηαζέηεη ζπζθεπέο ηειεπηθνηλσληψλ, ηειεπηθνηλσληαθνχο θφκβνπο, θαζψο θαη ηα θπζηθά κέζα 17

18 δηέιεπζεο ηεο πιεξνθνξίαο. Δπίζεο ζηελ επξχηεξε έλλνηά ηνπ πεξηιακβάλεη θαη ηηο ηεξκαηηθέο ζπζθεπέο, φπσο είλαη νη ππνινγηζηέο θαη ηα ηεξκαηηθά θάζε είδνπο θαη έρεη κηα δνκή ηέηνηα ψζηε λα επηηπγράλεηαη ε φπνηα επηζπκεηή κεηαμχ ηνπο επηθνηλσλία. ηα δίθηπα ηειεπιεξνθνξηθήο ζπλαληάκε απζηεξνχο θαλφλεο πνπ δηέπνπλ ην ηειεπηθνηλσληαθφ ηκήκα ηνπ δηθηχνπ θαζψο επίζεο θαη θαλφλεο ζπλνκηιίαο κεηαμχ ησλ ππνινγηζηψλ (πξσηφθνιια επηθνηλσλίαο). Πνιιέο θνξέο ζηελ πξνζπάζεηα ησλ εηαηξηψλ ππνινγηζηψλ λα θαιχςνπλ ηα ζέκαηα ησλ ηειεπηθνηλσληψλ, παξαηεξείηαη ην θαηλφκελν ηα ζχλνξα κεηαμχ ηεο πιεξνθνξηθήο θαη ησλ ηειεπηθνηλσληψλ λα γίλνληαη δπζδηάθξηηα. Άιισζηε έλα κεγάιν κέξνο ηνπ ινγηζκηθνχ επηθνηλσληψλ αιιά θαη ησλ πξσηνθφιισλ θηινμελείηαη ζηνπο ππνινγηζηέο είηε ελζσκαησκέλν ζην ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα είηε ζαλ αλεμάξηεηα πξνγξάκκαηα. Γη απηφ ζα δνχκε πνιιέο θνξέο λα κελ είλαη εχθνινο θαη ζαθήο ν πξνζδηνξηζκφο δηθηχσλ. Απφ ην 1972 αξθεηά δίθηπα πιεξνθνξηθήο έρνπλ αλαπηπρζεί φπσο ην ARΡΑΝΔΣ, ην CYBERNET, ην DCS (Distributed Computing System), ην CYCLADES κε απνθνξχθσκα ηελ ηεξάζηηα εμάπισζε ηνπ δηθηχνπ INTERNET. Κχξηεο ηδηφηεηεο ελφο δηθηχνπ είλαη λα επηηξέπεη ζε πνιινχο ρξήζηεο λα κνηξάδνληαη ή λα αληαιιάζζνπλ πιεξνθνξίεο θαη λα εθκεηαιιεχνληαη ηελ επεμεξγαζηηθή ηθαλφηεηα ππνινγηζηψλ, λα έρνπλ πξφζβαζε ζε βάζεηο δεδνκέλσλ θιπ. κσο αθξηβψο απηή ε πξνζθεξφκελε δπλαηφηεηα φπνπ ν θαζέλαο κε κηα θζελή ηεξκαηηθή ζπζθεπή κπνξεί λα επηθνηλσλεί κε ππνινγηζηέο δεκηνπξγεί θαη ηα κεγάια πξνβιήκαηα. Θέιεη κεγάιε πξνζνρή, ζαθείο θαλφλεο, κεγάιε απζηεξφηεηα θαη ζπλεπψο κεγάιε πνιππινθφηεηα γηα λα εμαζθαιηζζεί ε κε ζαθείο φξνπο ζπκκεηνρή ηνπ θαζελφο ζε έλα ηέηνην δίθηπν. Κάζε δίθηπν data ζρεδηάδεηαη έηζη ψζηε λα εμππεξεηεί ηηο εθάζηνηε ιεηηνπξγηθέο απαηηήζεηο ησλ εθαξκνγψλ. Έλεθα ηνχηνπ ζε θάζε δίθηπν ππάξρνπλ δηαθνξεηηθέο κέζνδνη πξνζπέιαζεο ηεο πιεξνθνξίαο, δηαθνξεηηθά πξσηφθνιια, δηαζπλδέζεηο, θπζηθά κέζα, κε ιίγα ιφγηα δειαδή δηαθνξεηηθνί φξνη παηρληδηνχ. Απηφ ην θαηλφκελν κε ηε πάξνδν ηνπ ρξφλνπ ηείλεη λα κεησζεί, θαζψο γίλνληαη ζπλερείο πξνζπάζεηεο γηα ηππνπνίεζε φισλ ησλ ζηνηρείσλ πνπ απαξηίδνπλ έλα δίθηπν data. Σα δίθηπα δηαηξνχληαη ζε θαηεγνξίεο πνπ πξνζδηνξίδνληαη αλάινγα κε ηελ νπηηθή γσλία απφ ηελ νπνία ηα βιέπνπκε θαη φπσο θαίλεηαη ππάξρνπλ πνιιέο ηέηνηεο γσλίεο. ηε ζπλέρεηα ζα πξνζπαζήζνπκε λα δψζνπκε ζαθείο εξκελείεο γηα ηνπο πνηθίινπο δηαρσξηζκνχο δηθηχσλ, νχησο ψζηε λα δηαιπζνχλ νη φπνηεο παξεξκελείεο γχξσ απφ ην ζέκα. Οη ππνδηαηξέζεηο πνπ ιάβακε ππφςε είλαη: Χο πξνο ηελ ηνπνινγία ησλ δηαθφξσλ ζεκείσλ έρνπκε ην αθηηλσηφ, ην θνκβηθφ θαη ην βξνγρηθφ δίθηπν. Χο πξνο ηελ γεσγξαθία ηεξκαηηθψλ θαη ππνινγηζηηθψλ ζεκείσλ δηαθξίλνπκε ηα δίθηπα επξείαο πεξηνρήο (Wide area network WΑΝ), ηα ηνπηθά δίθηπα (Local area network LAN) θαη ηα αζηηθά δίθηπα (Metropolitan area network ΜΑΝ). Χο πξνο ηνλ ηειεπηθνηλσληαθφ ηχπν εμππεξέηεζεο έρνπκε ην θνηλφ ηειεθσληθφ δίθηπν, ηα ηδησηηθά δίθηπα, ηα δεκφζηα δίθηπα δεδνκέλσλ, ην ISDN, ην xdsl. Μηα ηδηαίηεξε πεξίπησζε δηθηχνπ είλαη ην παγθφζκην δηαδίθηπν Internet πνπ κεηά ην ηειεθσληθφ ζεσξείηαη ην κεγαιχηεξν δίθηπν 18

19 data ηνπ πιαλήηε. Γηα ην δίθηπν απηφ γίλεηαη εηδηθή αλαθνξά ζε μερσξηζηφ θεθάιαην. Σέινο σο πξνο ηελ ηερληθή πξνψζεζεο ηεο πιεξνθνξίαο ηα δηαθξίλνπκε ζε δίθηπα κεηαγσγήο (switching) θαη αθξφαζεο (broadcasting). Γηα φιεο ηηο παξαπάλσ πεξηπηψζεηο έρνπκε θαη ηα κηθηά δίθηπα πνπ απνηεινχληαη απφ ζπλδπαζκνχο ησλ παξαπάλσ ΜΟΝΣΔΛΟ ISO/OSI Δηζαγσγή Σν 1977 ν δηεζλήο νξγαληζκφο ηππνπνηήζεσλ ISO μεθίλεζε κηα πξνζπάζεηα, πνπ ηα πξψηα ηεο απνηειέζκαηα εκθαλίζζεθαλ ην 1983 κε ηελ αλαθνίλσζε ηνπ πξνηχπνπ OSI (Open System Interconnection reference model), πνπ εξκελεχεηαη «Πξόηππν δηαζύλδεζεο αλνηθηώλ ζπζηεκάησλ». Σν OSI απνηειεί ην πιαίζην κέζα ζην νπνίν θηλνχληαη νη ιεπηνκεξείο πιένλ ηππνπνηήζεηο, γηα ηελ επίιπζε φισλ ησλ επί κέξνπο πξνβιεκάησλ πνπ εκθαλίδνληαη ζηηο επηθνηλσλίεο ππνινγηζηψλ δηαθνξεηηθψλ θαηαζθεπαζηψλ. Σν πιαίζην ελφο ηέηνηνπ πξνηχπνπ απαηηεί ηνλ αθξηβή πξνζδηνξηζκφ αθ' ελφο ηεο αξρηηεθηνληθήο θαη αθ' εηέξνπ ησλ πξσηνθφιισλ επηθνηλσλίαο ππνινγηζηψλ. Δηζάγνληαο ηελ έλλνηα ηεο αξρηηεθηνληθήο κπνξνχκε λα πνχκε φηη πξνθεηκέλνπ λα επηηεπρζεί ε επηθνηλσλία κεηαμχ ππνινγηζηψλ πξέπεη λα ζπληειεζζεί έλα ζχλνιν απφ θπζηθέο θαη ινγηθέο δηαζπλδέζεηο δηαθφξσλ αλεμαξηήησλ ηκεκάησλ. Απηφ ζεκαίλεη φηη ππάξρνπλ πνιιά ζέκαηα αλεμάξηεηα κεηαμχ ηνπο πνπ πξέπεη πξψηα λα επηιπζνχλ γηα λα πξαγκαηνπνηεζεί ε ζπγθεθξηκέλε επηζπκεηή επηθνηλσλία. Έηζη γίλεηαη θαη ζηηο επηθνηλσλίεο ππνινγηζηψλ. Ζ νξγάλσζε ηεο φιεο επηθνηλσλίαο, ε ηεξάξρεζε ησλ ιεηηνπξγηψλ ζε δηάθνξα επίπεδα, ν θαζνξηζκφο ησλ πξσηνθφιισλ θαη ηεο κεηαμχ ηνπο ζρέζεο νλνκάδεηαη Αξρηηεθηνληθή επηθνηλσλίαο ππνινγηζηψλ. ηαλ δχν ππνινγηζηέο επηθνηλσλνχλ, ζηελ νπζία επηθνηλσλνχλ κεηαμχ ηνπο νη ελφηεηεο πνπ βξίζθνληαη ζε νκφηηκα επίπεδα. Οξίδνπκε δε ζαλ πξσηφθνιιν έλα ζχλνιν απφ θαλφλεο γηα ηε δηεθπεξαίσζε ηεο επηθνηλσλίαο κεηαμχ ελνηήησλ κίαο αξρηηεθηνληθήο. Ζ αξρηηεθηνληθή ηνπ πξνηχπνπ OSI δελ είλαη βέβαηα ε κνλαδηθή. Σελ αμία ελφο εληαίνπ ηξφπνπ ζπκπεξηθνξάο θαηά ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ δχν ππνινγηζηψλ, αλαγλψξηζαλ πνιχ γξήγνξα φιεο νη θαηαζθεπάζηξηεο εηαηξίεο ππνινγηζηψλ. ηε πξνζπάζεηά ηνπο κάιηζηα λα ηππνπνηήζνπλ ηα δηθά ηνπο ζπζηήκαηα ψζηε λα κελ ππάξρεη πξφβιεκα ζπκβαηφηεηαο ζηα ίδηα ηνπο ηα πξντφληα, αλάπηπμαλ ηηο δηθέο ηνπο αξρηηεθηνληθέο φπσο π.ρ. ε ΗΒΜ ηελ SNA (System Network Architecture), ε Unisys ηελ DCA (Distributed Communications Architecture), ε Bull ηελ DSA(Distributed System Architecture) θαη ε DEC ηελ DNA (Digital Network Architecture) Πξόηππν OSI Ο ζηφρνο ηνπ πξνηχπνπ απηνχ είλαη ε δεκηνπξγία ηππνπνίεζεο ψζηε λα είλαη δπλαηή ε επηθνηλσλία κεηαμχ ππνινγηζηψλ δηαθνξεηηθψλ θαηαζθεπαζηψλ. ην αθξσλχκην 19

20 OSI ην Ο πνπ νθείιεηαη ζην Open θαη ζεκαίλεη αλνηθηφ, ελλνεί ειεχζεξε επηθνηλσλία ζε αληηδηαζηνιή πξνο ηα θιεηζηά (ηεο απηήο εηαηξίαο) ζπζηήκαηα. Με ην πξφηππν απηφ ηίζεηαη έλα πιαίζην, κέζα ζην νπνίν θαζνξίδνληαη standard θαη πξσηφθνιια γηα ηελ επηθνηλσλία ησλ δηαθφξσλ επηπέδσλ πνπ νξίδνληαη απφ ην OSI. Ζ βαζηθή θηινζνθία πνπ ην δηέπεη είλαη ηεο επηπεδνπνίεζεο (layering). ιεο νη απαηηνχκελεο γηα επηθνηλσλία ιεηηνπξγίεο νκαδνπνηνχληαη ζε επηά κεγάια επίπεδα. Οη ιεηηνπξγίεο απηέο είλαη αλεμάξηεηεο κεηαμχ ηνπο έηζη ψζηε αιιαγέο ζε έλα επίπεδν λα κελ έρνπλ επίδξαζε ζηα άιια. ηελ Δηθφλα 3 βιέπνπκε ηα επηά επίπεδα, έηζη φπσο έρνπλ ηηηινθνξεζεί απφ ηνλ ISO κε παξάιιειε παξάζεζε ηεο Διιεληθήο νξνινγίαο. Οη δηαθεθνκκέλεο γξακκέο κεηαθξάδνληαη ζε πξσηφθνιια πνπ ζπλδένπλ ηα δηάθνξα επίπεδα (ελφηεηεο) κεηαμχ ηνπο. Σα επίπεδα απηά είλαη έηζη επηιεγκέλα, ψζηε λα γίλεη επθνιφηεξνο ν ηξφπνο νξηζκνχ ησλ ηππνπνηήζεσλ. Ο ISO γηα θάζε επίπεδν ηππνπνηεί ηηο ππεξεζίεο πνπ απηφ πξνζθέξεη θαη ηα πξσηφθνιια πνπ ην αθνξνχλ. ΔΦΑΡΜΟΓΗ ΠΑΡΟΤΙΑΗ ΤΝΟΓΟΤ ΜΔΣΑΦΟΡΑ ΓΙΚΣΤΟΤ ΤΝΓΔΗ ΦΤΙΚΟ APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT NETWORK DATA LINK PHYSICAL Δηθόλα 3: Πξόηππν OSI Παξαζέηνπκε ζπλνπηηθή πεξηγξαθή ησλ επηά επηπέδσλ ηνπ OSI θαη ησλ ζεκαληηθφηεξσλ πξσηνθφιισλ πνπ ηα ζπλνδεχνπλ. Αλαιπηηθέο πιεξνθνξίεο γηα ην OSI ππάξρνπλ ζην ISO standard 7498 θαη ηηο ζπζηάζεηο Υ.200 ηεο ITU-T. Φπζηθό επίπεδν: Αθνξά ηε κεηάδνζε ησλ bit κέζσ ησλ δηαθφξσλ θπζηθψλ κέζσλ. πκπεξηιακβάλεη ηα ειεθηξηθά, κεραληθά θαη ιεηηνπξγηθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ δηαζπλδέζεσλ (interface) ησλ δχν ππνινγηζηηθψλ ζπζηεκάησλ, ηα δχν θπζηθά επίπεδα δειαδή ησλ ζπκβαιινκέλσλ κεξψλ. ην επίπεδν απηφ θαζνξίδεηαη ν ηχπνο ηνπ connector, ηα ζήκαηα κεηάδνζεο, ν ζπγρξνληζκφο ησλ ζπζθεπψλ, κε πνηα ειεθηξηθή ηάζε ζα παξίζηαηαη ην 1 θαη κε πνηα ην 0 θιπ. Οη ππεξεζίεο πνπ πξνζθέξεη πέξα απφ ηελ ελεξγνπνίεζε θαη απελεξγνπνίεζε ηεο θπζηθήο ζχλδεζεο είλαη ε κεηαθνξά ησλ δεδνκέλσλ ζε κνξθή bit, ζχγρξνλα ή αζχγρξνλα θαη ε επηζήκαλζε ζθαικάησλ κεηάδνζεο. Μεξηθά απφ ηα πξσηφθνιια πνπ αλαθέξνληαη ζην θπζηθφ επίπεδν είλαη: ΔΗΑ: RS-232, RS-449, RS-485, RS-530, RS-422, RS-423 ITU-T: V.24/V.28, V.25, Υ.21, Υ.20, V.35, G.703, 1.430, ISO: 4903, 9314 FDDI, IEC 2110 (25 pin connector) 20

21 ΗΔΔΔ: 802.x LAN, ΗΔΔΔ-488. Επίπεδν Ζεύμεο Δεδνκέλωλ (Data Link) Αζρνιείηαη κε ηα ιεηηνπξγηθά ραξαθηεξηζηηθά θαη ηηο δηαδηθαζίεο πνπ απαηηνχληαη πξνθεηκέλνπ λα απνθαηαζηαζεί, λα ππνζηεξηρζεί θαη ηέινο λα ηεξκαηηζηεί κηα ζχλδεζε κεηαμχ ησλ δπν άθξσλ κηαο γξακκήο. Βαζηθφο ζθνπφο ηνπ επηπέδνπ απηνχ είλαη λα παίξλεη ηα data απφ ην θπζηθφ επίπεδν θαη λα ηα πξνσζεί ζην αλψηεξφ ηνπ επίπεδν δηθηχνπ, αθνχ πξψηα εθηειέζεη κεξηθέο νπζηψδεηο ιεηηνπξγίεο φπσο είλαη ε αλίρλεπζε θαη δηφξζσζε ζθαικάησλ κεηάδνζεο πνπ ιακβάλνπλ ρψξα ζην θπζηθφ επίπεδν θαη ν έιεγρνο ξνήο ησλ πιεξνθνξηψλ. Πεξηιακβάλεη ηηο δηαδηθαζίεο θαη ηηο ιεηηνπξγίεο γηα ηελ απνθαηάζηαζε κηαο ινγηθήο δεχμεο δεδνκέλσλ πάλσ ζε κηα θπζηθή ζχλδεζε κεηαμχ δχν γεηηνληθψλ ζεκείσλ ζην δίθηπν, φπσο κεηαμχ δχν θφκβσλ ή κεηαμχ θφκβνπ θαη ππνινγηζηή. Ζ κεηαθνξά ησλ δεδνκέλσλ γίλεηαη κε block ή frame κε ηαπηφρξνλν έιεγρν θαη δηφξζσζε ζθαικάησλ. Οη ππεξεζίεο πνπ πξνζθέξεη ην επίπεδν απηφ είλαη: Απνθαηάζηαζε θαη απειεπζέξσζε ηεο δεχμεο δεδνκέλσλ Μεηαθνξά δεδνκέλσλ, αξίζκεζε - ζπγρξνληζκφο frame, δηαθάλεηα κεηάδνζεο Έιεγρνο ζθαικάησλ θαη έιεγρνο ξνήο ησλ block ή frame Μεξηθά απφ ηα πξσηφθνιια πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ηνπο δηεζλείο νξγαληζκνχο ζην δεχηεξν επίπεδν είλαη: ITU-T: LAP-B, HDLC, Q.922 (Frame relay), (ISDN-LAPD). ISO: 4335, 3309(HDLC), 7776 (LAP/LAPB), 8802 LAN. ISO: R 1745 (Byte oriented), FDDI. ANSI: ADCCP. ΗΔΔΔ: Logical Link Control. Επίπεδν Δηθηύνπ (Network) Δλψ ην 2ν επίπεδν θξνληίδεη γηα ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ ησλ άθξσλ κηαο απιήο γξακκήο, ην 3ν επίπεδν παξέρεη ηα κέζα γηα ηελ απνθαηάζηαζε, ππνζηήξημε θαη ηεξκαηηζκφ ζπλδέζεσλ κεηαμχ ησλ αθξαίσλ ζπλδξνκεηψλ ελφο κεγάινπ δηθηχνπ. Βαζηθέο ιεηηνπξγίεο ηνπ επηπέδνπ είλαη ε δξνκνιφγεζε ησλ κελπκάησλ, ε νξγάλσζή ηνπο ζε παθέηα, ε απαξίζκεζε θαη ε ηαμηλφκεζή ηνπο. Φξνληίδεη γηα ηε δηαθαλή κεηάδνζε δεδνκέλσλ πξνο ηα παξαπάλσ επίπεδα. Οη δηαδξνκέο πνπ αθνινπζνχληαη ζην δίθηπν πεξηιακβάλνπλ πνιιέο θπζηθέο ζπλδέζεηο θαη δεχμεηο δεδνκέλσλ (πξψην θαη δεχηεξν επίπεδν δειαδή). Παξάδεηγκα ηέηνηνπ πξσηνθφιινπ είλαη ην Υ.25 packet level. Οη ππεξεζίεο πνπ πξνζθέξεη είλαη: Απνθαηάζηαζε θαη ηεξκαηηζκφο ζπλδέζεσλ κεηαμχ δηαθφξσλ αθξαίσλ ζεκείσλ ηνπ δηθηχνπ. Πξνζδηνξηζκφο ησλ αθξαίσλ ζεκείσλ ζχλδεζεο κε ρξήζε δηεπζχλζεσλ Μεηαθνξά δεδνκέλσλ (θπξίσο ζε κνξθή παθέησλ) Απαξίζκεζε θαη έιεγρνο ζθαικάησλ 21

22 Έιεγρνο ξνήο δεδνκέλσλ Μεξηθά απφ ηα πξσηφθνιια πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη εδψ είλαη: ITU-T: Υ.25, X.75, 1.430/Q930 ΔIΑ: RS-366-A (Automatic calling procedure). ISO: 8473-IΡ. DOD: ΗΡ. Σα X.75 θαη ΗΡ εμαζθαιίδνπλ κεηάδνζε δεδνκέλσλ κεηαμχ δηθηχσλ. Επίπεδν Μεηαθνξάο (Transport) Παξέρεη εθείλεο ηηο δηαδηθαζίεο θαη ηα κέζα πνπ απαηηνχληαη, πξνθεηκέλνπ λα έρνπκε επηηπρεκέλε απφ άθξε ζε άθξε κεηαθνξά data απαιιαγκέλε ιαζψλ. Παξέρεη ηηο δηαδηθαζίεο γηα ηελ απνθαηάζηαζε ηεο νξζφηεηαο ηεο πιεξνθνξίαο κεηά απφ ζθάικα, ηνλ έιεγρν ξνήο ηεο πιεξνθνξίαο απ άθξνπ εηο άθξνλ θαη ηνλ έιεγρν αθνινπζίαο ησλ κελπκάησλ. Σν επίπεδν απηφ είλαη νπζηαζηηθά έλα software interface κεηαμχ ησλ ηξηψλ ρακειφηεξσλ επηπέδσλ ηνπ πξνηχπνπ OSI πνπ ζπλήζσο πινπνηνχληαη ζηηο ζπζθεπέο επηθνηλσλίαο, θαη ησλ πςειφηεξσλ επηπέδσλ πνπ ζρεηίδνληαη ζηελφηεξα κε ηνπο ππνινγηζηέο θαη ηηο εθαξκνγέο πνπ απηνί εμππεξεηνχλ. ηελ νπζία είλαη ην πξψην επίπεδν πνπ είλαη ππφ ηνλ έιεγρν ηνπ ρξήζηε. Φξνληίδεη γηα ηε δηαθαλή κεηαθνξά δεδνκέλσλ πξνο ηα αλψηεξα επίπεδα ζχκθσλα κε πξνθαζνξηζκέλν απφ ην ρξήζηε βαζκφ αμηνπηζηίαο. Οη ππεξεζίεο πνπ πξνζθέξεη είλαη: Απνθαηάζηαζε θαη ηεξκαηηζκφο ηεο ζχλδεζεο ζε επίπεδν κεηαθνξάο Μεηάδνζε δεδνκέλσλ ζχκθσλα κε ηνλ απαηηνχκελν απφ ηνλ ρξήζηε βαζκφ αμηνπηζηίαο Καζνξηζκφο θαη επηινγή απφ ην ρξήζηε ηεο πνηφηεηαο εμππεξέηεζεο ηεο ζχλδεζεο Γπλαηφηεηα πνιχπιεμεο κέζσ ηεο ίδηαο δεχμεο Έιεγρνο ξνήο Λεπηνκέξεηεο γηα ηηο πξνζθεξφκελεο ππεξεζίεο ηνπ ηεηάξηνπ επηπέδνπ ππάξρνπλ ζην ITU-T standard Υ.214 Πξσηφθνιια ηνπ ηέηαξηνπ επηπέδνπ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζπλήζσο είλαη: ITU-T: Υ.224 Transport protocol, Σ.70. ECMA: ECMA- 72. DOD: TCP. ISO: 8073, 8602 (CTP). Επίπεδν Σπλόδνπ (Session) θνπφο ηνπ επηπέδνπ απηνχ είλαη ε παξνρή ησλ αλαγθαίσλ κέζσλ γηα ηελ νξγάλσζε θαη ην ζπγρξνληζκφ ηνπ δηαιφγνπ κεηαμχ ησλ αλσηέξσλ επηπέδσλ απφ ην επίπεδν ζπλφδνπ. Δπηηξέπεη ή απαγνξεχεη ηε ζπγθεθξηκέλε παξνρή ππεξεζίαο, απνθαζηζηά 22

23 λέα ζχλδεζε φηαλ ε πξψηε γηα θάπνην ιφγν δηαθνπεί, επηηξέπεη επηθνηλσλία ακθίδξνκε, κνλφδξνκε θιπ. Ζ δηαδηθαζία ηεο απνθαηάζηαζεο κίαο ζπλφδνπ θαιείηαη θαη binding θαη πεξηιακβάλεη ιεηηνπξγίεο φπσο ε εμαθξίβσζε ηνπ ρξήζηε, ε ρξέσζε, ε πνηφηεηα ηεο ζπλφδνπ θιπ. αλ παξάδεηγκα αλαθέξνπκε ηηο δηαδηθαζίεο login θαη ηνλ έιεγρν password γηα ηελ είζνδν ζε έλαλ ππνινγηζηή. Σν επίπεδν απηφ δίλεη ηα κέζα ζε νληφηεηεο ηνπ πςειφηεξνπ επηπέδνπ (presentation) λα νξγαλψζνπλ θαη λα ζπγρξνλίζνπλ ηνλ δηάινγφ ηνπο ψζηε λα εμαζθαιίζνπλ ηελ απφ άθξνπ ζε άθξν επηηπρή κεηαθνξά δεδνκέλσλ. Σν επίπεδν ζπλφδνπ πξνζθέξεη ππεξεζίεο πνπ πξνζζέηνπλ αμία ζηε ινγηθή ζχλδεζε πνπ έρεη δεκηνπξγεζεί κεηαμχ ησλ δχν άθξσλ κέζσ ησλ ρακειφηεξσλ επηπέδσλ. Οη ππεξεζίεο απηέο επηγξακκαηηθά είλαη: Έλαξμε θαη ζπληήξεζε ηνπ δηαιφγνπ Γηαρείξηζε θαη έιεγρνο πξνζπέιαζεο Δπαλνξζσηηθέο δηαδηθαζίεο ζε επίπεδν δηαιφγνπ Πξσηφθνιια πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη είλαη: ITU-T: Υ.215, Υ.225. ISO: 8327, Επίπεδν Παξνπζίαζεο (Presentation) Αζρνιείηαη κε ηελ αλαπαξάζηαζε ηεο πιεξνθνξίαο πνπ κεηαθέξεηαη απφ εθαξκνγή ζε εθαξκνγή, θαζψο επίζεο θαη κε ηε δνκή ησλ data. Δπηρεηξεί δειαδή ηελ θαηάιιειε ηξνπνπνίεζε ησλ data ψζηε λα είλαη θαηαλνεηά απφ ηελ εθαξκνγή θαη έηζη ψζηε νη ζπλδέζεηο δχν ππνινγηζηψλ λα κελ απαηηνχλ ππνρξεσηηθά ηε ρξήζε θνηλνχ θψδηθα. ε απηφ ην επίπεδν πξαγκαηνπνηνχληαη θπξίσο νη δηαδηθαζίεο θξππηνγξάθεζεο, ζπκπίεζεο δεδνκέλσλ (data compression), ν κεηαζρεκαηηζκφο ησλ θσδίθσλ (protocol conversion) θαη ησλ δηαθφξσλ κνξθψλ ησλ αξρείσλ θαζψο θαη ε κεηαηξνπή ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ ηεξκαηηθνχ. Μέζσ ινηπφλ ηνπ επηπέδνπ παξνπζίαζεο κπνξνχλ λα επηθνηλσλνχλ δχν ππνινγηζηέο κε δηαθνξεηηθνχο θψδηθεο. Σν επίπεδν παξνπζίαζεο επηηξέπεη ζε κία εθαξκνγή λα κεηαθξάδεη φηαλ απαηηείηαη ηε ζεκαζία ηεο κεηαθεξφκελεο πιεξνθνξίαο. Δλ ζπληνκία νη ππεξεζίεο πνπ πξνζθέξνληαη είλαη: Μεηαηξνπή ζχληαμεο δεδνκέλσλ, φπσο κεηαηξνπή νηθνγελεηψλ ραξαθηήξσλ ή κεηαηξνπή θσδίθσλ, γηα παξάδεηγκα απφ ASCII ζε EBCD1C πκπίεζε θαη απνζπκπίεζε δεδνκέλσλ (Data compression) Κξππηνγξάθεζε γηα αζθαιή κεηαθνξά (Encryption) Μεηάθξαζε θσδηθνπνίεζεο πιεξνθνξίαο γηα ρξήζε ζε νζφλεο θαη ηεξκαηηθά (ρξήζε ησλ attributes γηα ηελ νζφλε) Σα standards ηνπ επηπέδνπ απηνχ πεξηγξάθνληαη ζηελ πξνδηαγξαθή Υ.226 ηεο ITU-T, ελψ νη ππεξεζίεο ππάξρνπλ αλαιπηηθά ζηελ πξνδηαγξαθή Υ.216 Πξσηφθνιια ηνπ επηπέδνπ παξνπζίαζεο είλαη: ITU-T: Υ.226, Υ.400/410, Q

24 ISO: 8823, Virtual File Protocol, Job Transfer Manipulation Protocol Επίπεδν Εθαξκνγώλ (Application) Δίλαη ην ηειεπηαίν επίπεδν πξνο ην ρξήζηε, απηφ πνπ παξέρεη ηνλ ηξφπν γηα λα κπνξεί ε κία εθαξκνγή λα ζπλνκηιεί κε ηελ άιιε. Σν επίπεδν εθαξκνγψλ είλαη ην πςειφηεξν επίπεδν ηνπ πξνηχπνπ OSI θαη απνηειεί ην interface κεηαμχ ηεο εθαξκνγήο θαη ησλ ινηπψλ επηπέδσλ ηνπ πξνηχπνπ. Οη ιεηηνπξγίεο ηνπ επηπέδνπ απηνχ πξνζδηνξίδνληαη ζε κεγάιν βαζκφ απφ ην ρξήζηε ηνπ δηθηχνπ γη' απηφ θαη νη ηππνπνηήζεηο ηνπ είλαη νη ιηγφηεξν θαζνξηζκέλεο. Τπεξεζίεο πνπ πξνζθέξεη ην 7ν επίπεδν εθηφο απφ ηε κεηαθνξά πιεξνθνξίαο είλαη: Δμαθξίβσζε ηεο ηαπηφηεηαο ησλ εθαξκνγψλ πνπ ζέινπλ λα επηθνηλσλήζνπλ Δπηβεβαίσζε ηεο δηαζεζηκφηεηάο ηνπο γηα ζπλνκηιία Δπηβεβαίσζε /έιεγρνο ζην δηθαίσκα ζπλνκηιίαο πκθσλία ζηηο αξκνδηφηεηεο γηα ην πψο ζα γίλνπλ νη επαλνξζσηηθέο δηαδηθαζίεο πκθσλία ζηηο δηαδηθαζίεο γηα ηνλ έιεγρν ξνήο ησλ ζπλαιιαγψλ θαη ηελ αμηνπηζηία ηεο πιεξνθνξίαο Πξσηφθνιια πνπ αλήθνπλ ζην επίπεδν εθαξκνγψλ είλαη: ISO: 8831 Job Transfer and Manipulation. ISO: 9040, ΣΡ Distributed Transaction Processing. ISO: 8632 Computer Graphics Metafile. ISO: 9595/6 Network Management (CMIP). Virtual Terminal Protocol, FTP (File Transfer Protocol). ISO: 8571 FΣΑΜ (File Transfer Access Management). ITU-T: Υ.500 Directory System, X.520, T.411 (ODA), X.400 Message Handling System, Υ.3. Απφ ηα παξαπάλσ παξαηεξνχκε φηη ηα ρακειφηεξα επίπεδα είλαη ηα θαιχηεξα πξνζδηνξηζκέλα θαζψο ήδε ππάξρνπλ πνιιά θαη απνδεθηά πξσηφθνιια. Σα ηξία ρακειφηεξα επίπεδα είλαη ηα θαζαξά επηθνηλσληαθά επίπεδα πνπ αλαθέξνληαη ζηνλ ηξφπν κεηάδνζεο θαη πινπνηνχληαη ζε ζπζθεπέο επηθνηλσλίαο (ηειεπηθνηλσληαθνί θφκβνη, modem, θιπ.). Σα πςειφηεξα επίπεδα αλαθέξνληαη ζε ιεηηνπξγίεο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηηο εθαξκνγέο θαη πινπνηνχληαη θπξίσο ζηνπο ππνινγηζηέο ΜΔΣΑΓΟΖ ΓΔΓΟΜΔΝΧΝ Ζ κεηάδνζε δεδνκέλσλ ιακβάλεη ρψξα κεηαμχ εθπνκπνχ θαη δέθηε πάλσ απφ θάπνην κέζν κεηάδνζεο. Σα κέζα κεηάδνζεο κπνξνχλ λα ραξαθηεξηζζνχλ σο θαηεπζπλφκελα (guided) θαη κε θαηεπζπλφκελα (unguided), ε δε επηθνηλσλία θαη ζηηο δχν πεξηπηψζεηο είλαη ππφ ηελ κνξθή ειεθηξνκαγλεηηθψλ θπκάησλ. ηα θαηεπζπλφκελα κέζα, ηα θχκαηα νδεγνχληαη θαηά κήθνο ελφο θπζηθνχ κνλνπαηηνχ, π.ρ. θαιψδην ζπλεζηξακκέλνπ δεχγνπο, νπηηθή ίλα, νκναμνληθφ θαιψδην. Σα κε 24

25 θαηεπζπλφκελα κέζα παξέρνπλ ηξφπνπο κεηάδνζεο ειεθηξνκαγλεηηθψλ θπκάησλ αιιά δελ ηα θαηεπζχλνπλ. Παξαδείγκαηα ηέηνησλ κέζσλ είλαη ε κεηάδνζε κέζα ζην θελφ, ζηνλ αέξα, ζηε ζάιαζζα. Σν κνλνπάηη κεηάδνζεο κεηαμχ δχν ζπζθεπψλ, κέζα απφ ην νπνίν κεηαδίδνληαη ζήκαηα θαηεπζείαλ απφ ηνλ εθπνκπφ ζηνλ δέθηε ρσξίο λα παξεκβάιινληαη ελδηάκεζα άιιεο ζπζθεπέο εθηφο απφ εληζρπηέο ή επαλαιήπηεο, πνπ ρξεζηκεχνπλ ζηελ ελίζρπζε ηνπ ζήκαηνο, νλνκάδεηαη θαηεπζείαλ ζχλδεζκνο (direct link). Ο φξνο απηφο ηζρχεη ηφζν γηα θαηεπζπλφκελα φζν θαη γηα κε θαηεπζπλφκελα κέζα. Έλα θαηεπζπλφκελν κέζν κεηάδνζεο παξέρεη ζχλδεζε ζεκείνπ πξνο ζεκείν (point-topoint) αλ απνηειεί έλαλ θαηεπζείαλ ζχλδεζκν κεηαμχ δχν ζπζθεπψλ, νη νπνίεο είλαη νη κνλαδηθέο ζπζθεπέο πνπ κνηξάδνληαη ην κέζν. Αλ πεξηζζφηεξεο απφ δχν ζπζθεπέο κνηξάδνληαη ην κέζν ηφηε έρνπκε ζχλδεζε πνιιαπιψλ ζεκείσλ (multipoint). Μία κεηάδνζε κπνξεί λα είλαη κνλφδξνκε (simplex), ακθίδξνκε ελαιιαζζφκελε (half duplex) ή ακθίδξνκε ηαπηφρξνλε (full duplex). ε κία κνλφδξνκε κεηάδνζε ηα ζήκαηα κεηαδίδνληαη κφλν πξνο κία θαηεχζπλζε, έλαο ζηαζκφο είλαη ν εθπνκπφο θαη ν άιινο ν δέθηεο. ηελ ακθίδξνκε ελαιιαζζφκελε κεηάδνζε θαη νη δχν ζηαζκνί κπνξνχλ λα είλαη εθπνκπνί αιιά θάζε θνξά κεηαδίδεη κφλν ν έλαο. ηελ ακθίδξνκε ηαπηφρξνλε κεηάδνζε θαη νη δχν ζηαζκνί κπνξνχλ λα κεηαδίδνπλ ηαπηφρξνλα. ηελ πεξίπησζε απηή ην κέζν κεηάδνζεο κεηαθέξεη ζήκαηα ηαπηφρξνλα θαη πξνο ηηο δχν θαηεπζχλζεηο. Σα δεδνκέλα κεηαθέξνληαη πάλσ απφ ην κέζν κεηάδνζεο κε ηελ ρξήζε ειεθηξηθψλ ζεκάησλ πνπ ην θάζε έλα πεξηέρεη κία δψλε ζπρλνηήησλ, πνπ νλνκάδεηαη spectrum. Σν πιάηνο ηνπ spectrum νλνκάδεηαη απφιπην εχξνο δψλεο (absolute bandwidth). Σα πεξηζζφηεξα ζήκαηα έρνπλ άπεηξν απφιπην εχξνο δψλεο, ην κεγαιχηεξν φκσο πνζνζηφ ηεο ελέξγεηαο ηνπ ζήκαηνο πεξηέρεηαη ζε κία ζηελή δψλε ζπρλνηήησλ πνπ νλνκάδεηαη απνδνηηθφ εχξνο δψλεο ή απιά εχξνο δψλεο (effective bandwidth). Τπάξρεη άκεζε ζρέζε κεηαμχ ηνπ εχξνπο δψλεο θαη ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ (ξπζκφο κεηάδνζεο είλαη ν ξπζκφο ζε bits per second κε ηνλ νπνίν κπνξνχλ λα κεηαδνζνχλ δεδνκέλα). ζν κεγαιχηεξνο είλαη ν ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ ελφο ζήκαηνο, ηφζν κεγαιχηεξν είλαη ην εχξνο δψλεο. Αληίζηξνθα, φζν κεγαιχηεξν είλαη ην εχξνο δψλεο ελφο ζπζηήκαηνο κεηάδνζεο ηφζν κεγαιχηεξνο είλαη ν ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ γηα ην ζχζηεκα απηφ. Ζ κεηάδνζε δεδνκέλσλ απφ έλα ζεκείν πξνο έλα άιιν εκπιέθεη ηξείο παξάγνληεο, ηελ θχζε ησλ δεδνκέλσλ, ην θπζηθφ κέζν πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ κεηαθνξά ησλ δεδνκέλσλ θαη ηελ επεμεξγαζία ή ηηο ηξνπνπνηήζεηο πνπ κπνξεί λα απαηηνχληαη θαηά κήθνο ηεο δηαδξνκήο κεηάδνζεο ψζηε λα γίλεη ζσζηή ιήςε ησλ κεηαδηδφκελσλ δεδνκέλσλ. Σα δεδνκέλα κπνξνχλ λα νξηζζνχλ σο νληφηεηεο πνπ κεηαθέξνπλ πιεξνθνξία θαη είλαη δχν εηδψλ αλαινγηθά θαη ςεθηαθά. Σα αλαινγηθά δεδνκέλα ιακβάλνπλ ζπλερείο ηηκέο πάλσ ζε θάπνην δηάζηεκα. Σππηθά παξαδείγκαηα αλαινγηθψλ δεδνκέλσλ είλαη ν ήρνο θαη ε θηλνχκελε εηθφλα. Σα ςεθηαθά δεδνκέλα παίξλνπλ δηαθξηηέο ηηκέο θαη ηέηνηα παξαδείγκαηα είλαη ην θείκελν θαη νη αθέξαηνη. Σα δεδνκέλα δηαδίδνληαη απφ ην έλα ζεκείν ζην άιιν κέζσ ειεθηξηθψλ ζεκάησλ πνπ είλαη θαη απηά δχν εηδψλ, ηα αλαινγηθά θαη ηα ςεθηαθά ζήκαηα. Σν αλαινγηθφ ζήκα είλαη έλα ζπλερψο κεηαβαιιφκελν ειεθηξνκαγλεηηθφ θχκα πνπ κπνξεί λα δηαδνζεί κέζα απφ κία πιεζψξα κέζσλ φπσο ηα ζπξκάηηλα κέζα (θαιψδην ζπλεζηξακκέλνπ δεχγνπο, νκναμνληθφ θαιψδην), νη νπηηθέο ίλεο, ε αηκφζθαηξα, θ.ιπ. Σν ςεθηαθφ 25

26 ζήκα είλαη κία αθνινπζία απφ παικνχο ηάζεο, π.ρ. έλα ζηαζεξφ ζεηηθφ επίπεδν ηάζεο αλαπαξηζηά ην 1 ελψ έλα ζηαζεξφ αξλεηηθφ επίπεδν ηάζεο αλαπαξηζηά ην 0, πνπ κπνξνχλ λα κεηαδνζνχλ κέζσ ελφο ζπξκάηηλνπ κέζνπ. Ο ζπλδπαζκφο ησλ δχν εηδψλ δεδνκέλσλ θαη ησλ δχν εηδψλ ζεκάησλ δίλεη ηέζζεξηο ηξφπνπο κεηάδνζεο θαη ζπγθεθξηκέλα: Μεηάδνζε αλαινγηθψλ δεδνκέλσλ κε ρξήζε αλαινγηθψλ ζεκάησλ Μεηάδνζε αλαινγηθψλ δεδνκέλσλ κε ρξήζε ςεθηαθψλ ζεκάησλ Μεηάδνζε ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ κε ρξήζε αλαινγηθψλ ζεκάησλ Μεηάδνζε ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ κε ρξήζε ςεθηαθψλ ζεκάησλ Ζ κεηάδνζε δεδνκέλσλ κε ρξήζε αλαινγηθψλ ζεκάησλ νλνκάδεηαη αλαινγηθή κεηάδνζε ελψ ε κεηάδνζε δεδνκέλσλ κε ρξήζε ςεθηαθψλ ζεκάησλ νλνκάδεηαη ςεθηαθή κεηάδνζε. Γηα λα κεηαθεξζνχλ ηα δεδνκέλα κέζσ ζεκάησλ είλαη αλαγθαία ε ρξήζε κεζφδσλ πνπ θσδηθνπνηνχλ ηα δεδνκέλα πάλσ ζην ρξεζηκνπνηνχκελν αλαινγηθφ ή ςεθηαθφ ζήκα. ηηο επφκελεο παξαγξάθνπο γίλεηαη παξνπζίαζε ησλ κεζφδσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ ςεθηαθή θαη αλαινγηθή κεηάδνζε ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ Φεθηαθή κεηάδνζε ςεθηαθώλ δεδνκέλσλ πσο εηπψζεθε παξαπάλσ, ην ςεθηαθφ ζήκα είλαη κία αθνινπζία απφ δηαθξηηνχο κε ζπλερείο παικνχο ηάζεο θαη ν θάζε παικφο είλαη έλα ζηνηρείν ζήκαηνο (signal element). Σα δπαδηθά δεδνκέλα κεηαδίδνληαη κέζσ θσδηθνπνίεζεο ηνπ θάζε bit δεδνκέλσλ ζε ζηνηρεία ζήκαηνο. ηελ πην απιή πεξίπησζε ππάξρεη κηα πξνο κηα αληηζηνηρία κεηαμχ ησλ bits θαη ησλ ζηνηρείσλ ζήκαηνο. Αλ φια ηα ζηνηρεία ζήκαηνο έρνπλ ην ίδην αιγεβξηθφ πξφζεκν ηφηε ην ζήκα είλαη κεπνισκέλν (unipolar). Αλ ην ζήκα είλαη πνισκέλν (polar) ηφηε ε κία ινγηθή θαηάζηαζε αλαπαξηζηάηαη κε έλα ζεηηθφ επίπεδν ηάζεο, ελψ ε άιιε ινγηθή θαηάζηαζε αλαπαξηζηάηαη κε έλα αξλεηηθφ επίπεδν ηάζεο. Ο ξπζκφο ζεκαηνδφηεζεο δεδνκέλσλ, ή απιά ξπζκφο δεδνκέλσλ, ελφο ζήκαηνο είλαη ν ξπζκφο (ζε bits per second) κε ηνλ νπνίν κεηαδίδνληαη ηα δεδνκέλα. Ζ δηάξθεηα ή κήθνο ελφο bit είλαη ην πνζφ ηνπ ρξφλνπ πνπ ρξεηάδεηαη ν πνκπφο γηα λα εθπέκςεη ην bit. Αλ ν ξπζκφο δεδνκέλσλ είλαη R ηφηε ε δηάξθεηα ηνπ bit είλαη 1/R. Αληίζεηα ν ξπζκφο δηακφξθσζεο (modulation rate) ελφο ζήκαηνο, είλαη ν ξπζκφο κε ηνλ νπνίν αιιάδεη ην επίπεδν ηνπ ζήκαηνο, εμαξηάηαη απφ ηελ θσδηθνπνίεζε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη θαη εθθξάδεηαη ζε bauds, δειαδή ζηνηρεία ζήκαηνο αλά δεπηεξφιεπην. 26 Nonreturn to Zero (NRZ) Ο πην θνηλφο θαη απιφο ηξφπνο γηα ηελ κεηάδνζε ςεθηαθψλ ζεκάησλ είλαη ε ρξήζε δχν δηαθνξεηηθψλ επηπέδσλ ηάζεο γηα ηελ αλαπαξάζηαζε ησλ δχν δπαδηθψλ ςεθίσλ. Οη θψδηθεο πνπ αθνινπζνχλ απηή ηελ ζηξαηεγηθή έρνπλ ζαλ θνηλή ηδηφηεηα ηελ δηαηήξεζε ηεο ηάζεο ζε ζηαζεξφ επίπεδν θαηά ηελ δηάξθεηα ελφο bit θαη έηζη δελ ππάξρεη επηζηξνθή ζε κεδεληθή ηάζε (no return to zero voltage level). ηνλ θψδηθα Nonreturn-to-Zero-Level (NRZ-L) ρξεζηκνπνηείηαη κία αξλεηηθή ηάζε γηα ηελ αλαπαξάζηαζε ηεο κίαο δπαδηθήο ηηκήο θαη κηα ζεηηθή ηάζε γηα ηελ αλαπαξάζηαζε ηεο άιιεο δπαδηθήο ηηκήο. Ο θψδηθαο απηφο ρξεζηκνπνηείηαη θπξίσο απφ ηα ηεξκαηηθά αιιά θαη άιιεο ζπζθεπέο γηα ηελ παξαγσγή θαη ιήςε ςεθηαθψλ ζεκάησλ.

27 Μία παξαιιαγή ηνπ NRZ-L γλσζηή σο Nonreturn to Zero Invert on ones (NRZI) θσδηθνπνηεί ηα δεδνκέλα κέζσ ηεο παξνπζίαο ή απνπζίαο κεηάβαζεο ηνπ ζήκαηνο ζηελ αξρή ηεο δηάξθεηαο ηνπ bit. Μία κεηάβαζε (ρακειφ-πξνο-πςειφ ή πςειφ-πξνορακειφ) ζηελ αξρή ηεο δηάξθεηαο ηνπ bit αλαπαξηζηά ην δπαδηθφ 1 γηα απηφ ην bit ελψ ε απνπζία ηεο κεηάβαζεο απηή αλαπαξηζηά ην δπαδηθφ 0. Ο NRZI απνηειεί έλα παξάδεηγκα δηαθνξηθήο θσδηθνπνίεζεο (differential encoding), ζηελ νπνία ην ζήκα απνθσδηθνπνηείηαη κέζσ ζχγθξηζεο ηεο πνιηθφηεηαο γεηηνληθψλ ζηνηρείσλ ζήκαηνο αληί κέζσ θαζνξηζκνχ ηεο απφιπηεο ηηκήο ελφο ζηνηρείνπ ζήκαηνο. Δλα απφ ηα πιενλεθηήκαηα κίαο ηέηνηαο κεζφδνπ είλαη φηη παξνπζία ζνξχβνπ ππάξρεη κεγαιχηεξε αμηνπηζηία ζηελ αλίρλεπζε κίαο κεηάβαζεο απφ φηη ζηελ ζχγθξηζε κίαο ηηκήο κε έλα θαηψθιη (threshold) ηάζεο. Οη NRZ θψδηθεο παξνπζηάδνπλ επθνιία ζηελ πινπνίεζε θαη ρξεζηκνπνηνχλ κε απνδνηηθφ ηξφπν ην εχξνο δψλεο. Σν θπξηφηεξν κεηνλέθηεκα ηνπο είλαη ε έιιεηςε ηθαλφηεηαο ζπγρξνληζκνχ. Μηα κεγάιε ζεηξά απφ 1 ή 0 γηα ηνλ NRZ-L, ή κία κεγάιε ζεηξά απφ 0 γηα ηνλ NRZI ζα δεκηνπξγήζεη ζηελ έμνδν κία ζηαζεξή ηάζε γηα κεγάιν ρξνληθφ δηάζηεκα. Κάησ απφ απηέο ηηο ζπλζήθεο νπνηαδήπνηε νιίζζεζε ηνπ ρξνληζκνχ κεηαμχ ηνπ πνκπνχ θαη ηνπ δέθηε ζα έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ απψιεηα ζπγρξνληζκνχ κεηαμχ ηνπο. Multilevel Binary Μία θαηεγνξία ηερληθψλ θσδηθνπνηήζεσλ γλσζηψλ σο Multilevel binary, δηνξζψλνπλ νξηζκέλα απφ ηα κεηνλεθηήκαηα ησλ NRZ ηερληθψλ. Γχν απφ ηηο πην γλσζηέο multilevel birary ηερληθέο είλαη ε bipolar-ami θαη ε pseudoternary. ηελ πξψηε ηερληθή ην δπαδηθφ 0 αλαπαξηζηάηαη απφ ηελ έιιεηςε ζήκαηνο ελψ ην δπαδηθφ 1 παξηζηάλεηαη απφ έλα ζεηηθφ ή αξλεηηθφ παικφ. Οη παικνί ηνπ 1 ελαιιάζζνληαη ζε πνιηθφηεηα θαη έηζη δελ κπνξεί λα ππάξμεη απψιεηα ζπγρξνληζκνχ θαηά ηελ κεηάδνζε κίαο καθξάο ζεηξάο απφ 1 αθνχ θάζε 1 εηζάγεη κία κεηάβαζε θαη ν δέθηεο κπνξεί λα ζπγρξνληζζεί κε βάζε ηελ κεηάβαζε απηή. Αληίζεηα, φηαλ κεηαδίδεηαη κία κεγάιε ζεηξά απφ 0 ζπλερίδεη λα ππάξρεη πξφβιεκα ζπγρξνληζκνχ. Δπίζεο ε ελαιιαγή ησλ παικψλ παξέρεη έλαλ απιφ ηξφπν εληνπηζκνχ ιαζψλ θαζψο θάζε απνκνλσκέλν ιάζνο πνπ ζβήλεη ή εηζάγεη έλα παικφ θαηαζηξαηεγεί ηελ ζεηξά ελαιιαγψλ θαη κπνξεί λα γίλεη εχθνια αληηιεπηφ απφ ηνλ δέθηε. ηελ δεχηεξε ηερληθή ην δπαδηθφ 1 αλαπαξίζηαηαη απφ έιιεηςε ζήκαηνο ελψ ην δπαδηθφ 0 παξηζηάλεηαη απφ ελαιιαζζφκελνπο αξλεηηθνχο θαη ζεηηθνχ παικνχο. Ζ ηερληθή απηή παξνπζηάδεη ηα ίδηα πιενλεθηήκαηα κε ηελ bipolar-ami. Γηα λα αληηκεησπηζζεί ην πξφβιεκα ζπγρξνληζκνχ πνπ εκθαλίδεηαη φηαλ κεηαδίδεηαη κία κεγάιε ζεηξά απφ 0 (bipolar-ami) ή κία κεγάιε ζεηξά απφ 1 (pseudoternary) έρνπλ ρξεζηκνπνηεζεί αξθεηέο κέζνδνη. Μία απφ απηέο εηζάγεη επηπιένλ bits ψζηε λα εμαλαγθάζεη κεηαβάζεηο ζην ζήκα. Οηαλ φκσο ν ξπζκφο δεδνκέλσλ είλαη πςειφο ε ηερληθή απηή ζπαηαιά εχξνο δψλεο. Μία άιιε νκάδα ηερληθψλ είλαη νη ηερληθέο scrambling πνπ παξνπζηάδνληαη παξαθάησ. Σν θπξηφηεξν κεηνλέθηεκα ησλ bipolar-ami θαη pseudoternary ηερληθψλ είλαη ε αληαπνδνηηθή εθκεηάιιεπζε ηνπ εχξνπο δψλεο θαζψο θάζε ζηνηρείν ζήκαηνο κεηαθέξεη κφλν έλα bit πιεξνθνξίαο ελψ ιφγσ ηεο ρξήζεο ηξηψλ επηπέδσλ γηα ην ζήκα ζα κπνξνχζε λα κεηαθέξεη log 2 3 = 1,58 bits πιεξνθνξίαο. 27

28 Biphase Κάησ απφ ην φλνκα απηφ ππάξρεη κία ζεηξά ελαιιαθηηθψλ κεζφδσλ θσδηθνπνίεζεο πνπ επηιχνπλ ηα πξνβιήκαηα πνπ παξνπζηάδνληαη ζηηο NRZ ηερληθέο. Οη δχν πην γλσζηέο biphase ηερληθέο είλαη ε Manchester θαη ε Differential Manchester. ηελ πξψηε θσδηθνπνίεζε ππάξρεη κεηάβαζε ηνπ ζήκαηνο ζην κέζν ηεο πεξηφδνπ θάζε bit. Απηή ε κεηάβαζε ρξεζηκεχεη ηφζν ζαλ κεραληζκφο ρξνληζκνχ φζν θαη ζαλ κεραληζκφο αλαπαξάζηαζεο ησλ δεδνκέλσλ. Μία κεηάβαζε απφ ρακειφ-πξνο-πςειφ δπλακηθφ αλαπαξηζηά ην 1 ελψ αληίζεηα ε κεηάβαζε απφ ην πςειφ-πξνο-ρακειφ δπλακηθφ αλαπαξηζηά ην 0. ηε δεχηεξε ηερληθή ε κεηάβαζε ζηε κέζε ηεο πεξηφδνπ ρξεζηκνπνηείηαη κφλν γηα ρξνληζκφ. ε απηή ην 0 αλαπαξίζηαηαη κε ηελ χπαξμε κεηάβαζεο ζηελ αξρή ηεο πεξηφδνπ ηνπ bit θαη ην 1 κε ηελ έιιεηςε ηέηνηαο κεηάβαζεο. ιεο νη biphase ηερληθέο ρξεζηκνπνηνχλ ηνπιάρηζηνλ κία κεηάβαζε αλά πεξίνδν ηνπ bit θαη κπνξεί λα έρνπλ θαη δχν ηέηνηεο κεηαβάζεηο αλά πεξίνδν. Έηζη ν κέγηζηνο ξπζκφο κνξθνπνίεζεο είλαη δηπιάζηνο ηνπ NRZ θαη ζπλεπψο απαηηνχλ κεγαιχηεξν εχξνο δψλεο. Σα πιενλεθηήκαηα ησλ biphase ηερληθψλ είλαη: πγρξνληζκφο. Ζ χπαξμε πξνβιέςηκσλ κεηαβάζεσλ αλά πεξίνδν ηνπ bit επηηξέπνπλ ζηνλ δέθηε λα ζπγρξνλίδεηαη κε βάζε ηηο κεηαβάζεηο απηέο. Γηα ην ιφγν απηφ νη biphase ηερληθέο νλνκάδνληαη απηνρξνληδφκελνη θψδηθεο (self-clocking codes). Αλίρλεπζε ιαζψλ. Ζ απνπζία κηαο αλακελφκελεο κεηάβαζεο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ αλίρλεπζε ιαζψλ. Ο ζφξπβνο ηεο γξακκήο ζα έπξεπε λα αληηζηξέςεη ηφζν ην πξνεγνχκελν φζν θαη ην επφκελν ζηνηρείν ζήκαηνο ψζηε λα κελ γίλεη αληηιεπηφ ην ιάζνο. Οη biphase ηερληθέο είλαη πνιχ δηαδεδνκέλεο γηα κεηάδνζε δεδνκέλσλ θαη ρξεζηκνπνηνχληαη πάξα πνιχ ζηα ηνπηθά δίθηπα. Τερληθέο scrambling ηηο ηερληθέο απηέο κία αθνινπζία απφ bits πνπ κπνξεί λα πξνθαιέζεη απψιεηα ζπγρξνληζκνχ, ιφγσ δεκηνπξγίαο ελφο ζηαζεξνχ επηπέδνπ ηάζεο ζηελ γξακκή, αληηθαζίζηαηαη απφ πξφζζεηεο αθνινπζίεο (filling sequences) πνπ παξέρνπλ ηθαλφ αξηζκφ κεηαβάζεσλ ψζηε ν δέθηεο λα κπνξεί λα παξακείλεη ζε ζπγρξνληζκφ. Οη πξφζζεηεο απηέο αθνινπζίεο πξέπεη λα αλαγλσξίδνληαη απφ ηνλ δέθηε θαη λα αληηθαζηζηνχληαη απφ ηελ αξρηθή αθνινπζία δεδνκέλσλ. Ζ πξφζζεηε αθνινπζία έρεη ην ίδην κήθνο κε ηελ αθνινπζία δεδνκέλσλ πνπ αληηθαζηζηά θαη έηζη δελ ππάξρεη αχμεζε ηνπ ξπζκνχ δεδνκέλσλ. Οη scrambling ηερληθέο ρξεζηκνπνηνχληαη θπξίσο ζε κεηαδφζεηο κεγάιεο απφζηαζεο (long distance transmissions) θαη νη δχν πην δηαδεδνκέλεο είλαη ε bipolar with 8 zeros substitution (B8ZS) θαη ε high density bipolar-3 zeros (HDB3). Ζ B8ZS ηερληθή, ρξεζηκνπνηείηαη θχξηα ζηελ Βφξεηα Ακεξηθή, βαζίδεηαη ζηελ bipolar-ami θαη ηελ επαπμάλεη εηζάγνληαο ηνπο αθφινπζνπο δχν θαλφλεο: 1. Αλ εκθαληζζεί κία νθηάδα πνπ απνηειείηαη κφλν απφ 0 θαη ν ηειεπηαίνο παικφο ηάζεο πνπ πξνεγήζεθε ηεο νθηάδαο απηήο ήηαλ ζεηηθφο, ηφηε ηα 0 ηεο νθηάδαο θσδηθνπνηνχληαη σο

29 2. Αλ εκθαληζζεί κία νθηάδα πνπ απνηειείηαη κφλν απφ 0 θαη ν ηειεπηαίνο παικφο ηάζεο πνπ πξνεγήζεθε ηεο νθηάδαο απηήο ήηαλ αξλεηηθφο, ηφηε ηα 0 ηεο νθηάδαο θσδηθνπνηνχληαη σο Ζ ηερληθή απηή νδεγεί ζε δχν παξαβάζεηο ηεο bipolar-ami, γεγνλφο πνπ δελ κπνξεί λα ζπκβεί εχθνια ιφγσ ζνξχβνπ. Ο δέθηεο αλαγλσξίδεη ηελ αθνινπζία θαη ηελ κεηαθξάδεη ζαλ κία νθηάδα απφ 0. Ζ HDB3 ηερληθή ρξεζηκνπνηείηαη θπξίσο ζηελ Δπξψπε θαη ηελ Ηαπσλία θαη βαζίδεηαη θαη απηή ζηελ bipolar-ami. ηελ ηερληθή απηή θάζε αθνινπζία απφ ηέζζεξα 0 αληηθαζηζηάηαη απφ κία αθνινπζία πνπ πεξηέρεη έλαλ ή δχν παικνχο. ε θάζε πεξίπησζε ην ηέηαξην 0 αληηθαζίζηαηαη απφ παικφ πνπ λα παξαβηάδεη ηνλ θψδηθα. Δπίζεο ρξεζηκνπνηείηαη έλαο θαλφλαο ψζηε λα εμαζθαιίδεηαη ε ελαιιαζζφκελε πνιηθφηεηα ησλ παξαβηάζεσλ ηνπ θψδηθα. Ο θαλφλαο απηφο έρεη ζαλ θξηηήξηα ηνλ αξηζκφ ησλ παικψλ απφ ηελ ηειεπηαία παξαβίαζε (κνλφο ή δπγφο) θαζψο θαη ηελ πνιηθφηεηα ηνπ ηειεπηαίνπ παικνχ πξηλ ηελ εκθάληζε ησλ ηεζζάξσλ Αλαινγηθή κεηάδνζε ςεθηαθώλ δεδνκέλσλ Ζ κεηάδνζε ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ κε ηελ ρξήζε αλαινγηθψλ ζεκάησλ είλαη ηδηαίηεξα δεκνθηιήο γηα ηελ κεηάδνζε δεδνκέλσλ πάλσ απφ ην δεκφζην ηειεθσληθφ δίθηπν. Σν ηειεθσληθφ δίθηπν είλαη έηζη πινπνηεκέλν ψζηε λα δέρεηαη, λα κεηαγάγεη θαη λα κεηαδίδεη αλαινγηθά ζήκαηα εληφο ηεο δψλεο ζπρλνηήησλ ηεο θσλήο, δειαδή απφ 300 έσο 3400 Hz. Δηζη νη ςεθηαθέο ζπζθεπέο ζπλδένληαη ζην ηειεθσληθφ δίθηπν κέζσ ησλ modems (δηακνξθσηέο - απνδηακνξθσηέο ζήκαηνο), ηα νπνία είλαη ζπζθεπέο πνπ κεηαηξέπνπλ ηα ςεθηαθά ζήκαηα πνπ δέρνληαη ζε αλαινγηθά ζήκαηα ηεο δψλεο ζπρλνηήησλ ηεο θσλήο. Ζ δηακφξθσζε ηνπ ζήκαηνο εκπιέθεη ηξνπνπνίεζε ελφο ή πεξηζζνηέξσλ απφ ηα ηξία ραξαθηεξηζηηθά ελφο θέξνληνο ζήκαηνο. Σα ηξία απηά ραξαθηεξηζηηθά είλαη ην πιάηνο (amplitude), ε ζπρλφηεηα (frequency) θαη ε θάζε (phase), γηα ηα νπνία ππάξρνπλ, ζε αληηζηνηρία, ηξείο βαζηθέο ηερληθέο θσδηθνπνίεζεο: ASK Κσδηθνπνίεζε κεηαηφπηζεο πιάηνπο (Amplitude shift keying - ASK) Κσδηθνπνίεζε κεηαηφπηζεο ζπρλφηεηαο (Frequency shift keying - FSK) Κσδηθνπνίεζε κεηαηφπηζεο θάζεο (Phase shift keying - PSK) ηελ ASK ηερληθή νη δχν δπαδηθέο ηηκέο παξηζηάλνληαη κε δχν δηαθνξεηηθά πιάηε ηεο θέξνπζαο ζπρλφηεηαο. πλήζσο έλα απφ ηα πιάηε είλαη κεδέλ θαη ην έλα δπαδηθφ ςεθίν παξηζηάλεηαη απφ ηελ χπαξμε ζε ζηαζεξφ πιάηνο ηνπ θέξνληνο ζήκαηνο, ελψ ην άιιν απφ ηελ απνπζία ηνπ θέξνληνο ζήκαηνο. Ζ ASK επεξεάδεηαη απφ μαθληθέο αιιαγέο ηεο έληαζεο ηνπ ζήκαηνο θαη έρεη κηθξή απφδνζε. ε γξακκέο κφλν γηα θσλή (voice grade lines) ρξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο κέρξη ηα 1200 bps. Ζ ASK ηερληθή ρξεζηκνπνηείηαη θαη ζηελ κεηάδνζε ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ πάλσ απφ νπηηθέο ίλεο. ηελ πεξίπησζε ρξήζεο LED ην έλα ζηνηρείν ζήκαηνο παξηζηάλεηαη απφ έλα παικφ θσηφο ελψ ην άιιν παξηζηάλεηαη απφ ηελ απνπζία θσηφο. Αλ ρξεζηκνπνηνχληαη lasers ην ρακεινχ πιάηνπο θχκα θσηφο αλαπαξηζηά ην έλα ζηνηρείν ζήκαηνο ελψ ην πςεινχ πιάηνπο θχκα θσηφο αλαπαξηζηά ην άιιν. 29

30 FSK ηελ FSK ηερληθή νη δχν δπαδηθέο ηηκέο παξηζηάλνληαη απφ δχν δηαθνξεηηθέο ζπρλφηεηεο θνληά ζηε θέξνπζα ζπρλφηεηα. Ζ ηερληθή απηή επεξεάδεηαη ιηγφηεξν απφ ιάζε απφ φηη ε ASK θαη ζε γξακκέο πνηφηεηαο θσλήο ρξεζηκνπνηείηαη κέρξη ηα 1200bps. Δπίζεο ρξεζηκνπνηείηαη γηα ξαδηνθσληθέο κεηαδφζεηο πςειήο ζπρλφηεηαο (3 έσο 30 MHz) θαζψο θαη ζε ηνπηθά δίθηπα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ νκναμνληθφ θαιψδην. PSK ηελ PSK ηερληθή ε αλαπαξάζηαζε ησλ δεδνκέλσλ γίλεηαη κε κεηαηφπηζε ηεο θάζεο ηνπ θέξνληνο ζήκαηνο. Αλ ε κεηαηφπηζε θάζεο είλαη θαηά 180 κνίξεο ηφηε θάζε ζηνηρείν ζήκαηνο θσδηθνπνηεί έλα bit πιεξνθνξίαο. Πην απνδνηηθή ρξήζε ηνπ εχξνπο δψλεο κπνξεί λα επηηεπρζεί αλ θάζε ζηνηρείν ζήκαηνο αλαπαξηζηά πεξηζζφηεξα απφ έλα bits. Παξάδεηγκα ηέηνηαο ηερληθήο είλαη ε quadrature phase shift keying (QPSK) πνπ ρξεζηκνπνηεί κεηαηνπίζεηο θάζεηο πνπ είλαη πνιιαπιάζηα ησλ 90 κνηξψλ θαη έηζη κπνξεί λα θσδηθνπνηεί δχν bits αλά ζηνηρείν ζήκαηνο. Απηνχ ηνπ είδνπο ε ηερληθή κπνξεί λα επεθηαζεί ψζηε λα θσδηθνπνηεί ηξία bits ρξεζηκνπνηψληαο νθηψ γσλίεο κεηαηφπηζεο θάζεο. Δπίζεο θάζε γσλία κπνξεί λα έρεη πεξηζζφηεξα απφ έλα πιάηε, π.ρ. έλα ηππηθφ modem ησλ 9600 bps θάλεη ρξήζε 12 γσληψλ θάζεο, ηέζζεξηο απφ ηηο νπνίεο έρνπλ δχν ηηκέο πιάηνπο ΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΑ ΦΖΦΗΑΚΧΝ ΓΔΓΟΜΔΝΧΝ Ζ επηθνηλσλία ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ κεηαμχ ππνινγηζηηθψλ ζπζηεκάησλ γίλεηαη κε ηελ ζεηξηαθή κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ. ηε ζεηξηαθή κεηάδνζε, ηα δεδνκέλα κεηαθέξνληαη κέζσ ελφο κνλαδηθνχ κνλνπαηηνχ επηθνηλσλίαο, ζην νπνίν ζηέιλνληαη θάζε ρξνληθή ζηηγκή ζηνηρεία ζήκαηνο. Κάζε ζηνηρείν ζήκαηνο κπνξεί λα είλαη: Ληγφηεξν απφ έλα bit, π.ρ. θσδηθνπνίεζε Manchester Δλα bit, π.ρ. θσδηθνπνηήζεηο NRZ-L θαη FSK Πεξηζζφηεξν απφ έλα bit, π.ρ. θσδηθνπνίεζε QPSK πσο αλαθέξζεθε θαη ζηηο πξνεγνχκελεο παξαγξάθνπο, ν ζπγρξνληζκφο απνζηνιήο θαη ιήςεο δεδνκέλσλ είλαη κία απφ ηηο θχξηεο ιεηηνπξγίεο ηεο επηθνηλσλίαο δεδνκέλσλ. ηαλ ν πνκπφο ζηέιλεη έλα κήλπκα, έλα bit αλά ρξνληθή ζηηγκή, ζηνλ δέθηε, πξέπεη ν ηειεπηαίνο λα κπνξεί λα αλαγλσξίζεη ηελ αξρή θαη ην ηέινο ελφο θνκκαηηνχ απφ bits. Δπίζεο πξέπεη λα μέξεη ηελ ρξνληθή δηάξθεηα ελφο bit ψζηε λα κπνξεί λα δεηγκαηνιεπηεί ηελ γξακκή κε ηνλ θαηάιιειν ρξνληζκφ πνπ απαηηείηαη γηα λα δηαβάζεη θάζε bit. αλ παξάδεηγκα, έζησ φηη έρνπκε έλα πνκπφ ν νπνίνο κεηαδίδεη κία ζεηξά απφ bits κε ξπζκφ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ bps. Έλα bit ζα κεηαδίδεηαη θάζε 1/ = 0,1 ms κε βάζε ην ξνιφη ηνπ πνκπνχ. πλήζσο, ν δέθηεο ζα πξνζπαζήζεη λα δεηγκαηνιεηπηήζεη ην κέζν κεηάδνζεο ζηε κέζε ηεο ρξνληθήο δηάξθεηαο ηνπ bit. Ο ρξνληζκφο ησλ δεηγκάησλ ζα γίλεη κε βάζε ην ξνιφη ηνπ δέθηε θαη ε ρξνληθή απφζηαζε κεηαμχ ησλ δεηγκάησλ ζα είλαη 0,1 ms. Αλ ηα ξνιφγηα ηνπ πνκπνχ θαη ηνπ δέθηε δελ είλαη απφιπηα ζπγρξνληζκέλα, έζησ φηη ην ξνιφη ηνπ πνκπνχ είλαη 1% πην γξήγνξν ή πην αξγφ απφ ην ξνιφη ηνπ δέθηε, ζα ππάξμεη πξφβιεκα ζηε δεηγκαηνιεςία. Έηζη ην πξψην δείγκα ζα παξζεί 0,01 ηνπ 30

31 ρξφλνπ δηάξθεηαο ηνπ bit (0,001 ms) καθξηά απφ ηή κέζε ηνπ bit (ε κέζε ηνπ bit είλαη 0,05 ms απφ ηελ αξρή θαη ην ηέινο ηνπ bit). Μεηά απφ 50 δεηγκαηνιεςίεο ν δέθηεο κπνξεί λα θάλεη ιάζνο αθνχ ζα δεηγκαηνιεπηεί ζε ιάζνο ρξφλν δηάξθεηαο ηνπ bit (50 ρ 0,001 = 0,05 ms). Σειηθά ν δέθηεο ζα βξεζεί εθηφο ζπγρξνληζκνχ κε ηνλ πνκπφ, αλ ν ηειεπηαίνο εθπέκςεη κηα αξθεηά κεγάιε ζεηξά απφ bits θαη δελ παξζνχλ θαηάιιεια κέηξα ζπγρξνληζκνχ. Οη πην θνηλά ρξεζηκνπνηνχκελεο κέζνδνη ζπγρξνληζκνχ είλαη ε αζχγρξνλε θαη ε ζχγρξνλε κεηάδνζε πνπ παξνπζηάδνληαη ζηηο επφκελεο παξαγξάθνπο Αζύγρξνλε κεηάδνζε Ζ ζηξαηεγηθή πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ αζχγρξνλε κεηάδνζε γηα ηελ εμάιεηςε ησλ πξνβιεκάησλ ζπγρξνληζκνχ είλαη λα απνθεχγεηαη ε κεηάδνζε κεγάισλ, αδηάιεηπησλ ζεηξψλ απφ bits. Αληίζεηα, ηα δεδνκέλα κεηαδίδνληαη κε ξπζκφ ελφο ραξαθηήξα αλά ρξνληθή ζηηγκή, φπνπ θάζε ραξαθηήξαο έρεη κήθνο πέληε έσο νθηψ bits. Ο ζπγρξνληζκφο ηεο κεηάδνζεο είλαη απαξαίηεην λα δηαηεξεζεί κφλν γηα θάζε ραξαθηήξα θαη έηζη ν δέθηεο έρεη ηελ επθαηξία γηα απαλαζπγρξνληζκφ ζηελ αξρή ηεο ιήςεο θάζε λένπ ραξαθηήξα. ηαλ δελ κεηαδίδεηαη έλαο ραξαθηήξαο ε γξακκή κεηαμχ ην πνκπνχ θαη ηνπ δέθηε βξίζθεηαη ζε αδξαλή θαηάζηαζε. Ο νξηζκφο ηεο αδξαλνχο θαηάζηαζεο είλαη αλάινγνο κε απηφλ ηνπ ζηνηρείνπ ζήκαηνο γηα ην δπαδηθφ 1. ηα πεξηζζφηεξα πξφηππα ζχλδεζεο (π.ρ. ΔΗΑ-232-D) ε αδξαλήο θαηάζηαζε αληηζηνηρεί ζηελ παξνπζία αξλεηηθήο ηάζεο ζηε γξακκή. Ζ αξρή ελφο ραξαθηήξα ζεκαηνδνηείηαη απφ ην bit αξρήο (start bit) πνπ έρεη ηελ ηηκή ηνπ δπαδηθνχ 0. Σν bit απηφ αθνινπζείηαη απφ πέληε έσο νθηψ bits πνπ απνηεινχλ ηνλ ραξαθηήξα θαη κεηαδίδνληαη απφ ην ιηγφηεξν ζεκαληηθφ (least significant) πξνο ην πην ζεκαληηθφ (most significant) bit. πλήζσο ηα bits ηνπ ραξαθηήξα ηα αθνινπζεί έλα bit ηζνηηκίαο (parity bit) ην νπνίν βξίζθεηαη ζηε ζέζε ηνπ πην ζεκαληηθνχ bit. Ζ ηηκή ηνπ bit ηζνηηκίαο ηίζεηαη απφ ηνλ πνκπφ έηζη ψζηε ν ζπλνιηθφο αξηζκφο ησλ άζζσλ ζηνλ ραξαθηήξα, ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηνπ bit ηζνηηκίαο, λα είλαη άξηηνο (άξηηα ηζνηηκία) ή πεξηηηφο (πεξηηηή ηζνηηκία). Σν ηειηθφ ζηνηρείν ζήκαηνο είλαη ην bit παχζεο (stop bit) πνπ έρεη ηελ ηηκή ηνπ δπαδηθνχ 1. Δρεη νξηζζεί κφλν ην ειάρηζην κήθνο ηνπ bit παχζεο θαη ην νπνίν ζπλήζσο είλαη 1, 1,5 ή 2 θνξέο ε δηάξθεηα ελφο θαλνληθνχ bit. Δπεηδή ην bit παχζεο είλαη ην ίδην κε ηελ αδξαλή θαηάζηαζε, ν πνκπφο ζπλερίδεη λα εθπέκπεη ην bit παχζεο κέρξη λα εθπέκςεη ηνλ επφκελν ραξαθηήξα. Αλ απνζηαιεί κία ζηαζεξή ζεηξά απφ ραξαθηήξεο ην δηάζηεκα κεηαμχ δχν ραξαθηήξσλ είλαη νκνηφκνξθν θαη ίζν κε ηελ δηάξθεηα ηνπ bit παχζεο. Οη απαηηήζεηο ρξνληζκνχ γηα ηελ αζχγρξνλε κεηάδνζε δελ είλαη ηδηαίηεξα πςειέο. Γηα παξάδεηγκα, αλ νη ραξαθηήξεο ζηέιλνληαη ζαλ νκάδεο ησλ νθηψ bits, ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θαη ηνπ bit ηζνηηκίαο (π.ρ. ραξαθηήξεο ASCII) θαη ν δέθηεο είλαη εθηφο ζπγρξνληζκνχ κε ηνλ πνκπφ θαηά 5%, ηφηε ε δεηγκαηνιεςία ηνπ φγδννπ bit ηεο πιεξνθνξίαο ζα είλαη ζσζηή παξφιν πνπ ζα έρεη ππνζηεί κεηαηφπηζε θαηά 45%. Αλ γηα παξάδεηγκα ν ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ είλαη 10,000 bps θαη ν δέθηεο είλαη εθηφο ζπγρξνληζκνχ θαηά 7%, έλα ηέηνην ιάζνο πξνθαιεί ζηελ πξαγκαηηθφηεηα 31

32 δχν ιάζε. Πξψηνλ, ην ηειεπηαίν bit δελ ιακβάλεηαη ζσζηά θαη δεχηεξνλ ν κεηξεηήο ησλ bit βξίζθεηαη εθηφο ζπγρξνληζκνχ. Έηζη αλ ην έβδνκν bit είλαη 1 θαη ην φγδνν bit είλαη 0 κπνξεί ν δέθηεο λα κπεξδέςεη ην ηειεπηαίν θαη λα λνκίδεη φηη είλαη έλα bit αξρήο. Απηή ε θαηάζηαζε νλνκάδεηαη ιάζνο πιαηζίσζεο (framing error) θαζψο ν ραξαθηήξαο καδί κε ηα bits αξρήο θαη παχζεο νλνκάδεηαη πιαίζην (frame). Έλα ιάζνο πιαηζίσζεο κπνξεί λα ζπκβεί θαη φηαλ θάπνηνο ζφξπβνο θαηά ηελ αδξαλή θαηάζηαζε πξνθαιεί ηελ εκθάληζε ελφο bit αξρήο. Ζ αζχγρξνλε κεηάδνζε, παξφιν ηνπ φηη είλαη απιή θαη θζελή ζηελ πινπνίεζε ηεο, απαηηεί έλα πιεφλαζκα (overhead) δχν ή ηξηψλ bits αλά ραξαθηήξα. Σν πνζνζηφ ηνπ πιενλάζκαηνο απηνχ ζα κπνξνχζε λα κεησζεί αλ κεηαμχ ησλ bits αξρήο θαη παχζεο ζηέιλνληαλ πεξηζζφηεξνη απφ έλαο ραξαθηήξεο. ζν φκσο κεγαιχηεξε είλαη ε ζεηξά ησλ bits ηφζν κεγαιχηεξν είλαη ην ζπζζσξεπκέλν ιάζνο ζπγρξνληζκνχ. Γηα ηελ απνζηνιή κεγάισλ θνκκαηηψλ απφ bits ρξεζηκνπνηείηαη ε ζχγρξνλε κεηάδνζε πνπ πεξηγξάθεηαη ζηελ επφκελε παξάγξαθν ύγρξνλε κεηάδνζε ηε ζχγρξνλε κεηάδνζε θνκκάηηα ραξαθηήξσλ ή bits απνζηέιινληαη ρσξίο ηελ χπαξμε θσδηθψλ αξρήο θαη παχζεο θαη ν αθξηβήο ρξφλνο αλαρψξεζεο ή άθημεο θάζε bit κπνξεί λα πξνβιεθζεί. Γηα λα επηηεπρζνχλ ηα πξνεγνχκελα πξέπεη λα ππάξρεη θάπνηνο ηξφπνο ζπγρξνληζκνχ ησλ ξνινγηψλ ηνπ πνκπνχ θαη ηνπ δέθηε. Μία δπλαηφηεηα είλαη ε παξνρή κηαο μερσξηζηήο γξακκήο ζπγρξνληζκνχ κεηαμχ ηνπ πνκπνχ θαη ηνπ δέθηε. Αλ απηφ δελ είλαη δπλαηφ, ηφηε πξέπεη ε πιεξνθνξία ηνπ ζπγρξνληζκνχ λα ελζσκαησζεί ζην ζήκα δεδνκέλσλ. ηελ πεξίπησζε ησλ ςεθηαθψλ ζεκάησλ απηφ επηηπγράλεηαη κέζσ ησλ biphase θσδηθνπνηήζεσλ. ηα αλαινγηθά ζήκαηα ππάξρνπλ πνιιέο ηερληθέο πνπ κπνξνχλ ρξεζηκνπνηεζνχλ, φπσο ε ρξήζε ηεο θέξνπζαο ζπρλφηεηαο γηα ζπγρξνληζκφ ηνπ δέθηε κε βάζε ηελ θάζε ηνπ θέξνληνο ζήκαηνο. ηε ζχγρξνλε φκσο κεηάδνζε ππάξρεη ε αλάγθε γηα ηελ χπαξμε ελφο αθφκα επηπέδνπ ζπγρξνληζκνχ έηζη ψζηε ν δέθηεο λα κπνξεί λα αληηιεθζεί ηελ αξρή θαη ην ηέινο ελφο θνκκαηηνχ δεδνκέλσλ. Γηα ηελ επίηεπμε ηνπ ζηφρνπ απηνχ, θάζε θνκκάηη μεθηλά κε κία ζεηξά απφ bits πνπ νλνκάδεηαη preamble θαη ηειεηψλεη κε κία άιιε ζεηξά απφ bits πνπ νλνκάδεηαη postamble. Οη ζεηξέο απηέο πεξηέρνπλ πιεξνθνξίεο ειέγρνπ θαη φρη απιά δεδνκέλα. Σα δεδνκέλα καδί κε ηελ πιεξνθνξία ειέγρνπ ησλ ζεηξψλ απνηεινχλ έλα πιαίζην ηνπ νπνίνπ ε αθξηβήο κνξθή εμαξηάηαη απφ ην αλ ε κεηάδνζε είλαη πξνζαλαηνιηζκέλε πξνο ραξαθηήξεο (character oriented) ή πξνζαλαηνιηζκέλε πξνο bits (bit oriented). ηελ πξψηε πεξίπησζε ε δηαρείξηζε ηνπ θνκκαηηνχ δεδνκέλσλ γίλεηαη ζαλ λα απνηειείηαη απφ αθνινπζία ραξαθηήξσλ (ζπλήζσο ησλ νθηψ bits αλά ραξαθηήξα). ιε ε πιεξνθνξία ειέγρνπ είλαη ππφ ηελ κνξθή ραξαθηήξσλ. Σν πιαίζην μεθηλά κε έλαλ ή πεξηζζφηεξνπο ραξαθηήξεο ζπγρξνληζκνχ. Ο ραξαθηήξαο ζπγρξνληζκνχ, πνπ ζπρλά νλνκάδεηαη SYN, είλαη κία κνλαδηθή ζεηξά απφ bits πνπ εηδνπνηεί ηνλ δέθηε γηα ηελ αξρή ηνπ θνκκαηηνχ δεδνκέλσλ θαη ν νπνίνο απνδέρεηαη ηα δεδνκέλα κέρξη λα βξεη ηνλ postamble ραξαθηήξα. Μία ελαιιαθηηθή πξνζέγγηζε είλαη ε ελζσκάησζε ηνπ κήθνπο ηνπ πιαηζίνπ ζηελ πιεξνθνξία ειέγρνπ. ηελ πεξίπησζε απηή ν δέθηεο αθνχ βξεη ηνλ ραξαθηήξα SYN θαζνξίδεη ην κήθνο ηνπ πιαηζίνπ, δηαβάδεη ηνλ ελδεηθλπφκελν αξηζκφ ραξαθηήξσλ θαη κεηά αλακέλεη ηνλ ραξαθηήξα SYN γηα ην επφκελν πιαίζην. 32

33 ηαλ ε κεηάδνζε είλαη πξνζαλαηνιηζκέλε πξνο bits, ε δηαρείξηζε ηνπ θνκκαηηνχ δεδνκέλσλ γίλεηαη ζαλ λα απνηειείηαη απφ κία αθνινπζία απφ bits. Μηα εηδηθή ζεηξά απφ bits, πνπ έρεη κήθνο νθηψ bits θαη νλνκάδεηαη flag, ζεκαηνδνηεί ηελ έλαξμε ηνπ θνκκαηηνχ. Ζ ίδηα ζεηξά ρξεζηκνπνηείηαη θαη γηα ηελ ζεκαηνδφηεζε ηνπ ηέινπο ηνπ θνκκαηηνχ. Ο δέθηεο αλαδεηά ηελ χπαξμε ηνπ flag ην νπνίν αθνινπζείηαη απφ έλαλ αξηζκφ απφ πεδία ειέγρνπ, έλα πεδίν δεδνκέλσλ κεηαβιεηνχ κήθνπο, έλαλ αξηζκφ απφ πεδία ειέγρνπ θαη ηέινο ην ίδην ην flag. Οη δηαθνξέο κεηαμχ ησλ δχν κεζφδσλ βαζίδνληαη ζηηο ιεπηνκεξείο κνξθέο ησλ πιαηζίσλ θαζψο θαη ζηελ κεηάθξαζε ηεο πιεξνθνξίαο ειέγρνπ. Γηα κεγάια θνκκάηηα δεδνκέλσλ, ε ζχγρξνλε κεηάδνζε είλαη πνιχ πην απνδνηηθή απφ ηελ αζχγρξνλε αθνχ ε πξψηε έρεη ζπλήζσο κφλν 4,6 % πιεφλαζκα ελψ ε δεχηεξε έρεη ηνπιάρηζηνλ 20% Σερληθέο Αλεύξεζεο Λαζώλ Αλεμάξηεηα απφ ηελ ζρεδίαζε ηνπ ζπζηήκαηνο κεηάδνζεο ε εκθάληζε ιαζψλ δελ κπνξεί λα απνθεπρζεί. Γηα ην ιφγν απηφ αλαπηχρζεθαλ ηερληθέο αλεχξεζεο ιαζψλ νη νπνίεο βαζίδνληαη ζηελ εμήο αξρή: ε έλα δεδνκέλν πιαίζην απφ bits πξνζηίζεληαη απφ ηνλ πνκπφ bits πνπ απνηεινχλ έλα θψδηθα αλεχξεζεο ιαζψλ. Ο θψδηθαο απηφο ππνινγίδεηαη ζε ζπλάξηεζε κε ηα άιια κεηαδηδφκελα bits. Ο δέθηεο εθηειεί ηνλ ίδην ππνινγηζκφ θαη ζπγθξίλεη ηα δχν απνηειέζκαηα. Σν ιάζνο αληρλεχεηαη κφλν φηαλ ηα δχν απνηειέζκαηα είλαη αλφκνηα. ηαλ κεηαδίδεηαη έλα πιαίζην, νη αθφινπζεο πηζαλφηεηεο κπνξνχλ λα νξηζζνχλ ζηνλ δέθηε: Π 1 : είλαη ε πηζαλφηεηα άθημεο ελφο πιαηζίνπ ρσξίο ιάζε Π 2 : είλαη ε πηζαλφηεηα άθημεο ελφο πιαηζίνπ κε έλα ή πεξηζζφηεξα ιάζε πνπ δελ έρνπλ αληρλεπζεί Π 3 : είλαη ε πηζαλφηεηα άθημεο ελφο πιαηζίνπ κε έλα ε πεξηζζφηεξα αληρλεπκέλα ιάζε αιιά κε κεδέλ ιάζε πνπ δελ έρνπλ αληρλεπζεί Αλ δελ ρξεζηκνπνηνχληαη κέζνδνη αλεχξεζεο ιαζψλ ηφηε ε Π 3 είλαη κεδέλ. Αλ ππνζέζνπκε φηη ε πηζαλφηεηα Π b λα είλαη ιάζνο νπνηνδήπνηε bit είλαη ζηαζεξή θαη αλεμάξηεηε ηεο ζέζεο ηνπ, έρνπκε: N 1 (1 ) f b φπνπ Ν f είλαη ν αξηζκφο ησλ bits αλά πιαίζην. Ζ πηζαλφηεηα Π 2 νλνκάδεηαη θαη residual error rate. 33

34

35 Κ Δ Φ Α Λ Α Η Ο 2: Π Ρ Χ Σ Ο Κ Ο Λ Λ Ο X. 2 5 / C C I T T 35

36

37 2. Πξσηόθνιιν X.25/CCITT 2.1. ΔΗΑΓΧΓΖ Σα πξψηα δίθηπα ππνινγηζηψλ πξννξίδνληαλ γηα λα πξνζθέξνπλ πεξηνξηζκέλεο ππεξεζίεο θαη λα επηηπγράλνπλ ζπλδέζεηο ζε κηθξή θιίκαθα. Δπίζεο ζε απηφ ζπλέηεηλε θαη ην κεγάιν θφζηνο ησλ ππνινγηζηψλ (δελ ππήξραλ αθφκε νη ζεκεξηλνί παλίζρπξνη microprocessors, νη κλήκεο ήζαλ αθξηβέο, νη ρσξεηηθφηεηέο ηνπο κηθξέο, θ.ι.π.), ζε βαζκφ πνπ λα είλαη αθξηβή ε αλάπηπμε ζπζηεκάησλ δηθηχσλ ηα νπνία λα θάλνπλ απνηειεζκαηηθφ routing ή switching θαη γεληθφηεξε δηαρείξηζε δηθηχνπ. Ζ ιχζε ήηαλ επνκέλσο ε αγνξά θαη εγθαηάζηαζε απνθιεηζηηθψλ θπθισκάησλ/ γξακκψλ ζχλδεζεο κε ζπγθεθξηκέλα κεγάια mainframe ζπζηήκαηα. Ζ έιιεηςε φκσο θάπνησλ standards έθαλε απαγνξεπηηθή ηελ επέθηαζε ηέηνησλ ζπζηεκάησλ πξνθεηκέλνπ λα ζπλδεζνχλ κε άιια δηαθνξεηηθά ζπζηήκαηα. Ζ αλάγθε γηα δηαζχλδεζε δηαθνξεηηθψλ ζπζηεκάησλ, πνπ ελ γέλεη είλαη πνιχ απνκαθξπζκέλα κεηαμχ ηνπο, έθαλε επηηαθηηθή ηελ αλάγθε ρξήζεο ησλ δεκνζίσλ δηθηχσλ επηθνηλσληψλ (παιαηφηεξα ρξεζηκνπνηνχληαλ ηδησηηθέο κηζζσκέλεο γξακκέο επηθνηλσλίαο). Έηζη, πξνθεηκέλνπ λα δηαζπλδένληαη πνιιά εηεξνγελή πεξηβάιινληα πάλσ απφ έλα θνηλφ κέζν (δεκφζηα δίθηπα), έγηλε απαξαίηεηε ε ζχζηαζε θάπνησλ standards πνπ νξίδνπλ αθξηβψο ηνλ ηξφπν ζχλδεζεο (interface) κεηαμχ ησλ ζπλδξνκεηψλ θαη ηνπ δηθηχνπ. Σν Υ.25 είλαη κηα ζχζηαζε ηεο CCITT πνπ θαζνξίδεη απζηεξά ην interface κεηαμχ ζπλδξνκεηψλ (DTE - Data Terminal Equipment) θαη ηνπ δηθηχνπ κεηαγσγήο (DCE - Data Circuit Terminating Equipment). Ζ Υ.25 είλαη ζπκβαηή κε ην πξφηππν OSI ηνπ ISO θαη πξνδηαγξάθεηαη γηα ηα 3 πξψηα επίπεδά ηνπ. Σα επίπεδα απφ ην 4ν θαη πάλσ είλαη ζηελ αξκνδηφηεηα ηνπ ρξήζηε. Έλα DTE είλαη γεληθά κηα ζπζθεπή πνπ ζπλδέεηαη ζην δίθηπν θαη ε νπνία ιεηηνπξγεί αληαιιάζζνληαο παθέηα. Κιαζζηθφ παξάδεηγκα είλαη έλα ζχγρξνλν ηεξκαηηθφ. Γηα λα ζπλδεζεί έλα αζχγρξνλν ηεξκαηηθφ ζε έλα δίθηπν κεηαγσγήο παθέησλ, ζα πξέπεη λα παξεκβιεζεί εηδηθή ζπζθεπή πνπ ιέγεηαη PAD - Packet Assembler Disassembler, ε νπνία πξψηα ζπγθεληξψλεη δεδνκέλα ζε παθέηα θαη κεηά ηα πξνσζεί ζην δίθηπν. Έλα DCE είλαη γεληθά έλαο θφκβνο ελφο δηθηχνπ κεηαγσγήο παθέησλ θαη ν νπνίνο είλαη επηθνξηηζκέλνο κε θαζήθνληα πξνψζεζεο ησλ εηζεξρφκελσλ θιήζεσλ πξνο άιια DTEs, θ.ι.π. πλήζσο, ηα DCEs είλαη νη θφκβνη ηνπ δηθηχνπ ζηνπο νπνίνπο ζπλδένληαη ηα δηάθνξα DTEs. Σν Υ.25 είλαη αθξηβψο έλα πξσηφθνιιν επηθνηλσλίαο ην νπνίν νξίδεη έλα ζχλνιν θαζνξηζκψλ/ πξνδηαγξαθψλ γηα ην DTE/DCE interface. Σα βαζηθά ηνπ θαζήθνληα είλαη ηα εμήο: Αληαιιαγή θσδίθσλ γηα απνθαηάζηαζε κηαο ζχλδεζεο (Link Set-Up). Αιιεινπρία ιεηηνπξγηψλ πνπ αθνξνχλ ζηε κεηάδνζε/ ιήςε δεδνκέλσλ, ζηε δηαρείξηζε δηαδηθαζηψλ ειέγρνπ ζθαικάησλ, ζηελ εμαζθάιηζε έγθπξεο θαη ζσζηήο ιήςεο πιεξνθνξηψλ. Μηιψληαο απζηεξά ζηε γιψζζα ησλ standards, ην Υ.25 δελ είλαη ζηελ πξαγκαηηθφηεηα έλα πξσηφθνιιν επηθνηλσλίαο δεδνκέλσλ. Μάιινλ είλαη έλα πξφηππν πνπ θαζνξίδεη ην interface κε ην δίθηπν θαη πνπ πξνζδηνξίδεη δηαθνξεηηθά 37

38 πξσηφθνιια γηα θαζέλα απφ ηα ηξία επίπεδά ηνπ: ην Φπζηθφ Δπίπεδν, ην Data Link Δπίπεδν θαη ην Network Δπίπεδν ΝΟΖΣΑ ΚΤΚΛΧΜΑΣΑ Έλα Υ.25 δίθηπν, απνηειείηαη απφ επηθνηλσληαθνχο θφκβνπο κεηαγσγήο παθέησλ, ζπλδεδεκέλσλ αλά δχν point-to-point (Connected Mesh Topology). Τπάξρεη επνκέλσο έλαο ηνπιάρηζηνλ θπζηθφο δξφκνο επηθνηλσλίαο κεηαμχ νπνηνλδήπνηε δχν θφκβσλ ηνπ δηθηχνπ (βιέπε Δηθφλα 4). ΔΙΚΣΤΟ Υ.25 H/Y X 25. Σερματι κό K 1 K 4 K 2 K K 5 Κ = Κόμβος Υ.25 K Σερματι κό Δηθόλα 4: Έλα ηππηθό Υ.25 Γίθηπν Λφγνη νηθνλνκίαο ησλ θπζηθψλ θαισδηψζεσλ, αιιά θπξίσο ην γεγνλφο φηη κηα θπζηθή γξακκή ζπλήζσο ρξεζηκνπνηείηαη πεξηνδηθά θαη γηα πνιχ κηθξά δηαζηήκαηα, επηβάιινπλ ηελ εθκεηάιιεπζε κηαο θπζηθήο γξακκήο γηα πεξηζζφηεξεο ηεο κηαο ζπλδέζεσλ. Ζ ηερληθή απηή νλνκάδεηαη πνιππιεμία (multiplexing). ηαλ δχν DTEs αληαιιάζζνπλ παθέηα κέζα απφ έλα δίθηπν κεηαγσγήο παθέησλ, ηφηε ιέκε φηη ππάξρεη έλα Ννεηό Κύθισκα κεηαμχ ηνπο (Virtual Circuit). ε έλα ηέηνην θχθισκα δελ ππάξρεη άκεζε θπζηθή ζχλδεζε κεηαμχ ησλ δχν DTEs, αιιά ην δίθηπν ηνπο ζπλδέεη λνεηά κε ινγηθφ ζπζρεηηζκφ ησλ δηεπζχλζεσλ απνζηνιέα θαη παξαιήπηε πνπ ππάξρνπλ ζηα αληαιιαζζφκελα παθέηα. Τπάξρνπλ δχν εηδψλ Ννεηά Κπθιψκαηα: PVC (Permanent Virtual Circuits), φπνπ δηαηεξείηαη ζπλερψο κηα κφληκε ζχλδεζε κεηαμχ ησλ δχν DTEs. Αληηζηνηρνχλ ζηηο κηζζσκέλεο ηειεθσληθέο γξακκέο ησλ ηξαπεδψλ (On-Line). SVC (Switched Virtual Circuits), φπνπ ε ζχλδεζε παξακέλεη κεηαμχ ησλ δχν DTEs κφλν θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θιήζεο θαη δηαθφπηεηαη κεηά ην πέξαο ηεο κεηάδνζεο ησλ δεδνκέλσλ. Αληηζηνηρνχλ ζηηο επηιεγφκελεο θιήζεηο ηνπ θνηλνχ ηειεθσληθνχ δηθηχνπ. Λέγνληαη θαη πξνζσξηλέο ζπλδέζεηο. Πξηλ ζηαινχλ δεδνκέλα (παθέηα κε data) πάλσ ζε έλα SVC είλαη απαξαίηεηε ε πξνεγνχκελε απνθαηάζηαζε απηνχ ηνπ λνεηνχ θπθιψκαηνο. ηαλ ηειεηψζεη ε απνζηνιή δεδνκέλσλ κπνξεί λα θαηαξγεζεί απηφ ην θχθισκα. Οη δηαδηθαζίεο απηέο γίλνληαη κε ηελ απνζηνιή εηδηθψλ παθέησλ ειέγρνπ. ηα PVC ηέηνηεο δηαδηθαζίεο δελ έρνπλ λφεκα: αλά πάζα ζηηγκή κπνξνχλ λα ζηέιλνληαη παθέηα-data απφ ηε κηα άθξε ηεο ζχλδεζεο ζηελ άιιε. 38

39 2.3. Ζ ΒΑΗΚΖ ΗΓΔΑ ΣΟΤ Υ.25 Πξνθεηκέλνπ λα κεηαθεξζνχλ δεδνκέλα ζην Υ.25, ηα δεδνκέλα απηά ζα πξέπεη λα ρσξηζηνχλ ζε ηκήκαηα (π.ρ. 128 bytes ην θαζέλα, εθηφο ίζσο απφ ην ηειεπηαίν πνπ κπνξεί λα είλαη κηθξφηεξν). Σα παθέηα απηά αξηζκνχληαη θαη απνζηέιινληαη ζηνλ παξαιήπηε ηνπο, αλεμάξηεηα ην έλα απφ ην άιιν. Ο παξαιήπηεο έρεη ππνρξέσζε λα ηνπνζεηήζεη ηα παθέηα πνπ έιαβε κε ηε ζεηξά θαη λα έρεη έηζη αθέξαηα ηα αξρηθά δεδνκέλα. Ζ ηαθηηθή απνζηνιήο δεδνκέλσλ ζε πνιιά κηθξά παθέηα έρεη κηα ζεηξά απφ πιενλεθηήκαηα, ζε ζρέζε κε ηελ απνζηνιή ησλ δεδνκέλσλ ζε έλα κνλαδηθφ θαη κεγάιν παθέην: Πην απνηειεζκαηηθή δξνκνιφγεζε παθέησλ, κηαο θαη έλα παθέην δελ πξφθεηηαη λα κνλνπσιεί θάπνηα DTE/DCE ζχλδεζε γηα πνιχ ρξφλν, κπινθάξνληαο έηζη ηελ πξνψζεζε άιισλ παθέησλ. Αλ θάπνην παθέην ιεθζεί ιάζνο, ηφηε ρξεηάδεηαη λα μαλαζηαιιεί κφλν απηφ ην παθέην θαη φρη φια ηα πξνεγνχκελα. Αζθάιεηα Γεδνκέλσλ: πξνθεηκέλνπ θάπνηνο λα θιέςεη δεδνκέλα απφ ην δίθηπν ζα πξέπεη λα θιέςεη φια ηα επηκέξνπο παθέηα ηεο πιεξνθνξίαο θαη κάιηζηα λα κπνξέζεη λα ηα δηαηάμεη θαη ζηε ζσζηή ζεηξά. Μεγαιχηεξε Αμηνπηζηία: ε αληαιιαγή παθέησλ θαηά ηε δηάξθεηα κηαο ζχλδεζεο παξέρεη επίζεο έλα κεραληζκφ επηβεβαίσζεο ηεο κέρξη εθείλε ηε ζηηγκή ζσζηήο επηθνηλσλίαο ΣΟ ΦΤΗΚΟ ΔΠΗΠΔΓΟ ΣΟΤ Υ.25 Σν Φπζηθφ Δπίπεδν (Δπίπεδν-1) ιέγεηαη θαη Δπίπεδν bits. Δδψ καο ελδηαθέξεη ε κεηαθνξά bits πιεξνθνξίαο, κε φζν αμηφπηζην ηξφπν γίλεηαη. Σν επίπεδν απηφ νξίδεη ζπζηάζεηο γηα ηα ειεθηξηθά ραξαθηεξηζηηθά (επηηξεπφκελεο ειεθηξηθέο ηάζεηο, ξπζκνί κεηάδνζεο, θ.ι.π.), ηα κεραληθά ραξαθηεξηζηηθά (ρξεζηκνπνηνχκελα θαιψδηα, connectors, θ.ι.π.), ηα ιεηηνπξγηθά θαη δηαδηθαζηηθά ραξαθηεξηζηηθά πνπ απαηηνχληαη γηα κηα θπζηθή DTE/DCE. Γηα κηα ηέηνηα ζχλδεζε δελ θαζνξίδεηαη ην κέζν, αιιά ζπλήζσο είλαη πάλσ απφ κηα αθηεξσκέλε γξακκή ελφο επηιεγφκελνπ ηειεθσληθνχ δηθηχνπ (PSTN) κε modem ζηηο δχν άθξεο ηνπ, πξνθεηκέλνπ λα ζπλδεζνχκε ζην Γεκφζην Γίθηπν Γεδνκέλσλ (PDN - Public Data Network). Μηα ηέηνηα ζχλδεζε θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 5. ΔΙΚΣΤΟ Υ. 2 5 DTE DCE Modem Modem K K K \K K K Κ = Κόμβος Υ.25 Δηθόλα 5: ύλδεζε DTE κέζσ modem Ζ κεηάδνζε πξέπεη λα είλαη ηαπηφρξνλε δηπιήο θαηεχζπλζεο (Full Duplex). Ζ CCITT πξνζπάζεζε ζην επίπεδν απηφ λα δηαηεξήζεη ηηο ήδε ππάξρνπζεο 39

40 ηππνπνηήζεηο. Σηο παξαπάλσ απαηηήζεηο ήξζε λα θαιχςεη ε ζχζηαζε X.21 bis, πνπ γεληθά επηηξέπεη ηηο εμήο ελαιιαθηηθέο ζπλδέζεηο: V.24/V.28 (ηζνδχλακε κε ηελ RS-232). Υξεζηκνπνηείηαη connector ISO pins. Δδψ κπνξνχκε λα θηάζνπκε ζε ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ έσο θαη bps. V.24/V.10 - V.11. Υξεζηκνπνηείηαη connector ISO pins. V.35. Υξεζηκνπνηείηαη connector ISO pins. Οη ξπζκνί κεηάδνζεο δεδνκέλσλ κπνξνχλ λα θζάζνπλ έσο θαη bps. Γηα ηελ πξψηε πεξίπησζε ν αληίζηνηρνο connector θαη νη ζηάζκεο ειεθηξηθψλ ζεκάησλ θαίλνληαη ζηελ Δηθφλα 6. Αο ζεκεησζεί εδψ, φηη ηα ρξεζηκνπνηνχκελα modems πξέπεη λα είλαη ηεο ζεηξάο V/CCITT. 1 SEC TRANSMITTED DATA TRANSMIT CLOCK SEC RECEIVED DATA RECEIVER CLOCK UNASSIGNED SEC REQUEST TO SEND DATA TERMINAL READY SIGNAL QUALITY DETECTOR RING INDICATOR DATA RATE SELECT EXT TRANSMIT CLOCK UNASSIGNED CHASSIS GROUND TRANSMITTED DATA RECEIVED DATA REQUEST TO SEND CLEAR TO SEND DATA SET READY SINGAL GROUND DATA CARRIER DETECT RESERVED RESERVED UNASSIGNED SEC CARRIER DETECT SEC CLEAR TO SEND Space=0 Περιοτή μετάβασης Mark=1 Δηθόλα 6: V.24 connector θαη ειεθηξηθέο ζηάζκεο γηα 0 θαη 1 Μηα άιιε ηππνπνίεζε είλαη ε Υ.21. Δίλαη εληειψο δηαθνξεηηθή απφ ηελ X.21 bis. Υξεζηκνπνηείηαη γηα απεπζείαο θπζηθή ζχλδεζε ζε ςεθηαθά δίθηπα κεηαγσγήο θπθιψκαηνο θαη άξα δελ έρεη έλλνηα ε ρξήζε ηνπ modem. ην κέιινλ ε ρξήζε απηήο ηεο ηππνπνίεζεο αλακέλεηαη λα είλαη κεγάιε, ιφγσ ηεο εμάπισζεο ησλ ςεθηαθψλ γξακκψλ κεηαγσγήο θπθιψκαηνο. Πξνζθέξεη φια ηα πιενλεθηήκαηα ησλ ςεθηαθψλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ζπζηεκάησλ, φπσο γξήγνξε επηινγή, αμηνπηζηία, επελεπηινγή, θιεηζηέο νκάδεο ζπλδξνκεηψλ, πςειή ηαρχηεηα κεηάδνζεο, θ.ι.π. 40

41 2.5. X.25 DATA LINK LAYER (ΔΠΗΠΔΓΟ-2) θνπφο ηνπ επηπέδνπ απηνχ είλαη ε αμηφπηζηε, ρσξίο ζθάικαηα κεηαθνξά δεδνκέλσλ κεηαμχ ησλ δχν άθξσλ ελφο ινγηθνχ θπθιψκαηνο. Δλψ ζην επίπεδν-1 απνθαζίζηαηαη ε θπζηθή ζχλδεζε DTE/DCE θαη απνζηέιινληαη απιά bits, ζην επίπεδν-2 γίλεηαη κηα πξψηε νξγάλσζε θαη απφδνζε έλλνηαο ζηα bits ηνπ επηπέδνπ-1. Σψξα ζηέιλνληαη πιαίζηα (frames) θαη κάιηζηα κε αμηφπηζην ηξφπν. Λέγνληαο αμηόπηζην, ελλννχκε φηη ην πξσηφθνιιν αλαιακβάλεη λα εθηειέζεη ηηο απαξαίηεηεο δηαδηθαζίεο πξνθεηκέλνπ ηα πιαίζηα απηά λα θζάλνπλ ηειηθά ζσζηά ζηνλ πξννξηζκφ ηνπο θαη κε ηε ζσζηή ζεηξά (π.ρ. εληνπίδεη ζθάικαηα απνζηνιήο θαη μαλαζηέιλεη ηα ιαλζαζκέλα). Γχν είλαη ηα βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ επηπέδνπ απηνχ: Τπάξρεη επηβεβαίσζε ζσζηήο ιήςεο απφ ην δίθηπν. Ζ επηθνηλσλία DTE/DCE είλαη ζχγρξνλε, point-to-point θαη Full Duplex (ηαπηφρξνλεο δηπιήο θαηεχζπλζεο). Ζ CCITT ζπληζηά ζαλ πξσηφθνιιν γηα ην Data Link Layer ηνπ Υ.25, ην LAPB (Link Access Protocol Balanced ή ην LAP (πξφγνλνο ηνπ LAP) Σν LAPB Πξσηόθνιιν Οη βαζηθέο ιεηηνπξγίεο ηνπ LAPB είλαη νη εμήο: Απνθαηάζηαζε χλδεζεο (Link Set-Up) κεηαμχ DTE θαη DCE. Μεηαθνξά Γεδνκέλσλ. Ζ κεηαθνξά γίλεηαη ππφ κνξθή παθέησλ (packets), εμαζθαιίδνληαο έηζη εμάιεηςε ζθαικάησλ θαη ζσζηή ζεηξά ιήςεο ησλ παθέησλ. Σεξκαηηζκφο ηεο χλδεζεο (Logical Connection Release). Αο ζεκεησζεί φηη νη παξαπάλσ ιεηηνπξγίεο έρνπλ λφεκα γηα ηηο SVC (πξνζσξηλέο) ζπλδέζεηο, ελψ γηα ηηο PVC (κφληκεο) ζπλδέζεηο έρεη έλλνηα κφλν ε ιεηηνπξγία (β), κηαο θαη ην Ννεηφ Κχθισκα είλαη αθηεξσκέλν κφληκα. Σα frames δηαθξίλνληαη, κε βάζε ηε γεληθή ιεηηνπξγία ηνπο, ζε δχν θαηεγνξίεο: Πιαίζηα εληνιψλ (Command Frames). Πιαίζηα Απαληήζεσλ (Response Frames). Σν LAPB έρεη ηα εμήο ραξαθηεξηζηηθά: Δίλαη απιφ θαη έμππλν. Γελ πεξηνξίδεη κηα ινγηθή ζχλδεζε ζε κφληκε ζρέζε master-slave κεηαμχ DTE θαη DCE ή κεηαμχ θαινχληνο DTE θαη θαινχκελνπ DTE. Οη ξφινη master-slave κπνξνχλ λα αιιάδνπλ αθφκε θαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο ζχλδεζεο. Πιαίζηα εληνιψλ ζηέιλεη κφλν ν εθάζηνηε master. Ο εθάζηνηε slave ζηέιλεη κφλν πιαίζηα απαληήζεσλ. 41

42 Δίηε ν θαιψλ DTE, είηε ν θαινχκελνο DTE κπνξεί λα δηαθφςεη ηε ζχλδεζε. ε κεξηθέο πεξηπηψζεηο, απηφ κπνξεί λα γίλεη θαη απφ ηνλ ηνπηθφ ή ηνλ απνκαθξπζκέλν DCE. Με βάζε ηελ εηδηθή ιεηηνπξγία ηνπο, ηα πιαίζηα ρσξίδνληαη ζηηο εμήο θαηεγνξίεο: U-frames (Unumbered Frames). θνπφο ηνπο είλαη ε απνθαηάζηαζε ή ν ηεξκαηηζκφο κηαο ινγηθήο ζχλδεζεο SVC. I-frames (Information Frames). θνπφο ηνπο είλαη ε κεηαθνξά πιεξνθνξίαο πνπ πεξηέρεη Data Packets. S-frames (Supervisory Frames). θνπφο ηνπο είλαη ν έιεγρνο ηεο ξνήο ησλ πιαηζίσλ, ε επηβεβαίσζε ηεο νξζήο ιήςεο άιισλ πιαηζίσλ, ε απφξξηςε εζθαικέλσλ ή κε δεθηψλ frames, θ.ι.π Ζ Σππηθή Γνκή ελόο Υ.25 Πιαηζίνπ Ζ γεληθή κνξθή ελφο πιαηζίνπ θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 7. Αρτή πλαισίοσ Σέλος πλαισίοσ FLAG ADDRESS CONTROL PACKET USER DATA FCS FLAG HEADER ΠΑΚΕΣΟ FRAME Δηθόλα 7: Έλα Σππηθό X.25 Πιαίζην Σν πεδίν Flag είλαη έλα byte πνπ έρεη ηελ ηηκή Απηφ ην byte ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα νξηνζεηήζεη ηελ αξρή θαη ην ηέινο ηνπ frame. Δπνκέλσο απαγνξεχεηαη λα εκθαληζηεί ελδηάκεζα ζην πιαίζην θάπνηνο ζπλδπαζκφο απφ bits πνπ λα είλαη ίδηνο κε απηφ ην ζπλδπαζκφ. Γηα λα επηηεπρζεί απηφ αθνινπζείηαη κηα ηερληθή γλσζηή σο Bit Stuffing. Καηά ηελ ηερληθή απηή, φηαλ εληνπηζηεί κηα αθνινπζία απφ 6 ζπλερφκελα 1's κέζα ζην πξνο κεηάδνζε πιαίζην, ηφηε κεηά ην πέκπην 1 παξεκβάιιεηαη έλα 0. Ο παξαιήπηεο ζηελ άιιε άθξε, φηαλ ιακβάλεη κηα αθνινπζία απφ 5 ζπλερφκελα 1's ειέγρεη ην ακέζσο επφκελν bit: αλ απηφ είλαη 0 ηφηε ην αθαηξεί, ελψ αλ είλαη 1 θαηαιαβαίλεη φηη πξφθεηηαη γηα ην flag byte. Ζ δηαδηθαζία απηή θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα ORIGINAL DATA STREAM O's INSERTED BY TRANSMITTER DATA TRANSMITTED O's REMOVED BY RECEIVER RECEIVED DATA Δηθόλα 8: Παξάδεηγκα ηεο Bit Stuffing ηερληθήο 42

43 Σν flag byte κεηαδίδεηαη θαη ζην δηάζηεκα πνπ δελ αληαιιάζζνληαη πιαίζηα κεηαμχ DTE θαη DCE ψζηε ε γξακκή λα δηαηεξείηαη ελεξγή. Μεηαμχ δχν δηαδνρηθψλ πιαηζίσλ είλαη δπλαηφ λα ππάξρεη έλα κφλν flag byte. Σν πεδίν Address ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα δηαθξίλεη εληνιέο θαη απαληήζεηο ζε αληίζεηεο θαηεπζχλζεηο. Έρεη δχν κφλν ηηκέο: A (γηα εληνιή ηνπ DCE θαη απάληεζε ηνπ DTE) θαη ηηκή Β (γηα εληνιή ηνπ DTE θαη απάληεζε ηνπ DCE). Σν πεδίν Control πξνζδηνξίδεη ηνλ ηχπν ηνπ πιαηζίνπ, παξέρνληαο παξάιιεια θαη πιεξνθνξία επηβεβαίσζεο νξζήο ιήςεο πξνεγνχκελσλ πιαηζίσλ. Σν πεδίν Πιεξνθνξίαο εκθαλίδεηαη κφλν ζηα Η-πιαίζηα θαη ε ζεκαζία ηνπ απαζρνιεί ην επίπεδν 3. Σν πεδίν FCS (Frame Check Sequence) έρεη κήθνο 2 bytes θαη απνζθνπεί ζηνλ εληνπηζκφ ζθαικάησλ πνπ πξνθιήζεθαλ ζηα bits ηνπ πιαηζίνπ θαηά ηε κεηαθνξά ηνπ ζην δίθηπν. Σν FCS είλαη ην ππφινηπν κηαο δηαίξεζεο modulo-2 πνιπσλχκσλ (ην πνιπψλπκν πνπ αληηζηνηρεί ζην frame κε ην πνιπψλπκν x 16 +x 12 +x 5 +1) Σα εκαληηθόηεξα Πιαίζηα ηνπ Δπηπέδνπ-2 Receive Ready (RR). Δπηβεβαηψλεη ηε ζσζηή ιήςε ησλ Η-πιαηζίσλ πνπ έρνπλ απαξηζκεηή εθπνκπήο έσο N r-1. Δπίζεο, δειψλεη ηελ εηνηκφηεηα ηνπ δέθηε γηα ιήςε πιαηζίσλ πιεξνθνξίαο. Έλα ρξνληθφ δηάγξακκα γηα ηε ιεηηνπξγία απηνχ ηνπ πιαηζίνπ θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 9. Receive Not Ready (RNR). Γειψλεη ηελ πξνζσξηλή αδπλακία ιήςεο άιισλ Η- πιαηζίσλ. Δπίζεο επηβεβαηψλεη ηα έσο ηψξα ιεθζέληα Η-πιαίζηα κε ην κεηξεηή N r. Disconnect. Έρεη ζθνπφ ηνλ ηεξκαηηζκφ ηεο ινγηθήο ζχλδεζεο. Set Asynchronous Balanced Mode (SABM). Θέηεη ην απέλαληη DTE ζε θαηάζηαζε εηνηκφηεηαο γηα ηελ απνζηνιή ή ιήςε Η-πιαηζίσλ. Unumbered Acknowledgement (UA). Υξεζηκνπνηείηαη γηα λα επηβεβαηψζεη ηε ιήςε ελφο U-πιαηζίνπ απφ ηνλ παξαιήπηε ηνπ. DTE DCE DTE I(0,0) DCE I(0,0) I(1,0) I(2,0) I(1,0) RNR(2) RR(3) RR(0)-P I(3,0) RNR(2)-F RR(2) I(2,0) Δηθόλα 9: Υξνληθό Γηάγξακκα γηα RR θαη RNR πιαίζηα 43

44 Φάζεηο κηαο Λνγηθήο ύλδεζεο Γηα λα γίλεη θαηαλνεηή ε ιεηηνπξγία ησλ πιαηζίσλ πνπ αλαθέξζεθαλ πξνεγνχκελα, ζα αλαιχζνπκε ηελ ρξήζε ηνπο ζηηο επηκέξνπο θάζεηο. 1. Απνθαηάζηαζεο Λνγηθήο ύλδεζεο (Link Set-Up). Φαίλεηαη ζηελ Δηθφλα Σεξκαηηζκόο Λνγηθήο ύλδεζεο (Logical Circuit Disconnection). Έλα παξαδεηγκαηηθφ ρξνληθφ δηάγξακκα θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα Μεηαθνξάο Γεδνκέλσλ (Data/Frame Transfer). ε απηή ηε θάζε παξνπζηάδεη ελδηαθέξνλ ν ηξφπνο κε ηνλ νπνίν επηβεβαηψλνληαη ηα ιακβαλφκελα πιαίζηα. Σφζν ν απνζηνιέαο DTE, φζν θαη ν παξαιήπηεο DTE έρνπλ δχν κεηξεηέο V r θαη V s νη νπνίνη θξαηνχλ ηνλ αξηζκφ ηνπ αλακελφκελνπ πιαηζίνπ (receive) θαη ηνλ αξηζκφ ηνπ επφκελνπ πξνο κεηάδνζε πιαηζίνπ (send), αληίζηνηρα. Οη κεηξεηέο απηνί απμάλνπλ θάζε θνξά πνπ ιακβάλεηαη ή απνζηέιιεηαη έλα πιαίζην, θαη ε πξφζζεζε είλαη modulo-8. Ο θάζε DTE απνζηέιιεη επηβεβαίσζε ζσζηήο ιήςεο ησλ πιαηζίσλ πνπ παξέιαβε κέζσ RR ή RNR ή Data πιαηζίσλ. Μέζα ζε απηά ηα πιαίζηα εκπεξηέρνληαη πάληα δχν πεδία-κεηξεηέο N r θαη N s πνπ παξηζηνχλ ηνπο αληίζηνηρνπο κεηξεηέο V r θαη V s ηνπ DTE ιίγν πξηλ ηελ απνζηνιή ηνπ πιαηζίνπ. Ο παξαιήπηεο, ειέγρεη απηνχο ηνπο κεηξεηέο κε ηνπο αληίζηνηρνπο δηθνχο ηνπ πξνθεηκέλνπ λα δηαπηζηψζεη ηελ ζσζηή ξνή ησλ πιαηζίσλ ή φρη. Τπάξρεη κηα κεηαβιεηή Κ (κέγεζνο παξαζχξνπ), ε νπνία παξηζηάλεη ην κέγηζην πιήζνο πιαηζίσλ πνπ κπνξεί λα είλαη θάζε θνξά αλεπηβεβαίσηα. Ζ δηαδηθαζία απηή θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 11. DTE DCE Vs Vr Vs Vr SABM UA I(0,0) I(1,0) I(0,2) I(1,2) I(2,2) I(2,3) I(3,3) 3 3 I(3,4) 4 Δηθόλα 10: Φάζε Απνθαηάζηαζεο κηαο Λνγηθήο ύλδεζεο 44

45 DTE DCE SABM I(1,0) I(2,0)... RR(3) DISC UA Δηθόλα 11: Φάζε ηεξκαηηζκνύ κηαο Λνγηθήο ύλδεζεο Δηθόλα 12: Φάζε ηεξκαηηζκνύ κηαο Λνγηθήο ύλδεζεο 45

46 2.6. NETWORK LAYER (ΔΠΗΠΔΓΟ-3) Σν πξσηφθνιιν απηφ πεξηγξάθεη ηελ αληαιιαγή παθέησλ (packets) κεηαμχ DTE θαη DCE. Οη βαζηθέο ιεηηνπξγίεο πνπ νξίδνληαη είλαη νη εμήο: Γεκηνπξγία παθέησλ ειέγρνπ θαη κεηαθνξάο δεδνκέλσλ. Γηαδηθαζίεο αληαιιαγήο ησλ παθέησλ απηψλ κεηαμχ DTE/DCE. Γεκηνπξγία θαη επνπηεία ΝΟΖΣΧΝ ΚΤΚΛΧΜΑΣΧΝ. Αο ζεκεησζεί φηη έλα DTE κπνξεί λα δεκηνπξγήζεη ηαπηφρξνλα πεξηζζφηεξα ηνπ ελφο λνεηά θπθιψκαηα PVC ή SVC πξνο δηάθνξνπο ζπλδξνκεηέο (DTEs). Κάζε DTE/DCE θπζηθή ζχλδεζε κπνξεί λα ρσξέζεη έσο 4096=2 12 Λνγηθά Καλάιηα (αξηζκνχληαη απφ 0 έσο 4095). Έλα ινγηθφ θχθισκα είλαη κηα αθνινπζία απφ ινγηθά θαλάιηα (Virtual Channels), φρη απαξαίηεηα κε ηνλ ίδην αξηζκφ (βιέπε Δηθφλα 13). ηνλ θάζε DCE θφκβν ππάξρεη εηδηθή ινγηθή πνπ ζπλδέεη ``Λνγηθά'' ηα Virtual Channels ηεο θάζε θπζηθήο γξακκήο (βιέπε Δηθφλα 14). Ο αξηζκφο θάζε ινγηθνχ θαλαιηνχ ιέγεηαη θαη LCI (Logical Channel Identifier). Δηθόλα 13: Λνγηθά Καλάιηα θαη Λνγηθά Κπθιώκαηα 46

47 PACKET SWITCHING NODE (DSE) LOGICAL 23 CHANNEL 74 LINK 2 24 NUMBERS 75 LINK TO DTE DCE DCE TO DTE Δηθόλα 14: πζρεηηζκόο Λνγηθώλ Καλαιηώλ ζην DCE Ζ Γεληθή Μνξθή ελόο Παθέηνπ Υ.25 Σν παθέην ζπγθξνηείηαη κε ιεηηνπξγίεο ηνπ ηξίηνπ ζηξψκαηνο θαη έρεη ζπγθεθξηκέλε εζσηεξηθή δνκή. ην επίπεδν-2 είρακε δεη φηη έλα frame έρεη έλα πεδίν πνπ εκπεξηέρεη έλα ηέηνην παθέην. Έλα παθέην απνηειείηαη απφ δχν πεδία, φπσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 15. Δπηθεθαιίδα (Packet Header). Πεδίν Γεδνκέλσλ (Data Field). ΠΑΚΕΣΟ ΠΡΟΜΕΣ ΩΠΙΔΑ ΠΕΔΙΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ (σσνήθως έως 128 bytes) General Formal Identifier Lo gical Pa cke t C han nel Type Iden tifie riden tifie r Δηθόλα 15: Ζ κνξθή ελόο παθέηνπ X.25 Ζ Δπηθεθαιίδα έρεη κήθνο 3 bytes ζηε βαζηθή κνξθή ηνπ. Σν κήθνο ηνπ Πεδίνπ Γεδνκέλσλ δελ είλαη ζηαζεξφ θαη εμαξηάηαη απφ ην αλ κεηαθέξεη πξαγκαηηθά δεδνκέλα ή άιιεο βνεζεηηθέο πιεξνθνξίεο. Σν ζπλεζηζκέλν κέγηζην κήθνο γηα ην Πεδίν Γεδνκέλσλ είλαη 128 bytes. Τπάξρνπλ φκσο δίθηπα πνπ πξνζθέξνπλ έλα κέγηζην κήθνο 64, 256, 512 ή αθφκε θαη 1024 bytes. πλνιηθά ππάξρνπλ 17 δηαθνξεηηθά είδε παθέησλ (data, έιεγρνο ξνήο, θ.ι.π.). Η Επηθεθαιίδα Ζ επηθεθαιίδα έρεη ηε κνξθή πνπ θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα

48 Bits GFI LCGN LOGICAL CHANNEL NUMBER PACKET TYPE IDENTIFIER GFI G D SN LGGN LCN PTI GFI = General Formal Identifier LCGN = Logical Channel Group Number SN = Sequence Number Q = Qualifier bit D = Delivery bit Δηθόλα 16: Ζ κνξθή ηεο επηθεθαιίδαο Σν πεδίν GFI (General Format Identifier) δειψλεη ην κέηξν αξίζκεζεο ησλ παθέησλ (αλ είλαη 1, ηφηε έρνπκε modulo-8 αξηζκεηηθή, ελψ αλ είλαη 2 έρνπκε ηφηε modulo- 128). Σo πεδίν LCGN (Logical Channel Identifier) δειψλεη ηνλ αξηζκφ ηεο νκάδαο ηνπ ινγηθνχ θαλαιηνχ. Μπνξνχλ λα ππάξμνπλ έσο 2 4 =16 νκάδεο, ε θαζεκηά απφ ηηο νπνίεο πεξηιακβάλεη 256 ινγηθά θαλάιηα (πεδίν LCN - Logical Channel Number). Σα ζπλνιηθά δηαηηζέκελα θαλάιηα είλαη επνκέλσο Σν πεδίν PTI (Packet Type Identifier), πξνζδηνξίδεη ην είδνο ηνπ παθέηνπ (π.ρ. Call Request, Call Accepted, Reset Request, θιπ). πλνιηθά, ππάξρνπλ 30 είδε παθέησλ, αιιά νπζηαζηηθά είλαη κφλν 17, γηαηί κεξηθά είλαη φκνηα (αιιάδεη κφλν ην φλνκά ηνπο φηαλ θζάλνπλ ζηνλ παξαιήπηε). Σα παθέηα απηά θαίλνληαη ζηελ: ΑΠΟ DTE ΑΠΟ DCE SV C PV C Bits ηνπ PT Call request Incoming call X Call accepted Call connected X Clear request Clear indication X Clear confirmation Clear confirmation X DTE Data DCE Data X X N r M N s 0 DTE RR DCE RR X X N r DTE RNR DCE RNR X X N r DTE REJ X X N r Interrupt Interrupt X X Interrupt confirmation Interrupt confirmation X X Reset request Reset indication X X Reset confirmation Reset confirmation X X

49 Reset request Restart indication X X Restart confirmation Restart confirmation X X Diagnostic X X Registration request X X Registration confirmation Δηθόλα 17: Σύπνη Παθέησλ X.25 X X Αο ζεκεησζεί φηη ηα πεδία N r θαη N s παξηζηνχλ ηνπο απαξηζκεηέο νη νπνίνη είλαη απαξαίηεηνη γηα ηελ επηβεβαίσζε ηεο ζσζηήο ιήςεο ησλ παθέησλ. Σν M-bit είλαη ην ιεγφκελν More-bit θαη ρξεζηκνπνηείηαη ζηα παθέηα δεδνκέλσλ γηα λα ζεκαηνδνηήζεη αλ πξφθεηηαη γηα ην ηειεπηαίν παθέην πιεξνθνξίαο ή φρη. Πεδίν Δεδνκέλωλ Ζ γεληθή κνξθή απηνχ ηνπ πεδίνπ θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 18. DATA PACKET (modulo 8) BIT GFI LCGN LCN Vr M Vs 0 USER DATA πλήζσο έσο 128 bytes DATA PACKET (modulo 8) BIT GFI LCN LCGN Vr 0 Vr USER DATA πλήζσο έσο 128 bytes Δηθόλα 18: Γεληθή κνξθή ηνπ Πεδίνπ Γεδνκέλσλ ησλ Παθέησλ X.25 πσο παξαηεξνχκε, δελ ππάξρεη πεδίν δηεχζπλζεο θαινχκελνπ θαη θαινχληνο DTE. Σν ίδην ην δίθηπν γλσξίδεη ζε πνην ινγηθφ θαλάιη αλήθεη ε θάζε DTE-to-DTE ζχλδεζε. Σέηνηεο πιεξνθνξίεο θξαηνχληαη ζε εηδηθνχο πίλαθεο ζε θάζε θφκβν DCE. Έηζη ηα παθέηα κπνξνχλ λα δξνκνινγεζνχλ ζηνλ παξαιήπηε ηνπο βάζεη απηψλ ησλ πιεξνθνξηψλ. Απηέο νη πηλαθνπνηεκέλεο πιεξνθνξίεο ελεκεξψλνληαη κεηά απφ θάζε θάζε απνθαηάζηαζεο ή δηαθνπήο κηαο ζχλδεζεο. Δπνκέλσο, ε κφλε πιεξνθνξία πνπ M 49

50 είλαη απαξαίηεηε γηα λα πξνζδηνξίζεη ηηο δηεπζχλζεηο είλαη κφλν νη αξηζκνί ινγηθψλ θαλαιηψλ απνζηνιέα θαη παξαιήπηε (LCΝs) Φάζεηο Αληαιιαγήο Πιεξνθνξίαο Φάζε Απνθαηάζηαζεο Λνγηθήο Σύλδεζεο Ο θαιψλ DTE ζηέιλεη έλα παθέην CALL REQUEST καδί κε ηελ πιήξε δηεχζπλζε ηνπ παξαιήπηε DTE. Απηέο νη δηεπζχλζεηο είλαη ην πνιχ 14 δεθαδηθά ςεθία θαη θσδηθνπνηνχληαη θαηά BCD, κε δχν δεθαδηθά ςεθία αλά byte. Οη δηεπζχλζεηο απηέο νξίδνληαη βάζεη ηνπ standard Υ.121 ηεο CCITT. Φάζε Μεηαθνξάο Παθέηωλ Πιεξνθνξίαο Αθνχ έρεη απνθαηαζηαζεί ε ζχλδεζε (Λνγηθφ Κχθισκα) κεηαμχ θαινχληνο θαη θαινχκελνπ DTE, κπνξνχλ λα αληαιιαγνχλ παθέηα πιεξνθνξίαο. Σαπηφρξνλα κε ηα παθέηα πιεξνθνξίαο πξέπεη λα αληαιιάζζνληαη θαη πιεξνθνξίεο επηβεβαίσζεο ζσζηήο ιήςεο παθέησλ (έιεγρνο ξνήο παθέησλ). Παξάδεηγκα κηαο ηέηνηαο δηαδηθαζίαο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 19, θαη ε ινγηθή ηεο είλαη αλάινγε κε εθείλε ηεο αληαιιαγήο πιαηζίσλ ζην επίπεδν DTE DCE % 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% DATA 0.0 DATA1.0 RR(2) % 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% DATA 2.0 DATA 3.0 RR(4) % 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% 12.5% 1 2 DATA 4.0 DATA WINDOW ROTATION W = 2 Δηθόλα 19: Αληαιιαγή Παθέησλ X.25 θαη Διέγρνπ Ρνήο Φάζε Τεξκαηηζκνύ ηεο Σύλδεζεο Ο ηεξκαηηζκφο κηαο ζχλδεζεο κπνξεί λα είλαη απαίηεζε είηε ηνπ θαινχληνο είηε ηνπ θαινχκελνπ DTE. Απηή πινπνηείηαη βαζηθά κε ηελ απνζηνιή ελφο παθέηνπ CLEAR REQUEST, φπσο πεξηγξάθεηαη αλαιπηηθά ζηελ Δηθφλα

51 ΚΑΛΩΝ DTE DCE Δί κτσο Υ.25 DCE ΚΑΛΟΤΜΕΝΟ DTE Clear request Clear Indication Clear Confirmation Clear Confirmation Δηθόλα 20: Φάζε Γηαθνπήο κηαο ύλδεζεο πλνιηθά, νη θάζεηο απηέο θαίλνληαη ζηελ Δηθφλα 21. Καλών DTE DCE DCE Καλούμενος DTE Call Request Φάση Call Set up Incoming Call Call Accepted Call Connected DATA DATA Φάση Data Transfer DATA DATA DATA DATA Clear Indication Φάση Call Clearing Clear Confirmation Clear Confirmation Δηθόλα 21: Γηαδηθαζίεο ζην Δπίπεδν-3 51

52

53 Κ Δ Φ Α Λ Α Η Ο 3: Π Ρ Χ Σ Ο Κ Ο Λ Λ Ο T C P / I P 53

54

55 3. Πξσηόθνιιν TCP/IP 3.1. INTERNET PROTOCOL ΔΗΑΓΧΓΖ Σν IP, είλαη ην πξψην κέινο ηεο νηθνγέλεηαο πξσηνθφιισλ TCP/IP πνπ ζα κειεηήζνπκε θαη ίζσο έλα απφ ηα ζεκαληηθφηεξα πξφηππα πνπ έρνπλ θαζηεξσζεί ζηνλ ρψξν ησλ δηθηχσλ επηθνηλσλίαο ππνινγηζηψλ. Ζ ιεηηνπξγία ηνπ ηαηξηάδεη απφιπηα ζε πεξηβάιινληα δηαζπλδεδεκέλσλ εηεξνγελψλ δηθηχσλ ππνινγηζηψλ (Internet environments) πνπ απνηεινχληαη απφ κεραλέο πνηθίισλ κεγεζψλ θαη ππνινγηζηηθήο ηζρχνο. Γεληθά, έλαο ρξήζηεο ζεσξεί ην Internet ζαλ έλα απιφ, ηδεαηφ δίθηπν, πνπ δηαζπλδέεη φινπο ηνπο θφκβνπο θαη κέζσ ηνπ νπνίνπ ε επηθνηλσλία είλαη εθηθηή. Ζ αξρηηεθηνληθή πνπ βξίζθεηαη θάησ απφ απηφ είλαη θαη θαιά θξπκκέλε θαη έμσ απφ ηα πιαίζηα ελδηαθέξνληφο ηνπ. Καηά κία έλλνηα, ην Internet είλαη κία αθαίξεζε ησλ θπζηθψλ δηθηχσλ γηαηί ζην ρακειφηεξν επίπεδν, παξέρεη ηελ ίδηα ιεηηνπξγηθφηεηα ζηελ απνδνρή θαη κεηάδνζε παθέησλ. Σα πςειφηεξα επίπεδα ηνπ Internet software πξνζζέηνπλ ηελ πεξηζζφηεξε απφ ηελ πινχζηα ιεηηνπξγηθφηεηα πνπ νη ρξήζηεο αληηιακβάλνληαη. Ζ πην ζεκαληηθή Internet ππεξεζία απνηειείηαη απφ έλα κε - αμηφπηζην, θαιχηεξεο πξνζπάζεηαο, ρσξίο ζπλδέζεηο, ζχζηεκα δηαλνκήο παθέησλ (unreliable, best-effort, connectionless packet delivery system) αλάινγε κε ηελ ππεξεζία πνπ παξέρεηαη απφ ην hardware ελφο δηθηχνπ. Ζ ππεξεζία είλαη: Unreliable γηαηί ε κεηαθνξά ηνπ παθέηνπ δελ είλαη εγγπεκέλε. Παξ' φιν πνπ ην παθέην είλαη πηζαλφ λα ραζεί, λα επαλαδεκηνπξγεζεί ή λα κεηαθεξζεί ζηνλ παξαιήπηε ζε ιάζνο ζεηξά, ην Internet δε ζα αληρλεχζεη ηέηνηεο θαηαζηάζεηο νχηε θαη ζα πιεξνθνξήζεη θαηάιιεια ηνλ απνζηνιέα ή ηνλ παξαιήπηε γηα ην γεγνλφο. Connectionless γηαηί θάζε παθέην αληηκεησπίδεηαη αλεμάξηεηα απφ φια ηα άιια, ζαλ απηφλνκε νληφηεηα. ε κία αθνινπζία παθέησλ πνπ ζηέιλεηαη απφ κηα κεραλή ζε κία άιιε, ηα παθέηα κπνξεί λα «ηαμηδέςνπλ» ζηνλ πξννξηζκφ ηνπο πάλσ απφ δηαθνξεηηθά κνλνπάηηα ή κεξηθά παθέηα λα ραζνχλ ελψ άιια λα κεηαθεξζνχλ ζσζηά. Best-effort γηαηί ην Internet θάλεη κία αξθεηά «θαιή» πξνζπάζεηα γηα λα κεηαθέξεη ηα παθέηα. Απηφ ζεκαίλεη πσο, δελ απνξξίπηεη παθέηα ρσξίο ιφγν θαη θαηά έλα κε-ληεηεξκηληζηηθφ ηξφπν. Ζ κε αμηνπηζηία εκθαλίδεηαη κφλν φηαλ νη πφξνη ηνπ ζπζηήκαηνο εμαληινχληαη ή ην «απφ θάησ» δίθηπν επηθνηλσλίαο απνηπγράλεη Ζ ΦΗΛΟΟΦΗΑ ΣΟΤ ΠΡΧΣΟΚΟΛΛΟΤ Σν Internet protocol νξίδεη ην κεραληζκφ ηεο κε - αμηφπηζηεο, ρσξίο ζπλδέζεηο κεηάδνζεο παθέησλ. Σν IP νξίδεη ηε βαζηθή κνλάδα κεηαθνξάο ησλ δεδνκέλσλ θαη ην αθξηβέο format ησλ δεδνκέλσλ απηψλ θαζψο κεηαδίδνληαη κέζα ζην Internet. Δπηπιένλ ηνπ ηππηθνχ πξνζδηνξηζκνχ ηεο κνξθήο ησλ δεδνκέλσλ, ην IP πεξηιακβάλεη θαη έλα ζχλνιν θαλφλσλ πνπ νξίδνπλ, ηνλ ηξφπν κε ηνλ νπνίν ζα 55

56 πξέπεη λα επεμεξγάδνληαη ηα παθέηα θαη ηνλ ηξφπν δηαρείξηζεο ιαζψλ. Πην ζπγθεθξηκέλα, ην IP ελζσκαηψλεη ηελ ηδέα ηεο κε - αμηφπηζηεο κεηαθνξάο θαη ηεο ζρεηηθήο κε απηήλ ηδέα ηεο δξνκνιφγεζεο (routing) παθέησλ. Δίλαη έλα ηφζν ζεκαληηθφ ζπζηαηηθφ ηνπ ζρεδηαζκνχ πνπ ζπρλά ην Internet νλνκάδεηαη ζαλ IP - based ηερλνινγία. Σαηξηάδεη ζε κία ηεξαξρεκέλε δφκεζε πξσηνθφιισλ επηθνηλσλίαο ππνινγηζηψλ (OSI reference model) θαη βξίζθεηαη ζε αληηζηνηρία ππεξεζηψλ κε ην OSI layer 3 - network layer Σν IP datagram Ζ αλαινγία κεηαμχ ηνπ θπζηθνχ δηθηχνπ θαη ηνπ IP είλαη ζεκαληηθή. ε έλα θπζηθφ δίθηπν, ε κνλάδα κεηαθνξάο ηεο πιεξνθνξίαο είλαη ην frame πνπ πεξηέρεη ηνλ header θαη ηα δεδνκέλα, φπνπ ν header δίλεη πιεξνθνξίεο ηνπ ηχπνπ δηεχζπλζε απνζηνιέα, παξαιήπηε θαη άιιεο πιεξνθνξίεο ειέγρνπ. Σν IP νλνκάδεη ηελ βαζηθή ηνπ κνλάδα κεηαθνξάο πιεξνθνξίαο Internet Datagram. πσο θαη ην frame έηζη θαη ην datagram ρσξίδεηαη ζε header θαη δεδνκέλα. Δπίζεο πεξηιακβάλεη θαη ηηο δηεπζχλζεηο ηνπ απνζηνιέα θαη παξαιήπηε ηνπ. Σν Internet δελ πεξηνξίδεη ην κέγεζνο ησλ datagrams, αιιά πξνηείλεη πσο ηα δίθηπα θαη νη gateways ζα πξέπεη λα κπνξνχλ λα δηαρεηξηζηνχλ datagrams κέρξη 576 bytes} ρσξίο λα ηα θνκκαηηάδνπλ ζε πνιιά κηθξφηεξα θνκκάηηα (fragmentation). Ζ κνξθή ηνπ IP datagram θαίλεηαη παξαθάησ: 0 31 VERS 4-bits IHL 4-bits TOS 8-bits TOT.LENG 16-bits IDENT 16-bits FLAGS 3-bits FRAGM OFFSET 13-bits TTL 8-bits PROT 8-bits HEAD CHECKSUM 16-bits SOURCE IP ADDR 32-bits DEST. IP ADDRESS 32-bits OPTIONS 24-bits PADDING 8-bits D A T A Μνληέιν ιεηηνπξγίαο Σν IP θηηάρηεθε γηα λα παξέρεη ηε δπλαηφηεηα κεηαθνξάο ηκεκάησλ πιεξνθνξίαο (datagrams) κεηαμχ κεραλψλ απνζηνιέα-παξαιήπηε, νη νπνίνη θαη πξνζδηνξίδνληαη απφ ηηο ζηαζεξνχ κήθνπο δηεπζχλζεηο ηνπο. Γηα ηελ θαηαλφεζε ηνπ ηξφπνπ ιεηηνπξγίαο ηνπ πξσηνθφιινπ αο δνχκε ην πην θάησ παξάδεηγκα (ππνζέηνπκε πσο θαηά ηελ κεηάδνζε πεξλάκε απφ κία gateway): 56

57 Ζ δηαδηθαζία-απνζηνιέαο εηνηκάδεη ηα δεδνκέλα ηεο θαη θαιεί ην ηνπηθφ ηεο Internet module γηα λα ζηείιεη απηά ηα δεδνκέλα ζαλ datagrams, «πεξλψληαο» ηνπ ζαλ νξίζκαηα ηελ δηεχζπλζε ηνπ παξαιήπηε θαη άιιεο παξακέηξνπο. Σν Internet module πξνεηνηκάδεη έλαλ header θαη ελψλεη ηα δεδνκέλα καδί ηνπ. ηε ζπλέρεηα απνθαζίδεη ηε δηεχζπλζε ζην ηνπηθφ δίθηπν πνπ ζα ρξεζηκνπνηήζεη, θαη ζην παξάδεηγκά καο απηή είλαη ε δηεχζπλζε ηεο gateway (ππνζέηνπκε πσο ηα δεδνκέλα απεπζχλνληαη ζε θάπνηα κεραλή πνπ βξίζθεηαη έμσ απφ ην ηνπηθφ δίθηπν) θαη ζηέιλεη ην datagram θαη ηε δηεχζπλζε ηνπ ηνπηθνχ δηθηχνπ ζην ηνπηθφ network interface. Με ηε ζεηξά ηνπ, ην ηνπηθφ network interface δεκηνπξγεί έλαλ local network header, ηνπ θνιιάεη ην datagram θαη ζηέιλεη ην απνηέιεζκα κέζσ ηνπ θπζηθνχ δηθηχνπ. ηε gateway, ην ηνπηθφ interface ηνπ δηθηχνπ αθαηξεί ηνλ header θαη ην datagram παξαιακβάλεηαη απφ ην Internet module. Απηφ βιέπεη πσο ην datagram πξννξίδεηαη γηα θάπνηα κεραλή ζε έλα δεχηεξν δίθηπν θαη αθνχ πξνζδηνξίζεη κηα δηεχζπλζε ηνπηθή ζην δεχηεξν δίθηπν, θαιεί ην interface απηνχ ηνπ δηθηχνπ θαη ζηέιλεη ην datagram. Σν interface αθνχ πξνζζέζεη ην δηθφ ηνπ header ζηέιλεη ην απνηέιεζκα ζηνλ θφκβν-παξαιήπηε. ηνλ παξαιήπηε, αθνχ ην network interface αθαηξέζεη ηνλ local net header πξνσζεί ην datagram ζην Internet module, ην νπνίν κε ηε ζεηξά ηνπ απνθαζίδεη πσο απηφ ην datagram απεπζχλεηαη ζε θάπνην πξφγξακκα εθαξκνγήο ζε απηήλ ηελ κεραλή. Πεξλά ηα δεδνκέλα ζην πξφγξακκα ζε αληαπφθξηζε θάπνηνπ system call παξέρνληαο παξάιιεια ηε δηεχζπλζε ηνπ απνζηνιέα θαη άιιεο παξακέηξνπο ζαλ απνηέιεζκα ηεο θιήζεο. ρεκαηηθά, ην παξαπάλσ κνληέιν ιεηηνπξγίαο έρεη σο εμήο: Application Program \ / Application Program Internet Module Internet Module Internet Module \ / \ / LNI-1 LNI-1 LNI-2 LNI-2 \ / \ / Local Network-1 Local Network-2 Δηθόλα 22: Transmission Path Ζ φιε δηαδηθαζία ηεο επηινγήο ησλ κνλνπαηηψλ γηα ηε κεηάδνζε ησλ datagrams νλνκάδεηαη δξνκνιφγεζε (routing). Δίλαη ζεκαληηθφ λα θαηαλνήζνπκε πσο ην IP αληηκεησπίδεη θάζε datagram ζαλ κηα αλεμάξηεηε νληφηεηα, ε νπνία δελ έρεη θακία ζρέζε κε νπνηνδήπνηε άιιν datagram. Γελ ππάξρνπλ εδψ έλλνηεο φπσο, ζχλδεζε (connection) ή ινγηθφ θχθισκα (logical or virtual circuit). Γχν είλαη ε βαζηθέο ιεηηνπξγίεο πνπ πινπνηεί ην IP: 1. Πξνζπέιαζε κέζσ δηεπζχλζεσλ (addressing) 2. Σκεκαηνπνίεζε ησλ παθέησλ θαη «επαλαζχλδεζε» (Fragmentation and Reassembly) 57

58 Αο δνχκε απηέο ηηο δχν ιεηηνπξγίεο πην αλαιπηηθά παξαθάησ. Πξνζπέιαζε κε δηεπζύλζεηο Σν ζρήκα δηεπζχλζεσλ πνπ έρεη πινπνηεζεί ζην Internet είλαη αλάινγν κε ην ζρήκα ησλ θπζηθψλ δηεπζχλζεσλ θαη νξίδεη πσο ζε θάζε θφκβν πνπ αλήθεη ζην Internet θαηαρσξείηαη κία αθέξαηα δηεχζπλζε, πνπ νλνκάδεηαη Internet Address. Έλα ζεκαληηθφ ζηνηρείν απηήο ηεο κνξθήο ησλ δηεπζχλζεσλ είλαη φηη θσδηθνπνηνχλ ηελ ηαπηφηεηα ελφο δηθηχνπ θαζψο επίζεο θαη ηελ ηαπηφηεηα ελφο κνλαδηθνχ θφκβνπ ζε απηφ ην δίθηπν. Με απηφλ ηνλ ηξφπν δηεπθνιχλνληαη ιεηηνπξγίεο, φπσο ε δξνκνιφγεζε (routing). Γεληθά, ηζρχεη φηη: Κάζε θφκβνο ζην Internet έρεη κία κνλαδηθή 32-bit Internet δηεχζπλζε, ε νπνία ρξεζηκνπνηείηαη ζε θάζε επηθνηλσλία απφ/πξνο ηνλ θφκβν απηφ. Ηδεαηά, θάζε ηέηνηα δηεχζπλζε είλαη έλα δεπγάξη (netid, hostid), φπνπ ην netid πξνζδηνξίδεη έλα δίθηπν θαη ην hostid έλαλ θφκβν ζε απηφ ην δίθηπν. Αλάινγα κε ηνλ αξηζκφ ησλ bits πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηνπ δηθηχνπ θαη ηνπ θφκβνπ αληίζηνηρα, νη Internet δηεπζχλζεηο ρσξίδνληαη ζε ηξεηο θαηεγνξίεο: Class A addresses. Οη δηεπζχλζεηο ζε απηήλ ηελ θαηεγνξία ρξεζηκνπνηνχλ 7-bits γηα ην netid θαη 24-bits γηα ην hostid. Υξεζηκνπνηνχληαη γηα ηα δίθηπα πνπ έρνπλ πεξηζζφηεξνπο απφ 2 16 (δει ) θφκβνπο, ηα νπνία Δίλαη θαη ιίγα. Πην παξαζηαηηθά έρνπκε: 0 netid - 7 bits hostid - 24 bits Class B addresses. Οη δηεπζχλζεηο ζε απηήλ ηελ θαηεγνξία ρξεζηκνπνηνχλ 14-bits γηα ην netid θαη 16-bits γηα ην hostid. Πεξηγξάθνπλ ηα πεξηζζφηεξα δίθηπα (κεζαίνπ κεγέζνπο) ηα νπνία έρνπλ κεηαμχ 2 8 (δει. 256) θαη 2 16 θφκβνπο. 1 0 netid - 14 bits hostid - 16 bits Class C addresses, Οη δηεπζχλζεηο ζε απηήλ ηελ θαηεγνξία ρξεζηκνπνηνχλ 22-bits γηα ην netid θαη 8-bits γηα ην hostid. Πεξηγξάθνπλ κηθξά δίθηπα, ηα νπνία έρνπλ ιηγφηεξνπο απφ 2 8 θφκβνπο netid - 21 bits hostid - 8 bits ε κηα Internet δηεχζπλζε, ε θαηεγνξία ηεο πξνζδηνξίδεηαη απφ ηα ηξία πην ζεκαληηθά (high-order) bits. Γηα κεγαιχηεξε επθνιία, φηαλ αλαθεξφκαζηε ζε Internet δηεπζχλζεηο ρξεζηκνπνηνχκε ηνλ dotted decimal ζπκβνιηζκφ, ζχκθσλα κε ηνλ νπνίν νη δηεπζχλζεηο γξάθνληαη ζαλ κηα αθνινπζία ηεζζάξσλ αθεξαίσλ αξηζκψλ ρσξηζκέλσλ κε ηειείεο (.), φπνπ θάζε αθέξαηνο είλαη ην δεθαδηθφ ηζνδχλακν ελφο byte ηεο 32-bit δηεχζπλζεο. Γηα παξάδεηγκα ε 32-bit Internet δηεχζπλζε:

59 γξάθεηαη ζαλ Σα ηκήκαηα ηνπ ινγηθνχ ζπζηήκαηνο πνπ πινπνηνχλ ην IP ρξεζηκνπνηνχλ ηηο δηεπζχλζεηο απηέο πνπ βξίζθνληαη ζηνλ Internet header ησλ datagrams γηα λα πξνζδηνξίζνπλ ηνλ παξαιήπηε ηεο πιεξνθνξίαο θαη λα ηα δξνκνινγήζνπλ πξνο ηελ αλάινγε θαηεχζπλζε. Γηα ηε ζσζηή ιεηηνπξγία απηνχ ηνπ ζρήκαηνο Internet modules ππάξρνπλ ζε θάζε θφκβν πνπ πξαγκαηνπνηεί Internet επηθνηλσλία θαη ζε θάζε gateway πνπ δηαζπλδέεη δίθηπα. Απηά ηα modules ρξεζηκνπνηνχλ θνηλνχο θαλφλεο γηα ηε κεηάθξαζε ησλ πεδίσλ δηεπζχλζεσλ θαη γηα ην θνκκάηηαζκα (εάλ ρξεηάδεηαη) ησλ παθέησλ. Δπηπιένλ, απηά ηα modules (εηδηθά ζηηο gateways) έρνπλ δηαδηθαζίεο γηα λα παίξλνπλ απνθάζεηο δξνκνιφγεζεο. Δδψ ζα θάλνπκε έλα δηαρσξηζκφ κεηαμχ νλνκάησλ (names), δηεπζχλζεσλ (addresses) θαη κνλνπαηηψλ δξνκνιφγεζεο (routes). Έλα φλνκα ππνδειψλεη ηη ςάρλνπκε. Μηα δηεχζπλζε δείρλεη πνπ βξίζθεηαη απηφ πνπ ςάρλνπκε. Καη έλα κνλνπάηη πσο θηάλνπκε εθεί. Σν IP αζρνιείηαη θπξίσο κε δηεπζχλζεηο. Ζ απεηθφληζε ησλ δηεπζχλζεσλ ζε νλφκαηα είλαη δνπιεηά ησλ πξσηνθφιισλ ησλ πςειφηεξσλ επηπέδσλ (πρ. Host-to-host or application protocols). Σν IP απεηθνλίδεη Internet δηεπζχλζεηο ζε δηεπζχλζεηο ηνπηθνχ δηθηχνπ (local network addresses). Δίλαη δνπιεηά ησλ ρακειφηεξνπ επηπέδνπ δηαδηθαζηψλ (πρ. local net or gateways) ε απεηθφληζε ησλ δηεπζχλζεσλ ηνπηθνχ δηθηχνπ ζε κνλνπάηηα δξνκνιφγεζεο. Δπίζεο, θάπνηα πξνζνρή ρξεηάδεηαη ζην γεγνλφο φηη έλαο θφκβνο ζην Internet κπνξεί λα έρεη πεξηζζφηεξεο ηεο κηαο δηεπζχλζεηο, ζαλ απνηέιεζκα ηνπ γεγνλφηνο φηη έρεη πεξηζζφηεξα ηνπ ελφο θπζηθά interfaces (multi-homing). Γειαδή δίλεηαη ε δπλαηφηεηα ζε θάζε θφκβν λα έρεη πνιιά interfaces κε ην δίθηπν (πρ. Ethernet controllers) θαη ζην θαζέλα απφ απηά λα αληηζηνηρεί θαη κία ινγηθή Internet δηεχζπλζε. Fragmentation & Reassembly Σν θνκκάηηαζκα ελφο internet datagram είλαη απαξαίηεην φηαλ απηφ μεθηλά απφ θάπνην ηνπηθφ δίθηπν πνπ επηηξέπεη κεγάιν κέγεζνο παθέησλ θαη πξέπεη λα δηαζρίζεη έλα άιιν ηνπηθφ δίθηπν ην νπνίν πεξηνξίδεη ηα παθέηα ζε έλα κηθξφηεξν κέγεζνο, γηα λα θηάζεη ζηνλ πξννξηζκφ ηνπ. Σα internet modules ρξεζηκνπνηνχλ πεδία ζηνλ header ησλ datagrams γηα λα κπνξνχλ λα ηα «θνκκαηηάδνπλ» θαη λα ηα «επαλαζπλδένπλ» ζσζηά, φηαλ πξφθεηηαη λα κεηαδνζνχλ κέζα απφ small packet networks. Έλα datagram κπνξεί λα «καξθαξηζηεί» ζαλ Don't fragment. Κάζε ηέηνην datagram δελ ππάξρεη πεξίπησζε λα «θνκκαηηαζηεί» ζε θακία πεξίπησζε. Δάλ θάπνην ηέηνην datagram δελ κπνξεί λα κεηαθεξζεί ζηνλ πξννξηζκφ ηνπ ρσξίο λα θνκκαηηαζηεί, ηφηε αγλνείηαη. Οη Internet δηαδηθαζίεο ηκεκαηνπνίεζεο θαη επαλαζχλδεζεο πξέπεη λα κπνξνχλ λα «θφςνπλ» έλα datagram ζε ζρεδφλ απζαίξεην αξηζκφ θνκκαηηψλ, ηα νπνία λα κπνξνχλ αξγφηεξα ζηνλ παξαιήπηε λα ζπλδεζνχλ μαλά. Ο παξαιήπηεο ρξεζηκνπνηεί ην IDENTIFICATION πεδίν ηνπ datagram γηα λα εμαζθαιίζεη πσο «θνκκάηηα» απφ 59

60 δηαθνξεηηθά datagrams δελ αλαθαηεχνληαη κεηαμχ ηνπο. Σν Fragment Offset πεδίν δειψλεη ζηνλ παξαιήπηε ηελ ζέζε ελφο «θνκκαηηνχ» ζην αξρηθφ datagram. Σα Fragment Offset θαη Length πεδία πξνζδηνξίδνπλ ην ηκήκα ηνπ αξρηθνχ datagram πνπ θαιχπηεηαη απφ απηφ ην fragment. Απηά ηα πεδία παξέρνπλ φιε ηελ απαξαίηεηε πιεξνθνξία γηα λα γίλεη ε επαλαζχλδεζε (reassembly) ησλ datagrams ζσζηά. Γηα ηελ επαλαζχλδεζε ησλ fragments, ην Internet module ζηνλ παξαιήπηε, ζπλδπάδεη datagrams πνπ έρνπλ ίδηεο ηηκέο ζηα πεδία: IDENTIFICATION SOURCE IP ADDRESS DESTINATION IP ADDRESS PROTOCOL Ο ζπλδπαζκφο γίλεηαη ηνπνζεηψληαο ην ηκήκα δεδνκέλσλ θάζε fragment ζηε ζρεηηθή ζέζε πνπ ππνδεηθλχεηαη απφ ην Fragment Offset πεδίν ηνπ header απηνχ ηνπ fragment. Σν πξψην fragment ζα έρεη ην Fragment Offset πεδίν, κεδέλ θαη ην ηειεπηαίν ζα έρεη ην More-Fragments Flag πεδίν ίζν κε κεδέλ. Μεραληζκνί - Σεκαληηθά πεδία ηνπ IP datagram Σν IP γηα λα παξάζρεη ηηο ππεξεζίεο ηνπ, ρξεζηκνπνηεί ηέζζεξηο κεραληζκνχο-θιεηδηά (πνπ εθθξάδνληαη απφ ηα αληίζηνηρα πεδία ηνπ datagram header): TypeOfService. Σν νπνίν ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα δειψζεη ηελ επηζπκεηή πνηφηεηα ππεξεζηψλ. Δίλαη έλα αθεξεκέλν ή γεληθεπκέλν ζχλνιν παξακέηξσλ πνπ ραξαθηεξίδνπλ ηηο επηινγέο ππεξεζηψλ νη νπνίεο παξέρνληαη ζηα δίθηπα πνπ απνηεινχλ ην Internet. Απηή ε έλδεημε πνηφηεηαο ππεξεζηψλ ρξεζηκνπνηείηαη απφ ηηο gateways γηα ηελ επηινγή ησλ πξαγκαηηθψλ παξακέηξσλ κεηάδνζεο γηα έλα ζπγθεθξηκέλν δίθηπν, ην δίθηπν πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ην επφκελν hop, ή ηελ επφκελε gateway, φηαλ δξνκνινγνχλ έλα Internet datagram. Σν 8-bit TypeOfService πεδίν, ρσξίδεηαη ζε πέληε ππνπεδία: PRECEDENCE D T R UNUSED Σξία PRECEDENCE bits πξνζδηνξίδνπλ ηελ πξνηεξαηφηεηα ηνπ datagram, κε ηηκέο πνπ θπκαίλνληαη απφ 0 (θαλνληθή πξνηεξαηφηεηα) σο 7 (έιεγρνο δηθηχνπ), επηηξέπνληαο έηζη ζηνλ απνζηνιέα λα πξνζδηνξίζεη ηε ζεκαληηθφηεηα ησλ datagrams. Σα bits D, T, R πξνζδηνξίδνπλ ηνλ ηχπν ηεο εμππεξέηεζεο πνπ ην datagram επηζπκεί. ηαλ έρεη ηεζεί, ην D bit απαηηεί ρακειέο θαζπζηεξήζεηο, ην T bit πςειή απφδνζε θαη ην R bit πςειή αμηνπηζηία. Φπζηθά, κπνξεί λα κελ είλαη δπλαηφ γηα ην Internet λα εγγπεζεί ην είδνο ηεο εμππεξέηεζεο πνπ δεηήζεθε (πρ. αλ θαλέλα κνλνπάηη πξνο ηνλ πξννξηζκφ δελ έρεη απηήλ ηελ ηδηφηεηα). Έηζη, ζθεθηφκαζηε ηελ αίηεζε γηα θάπνην είδνο ππεξεζίαο ζαλ κία ππφδεημε πξνο ηνπο αιγφξηζκνπο δξνκνιφγεζεο θαη φρη ζαλ απαίηεζε. Δάλ κηα gateway γλσξίδεη πεξηζζφηεξα απφ έλα κνλνπάηηα πξνο έλα ζπγθεθξηκέλν πξννξηζκφ, κπνξεί ηφηε λα ρξεζηκνπνηήζεη ην πεδίν ηχπνπ εμππεξέηεζεο γηα λα επηιέμεη ην κνλνπάηη πνπ έρεη ραξαθηεξηζηηθά, θνληηλφηεξα πξνο ηα επηζπκεηά. Κιείλνληαο ζα ιέγακε φηη: 60

61 1. Αληηκεησπίδνπκε ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηνπ ηχπνπ εμππεξέηεζεο (Type Of Service field) ζαλ κία ππφδεημε πξνο ηνλ αιγφξηζκν δξνκνιφγεζεο πνπ βνεζά ζηελ επηινγή αλάκεζα ζε πνιιά ελαιιαθηηθά κνλνπάηηα πξνο έλαλ πξννξηζκφ, βαζηζκέλε ζηε γλψζε ησλ hardware ηερλνινγηψλ πνπ είλαη δηαζέζηκεο ζε απηά ηα κνλνπάηηα. Σν Internet δε κπνξεί λα εγγπεζεί απηφ ην αηηνχκελν είδνο εμππεξέηεζεο. 2. TimeToLive. Δίλαη κηα έλδεημε ελφο πάλσ νξίνπ ηνπ ρξφλνπ δσήο ελφο datagram κέζα ζην Internet. Παίξλεη θάπνηα ηηκή απφ ηνλ απνζηνιέα θαη κεηψλεηαη ζηαδηαθά ζηα ζεκεία ηεο πνξείαο ηνπ φπνπ επεμεξγάδεηαη. Δάλ ν ρξφλνο δσήο κεδεληζηεί πξηλ έλα datagram θηάζεη ζηνλ πξννξηζκφ ηνπ ηφηε θαηαζηξέθεηαη. Ο ρξφλνο δσήο κπνξεί λα ζεσξεζεί ζαλ έλα «φξην απηνθαηαζηξνθήο» ηνπ datagram θαη βνεζά ζην λα απνθεχγνληαη θαηλφκελα ζπκθφξεζεο ζην Internet. 3. Options. Παξέρεη ηε δπλαηφηεηα θάπνησλ ιεηηνπξγηψλ ειέγρνπ, απαξαίηεησλ ή ρξήζηκσλ ζε θάπνηεο πεξηπηψζεηο. Σέηνηεο ιεηηνπξγίεο πεξηιακβάλνπλ ηε ρξήζε ρξνλνγξακκαηφζεκσλ (timestamps), εηδηθή δξνκνιφγεζε (special routing) θαη αζθάιεηα. 4. Header Checksum. Υξεζηκνπνηείηαη γηα λα πηζηνπνηήζεη φηη ε πιεξνθνξίεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ επεμεξγαζία ησλ datagrams έρεη κεηαδνζεί ζσζηά. Σα δεδνκέλα κπνξνχλ λα έρνπλ ιάζε. Δάλ ν έιεγρνο ηνπ header checksum απνηχρεη, ην datagram απνξξίπηεηαη απφ ηελ νληφηεηα πνπ έθαλε ηνλ έιεγρν πλεξγαδόκελα πξσηόθνιια ICMP Σν IP δελ παξέρεη δπλαηφηεηεο αμηφπηζηεο επηθνηλσλίαο. Γελ ππάξρνπλ επηβεβαηψζεηο (acknowledgements) νχηε end-to-end, νχηε hop-by-hop. Γελ ππάξρεη έιεγρνο ιαζψλ γηα ηα δεδνκέλα, παξά κφλν έλα header checksum. Γελ ππάξρνπλ επαλακεηαδφζεηο νχηε θαη έιεγρνο ξνήο ηεο θπθινθνξίαο ησλ datagrams. Σν IP φκσο ζπλεξγάδεηαη θαη κε άιια πξσηφθνιια, ηα νπνία πεξηιακβάλνληαη ζηελ πινπνίεζε ησλ IP software modules, πνπ επηηξέπνπλ ζε κεραλέο ηνπ Internet λα αληρλεχνπλ θαη λα αλαθέξνπλ ιάζε ζρεηηθά κε απξφζκελεο θαηαζηάζεηο. Έλα ηέηνην πξσηφθνιιν είλαη ην Internet Control Message Protocol (ICMP) ην νπνίν θαη ζεσξείηαη ζαλ αλαπφζπαζην θνκκάηη ηνπ IP. Σα ICMP κελχκαηα ηαμηδεχνπλ κέζα ζην δίθηπν, ζην θνκκάηη ησλ δεδνκέλσλ ησλ IP datagrams. Ο ηειηθφο πξννξηζκφο ελφο ICMP κελχκαηνο δελ είλαη θάπνηα δηαδηθαζία-ρξήζηε ζηελ κεραλή-παξαιήπηεο, αιιά ην Internet software ζε απηή ηε κεραλή. Απηφ ζεκαίλεη φηη, φηαλ έλα ICMP κήλπκα ιάζνπο θαηαθζάλεη, ην IP software module δηαρεηξίδεηαη ην πξφβιεκα κφλν ηνπ, δελ πεξλά ην κήλπκα ιάζνπο ζε θάπνηα εθαξκνγή ηεο νπνίαο ην datagram πηζαλψο πξνθάιεζε ην πξφβιεκα. Σν ICMP πξαγκαηνπνηεί ειέγρνπο γηα πξνβιήκαηα πνπ παξνπζηάδνληαη θαηά ηελ επηθνηλσλία δχν κεραλψλ. ηαλ γηα παξάδεηγκα, κία gateway δελ κπνξεί λα ζηείιεη έλα datagram ζηνλ πξννξηζκφ ηνπ, ζηέιλεη πίζσ ζηνλ απνζηνιέα έλα ICMP destination unreachable κήλπκα, ην νπνίν έρεη θαη ζπγθεθξηκέλν format. Δπίζεο, ην ICMP κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα δνθηκάζεη εάλ έλαο θφκβνο-πξννξηζκφο είλαη ζε ιεηηνπξγία θαη πξνζπειάζηκνο, ζηέιλνληαο έλα ICMP echo request κήλπκα. Απνηειέζκαηα ειέγρσλ ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ πξσηνθφιινπ πεξηιακβάλνπλ: 61

62 Network Unreachable Host Unreachable Protocol Unreachable Port Unreachable Fragmentation needed and [Don't Fragment] flag set Source Route Failed ARP Γχν άιια ζπλεξγαδφκελα πξσηφθνιια κε ην IP, είλαη θαη ηα Address Resolution Protocol (ARP) θαη Reverse Address Resolution Protocol (RARP). Σα πξσηφθνιια απηά εμππεξεηνχλ ηελ αλάγθε κεηάθξαζεο απφ Internet δηεπζχλζεηο ζε θπζηθέο δηεπζχλζεηο ησλ κεραλψλ ζε έλα δίθηπν θαη ην αληίζηξνθν. Σν ARP πξσηφθνιιν επηηξέπεη ζε έλαλ θφκβν λα βξεη ηελ θπζηθή δηεχζπλζε ελφο θφκβνπ-ζηφρνπ πνπ βξίζθεηαη ζην ίδην δίθηπν, κε δεδνκέλε κφλν ηελ Internet δηεχζπλζε ηνπ ζηφρνπ. Ζ ηδέα πίζσ απφ ηε δπλακηθή αλάιπζε δηεπζχλζεσλ κε ρξήζε ηνπ ARP είλαη απιή: φηαλ έλαο θφκβνο Α ζέιεη λα βξεη ηελ Internet δηεχζπλζε I B ελφο θφκβνπ Β, κεηαδίδεη ζην δίθηπν (broadcasts) έλα εηδηθφ παθέην πνπ δεηά απφ ηνλ θφκβν κε Internet δηεχζπλζε I B λα απαληήζεη κε ηελ θπζηθή ηνπ δηεχζπλζε, P B. ινη νη θφκβνη, ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θαη ηνπ Β, ιακβάλνπλ ηελ αίηεζε, αιιά κφλν ν Β αλαγλσξίδεη ηελ Internet δηεχζπλζή ηνπ θαη ζηέιλεη κία απάληεζε κε ηελ θπζηθή ηνπ δηεχζπλζε (ζηελ πεξίπησζε π.ρ. δηθηχνπ Ethernet απαληά κε ηελ Ethernet address ηνπ). ηαλ ν Α ιακβάλεη ηελ απάληεζε, καζαίλεη ηελ θπζηθή hardware δηεχζπλζε ηνπ Β θαη ηε ρξεζηκνπνηεί γηα λα ζηείιεη ην Internet παθέην θαηεπζείαλ ζηνλ θφκβν Β. Σν ARP είλαη έλα ρακεινχ επηπέδνπ πξσηφθνιιν πνπ θξχβεη ηνπο κεραληζκνχο πξνζπέιαζεο κέζσ θπζηθψλ δηεπζχλζεσλ ηνπ θαηψηεξνπ επηπέδνπ δηθηχνπ θαη καο επηηξέπεη λα νξίδνπκε Internet δηεπζχλζεηο ηεο επηινγήο καο ζε θάζε κεραλή. Σν ζεσξνχκε ζαλ θνκκάηη ηνπ θπζηθνχ ζπζηήκαηνο ηνπ δηθηχνπ αιιά θαη ζαθψο απαξαίηεην γηα ηελ ιεηηνπξγία ησλ Internet πξσηνθφιισλ. To RARP θάλεη ηελ αληίζηξνθε κεηάθξαζε απφ θπζηθέο δηεπζχλζεηο ζε Internet addresses. ηα ζέκαηα δξνκνιφγεζεο Internet datagrams εκπιέθνληαη θαη άιια πξσηφθνιια δξνκνιφγεζεο φπσο ηα Routing Information Protocol, HELLO, Exterior Gateway Protocol θιπ TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL ΔΗΑΓΧΓΖ Σν TCP είλαη ην δεχηεξν ζεκαληηθφ κέινο ηεο νηθνγέλεηαο πξσηνθφιισλ TCP/IP πνπ ζα εμεηάζνπκε, ην νπνίν απνηειεί απνηέιεζκα ηεο δνπιεηάο πνιιψλ επηζηεκφλσλ ηνπ νξγαληζκνχ γηα πξνρσξεκέλα εξεπλεηηθά έξγα ηνπ Τπνπξγείνπ Ακχλεο ησλ Ζλσκέλσλ Πνιηηεηψλ (DARPA Defence Advanced Research Projects Agency). Σν TCP ζρεδηάζηεθε κε βαζηθφ ζηφρν ηελ ππνζηήξημε δπλαηνηήησλ αμηφπηζηεο επηθνηλσλίαο κεηαμχ δεπγαξηψλ δηαδηθαζηψλ ζε ππνινγηζηέο πνπ βξίζθνληαη ζε 62

63 δηαθνξεηηθά αιιά δηαζπλδεδεκέλα δίθηπα επηθνηλσλίαο (inter-process communication protocol). Σν TCP παξέρεη αμηφπηζηεο, connection-oriented, end-to-end, transport ππεξεζίεο πάλσ απφ έλα κε αμηφπηζην θαλάιη, ην νπνίν κπνξεί λα θαηαζηξέςεη, λα ράζεη ή θαη λα πνιιαπιαζηάζεη παθέηα. Σαηξηάδεη ζε κηα ηεξαξρεκέλε αξρηηεθηνληθή πξσηνθφιισλ ζαλ απηή ηνπ OSI Reference model θαη βξίζθεηαη πάλσ αθξηβψο απφ έλα βαζηθφ Internet πξσηφθνιιν, ην νπνίν παξέρεη έλαλ ηξφπν ζην TCP γηα λα ζηέιλεη θαη λα ιακβάλεη κεηαβιεηνχ κεγέζνπο θνκκάηηα πιεξνθνξίαο ελζσκαησκέλα ζε Internet datagrams. Σν Internet πξσηφθνιιν παξέρεη έλαλ ηξφπν γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ θαη ηελ πξνζπέιαζε ηνπ απνζηνιέα θαη παξαιήπηε (source - target) TCP. ρεηηθφ κε ηελ ηεξαξρεκέλε δφκεζε είλαη θαη ην παξαθάησ ζρήκα: Application Protocols Transmission Control Protocol Internet Protocol Local Network Protocol Γεληθά, ην TCP θάλεη πνιχ ιίγεο ππνζέζεηο ζρεηηθά κε ηελ αμηνπηζηία ησλ πξσηνθφιισλ επηθνηλσλίαο πνπ βξίζθνληαη ηεξαξρηθά θάησ απφ απηφ. Σν κφλν πνπ ζεσξεί είλαη πσο κπνξεί λα έρεη έλα απιφ, πηζαλφλ αλαμηφπηζην datagram service απφ ηα ρακειφηεξνπ επηπέδνπ πξσηφθνιια θαη έηζη είλαη ηθαλφ λα ιεηηνπξγεί απνδνηηθά πάλσ απφ έλα επξχ θάζκα ζπζηεκάησλ επηθνηλσλίαο. Γηα παξάδεηγκα ην TCP κπνξεί λα πινπνηεζεί γηα ρξήζε ζε κία dial-up ηειεθσληθή γξακκή, ζε έλα ηνπηθφ δίθηπν (LAN), ζε έλα δίθηπν νπηηθψλ ηλψλ πςειήο ηαρχηεηαο (High speed fiber optic network) ή ζε έλα δηαζθνξπηζκέλν δίθηπν ρακειήο ηαρχηεηαο (long-haul network). Οπζηαζηηθά, απηή ε κεγάιε πνηθηιία ζπζηεκάησλ κεηάδνζεο πνπ ππνζηεξίδεη είλαη έλα απφ ηα βαζηθφηεξα πιενλεθηήκαηά ηνπ. Ζ χπαξμε δπλαηνηήησλ δηαζχλδεζεο εηεξνγελψλ δηθηχσλ ππνινγηζηψλ (internetworking) θαη ν ζρεδηαζκφο standard πξσηνθφιισλ επηθνηλσλίαο κεηαμχ δηεξγαζηψλ, ηα νπνία λα κπνξνχλ λα ππνζηεξίμνπλ έλα επξχ θάζκα εθαξκνγψλ ήηαλ νη βαζηθνί ζηφρνη πνπ επηηεχρζεθαλ θαηά ηελ πινπνίεζε ηνπ TCP Ζ ΑΝΑΓΚΖ ΓΗΑ STREAM DELIVERY ην ρακειφηεξν επίπεδν, ηα δίθηπα επηθνηλσλίαο ππνινγηζηψλ παξέρνπλ κε αμηφπηζηε κεηάδνζε παθέησλ. Σα παθέηα κπνξνχλ λα ραζνχλ ή λα θαηαζηξαθνχλ, φηαλ ην hardware ηνπ δηθηχνπ (απνηπγράλεη), θνξηψλεηαη ππεξβνιηθά ή ππάξρεη ζεκαληηθφο ζφξπβνο θαηά ηε κεηάδνζε. ην ςειφηεξν επίπεδν, πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ ζπρλά απαηηνχλ λα ζηείινπλ κεγάιεο πνζφηεηεο δεδνκέλσλ απφ ηνλ έλα ππνινγηζηή ζηνλ άιιν. Ζ ρξήζε ελφο κε 63

64 αμηφπηζηνπ, connectionless ζπζηήκαηνο κεηάδνζεο γηα νγθψδεηο πνζφηεηεο δεδνκέλσλ είλαη πξνβιεκαηηθή θαη απαηηεί απφ ηνπο πξνγξακκαηηζηέο λα πινπνηήζνπλ ξνπηίλεο αλίρλεπζεο ιαζψλ θαη επαλφξζσζεο 1 ζε θάζε πξφγξακκα εθαξκνγήο. Καζψο είλαη δχζθνιν λα ζρεδηαζηεί, θαηαλνεζεί θαη ηξνπνπνηεζεί ινγηθφ πνπ πξαγκαηηθά παξέρεη αμηνπηζηία, έγηλε εκθαλήο ε αλάγθε γηα ηε ρξήζε ελφο γεληθνχ ζπζηήκαηνο (πξσηνθφιινπ δηθηχνπ) πνπ λα απνκνλψλεη ηα πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ απφ ηηο ιεπηνκέξεηεο ηνπ δηθηχνπ θαη λα θάλεη δπλαηή ηε δήισζε ελφο νκνηφκνξθνπ ζπζηήκαηνο δηαζχλδεζεο γηα ηελ ππεξεζία ηνπ stream transfer. Απηφ ην ζχζηεκα δηαζχλδεζεο ησλ εθαξκνγψλ κε ηελ ππεξεζία ηνπ Internet stream delivery έρεη πέληε βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά: Πξνζαλαηνιηζκόο ζε stream. ηαλ δχν δηαδηθαζίεο (πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ) αληαιιάζζνπλ κεγάιεο πνζφηεηεο δεδνκέλσλ, ζεσξνχκε ηα δεδνκέλα απηά ζαλ κία αθνινπζία (stream) απφ bits, ρσξηζκέλα ζε 8-bit octets. Ζ ππεξεζία κεηάδνζεο ηεο αθνινπζίαο ζηελ άιιε κεραλή δίλεη ζηνλ παξαιήπηε, αθξηβψο ηελ ίδηα αθνινπζία octets πνπ ν απνζηνιέαο έζηεηιε. ύλδεζε ηδεαηνύ θπθιώκαηνο. 2 Καηά ηε κεηαθνξά κηαο αθνινπζίαο bits κεηαμχ δχν δηαδηθαζηψλ απνζηνιέα -παξαιήπηε, θαη νη δχν πιεπξέο αιιειεπηδξνχλ αληίζηνηρα κε ην ιεηηνπξγηθφ ηνπο ζχζηεκα, πιεξνθνξψληαο ην γηα ηελ επηζπκία ηνπο γηα κηα stream κεηαθνξά. Ηδεαηά, ε κία κεραλή θάλεη κία αίηεζε, ε νπνία ζα πξέπεη λα γίλεη απνδεθηή απφ ηελ άιιε. Σα ηκήκαηα ηνπ ινγηθνχ πνπ πινπνηνχλ ην πξσηφθνιιν επηθνηλσλίαο ζηα δχν ιεηηνπξγηθά ζπζηήκαηα κηινχλ αληαιιάζζνληαο κελχκαηα κέζσ ηνπ δηθηχνπ, πηζηνπνηψληαο φηη ε επηζπκεηή κεηαθνξά είλαη έγθπξε θαη πσο θαη νη δχν πιεπξέο είλαη έηνηκεο. Απφ ηε ζηηγκή πνπ φιεο νη ιεπηνκέξεηεο έρνπλ θαζνξηζηεί, ηα protocol modules πιεξνθνξνχλ ηα πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ (δηαδηθαζίεο) φηη κία ζχλδεζε 3 έρεη εγθαζηδξπζεί θαη φηη ε κεηαθνξά κπνξεί λα μεθηλήζεη. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο κεηαθνξάο, ηα protocol software modules ζηα δχν ζπζηήκαηα ζπλερίδνπλ λα επηθνηλσλνχλ γηα λα πηζηνπνηήζνπλ πσο ηα δεδνκέλα παξαιήθζεθαλ ζσζηά. Δάλ ε επηθνηλσλία απνηχρεη (επεηδή γηα παξάδεηγκα ην hardware ηνπ δηθηχνπ κεηαμχ ησλ ππνινγηζηψλ απνηχρεη) θαη νη δχν πιεπξέο αληρλεχνπλ ην πξφβιεκα θαη ην αλαθέξνπλ ζην αληίζηνηρν πξφγξακκα εθαξκνγήο. Υξεζηκνπνηνχκε ηνλ φξν ηδεαηφ θχθισκα 4 γηα λα πεξηγξάςνπκε ηέηνηεο ζπλδέζεηο γηαηί, παξφιν πνπ ηα πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ βιέπνπλ απηέο ηηο ζπλδέζεηο ζαλ έλα απνθιεηζηηθφ θχθισκα hardware, ε αμηνπηζηία είλαη κηα ηδεαηή πξαγκαηηθφηεηα πνπ έξρεηαη ζαλ απνηέιεζκα ηεο ππεξεζίαο ηνπ stream delivery. Απηή ε παξνρή ελφο ηδεαηνχ θπθιψκαηνο κεηαμχ ησλ δχν θφκβσλ πνπ επηθνηλσλνχλ ραξαθηεξίδεη ηηο ζπλδέζεηο ησλ connection-oriented πξσηνθφιισλ επηθνηλσλίαο (TCP). 1 Error detection and recovery 2 Virtual Circuit Connection 3 connection 4 Σαν αντίστοιχο παράδειγμα ιδεατού κυκλώματος, μπορούμε να σκεφτούμε την τηλεφωνική κλήση. 64

65 Απνκνλσκέλε κεηαθνξά. 5 Σα πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ ζηέιλνπλ κηα αθνινπζία δεδνκέλσλ πάλσ απφ έλα ηδεαηφ θχθισκα, δίλνληαο επαλεηιεκκέλα ζην ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα bytes απφ ηελ αθνινπζία πξνο απνζηνιή. Γηα λα είλαη ε κεηαθνξά πην απνδνηηθή θαη γηα ηελ ειαρηζηνπνίεζε ηνπ θαηλνκέλνπ ηεο ζπκθφξεζεο ζην δίθηπν (network traffic), θαηά ηελ πινπνίεζε ζπλήζσο ζπιιέγνληαη δεδνκέλα απφ κηα αθνινπζία αξθεηά γηα λα γεκίζνπλ έλα ινγηθά κεγάιν datagram (data buffering), πξηλ ηε κεηάδνζε ηνπο κέζα ζην Internet. Έηζη αθφκα θαη ζηε ρεηξφηεξε πεξίπησζε πνπ ην πξφγξακκα εθαξκνγήο δεκηνπξγεί ηελ αθνινπζία απνζηνιήο κε έλα byte ηε θνξά, ε κεηάδνζε ζην δίθηπν γίλεηαη κε αξθεηά απνδνηηθφ ηξφπν. Γηα ηα πξνγξάκκαηα πνπ απαηηνχλ ηε κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ ρσξίο λα έρεη γεκίζεη έλαο buffer, ην stream service παξέρεη ηνλ push κεραληζκφ, ηνλ νπνίν θαη ρξεζηκνπνηνχλ νη εθαξκνγέο γηα λα επηβάιινπλ ηε κεηαθνξά. Με δνκεκέλε αθνινπζία δεδνκέλσλ. 6 Έλα επίζεο ζεκαληηθφ ραξαθηεξηζηηθφ είλαη θαη ην φηη ην Internet stream service δελ αλαγλσξίδεη δνκεκέλεο αθνινπζίεο δεδνκέλσλ. Γηα παξάδεηγκα, δελ ππάξρεη ηξφπνο γηα κηα εθαξκνγή κηζζνινγίνπ, λα δεηήζεη απφ ην stream service λα ζεκαηνδνηήζεη ηα φξηα κεηαμχ ησλ εγγξαθψλ ππαιιήισλ ή λα αλαγλσξίζεη ηα πεξηερφκελα κηαο αθνινπζίαο δεδνκέλσλ ζαλ δεδνκέλα κηζζνινγίνπ. ύλδεζε θαη πξνο ηηο δύν θαηεπζύλζεηο. 7 Οη ζπλδέζεηο πνπ παξέρεη ην Internet stream service επηηξέπνπλ ηαπηφρξνλε κεηάδνζε δεδνκέλσλ θαη πξνο ηηο δχν θαηεπζχλζεηο. Σν πιενλέθηεκα είλαη φηη ην πξσηφθνιιν επηθνηλσλίαο κπνξεί λα ζηείιεη πιεξνθνξίεο ειέγρνπ γηα έλα stream, πίζσ, ζε datagrams πνπ πεξηέρνπλ δεδνκέλα, πξνο ηελ αληίζεηε θαηεχζπλζε (piggybacking) Ζ ΦΗΛΟΟΦΗΑ ΣΟΤ ΠΡΧΣΟΚΟΛΛΟΤ Σν TCP είλαη έλα πξσηφθνιιν επηθνηλσλίαο πνπ παξέρεη ηηο ππεξεζίεο ηνπ Internet Stream Delivery. Πξνζδηνξίδεη ηε κνξθή ησλ δεδνκέλσλ θαη ησλ πιεξνθνξηψλ ειέγρνπ πνπ πξέπεη δχν ππνινγηζηέο λα αληαιιάζζνπλ, κε ζθνπφ ηελ επίηεπμε κηαο αμηφπηζηεο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ θαζψο θαη ηηο δηαδηθαζίεο πνπ νη ππνινγηζηέο ρξεζηκνπνηνχλ γηα λα εμαζθαιίζνπλ πσο ηα δεδνκέλα κεηαδίδνληαη/ ιακβάλνληαη ζσζηά. Δπίζεο, πξνζδηνξίδεη ηνπο ηξφπνπο κε ηνπο νπνίνπο: 1. Σν ινγηθφ ηνπ πξσηνθφιινπ μερσξίδεη πνιινχο παξαιήπηεο ζε κηα δεδνκέλε κεραλή. 2. Οη ππνινγηζηέο πνπ επηθνηλσλνχλ επαλαθέξνληαη ζε ζσζηή ιεηηνπξγία κεηά απφ ζθάικαηα φπσο ρακέλα, θαηεζηξακκέλα ή πνιιαπιά παθέηα. 5 Buffered Transfer 6 Unstructured Stream 7 Full Duplex Connection 65

66 3. Γχν κεραλέο αξρηθνπνηνχλ κία κεηαθνξά αθνινπζίαο (stream transfer) θαη ζπκθσλνχλ γηα ην ηέινο απηήο TCP ports θαη connections Έλα βαζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ηνπ TCP είλαη φηη επηηξέπεη ζε πνιιά πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ πνπ βξίζθνληαη ζε κηα κεραλή, λα ρξεζηκνπνηνχλ ηηο ππεξεζίεο ηνπ ηαπηφρξνλα, πάλσ απφ ην ίδην θπζηθφ κέζν θαη είλαη ην ίδην ππεχζπλν γηα ηελ απφπνιχπιεμε (demultiplexing) ηεο εηζεξρφκελεο TCP θπθινθνξίαο θαη ηελ θαηαλνκή ηεο ζηα πξνγξάκκαηα (δηαδηθαζίεο). Γηα ηελ επίηεπμε απηήο ηεο ππεξεζίαο, δελ ζεσξεί ζαλ ηειηθφ παξαιήπηε ησλ κελπκάησλ ηηο δηαδηθαζίεο αιιά, θάζε κεραλή πεξηέρεη έλα ζχλνιν απφ (αθεξεκέλα ζεκεία πξννξηζκνχ) πνπ νλνκάδνληαη protocol ports ηα νπνία θαη πξνζδηνξίδνπλ ηνλ ηειηθφ πξννξηζκφ ζε κία κεραλή. Σππηθά, θάζε protocol port πξνζδηνξίδεηαη απφ έλαλ ζεηηθφ αθέξαην θαη είλαη κνλαδηθφ ζε θάζε κεραλή. Σν ηνπηθφ ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα δηαιέγεη έλαλ κεραληζκφ ηνλ νπνίν ρξεζηκνπνηνχλ νη δηαδηθαζίεο γηα λα πξνζδηνξίζνπλ ή λα πξνζπειάζνπλ έλα port. Σα πεξηζζφηεξα ιεηηνπξγηθά ζπζηήκαηα παξέρνπλ ζχγρξνλε πξνζπέιαζε ζηα ports. Σν ηκήκα ηνπ software ζπζηήκαηνο πνπ πινπνηεί ην πξσηφθνιιν, ηνπνζεηεί ζε κηα νπξά ηα παθέηα πνπ θαηαθζάλνπλ γηα έλα ζπγθεθξηκέλν port κέρξηο φηνπ κηα δηαδηθαζία ηα παξαιακβάλεη θαη ηα ρξεζηκνπνηεί. Οκνίσο, ην ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα κπινθάξεη δηαδηθαζίεο πνπ πξνζπαζνχλ λα πάξνπλ δεδνκέλα απφ παθέηα πνπ αλαθέξνληαη ζε έλα ζπγθεθξηκέλν port, κέρξηο φηνπ έλα παθέην-κελχκαηνο θαηαθηάζεη. Οη αξηζκνί πνπ ππνδειψλνπλ protocol ports είλαη κνλαδηθνί - φπσο ήδε αλαθέξζεθε - ζηελ ίδηα κεραλή, φρη φκσο θαη ζε δηαθνξεηηθνχο ππνινγηζηέο πνπ βξίζθνληαη κέζα ζην Internet. Έηζη, γηα λα πξνζδηνξίζνπκε κνλαδηθά ηνλ ηειηθφ παξαιήπηε κίαο TCP θπθινθνξίαο, ρξεζηκνπνηνχκε (1) ηελ Internet δηεχζπλζε ηνπ θφκβνπ-παξαιήπηε θαη (2) ηνλ αξηζκφ ηνπ TCP port. Ζ ζπλέλσζε απηψλ ησλ δχν, νξίδεη έλα socket ην νπνίν θαη είλαη κνλαδηθφ ζε φιν ην Internet. πσο έρνπκε ήδε αλαθέξεη, ην TCP είλαη έλα connection-oriented πξσηφθνιιν, ην νπνίν ρξεηάδεηαη δχν ελεξγά άθξα γηα λα κπνξνχκε λα κηιάκε γηα επηθνηλσλία. Έηζη ε παξνρή ησλ ππεξεζηψλ ηνπ απαηηεί ηελ χπαξμε κίαο ζχλδεζεο (connection) κεηαμχ ησλ δχν ζπλνκηινχλησλ. Μία ζχλδεζε δηαηεξεί πιεξνθνξίεο θαηάζηαζεο γηα θάζε stream δεδνκέλσλ: ηα sockets πνπ ζπκκεηέρνπλ, sequence numbers, κεγέζε acknowledge παξαζχξσλ θ.ά. Κάζε ζχλδεζε (connection) πξνζδηνξίδεηαη κνλαδηθά απφ έλα δεπγάξη sockets πνπ νξίδνπλ ηηο δχν πιεπξέο ηεο Γεκηνπξγία θαη θιείζηκν TCP ζπλδέζεσλ. ηαλ δχν δηαδηθαζίεο επηζπκνχλ λα επηθνηλσλήζνπλ, ηα αληίζηνηρα TCP modules ηνπο ζα πξέπεη λα δεκηνπξγήζνπλ κία ζχλδεζε κεηαμχ ηνπο. Γηα λα γίλεη απηφ, ην πξφγξακκα εθαξκνγήο ζηε κία κεξηά, εθηειεί κία passive open ιεηηνπξγία, επηθνηλσλψληαο κε ην ιεηηνπξγηθφ ηνπ ζχζηεκα θαη γλσζηνπνηψληαο ηνπ φηη ζα 66

67 δερηεί κηα εηζεξρφκελε αίηεζε γηα ζχλδεζε απφ θάπνηνλ άιιν ππνινγηζηή. Ο πξνζδηνξηζκφο ηνπ άιινπ θφκβνπ γίλεηαη, πεξλψληαο ην foreign socket ζαλ παξάκεηξν ζηελ open ιεηηνπξγία. Δάλ ην foreign socket είλαη NIL ηφηε ζα γίλεη απνδεθηή νπνηαδήπνηε εηζεξρφκελε αίηεζε γηα ζχλδεζε. Δθείλε ηε ζηηγκή ην ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα θαηαρσξεί έλα TCP port αξηζκφ γηα ηε κία κεξηά ηεο ζχλδεζεο. Σν πξφγξακκα ζηελ άιιε κεξηά ηφηε πξέπεη λα επηθνηλσλήζεη κε ην ιεηηνπξγηθφ ηνπ ζχζηεκα, εθηειψληαο κηα active open ιεηηνπξγία-αίηεζε γηα ηελ εγθαζίδξπζε κηαο ζχλδεζεο. Σα δχν TCP modules επηθνηλσλνχλ γηα λα πηζηoπνηήζνπλ φηη ε ζχλδεζε είλαη έηνηκε (established). Απφ ηε ζηηγκή πνπ ε ζχλδεζε έρεη δεκηνπξγεζεί, ηα TCP software modules ζε θάζε άθξε ηεο ζχλδεζεο, κπνξνχλ λα μεθηλήζνπλ λα αληαιιάζζνπλ δεδνκέλα. Μία ζχλδεζε αξρηθνπνηείηαη απφ ην ξαληεβνχ ελφο εηζεξρφκελνπ segment πνπ πεξηέρεη ην flag SYN, θαη ελφο εθθξεκνχο Transmission Control Block. Σν ηαίξηαζκα ηνπ ηνπηθνχ θαη καθξηλνχ socket πξνζδηνξίδεη ην πφηε κηα ζχλδεζε έρεη αξρηθνπνηεζεί. Ζ ζχλδεζε εγθαζηδξχεηαη φηαλ νη αξηζκνί αθνινπζηψλ έρνπλ ζπγρξνληζηεί θαη πξνο ηηο δχν θαηεπζχλζεηο (θαη απφ ηηο δχν πιεπξέο). Γεληθά, νη δηαδηθαζίεο κπνξνχλ λα εθηειέζνπλ passive open ιεηηνπξγίεο, λα πεξηκέλνπλ γηα ην ηαίξηαζκα κε αληίζηνηρεο active open ιεηηνπξγίεο απφ άιιεο δηαδηθαζίεο θαη λα πιεξνθνξεζνχλ απφ ην TCP φηαλ ζπλδέζεηο έρνπλ εγθαηαζηαζεί. Γχν δηαδηθαζίεο πνπ εθηεινχλ active open ιεηηνπξγίεο, ε κία πξνο ηελ άιιε ηαπηφρξνλα, ζα ζπλδεζνχλ επηηπρψο. Απφ ηελ άιιε κεξηά, φηαλ έλα πξφγξακκα εθαξκνγήο ζέιεη λα ηεξκαηίζεη κηα επηθνηλσλία εθηειεί κία Close ιεηηνπξγία θαη ηφηε ην TCP ηνπ ζα θιείζεη ηελ ζχλδεζε πξνο απηήλ ηελ θαηεχζπλζε (αο ζπκεζνχκε πσο νη TCP ζπλδέζεηο είλαη fullduplex). Κιείζηκν ηεο ζχλδεζεο πξνο κία θαηεχζπλζε δε ζεκαίλεη θαη δηαθνπή παξαιαβήο δεδνκέλσλ απφ απηήλ ηελ θαηεχζπλζε. ηαλ ν απνζηνιέαο - TCP απνζηείιεη θαη επηβεβαησζεί γηα φια ηα ππφινηπα δεδνκέλα ηνπ, ζηέιλεη έλα παθέην κε ην bit FIN ίζν κε έλα. ηε ζπλέρεηα ν παξαιήπηεο-tcp επηβεβαηψλεη ην FIN παθέην θαη πιεξνθνξεί ην πξφγξακκα εθαξκνγήο ηνπ φηη δελ είλαη δηαζέζηκα άιια δεδνκέλα. Γεδνκέλα κπνξνχλ λα ζπλερίζνπλ λα ξένπλ απφ ηνλ παξαιήπηε πξνο ηνλ απνζηνιέα. ηαλ θαη νη δχν πιεπξέο έρνπλ θιεηζηεί, ηφηε ε ζχλδεζε παχεη λα ππάξρεη Μνληέιν ιεηηνπξγίαο Οη δηεξγαζίεο κεηαδίδνπλ δεδνκέλα θαιψληαο ην TCP θαη δίλνληάο ηνπ buffers δεδνκέλσλ ζαλ παξακέηξνπο. Σν TCP νκαδνπνηεί ηα δεδνκέλα απηά ζε θνκκάηηα (segments) θαη θαιεί ην Internet module γηα λα κεηαδψζεη θάζε θνκκάηη ζην TCPπαξαιήπηε. Απηφ κε ηε ζεηξά ηνπ, ηνπνζεηεί ηα δεδνκέλα απφ έλα ιακβαλφκελν θνκκάηη ζηελ πεξηνρή ηεο κλήκεο ηνπ ρξήζηε-παξαιήπηε (user-buffer) θαη ηνλ εηδνπνηεί γηα ηελ άθημε ησλ δεδνκέλσλ. Δπίζεο, ηα δχν TCPs ρξεζηκνπνηνχλ θαη πιεξνθνξίεο ειέγρνπ ζηα segments γηα λα εμαζθαιίζνπλ αμηφπηζηε θαη ζηε ζσζηή ζεηξά κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ. 67

68 Αμηόπηζηε επηθνηλσλία Μηα αθνινπζία δεδνκέλσλ πνπ ζηέιλνληαη πάλσ απφ κία TCP ζχλδεζε πάληα κεηαδίδεηαη αμηφπηζηα θαη ζε ζσζηή ζεηξά ζηνλ παξαιήπηε. Ζ κεηάδνζε γίλεηαη αμηφπηζηε κε ηε ρξήζε αξηζκψλ αθνινπζίαο (sequence numbers) θαη επηβεβαηψζεηο (acknowledgements). Ζ δηαδηθαζία πνπ πινπνηείηαη είλαη πσο ζε θάζε octet δεδνκέλσλ πξνζδίδεηαη θαη έλαο αξηζκφο αθνινπζίαο. Ο αξηζκφο αθνινπζίαο ηνπ πξψηνπ octet δεδνκέλσλ ζε έλα segment, κεηαδίδεηαη καδί κε απηφ ην segment θαη νλνκάδεηαη ν αξηζκφο αθνινπζίαο ηνπ θνκκαηηνχ (segment sequence number). Σα segments επίζεο κεηαθέξνπλ έλαλ αξηζκφ επηβεβαίσζεο (acknowledgement number), ν νπνίνο είλαη ν αξηζκφο αθνινπζίαο ηνπ επφκελνπ αλακελφκελνπ octet δεδνκέλσλ κεηάδνζεο απφ ηελ αληίζεηε θαηεχζπλζε. ηαλ ην TCP κεηαδίδεη έλα segment πνπ πεξηέρεη δεδνκέλα, ηνπνζεηεί έλα αληίγξαθν ζε κία ηνπηθή νπξά αλακεηάδνζεο θαη μεθηλά έλαλ κεηξεηή. ηαλ ε επηβεβαίσζε γηα απηά ηα δεδνκέλα έρεη ιεθζεί, ην segment ζβήλεηαη απφ ηελ νπξά. Δάλ ε επηβεβαίσζε δελ ιεθζεί πξηλ ν κεηξεηήο ζηακαηήζεη, ην segment κεηαδίδεηαη μαλά. Οη επηβεβαηψζεηο πάληα πξνζδηνξίδνπλ ηνλ αξηζκφ ηνπ επφκελνπ byte πνπ ν παξαιήπηεο πεξηκέλεη λα παξαιάβεη. Mία επηβεβαίσζε απφ ην TCP, δελ εγγπάηαη φηη ηα δεδνκέλα ηνπ segment, έρνπλ κεηαθεξζεί ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε-παξαιήπηε αιιά κφλν φηη ην TCP/παξαιήπηεο έρεη αλαιάβεη ηελ επζχλε γηα λα πξαγκαηνπνηήζεη απηή ηε κεηαθνξά. Σν TCP επίζεο, ρξεζηκνπνηεί έλαλ εηδηθφ sliding window κεραληζκφ γηα λα ιχζεη δχν ζεκαληηθά πξνβιήκαηα: απνδνηηθή κεηάδνζε θαη έιεγρν ηεο ξνήο ησλ δεδνκέλσλ (efficient transmission & flow control). Σν TCP-παξαιήπηεο, αλαθέξεη έλα παξάζπξν ζηνλ απνζηνιέα. Απηφ ην παξάζπξν πξνζδηνξίδεη ηνλ αξηζκφ ησλ octets, μεθηλψληαο κε ηνλ αξηζκφ επηβεβαίσζεο, πνπ ην TCP-παξαιήπηεο είλαη πξνεηνηκαζκέλν λα δερηεί. Ο κεραληζκφο παξαζχξνπ ηνπ TCP θάλεη δπλαηή ηελ απνζηνιή πνιιψλ παθέησλ πξηλ έξζεη κία επηβεβαίσζε (acknowledgement). Με ηνλ ηξφπν απηφ, απμάλεηαη ν ζπλνιηθφο φγθνο δεδνκέλσλ πνπ κεηαδίδνληαη (throughput), γηαηί ην δίθηπν είλαη απαζρνιεκέλν ζε κεγάιν βαζκφ. Δπίζεο, ε κνξθή ηνπ TCP sliding window πξσηνθφιινπ, επηηξέπεη ζηνλ παξαιήπηε λα πεξηνξίδεη ηελ κεηάδνζε παθέησλ απφ ηνλ απνζηνιέα κέρξηο φηνπ ππάξμεη αξθεηφο ρψξνο ζηνπο buffers ηνπ γηα λα ηνπνζεηήζεη ηα εηζεξρφκελα δεδνκέλα. Δπηιχεη έηζη θαη ην πξφβιεκα ηνπ ειέγρνπ ηεο ξνήο ησλ δεδνκέλσλ πνπ παξνπζηάδεηαη φηαλ έρνπκε κεγαιχηεξν ξπζκφ παξαγσγήο παθέησλ ζηνλ απνζηνιέα απφ ηνλ ξπζκφ παξαιαβήο απηψλ ζηνλ παξαιήπηε. Έλα επηπιένλ, βαζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ηνπ κεραληζκνχ παξαζχξνπ ηνπ TCP, είλαη φηη επηηξέπεη κεηαβιεηφ κέγεζνο παξαζχξνπ. Κάζε επηβεβαίσζε, ε νπνία θαη πξνζδηνξίδεη ηνλ αξηζκφ ησλ bytes πνπ έρνπλ παξαιεθζεί (received), πεξηέρεη κία αλαθνίλσζε ηνπ παξαζχξνπ (window advertisment), ε νπνία πξνζδηνξίδεη ηνλ αξηζκφ ησλ επηπξφζζεησλ bytes δεδνκέλσλ, ν παξαιήπηεο είλαη πξνεηνηκαζκέλνο λα δερηεί. Απηή ε αλαθνίλσζε ηνπ παξαζχξνπ νπζηαζηηθά πξνζδηνξίδεη ην ησξηλφ κέγεζνο ηνπ receive buffer ηνπ παξαιήπηε. ε αληαπφθξηζε ελφο απμεκέλνπ παξαζχξνπ πνπ αλαθνηλψλεηαη, ν απνζηνιέαο απμάλεη ην κέγεζνο ηνπ sliding παξαζχξνπ ηνπ θαη ζπλερίδεη ζηέιλνληαο δεδνκέλα πνπ δελ έρνπλ επηβεβαησζεί. ε αληαπφθξηζε ελφο 68

69 κεησκέλνπ παξαζχξνπ, ν απνζηνιέαο κεηψλεη ην κέγεζνο ηνπ παξαζχξνπ ηνπ θαη ζηακαηά λα ζηέιλεη δεδνκέλα κεηά ηα φξηα. Απηφο ν κεραληζκφο παξαζχξνπ είλαη πνπ εμαζθαιίδεη δχν βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ TCP ζπλδέζεσλ: 1. Έιεγρν ξνήο ησλ δεδνκέλσλ (flow control). 2. Αμηφπηζηε κεηαθνξά ησλ δεδνκέλσλ Δμάληιεζε ησλ κεηξεηώλ θαη επαλακεηαδόζεηο Μηα απφ ηηο πην ζεκαληηθέο ηδέεο ζην TCP, είλαη ελζσκαησκέλε ζηνλ ηξφπν κε ηνλ νπνίν δηαρεηξίδεηαη ην timeout θαη ηηο επαλακεηαδφζεηο. πσο νπνηνδήπνηε άιιν αμηφπηζην πξσηφθνιιν, ην TCP πεξηκέλεη απφ ηνλ παξαιήπηε λα ηνπ ζηέιλεη επηβεβαηψζεηο φπνηε ιακβάλεη δεδνκέλα απφ ην stream. Κάζε θνξά πνπ ζηέιλεη έλα segment, ην TCP μεθηλά έλαλ κεηξεηή θαη πεξηκέλεη γηα κία επηβεβαίσζε. Δάλ ν κεηξεηήο εμαληιεζεί πξηλ ηα δεδνκέλα ελφο segment επηβεβαησζνχλ, ην TCP ππνζέηεη πσο ην segment ράζεθε ή θαηαζηξάθεθε θαη έηζη ην κεηαδίδεη μαλά. Γηα λα θαηαιάβνπκε ηελ ηδηαηηεξφηεηα ηνπ αιγφξηζκνπ επαλακεηάδνζεο ηνπ TCP, ζα πξέπεη λα ζπκεζνχκε πσο ην πξσηφθνιιν απηφ πξννξίδεηαη γηα ρξήζε ζε έλα Internet πεξηβάιινλ. ε έλα ηέηνην πεξηβάιινλ, ην κνλνπάηη κεηαμχ δχν θφκβσλ κπνξεί λα πεξλά κέζα απφ ελδηάκεζα δίθηπα θαη πνιιέο gateways. Έηζη είλαη αδχλαην λα γλσξίδεη απφ πξηλ πφζν ρξφλν ζα ρξεηαζηνχλ νη επηβεβαηψζεηο γηα λα επηζηξέςνπλ ζηνλ απνζηνιέα. Δπηπιένλ, ε θαζπζηέξεζε ζε θάζε gateway εμαξηάηαη ζηελ θπθινθνξηαθή ζπκθφξεζε παθέησλ πνπ ππάξρεη θαη έηζη ν ρξφλνο πνπ απαηηείηαη γηα λα κεηαδνζεί έλα segment θαη λα έξζεη ε επηβεβαίσζε δηαθνξνπνηείηαη ζεκαληηθά απφ πεξίπησζε ζε πεξίπησζε. Σν TCP εμππεξεηεί απηέο ηηο κεηαβιεηέο Internet θαζπζηεξήζεηο ρξεζηκνπνηψληαο έλαλ πξνζαξκνδφκελν αιγφξηζκν (adaptive algorithm). Γηα ηε ζπιινγή ησλ δεδνκέλσλ πνπ ρξεηάδνληαη γηα έλαλ ηέηνην αιγφξηζκν, ην TCP θαηαγξάθεη ηε ζηηγκή πνπ θάπνην segment ζηέιλεηαη θαη ηε ζηηγκή πνπ κία επηβεβαίσζε γηα ηα δεδνκέλα απηνχ ηνπ segment θαηαθζάλεη. Απφ ηνπο δχν απηνχο ρξφλνπο ππνινγίδεη ην ιεγφκελν round trip time. Κάζε θνξά πνπ ππνινγίδεη έλα λέν round trip ρξφλν, ην TCP επαλαπξνζδηνξίδεη ην κέζν round trip ρξφλν γηα ηε ζχλδεζε. πλήζσο ην TCP software δηαηεξεί ην κέζν ρξφλν ηνπ ζπλνιηθνχ ηαμηδηνχ ζαλ έλα ηζνζηαζκηζκέλν κέζν ρξφλν θαη ρξεζηκνπνηεί ηηο λέεο ηηκέο πνπ βξίζθεη, γηα ηελ νκαιή (ζηαδηαθή) ηξνπνπνίεζε ηνπ πξνεγνχκελνπ ρξφλνπ. Απηφ κπνξεί λα γίλεη παίξλνληαο ηε κέζε ηηκή ησλ ρξνληθψλ δηαζηεκάησλ κεηαμχ δηαδνρηθψλ αθίμεσλ θαη ρξεζηκνπνηψληαο κηα εθζεηηθή, θζίλνπζα ζπλάξηεζε εμνκάιπλζεο, ξπζκηζκέλε λα ιακβάλεη ππφςε ηεο (πρ.) ηα ηειεπηαία δέθα ή είθνζη segments πνπ έρνπλ θαηαθηάζεη. Δπηπιένλ, απφ ηνλ αιγφξηζκν εμνκάιπλζεο εμαηξνχληαη inter-arrival ρξφλνη κεγαιχηεξνη θαηά έλα πνζνζηφ (πρ. θαηά δχν ή ηέζζεξηο θνξέο) απφ ηηο κέρξη ηψξα εθηηκήζεηο ηνπ αιγνξίζκνπ γηα ηνλ ζπλνιηθφ απαηηνχκελν κέζν round trip ρξφλν. Απηφ γίλεηαη γηαηί, ζρεηηθά ζπρλά, ζα ππάξρνπλ κεγάιεο ρξνληθέο πεξίνδνη κεηαμχ αθίμεσλ (inter--arrival periods) ίζσο επεηδή έρεη κεδεληζηεί ην παξάζπξν ηνπ απνζηνιέα ή ιφγσ πξνβιήκαηνο ζηνλ απνζηνιέα θαη ζην δίθηπν. 69

70 Γηα παξάδεηγκα - απιντθή πεξίπησζε - κηα ηερληθή κέζνπ φξνπ ρξεζηκνπνηεί έλαλ ζηαζεξφ παξάγνληα βάξνπο, q, φπνπ 0 q1, γηα λα ηζνζηαζκίζεη ηνλ παιηφ κέζν φξν κε ηνλ ηειεπηαίν round trip ρξφλν: Waver = (q Waver) + ((1-q) NewRoundTripTime) φπνπ Waver είλαη ν ηζνδπγηζκέλνο κέζνο (weighted average) round trip ρξφλνο. Γηαιέγνληαο κηα ηηκή γηα ην q θνληά ζηε κνλάδα, θάλεη ην Waver λα κέλεη αλεπεξέαζην ζε αιιαγέο πνπ δηαξθνχλ ιίγν ρξφλν (π.ρ. έλα θαη κφλν segment πνπ ζπλαληά κεγάιε θαζπζηέξεζε). Γηαιέγνληαο κηα ηηκή γηα ην q θνληά ζην κεδέλ θάλεη ην Waver λα αληαπνθξίλεηαη ζε αιιαγέο ζηελ θαζπζηέξεζε πνιχ γξήγνξα. πλήζσο, ε ηηκή ηνπ q δηαιέγεηαη λα είλαη θνληά ζηε κνλάδα γηα λα εκπνδηζηεί κηα απιή (κνλή) θαζπζηέξεζε λα επεξεάζεη ην TCP, δξακαηηθά. ηελ πξάμε, πην ζχλζεηεο ηερληθέο επηηξέπνπλ ζην TCP λα αληαπνθξίλεηαη πην γξήγνξα ζε απμήζεηο ησλ θαζπζηεξήζεσλ. Πεξηγξάθνληαο κε ιίγα ιφγηα ηηο παξαπάλσ ηδέεο, έρνπκε πσο: Γηα λα κπνξεί λα ιεηηνπξγεί απνδνηηθά παξ φιεο ηηο κεηαβιεηέο θαζπζηεξήζεηο πνπ εκθαλίδνληαη ζε έλα Internet πεξηβάιινλ, ην TCP ρξεζηκνπνηεί έλα πξνζαξκνδφκελν αιγφξηζκν πνπ παξαθνινπζεί ηηο θαζπζηεξήζεηο θαη ηξνπνπνηεί ηελ timeout παξάκεηξν αλάινγα Δπηβαιιόκελε επηθνηλσλία δεδνκέλσλ πσο έρεη ήδε πξναλαθεξζεί, ην TCP είλαη ειεχζεξν λα δηαηξεί ην stream ησλ δεδνκέλσλ ζε segments γηα κεηάδνζε, άζρεηα κε ην κέγεζνο ηεο κεηαθνξάο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ηα πξνγξάκκαηα εθαξκνγήο. Σν βαζηθφ πιενλέθηεκα ηνπ λα επηηξέπεηαη ζην TCP λα δηαιέμεη ηνλ ηξφπν δηαίξεζεο είλαη ε απνδνηηθφηεηα. Μπνξεί λα ζπγθεληξψζεη πνιιά bytes ζε έλα buffer γηα λα θάλεη ηα segments αξθεηά κεγάια, κεηψλνληαο έηζη ην overhead πνπ ππάξρεη θαηά ηε κεηάδνζε segments πνπ κφιηο πεξηέρνπλ θάπνηα bytes. Παξ φιν φκσο πνπ απμάλεηαη ν ζπλνιηθφο φγθνο ησλ δεδνκέλσλ πνπ κεηαδίδνληαη ζην δίθηπν (throughput), κπνξεί λα δεκηνπξγεί πξνβιήκαηα ζε νξηζκέλα είδε εθαξκνγψλ. Γηα παξάδεηγκα, Δάλ κηα TCP ζχλδεζε ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε κεηαθνξά ραξαθηήξσλ απφ έλα ηεξκαηηθφ αιιειεπίδξαζεο (interactive terminal) πξνο κία απνκαθξπζκέλε κεραλή (remote machine), ηφηε ν ρξήζηεο ηνπ ηεξκαηηθνχ πεξηκέλεη ζηηγκηαία απφθξηζε ζε θάζε πιεθηξνιφγεζή ηνπ. Δάλ ην TCP απνκνλψλεη (buffers) ηα δεδνκέλα, ζα ππάξρεη θαζπζηέξεζε ζηελ απφθξηζε. 1. Ο κεραληζκφο push. Γηα ηέηνηνπ είδνπο εθαξκνγέο, ην TCP παξέρεη ηελ push ιεηηνπξγία, ηελ νπνία κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη φπνην πξφγξακκα εθαξκνγήο ζέιεη λα επηβάιιεη ηελ κεηαθνξά ησλ bytes πνπ βξίζθνληαη ζην stream, ρσξίο λα πεξηκέλεη θάπνηνλ buffer λα γεκίζεη. H push ιεηηνπξγία φκσο, θάλεη πεξηζζφηεξα απφ ην, απιά λα επηβάιιεη ζην TCP λα ζηείιεη έλα segment. Δπίζεο, δεηά απφ ην TCP λα ζέζεη ην bit PUSH ζην αληίζηνηρν πεδίν ηνπ segment, έηζη ψζηε ν παξαιήπηεο - TCP λα πιεξνθνξήζεη ακέζσο ην πξφγξακκα εθαξκνγήο γηα ηελ άθημε pushed δεδνκέλσλ θαη έηζη λα θξνληίζεη λα ηα παξαιάβεη ακέζσο. 2. Ο κεραληζκφο urgent. Δθηφο απφ ηελ push ιεηηνπξγία, ην TCP παξέρεη ηε δπλαηφηεηα ελφο δείθηε επεηγφλησλ δεδνκέλσλ (urgent pointer), ε νπνία επηηξέπεη 70

71 ζηνλ απνζηνιέα λα πιεξνθνξήζεη ηνλ παξαιήπηε φηη ηα ππφινηπα δεδνκέλα ηεο αθνινπζίαο απνζηνιήο είλαη επείγνληα θαη πξέπεη λα επεμεξγαζηνχλ άκεζα TCP segment format Σν format ελφο TCP segment είλαη φπσο παξαθάησ: SOURCE PORT DESTINATION PORT SEQUENCE NUMBER AKNOWLEDGEMENT NUMBER OFFS.RES.CODE 6-bits WINDOW CHEKSUM URGENT POINTER OPTIONS PADDING DATA TCP Interfaces ε φιεο ζρεδφλ ηηο πινπνηήζεηο ηνπ, ην TCP ζεσξείηαη ζαλ έλα θνκκάηη (module) ηνπ ιεηηνπξγηθνχ ζπζηήκαηνο ηεο κεραλήο ζηελ νπνία πινπνηείηαη. Οη ρξήζηεο πξνζπειαχλνπλ ηηο ππεξεζίεο ηνπ κε ηξφπν πνιχ παξφκνην ζαλ απηφλ πνπ πξνζπειαχλνπλ ην ζχζηεκα αξρείσλ (file system) ηνπ ιεηηνπξγηθνχ. Με ηε ζεηξά ηνπ ην TCP, κπνξεί λα θαιεί άιιεο ζπλαξηήζεηο ηνπ ιεηηνπξγηθνχ ζπζηήκαηνο, γηα παξάδεηγκα, απηέο πνπ έρνπλ λα θάλνπλ κε ηε δηαρείξηζε ησλ δνκψλ δεδνκέλσλ. Ζ πξαγκαηηθή δηαζχλδεζε (interface) κε ην δίθηπν, ειέγρεηαη απφ έλα device driver module. Σν TCP, δελ θαιεί ηνλ network device driver άκεζα, αιιά θαιεί ην Internet datagram protocol module ην νπνίν κε ηε ζεηξά ηνπ θαιεί ηνλ device driver. Σα δχν εηδψλ Interfaces πνπ είλαη ζεκαληηθά είλαη: 1. TCP/User Interface. Γηαζχλδεζε κε ηα ηεξαξρηθά αλψηεξα πξσηφθνιια εθαξκνγψλ (application interface). 2. TCP/Internet Interface. Γηαζχλδεζε κε ηα ηεξαξρηθά θαηψηεξα Internet πξσηφθνιια. Σν TCP/User Interface παξέρεη ηε δπλαηφηεηα θιήζεσλ πνπ γίλνληαη απφ πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ, ζε ζπλαξηήζεηο ηνπ TCP γηα άλνηγκα (OPEN) θαη θιείζηκν (CLOSE) ζπλδέζεσλ, γηα απνζηνιή (SEND) θαη παξαιαβή (RECEIVE) δεδνκέλσλ θαζψο θαη παξνπζίαζε ζηαηηζηηθψλ ζηνηρείσλ γηα κηα ζχλδεζε (STATUS). Απηέο νη θιήζεηο, είλαη παξφκνηεο κε νπνηεζδήπνηε άιιεο θιήζεηο ζην 71

72 ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα πνπ θάλνπλ ηα πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ (file-open, file-read) θιπ. Σν TCP/Internet Interface παξέρεη ηε δπλαηφηεηα θιήζεσλ ζπλαξηήζεσλ γηα ηελ απνζηνιή θαη παξαιαβή datagrams πνπ απεπζχλνληαη ζε TCP modules ηα νπνία βξίζθνληαη ζε κεραλέο νπνπδήπνηε ζην Internet. Απηέο νη θιήζεηο έρνπλ παξακέηξνπο γηα ην πέξαζκα ησλ Internet δηεπζχλζεσλ, ηνλ ηχπν ηεο δεηνχκελεο ππεξεζίαο, ηελ αζθάιεηα θαη άιιεο πιεξνθνξίεο ειέγρνπ Γεζκεπκέλνη TCP port αξηζκνί Έλα ζεκαληηθφ επίζεο ζέκα είλαη θαη ε δέζκεπζε ησλ TCP ports. Σα TCP modules ζε θάζε κεραλή είλαη ειεχζεξα λα δηαιέγνπλ θαη λα θαηαρσξνχλ ζε δηαδηθαζίεο αξηζκνχο ports φπσο ζέινπλ. Τπάξρεη φκσο έλα βαζηθφ ιεηηνπξγηθφ πξφβιεκα ζηελ ηπραία θαηαρψξεζε ησλ ports αξηζκψλ. Γχν κεραλέο πξέπεη λα ζπκθσλήζνπλ ζην πνηνπο αξηζκνχο ζα ρξεζηκνπνηήζνπλ πξηλ είλαη έηνηκεο λα επηθνηλσλήζνπλ. Γηα παξάδεηγκα, φηαλ ε κεραλή Α ζέιεη λα πάξεη έλα αξρείν απφ ηε κεραλή Β, ρξεηάδεηαη λα μέξεη πνην port ρξεζηκνπνηεί ε file-transfer δηαδηθαζία ζηε κεραλή Β. Ζ πξνζέγγηζε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζην πξφβιεκα είλαη ε ρξήζε κηαο επίζεκεο δηεζλνχο θεληξηθήο αξρήο πνπ θαηαρσξεί ζε δηαδηθαζίεο νη νπνίεο παξέρνπλ θάπνηεο standard ππεξεζίεο φπσο file-transfer, remote login, θιπ., δεζκεπκέλνπο γηα απηέο ηηο ππεξεζίεο well-known port αξηζκνχο. Σα well-known sockets είλαη έλαο βνιηθφο κεραληζκφο γηα ηελ ζπζρέηηζε ελφο socket κε θάπνηα δηαδεδνκέλε ππεξεζία. O Πίλαθαο 1 παξνπζηάδεη ηνπο δεζκεπκέλνπο TCP port αξηζκνχο. Decimal Keyword Description 0 Reserved 1-4 Unassigned 5 RJE Remote Job Entry 7 ECHO Echo 9 DISCARD Discard 11 USERS Active Users 13 DAYTIME Daytime 15 NETSTAT Who is up or NETSTAT 17 QUOTE Quote of the Day 19 CHARGEN Character Generator 20 FTP-DATA File Transfer Protocol(data) 21 FTP File Transfer Protocol 23 TELNET Terminal connection 25 SMTP Simple Mail Transfer Protocol 37 TIME Time 72

73 39 RLP Resource Location Protocol 42 NAMESERVER Host Name Server 43 NICKNAME Who Is 53 DOMAIN Domain Name Server 67 BOOTPS Bootstrap Protocol Server 68 BOOTPC Bootstrap Protocol Client 69 TFTP Trivial File Transfer 75 any private dial out service 77 any private RJE service 79 FINGER Finger 95 SUPDUP SUPDUP Protocol 101 HOSTNAME NIC Host Name Server 102 ISO-TSAP ISO-TSAP 113 AUTH Authentication Service 117 UUCP-PATH UUCP Path Service 123 NTP Network Time Protocol Unassigned Reserved Unassigned Unassigned Πίλαθαο 1: Γεζκεπκέλνη TCP Ports αξηζκνί αθψο ππάξρνπλ θαη κε δεζκεπκέλνη αξηζκνί γηα ρξήζε απφ ηα πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ πνπ επηζπκνχλ ηηο ππεξεζίεο ηνπ TCP ΣΟ ΤΣΖΜΑ ΟΝΟΜΑΣΧΝ ΔΠΗΚΡΑΣΔΗΑ ΔΗΑΓΧΓΖ Μέρξη ηψξα, ζαλ κνλαδηθφο ηξφπνο πξνζδηνξηζκνχ κηαο κεραλήο κέζα ζην Internet αλαθέξζεθε ε ρξήζε 32-bit αθεξαίσλ αξηζκψλ πνπ νλνκάδνληαη Internet δηεπζχλζεηο. Παξφιν πνπ ηέηνηεο δηεπζχλζεηο παξέρνπλ έλα βνιηθφ θαη ζπκπαγή ηξφπν αλαπαξάζηαζεο γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο αθεηεξίαο θαη ηνπ πξννξηζκνχ ησλ παθέησλ πνπ δηαθηλνχληαη κέζα ζην Internet} νη ρξήζηεο πξνηηκνχλ λα δίλνπλ ζηηο κεραλέο νλφκαηα (names), ηα νπνία είλαη εχθνια ζηελ πξνθνξά θαη ζηελ κλεκφλεπζε. Γχν είλαη ηα βαζηθά ζέκαηα ηα νπνία νξίδεη ην χζηεκα Γηαρείξηζεο Ολνκάησλ (ΓΟ) θαη κε ηα νπνία αζρνιείηαη θαη ην θεθάιαην απηφ: Πεξηγξαθή ελφο ζρήκαηνο πξνζδηνξηζκνχ πεξηγξαθηθψλ νλνκάησλ πςεινχ επηπέδνπ (high level names) ζε έλα κεγάιν ζχλνιν κεραλψλ. 73

74 Πεξηγξαθή ελφο κεραληζκνχ αληηζηνίρεζεο θαη κεηαηξνπήο κεηαμχ ησλ νλνκάησλ πςεινχ επηπέδνπ θαη ησλ Internet δηεπζχλζεσλ. Απηή ε κεηάθξαζε αλαθέξεηαη θαη πξνο ηηο δχν θαηεπζχλζεηο δει. απφ νλφκαηα ζε δηεπζχλζεηο θαη ην αληίζηξνθν. Σα πξψηα ζπζηήκαηα δηθηχσλ ππνινγηζηψλ αλάγθαδαλ ηνπο ρξήζηεο λα θαηαλννχλ θαη λα ζπκνχληαη αξηζκεηηθέο δηεπζχλζεηο γηα λα είλαη ζε ζέζε λα ρξεζηκνπνηήζνπλ ηηο ππεξεζίεο ηνπ δηθηχνπ. Οη ζπλδέζεηο πνπ ππνζηεξίδνληαλ ήηαλ point-to-point θαη γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ησλ κεραλψλ ρξεζηκνπνηνχληαλ ρακεινχ επηπέδνπ hardware δηεπζχλζεηο. Ζ δηαζχλδεζε φκσο, ησλ δηθηχσλ ππνινγηζηψλ (internetworking) εηζήγαγε ηηο πην γεληθέο δηεπζχλζεηο θαζψο θαη ινγηθφ πξσηνθφιισλ γηα ηελ κεηάθξαζε ησλ γεληθψλ δηεπζχλζεσλ ζε ρακεινχ επηπέδνπ hardware δηεπζχλζεηο. ηαλ νη ρξήζηεο αληηιήθζεζαλ ηηο πνιιέο κεραλέο πνπ ζπκκεηείραλ ζην ππνινγηζηηθφ ηνπο πεξηβάιινλ, ζέιεζαλ λα ρξεζηκνπνηνχλ πεξηγξαθηθά, ζπκβνιηθά νλφκαηα γηα λα ηηο πξνζδηνξίδνπλ. Σα πξψηα νλφκαηα ησλ κεραλψλ αληηθαηφπηξηδαλ θπξίσο ην ζθνπφ ηεο κεραλήο θαη ην κηθξφ ζρεηηθά πεξηβάιινλ ζην νπνίν ιεηηνπξγνχζε. Γηα παξάδεηγκα, ππνινγηζηέο ζπρλά είραλ νλφκαηα φπσο research, production, accounting, development. Οη ρξήζηεο ζαθψο πξνηηκνχλ λα ρξεζηκνπνηνχλ ηέηνηνπ είδνπο νλφκαηα παξά ηηο πην πνιχπινθεο hardware δηεπζχλζεηο. Ζ δηαθνξά κεηαμχ κεηαμχ νλνκάησλ θαη δηεπζχλζεσλ είλαη κάιινλ ηερλεηή. Έλα φλνκα είλαη έλαο πξνζδηνξηζηήο (identifier) ν νπνίνο απνηειείηαη απφ κηα αθνινπζία ραξαθηήξσλ επηιεγκέλσλ απφ έλα πεπεξαζκέλν αιθάβεην. Σα νλφκαηα είλαη ρξήζηκα κφλν εάλ ην ζχζηεκα κπνξεί λα ηα αληηζηνηρίδεη επαξθψο κε ηα αληηθείκελα ηα νπνία δειψλνπλ. Έηζη ζεσξνχκε κηα Internet δηεχζπλζε ζαλ έλα φλνκα ρακεινχ επηπέδνπ (low-level name) θαη ιέκε πσο, νη ρξήζηεο πξνηηκνχλ νλφκαηα πςεινχ επηπέδνπ (high-level names) γηα ηηο κεραλέο. Ζ κνξθή ησλ νλνκάησλ πςεινχ επηπέδνπ είλαη πνιχ ζεκαληηθή γηαηί θαζνξίδεη πψο ηα νλφκαηα κεηαθξάδνληαη ζε νλφκαηα ρακεινχ επηπέδνπ ή δεζκεχνληαη ζε αληηθείκελα, φπσο επίζεο θαη ην πψο είλαη θαηακεξηζκέλε ε αξρή γηα ηνλ θαζνξηζκφ ησλ νλνκάησλ. ηαλ ζπλδένληαη ιίγεο κεραλέο, ε επηινγή ησλ νλνκάησλ είλαη εχθνιε θαη νπνηαδήπνηε κνξθή ηνπο είλαη επαξθήο. ηαλ φκσο, δεθάδεο ρηιηάδεο κεραλψλ δηαζπλδένληαη, ε επηινγή ησλ ζπκβνιηθψλ νλνκάησλ γίλεηαη δχζθνιε ΔΠΗΠΔΓΟ ΤΝΟΛΟ ΟΝΟΜΑΣΧΝ Σν αξρηθφ ζχλνιν νλνκάησλ γηα ηηο κεραλέο πνπ βξίζθνληαλ ζην Internet απνηεινχζε έλα επίπεδν ζχλνιν νλνκάησλ (flat namespace) ζην νπνίν θάζε φλνκα απνηεινχληαλ απφ κηα αθνινπζία ραξαθηήξσλ ρσξίο θακηά άιιε πεξαηηέξσ δνκή. ην αξρηθφ ζρήκα, έλαο θεληξηθφο θφκβνο, ην Internet Network Information Center, ήηαλ ππεχζπλν γηα ην ζχλνιν ησλ νλνκάησλ ζε ρξήζε θαη απνθάζηδε γηα ηε ρξήζε λέσλ νλνκάησλ (πξφλνηα γηα απνθπγή ζπγθξνχζεσλ κε ήδε πξνυπάξρνληα νλφκαηα θιπ.) Σν βαζηθφ πιενλέθηεκα ελφο επίπεδνπ ζπλφινπ νλνκάησλ είλαη φηη ηα νλφκαηα είλαη βνιηθά θαη κηθξά. Σν βαζηθφ ηνπ κεηνλέθηεκα είλαη φηη δελ κπνξεί λα γεληθεπηεί γηα κεγάια ζχλνια κεραλψλ γηα ηερληθνχο θαη δηνηθεηηθνχο ιφγνπο: 74

75 1. Δπεηδή ηα νλφκαηα επηιέγνληαη απφ έλα θαη κφλν ζχλνιν identifiers ε πηζαλφηεηα γηα ζχγθξνπζε κε ήδε πξνυπάξρνληα νλφκαηα απμάλεη κε αχμεζε ηνπ αξηζκνχ ησλ κεραλψλ. 2. Δπεηδή ε επζχλε γηα ηελ πξφζζεζε λέσλ νλνκάησλ πξέπεη λα βξίζθεηαη ζε έλαλ ζπγθεθξηκέλν θφκβν, ν δηνηθεηηθφο θφξηνο ζε απηφλ ηνλ θφκβν απμάλεη κε αχμεζε ηνπ αξηζκνχ ησλ κεραλψλ. 3. Δπεηδή νη αληηζηνηρίεο κεηαμχ νλνκάησλ-δηεπζχλζεσλ αιιάδνπλ ζπρλά, ην θφζηνο ηεο ζπληήξεζεο ζσζηψλ αληηγξάθσλ ζε θάζε θφκβν είλαη πςειφ θαη απμάλεη θαζψο απμάλεη θαη ν αξηζκφο ησλ κεραλψλ. Απφ ηελ άιιε κεξηά εάλ ε βάζε δεδνκέλσλ ησλ νλνκάησλ βξίζθεηαη ζε έλαλ θφκβν, ε θπθινθνξία (network traffic) πξνο απηφλ ηνλ θφκβν απμάλεηαη δξακαηηθά κε ηελ αχμεζε ησλ κεραλψλ πνπ βξίζθνληαη ζην δίθηπν ΗΔΡΑΡΥΗΚΑ ΟΝΟΜΑΣΑ Ζ θηινζνθία Σν εξψηεκα πνπ πξνθχπηεη είλαη, πσο κπνξεί έλα ζρήκα νλνκάησλ λα ππνζηεξίμεη έλα νινέλα απμαλφκελν ζχλνιν νλνκάησλ ρσξίο λα απαηηεί έλαλ θεληξηθφ θφκβν γηα λα ην δηνηθεί; Ζ απάληεζε βξίζθεηαη ζηελ απνθέληξσζε ηνπ κεραληζκνχ νλνκάησλ θαηακεξίδνληαο ηελ αξκνδηφηεηα γηα ηκήκαηα ηνπ ζπλφινπ ησλ νλνκάησλ θαη θαηαλέκνληαο ηελ επζχλε γηα ηελ αληηζηνίρεζε κεηαμχ νλνκάησλ θαη δηεπζχλζεσλ. Σν Internet ήδε ρξεζηκνπνηεί έλαλ ηέηνην κεραληζκφ νλνκάησλ, γλσζηφ ζαλ Internet Domain Name System. Ζ ηκεκαηνπνίεζε ηνπ ζπλφινπ ησλ νλνκάησλ (namespace) πξέπεη λα γίλεη κε ηέηνην ηξφπν ψζηε λα ππνζηεξίδεη επαξθή αληηζηνίρεζε ησλ νλνκάησλ θαη λα εγγπάηαη απηφλνκν έιεγρν ηνπ θαζνξηζκνχ ησλ νλνκάησλ. Βειηηζηνπνηήζεηο κφλν σο πξνο ηελ απαίηεζε γηα επαξθή αληηζηνίρεζε κεηαμχ νλνκάησλ-δηεπζχλζεσλ κπνξεί λα νδεγήζεη ζε ιχζεηο πνπ δηαηεξνχλ έλα επίπεδν ζχλνιν νλνκάησλ θαη κεηψλνπλ ηελ θπθινθνξία κνηξάδνληαο ηα νλφκαηα κεηαμχ πνιιψλ κεραλψλ πνπ θάλνπλ θαη αληηζηνίρεζε. Απφ ηελ άιιε κεξηά, βειηηζηνπνηήζεηο κφλν σο πξνο ηελ απαίηεζε γηα δηνηθεηηθή επθνιία κπνξεί λα νδεγήζνπλ ζε ιχζεηο πνπ θάλνπλ εχθνιν ηνλ θαζνξηζκφ αξκνδηνηήησλ αιιά ζχλζεηε ηε δηαδηθαζία ηνπ name-to-address mapping. Γηα λα θαηαλνήζνπκε ην πσο πξέπεη λα ρσξηζηεί ην πεδίν νλνκάησλ, κπνξνχκε λα ζθεθηνχκε ζαλ παξάδεηγκα ηελ εζσηεξηθή δνκή ησλ κεγάισλ νξγαληζκψλ. ηελ θνξπθή ηεο ηεξαξρίαο, ν γεληθφο δηεπζπληήο έρεη φιε ηελ επζχλε. Δπεηδή φκσο ν γεληθφο δηεπζπληήο δελ κπνξεί λα επηβιέπεη ηα πάληα, ν νξγαληζκφο κπνξεί ρσξίδεηαη ζε ηκήκαηα, κε έλαλ δηεπζπληή ππεχζπλν γηα θάζε ηκήκα. Ο γεληθφο δηεπζπληήο παξέρεη ζε θάζε ηκήκα απηνλνκία κε ζπγθεθξηκέλα φξηα. Πην ζπγθεθξηκέλα, ν δηεπζπληήο πνπ είλαη ππεχζπλνο γηα θάπνην ηκήκα, κπνξεί λα πξνζιακβάλεη ή λα απνιχεη ππαιιήινπο, λα παξέρεη γξαθεία, λα δίλεη αξκνδηφηεηεο ρσξίο λα παίξλεη άκεζε έγθξηζε ηνπ γεληθνχ δηεπζπληή. Δπηπιένλ, παξέρνληαο ηελ επθνιία ηνπ νξηζκνχ ησλ αξκνδηνηήησλ, ε ηεξαξρία ελφο κεγάινπ νξγαληζκνχ εηζάγεη ηελ απηφλνκε ιεηηνπξγία. Γηα παξάδεηγκα, φηαλ θάπνηνη εξγαδφκελνη ρξεηάδνληαη πιεξνθνξίεο φπσο ηνπο αξηζκνχο ηειεθψλνπ άιισλ εξγαδνκέλσλ, ξσηνχλ ηνπο δηθνχο ηνπο (ηνπηθνχο) ππαιιήινπο ηεο γξακκαηεηαθήο 75

76 ππνζηήξημεο (νη νπνίνη κε ηε ζεηξά ηνπο κπνξεί λα ρξεηαζηεί λα επηθνηλσλήζνπλ κε παξφκνηνπο ππαιιήινπο άιισλ ηκεκάησλ) Καζνξηζκόο αξκνδηνηήησλ γηα ηα νλόκαηα Έλα ηεξαξρηθφ ζρήκα νλνκάησλ ιεηηνπξγεί ζαλ ηε δηνίθεζε ελφο κεγάινπ νξγαληζκνχ. Σν ζχλνιν φισλ ησλ νλνκάησλ, ζην πςειφηεξν επίπεδν ηκεκαηνπνηείηαη θαη ε αξκνδηφηεηα γηα ηα νλφκαηα ζηα ππνηκήκαηα πεξλνχλ ζε ζπγθεθξηκέλνπο παξαιήπηεο. Γηα παξάδεηγκα, κπνξεί λα δηαιέγακε λα ρσξίζνπκε ην ζχλνιν ησλ νλνκάησλ ζχκθσλα κε ην φλνκα ηεο πεξηνρήο (site name) θαη λα δίλακε ζε θάζε πεξηνρή (site) ηελ επζχλε γηα ηελ ζπληήξεζε ησλ νλνκάησλ κέζα ζην θνκκάηη πνπ ζα ηεο αληηζηνηρνχζε. Γειαδή ην πςειφηεξν επίπεδν ηεο ηεξαξρίαο ηκεκαηνπνηεί ηα νλφκαηα θαη νξίδεη ηηο αξκνδηφηεηεο γηα ηα ηκήκαηα. Γελ ην ελδηαθέξνπλ αιιαγέο εζσηεξηθέο ζε έλα ηκήκα. Σν ζπληαθηηθφ ησλ ηεξαξρηθά θαζνξηζκέλσλ νλνκάησλ ζπρλά αληηθαηνπηξίδεη ηνλ ηεξαξρηθφ νξηζκφ ηεο αξκνδηφηεηαο πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ηνλ νξηζκφ ηνπο. αλ έλα παξάδεηγκα, αο ζθεθηνχκε έλα ζχλνιν νλνκάησλ κε νλφκαηα ηεο κνξθήο local.site φπνπ site είλαη ην φλνκα κηαο πεξηνρήο κε αξκνδηφηεηεο πνπ ηεο έρνπλ δνζεί απφ ηελ θεληξηθή αξρή, local είλαη ην θνκκάηη ηνπ νλφκαηνο πνπ ειέγρεηαη απφ ηελ πεξηνρή site θαη ν ραξαθηήξαο ηειεία (.) είλαη απηφο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα ηα μερσξίδεη. Έηζη, φηαλ ε πην ςειά ζηελ ηεξαξρία αξρή εγθξίλεη ηελ πξφζζεζε κηαο λέαο πεξηνρήο (site) Υ, πξνζζέηεη ηελ Υ ζηε ιίζηα ησλ έγθπξσλ πεξηνρψλ θαη θαηαρσξεί ζηελ πεξηνρή Υ αξκνδηφηεηα γηα δηαρείξηζε φισλ ησλ νλνκάησλ πνπ ηειεηψλνπλ ζε «.Υ» Αξκνδηόηεηεο γηα ηα ππνζύλνια νλνκάησλ ε έλα ηεξαξρηθφ ζχλνιν νλνκάησλ, ε αξκνδηφηεηα δηαρείξηζεο κπνξεί λα ρσξηζηεί πεξαηηέξσ ζε θάζε επίπεδν. ην παξάδεηγκά καο, ηεο «ηκεκαηνπνίεζεο» κε βάζε ηελ πεξηνρή, ε θάζε πεξηνρή κπνξεί απφ κφλε ηεο λα απνηειείηαη απφ πνιιά δηνηθεηηθά ηκήκαηα θαη ε δηνίθεζε ηεο πεξηνρήο κπνξεί λα δηαιέμεη λα ππνδηαηξέζεη ην ζχλνιν ησλ νλνκάησλ ηεο αλάκεζα ζηα ηκήκαηα. Ζ βαζηθή ηδέα είλαη: Να ζπλερίδεηαη ε ππνδηαίξεζε ηνπ ζπλφινπ ησλ νλνκάησλ κέρξηο φηνπ θάζε ππνηκήκα είλαη φζν κηθξφ ρξεηάδεηαη γηα λα είλαη απνδνηηθά «δηνηθήζηκν». πληαθηηθά, ππνδηαηξψληαο ην ζχλνιν ησλ νλνκάησλ εηζάγεη άιιεο ππνδηαηξέζεηο ζην φλνκα. Γηα παξάδεηγκα, πξνζζέηνληαο κηα ππνδηαίξεζε group ζηα νλφκαηα πνπ είλαη ήδε ηκεκαηνπνηεκέλα θαηά πεξηνρή, δεκηνπξγείηαη ην επφκελν ζπληαθηηθφ νλνκάησλ: local.group.site Δπεηδή, ην πςειφηεξν επίπεδν θαζνξίδεη ηηο αξκνδηφηεηεο, ηα νλφκαηα ησλ νκάδσλ (groups) δελ είλαη απαξαίηεην λα ζπκθσλνχλ κεηαμχ πεξηνρψλ. Μηα παλεπηζηεκηαθή πεξηνρή κπνξεί λα δηαιέμεη νλφκαηα νκάδσλ φπσο engineering, science, arts ελψ κηα επηρεηξεζηαθή πεξηνρή νλφκαηα φπσο production, accounting, personnel. Έλα αθφκε ραξαθηεξηζηηθφ ησλ νλνκάησλ είλαη: 76

77 ην Internet, ηα ηεξαξρηθά νλφκαηα ησλ κεραλψλ νξίδνληαη ζχκθσλα κε ηε δνκή ησλ νξγαληζκψλ πνπ απνθηνχλ αξκνδηφηεηα γηα ηκήκαηα ηνπ ζπλφινπ ησλ νλνκάησλ θαη φρη ζχκθσλα κε ηε δνκή ησλ δηαζπλδέζεσλ ζην θπζηθφ δίθηπν INTERNET DOMAIN NAMES Ζ ηεξαξρία ησλ νλνκάησλ ησλ κεραλψλ ζην Internet νλνκάδεηαη χζηεκα Ολνκάησλ Δπηθξάηεηαο (.Ο.Δ. Domain Name System) θαη έρεη δχν αλεμάξηεηα ραξαθηεξηζηηθά: 1. Σν πξψην είλαη αθεξεκέλν: ην ζπληαθηηθφ ησλ νλνκάησλ θαη θαλφλεο γηα ηνλ νξηζκφ αξκνδηνηήησλ πάλσ ζηα νλφκαηα. 2. Σν δεχηεξν είλαη ζπγθεθξηκέλν: ηελ πινπνίεζε ελφο ζπζηήκαηνο ην νπνίν αληηζηνηρίδεη απνδνηηθά νλφκαηα ζε δηεπζχλζεηο Σν ζπληαθηηθό ησλ νλνκάησλ Σν Internet ρξεζηκνπνηεί έλα ηεξαξρηθφ ζρήκα νλνκαηνινγίαο γλσζηφ ζαλ νλφκαηα επηθξάηεηαο domain names. Έλα ηέηνην φλνκα απνηειείηαη απφ κηα αθνινπζία απφ ππν-νλφκαηα ρσξηζκέλα κε έλα δηαρσξηζηηθφ ραξαθηήξα, ηελ ηειεία. ηα παξαδείγκαηά καο, αλαθέξακε πσο ηα απηφλνκα ηκήκαηα ηνπ νλφκαηνο κπνξεί λα αληηπξνζσπεχνπλ πεξηνρέο ή νκάδεο, αιιά ην.ο.δ. απιά θαιεί θάζε ηέηνην ηκήκα ζαλ εηηθέηα (label). Έηζη ην domain name cs.purdue.edu πεξηέρεη ηξεηο εηηθέηεο: cs, purdue, edu. Οπνηoδήπνηε επίζεκα απφ εηηθέηεο ζε έλα φλνκα επηθξάηεηαο νλνκάδεηαη επηθξάηεηα (domain). Έηζη, ζην παξαπάλσ παξάδεηγκα ην domain ρακειφηεξνπ επηπέδνπ είλαη ην cs.purdue.edu, ην αληίζηνηρν ηνπ δεπηέξνπ επηπέδνπ είλαη purdue.edu (Purdue University) θαη ην domain ηνπ πςειφηεξνπ επηπέδνπ top level domain είλαη ην edu (educational institution). πσο ινηπφλ βιέπνπκε, ηα νλφκαηα επηθξάηεηαο γξάθνληαη κε ηελ ρακειφηεξνπ επηπέδνπ εηηθέηα πξψηα θαη ηελ πςειφηεξνπ επηπέδνπ ηειεπηαία. Οη αξρέο ηνπ Internet πνπ έρνπλ ηελ ηειηθή επζχλε γηα ην ζχλνιν ησλ νλνκάησλ, έρνπλ επηιέμεη λα ρσξίζνπλ ην ςειφηεξν επίπεδν ζηηο επηθξάηεηεο (top level domains) πνπ θαίλνληαη παξαθάησ: Domain Name COM EDU GOV MIL NET ORG Meaning Commercial organizations Educational Institutions Government Institutions Military Groups Major Networks Support Centers Other organizations 77

78 ARPA country code Temporary ARPAnet domain Countries other then USA ηαλ κηα μέλε ρψξα επηζπκεί λα ζπκκεηάζρεη ζην.ο.δ. ε θεληξηθή αξρή ηεο θαζνξίδεη έλα θαηλνχξγην top level domain πνπ απνηειείηαη απφ ηνλ δηεζλή δηςήθην θσδηθφ ηεο ρψξαο. ηαλ έλαο νξγαληζκφο ησλ ΖΠΑ ζειήζεη λα ζπκκεηάζρεη ζην.ο.δ. ε θεληξηθή αξρή ηνπ θαζνξίδεη κηα ππν-επηθξάηεηα (sub--domain) θάησ απφ ηηο ήδε ππάξρνπζεο επηθξάηεηεο ςεινχ επηπέδνπ. Έλα ηειεπηαίν παξάδεηγκα ίζσο μεθαζαξίζεη θαιχηεξα ηε δνκή ησλ αξκνδηνηήησλ. Ζ κεραλή κε ην φλνκα atlas ζην ηκήκα Ζ/Τ ηνπ παλεπηζηεκίνπ Purdue έρεη ην επίζεκν φλνκα επηθξάηεηαο: atlas.cs.purdue.edu Σν φλνκα εγθξίζεθε θαη εηζήρζεθε απφ ην πξνζσπηθφ ζπζηεκάησλ ηνπ ηκήκαηνο Ζ/Τ. Πξνεγνπκέλσο είραλ πάξεη ηελ αξκνδηφηεηα λα δηαρεηξίδνληαη ηελ ππνεπηθξάηεηα (subdomain) cs.purdue.edu απφ ηνλ ππεχζπλν φινπ ηνπ παλεπηζηεκίνπ, ν νπνίνο είρε αξκνδηφηεηα λα δηαρεηξίδεηαη ηελ ππν-επηθξάηεηα purdue.edu. Ζ δηνίθεζε ηνπ Internet έρεη ηνλ έιεγρν ηεο επηθξάηεηαο edu θαη γη απηφ λέα παλεπηζηήκηα κπνξνχλ λα πξνζηεζνχλ κφλν κε ηελ έγθξηζή ηεο. Οκνίσο, νη ππεχζπλνη ηνπ παλεπηζηεκίνπ Purdue θαηέρνπλ ηελ αξκνδηφηεηα γηα ηε δηαρείξηζε ηεο ππνεπηθξάηεηαο purdue.edu θαη έηζη λέα ηκήκαηα ηνπ παλεπηζηεκίνπ ή λέεο κεραλέο κπνξνχλ λα πξνζηεζνχλ κφλν κε ηελ έγθξηζή ηνπο ΑΝΣΗΣΟΗΥΖΖ ΟΝΟΜΑΣΧΝ ΔΠΗΚΡΑΣΔΗΑ Δ ΓΗΔΤΘΤΝΔΗ Δθηφο απφ ηνπο θαλφλεο γηα ην ζπληαθηηθφ ησλ νλνκάησλ θαη ηνλ θαζνξηζκφ ησλ αξκνδηνηήησλ, ην Internet ζρήκα νλνκάησλ πεξηιακβάλεη έλα επαξθέο, αμηφπηζην, γεληθνχ ζθνπνχ, θαηαλεκεκέλν ζχζηεκα γηα ηελ αληηζηνίρεζε νλνκάησλ ζε δηεπζχλζεηο. Σν ζχζηεκα είλαη: Καηαλεκεκέλν κε ηελ ηερληθή έλλνηα, ελλνψληαο φηη έλα ζχλνιν απφ εμππεξεηεηέο servers πνπ βξίζθνληαη θαη ιεηηνπξγνχλ ζε πνιιέο πεξηνρέο, ιχλνπλ ζπλεξγαδφκελνη ην πξφβιεκα ηεο αληηζηνίρεζεο. Δπαξθέο κε ηελ έλλνηα φηη ηα πεξηζζφηεξα νλφκαηα κπνξνχλ λα αληηζηνηρεζνχλ ηνπηθά θαη πνιχ ιίγα ρξεηάδνληαη Internet θπθινθνξία. Γεληθνχ ζθνπνχ γηαηί δελ πεξηνξίδεηαη απφ ηα νλφκαηα ησλ κεραλψλ. Αμηφπηζην, κε ηελ έλλνηα φηη εάλ κηα κεραλή απνηχρεη ζηε ιεηηνπξγία ηεο (machine failure) ην ζχζηεκα ζπλερίδεη λα δνπιεχεη ζσζηά. Σν ζρήκα ηνπ Internet γηα ηελ απεηθφληζε ησλ νλνκάησλ ζε δηεπζχλζεηο απνηειείηαη απφ αλεμάξηεηα, ζπλεξγαδφκελα ζπζηήκαηα πνπ νλνκάδνληαη εμππεξεηεηέο νλνκάησλ (name servers). 'Έλα ηέηνην ζχζηεκα είλαη έλα πξφγξακκα-εμππεξεηεηήο πνπ παξέρεη κεηάθξαζε νλνκάησλ ζε δηεπζχλζεηο, απεηθφληζε νλνκάησλ επηθξάηεηαο ζε Internet δηεπζχλζεηο. Σν ινγηθφ ηνπ πειάηε (client software) πνπ νλνκάδεηαη 78

79 κεηαθξαζηήο νλνκάησλ (name resolver) ρξεζηκνπνηεί έλαλ ή πεξηζζφηεξνπο εμππεξεηεηέο νλνκάησλ θαζψο κεηαθξάδεη έλα φλνκα. Ηδεαηά, φινη νη Internet domain name servers είλαη νξγαλσκέλνη ζχκθσλα κε κηα δελδξηθή δνκή πνπ αληηζηνηρεί ζηελ ηεξαξρία ησλ νλνκάησλ, φπσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 23: ROOT com edu gov dec purdue ee cs cc Δηθόλα 23: Ζ ηδεαηή νξγάλσζε ησλ εμππεξεηεηώλ νλνκάησλ ζε δνκή δέληξνπ Ζ ξίδα ηνπ δέληξνπ είλαη έλαο εμππεξεηεηήο πνπ αλαγλσξίδεη ηελ επηθξάηεηα πςεινχ επηπέδνπ. ην επφκελν επίπεδν ηνπ ηδεαηνχ δέληξνπ, έλα ζχλνιν εμππεξεηεηψλ νλνκάησλ αλαγλσξίδεη κηα ππν-επηθξάηεηα ςεινχ επηπέδνπ (πρ. edu). ην ηξίην επίπεδν ηνπ δέληξνπ, νη εμππεξεηεηέο αλαγλσξίδνπλ ππν-επηθξάηεηεο θάησ απφ απηέο ηνπ πςειφηεξνπ επηπέδνπ. Σν ηδεαηφ δέληξν ζπλερίδεηαη κε έλαλ εμππεξεηεηή ζε θάζε επίπεδν γηα ην νπνίν έλα subdomain έρεη νξηζηεί. πλδέζεηο ζην ηδεαηφ δέληξν δελ ππνλννχλ θαη θπζηθέο ζπλδέζεηο. Αληίζεηα, δείρλνπλ πνηνπο άιινπο εμππεξεηεηέο νλνκάησλ έλαο ζπγθεθξηκέλνο εμππεξεηεηήο γλσξίδεη θαη ζπκβνπιεχεηαη. Δπεηδή νη ζπλδέζεηο αθνινπζνχλ ηελ ππνδηαίξεζε ησλ αξκνδηνηήησλ, έλαο ζχλδεζκνο ζην δέληξν απφ ηνλ θφκβν x, θάησ πξνο έλαλ θφκβν y, ζεκαίλεη φηη ν y είλαη κηα ππν-επηθξάηεηα ηνπ x ΜΔΣΑΦΡΑΖ ΟΝΟΜΑΣΧΝ ΔΠΗΚΡΑΣΔΗΑ Γεληθά ζέκαηα Αλ θαη ην ηδεαηφ δέληξν θάλεη εχθνια θαηαλνεηή ηε ζρέζε κεηαμχ ησλ εμππεξεηεηψλ (servers), θξχβεη αξθεηά ζεκαληηθέο ιεπηνκέξεηεο. κηα καηηά ζην αιγφξηζκν κεηάθξαζεο ησλ νλνκάησλ ζε δηεπζχλζεηο ζα βνεζνχζε ζηελ θαηαλφεζε ηνπο. 79

80 Ζ δηαδηθαζία ηεο απεηθφληζεο νλνκάησλ ζε δηεπζχλζεηο (Domain Name Resolution, DNR) πξνρσξάεη απφ πάλσ πξνο ηα θάησ (top-down), αξρίδνληαο κε ηνλ εμππεξεηεηή νλνκάησλ (name server) πνπ βξίζθεηαη ζηε ξίδα ηνπ δέληξνπ θαη ζπλερίδνληαο κε απηνχο πνπ βξίζθνληαη ζηα θχιια ηνπ δέληξνπ. Τπάξρνπλ δχν ηξφπνη γηα λα ρξεζηκνπνηήζεη θαλείο ην ζχζηεκα ησλ νλνκάησλ: κε ην λα ρξεζηκνπνηεί ηνπο name servers, έλαλ θάζε θνξά, ή λα δεηήζεη απφ θάπνηνλ name server λα θάλεη νιφθιεξε ηελ κεηάθξαζε. Καη ζηηο δχν πεξηπηψζεηο ην ινγηθφ ηνπ πειάηε (client software) δεκηνπξγεί κηα εξψηεζε πνπ πεξηιακβάλεη ην φλνκα πνπ πξφθεηηαη λα κεηαθξαζηεί, έλαλ νξηζκφ ηνπ ηχπνπ ηνπ νλφκαηνο, ηνπ ηχπνπ ηεο επηζπκεηήο κεηάθξαζεο θαη έλαλ θσδηθφ πνπ θαζνξίδεη αλ ν name server πξέπεη λα κεηαθξάζεη πιήξσο ην φλνκα. ηαλ έλαο name server παξαιάβεη κηα ηέηνηα εξψηεζε, ειέγρεη λα δεη αλ ην φλνκα βξίζθεηαη ζηελ πεξηνρή θπξηφηεηαο ηνπ. ' απηή ηελ πεξίπησζε, κεηαθξάδεη ην φλνκα ζε κηα δηεχζπλζε ζχκθσλα κε ηε βάζε δεδνκέλσλ ηνπ θαη πξνζζέηεη ηελ απάληεζε ζηελ εξψηεζε πξνηνχ ηε ζηείιεη πίζσ ζηνλ πειάηε (client). Αλ ν name server δελ κπνξεί λα αληηζηνηρίζεη πιήξσο ην φλνκα ζε δηεχζπλζε, ειέγρεη λα δεη ην είδνο αιιειεπίδξαζεο πνπ θαζνξίζηεθε απφ ηνλ πειάηε. Αλ απηφο δήηεζε πιήξε κεηάθξαζε (αλαδξνκηθή αληηζηνίρεζε - recursive resolution ηνπ νλφκαηνο, φπσο ιέγεηαη ζε νξνινγία νλνκάησλ δηεπζχλζεσλ), ν εμππεξεηεηήο έξρεηαη ζε επαθή κε θάπνηνλ άιιν εμππεξεηεηή νλνκάησλ πνπ κπνξεί λα θάλεη ηε κεηάθξαζε ηνπ νλφκαηνο ζε δηεχζπλζε θαη επηζηξέθεη ηελ απάληεζε ζηνλ πειάηε. Αλ ν πειάηεο δήηεζε κε αλαδξνκηθή αληηζηνίρεζε ηνπ νλφκαηνο, ζ' απηή ηελ πεξίπησζε ν εμππεξεηεηήο νλνκάησλ δελ κπνξεί λα απαληήζεη. Απιά πξνζδηνξίδεη ζηνλ πειάηε ην φλνκα ηνπ name server πνπ κπνξεί λα δψζεη απάληεζε. Πψο φκσο ν DNR βξίζθεη ηνλ name server απ' φπνπ ζα μεθηλήζεη λα ςάρλεη θαη πψο θάπνηνο εμππεξεηεηήο γλσξίδεη απηνχο πνπ κπνξνχλ λα απαληήζνπλ ζε θάπνηα εξψηεζε; Οη απαληήζεηο είλαη ζρεηηθά απιέο. Έλαο κεηαθξαζηήο νλνκάησλ (name resolver) ζα πξέπεη λα μέξεη πψο κπνξεί λα έξζεη ζε επαθή κε ηνπιάρηζηνλ έλα name server. Γηα λα είλαη ζίγνπξν φηη έλαο name server κπνξεί λα πξνζπειάζεη ηνπο άιινπο, ην ζχζηεκα απαηηεί φηη θάζε server γλσξίδεη ηε δηεχζπλζε ηνπιάρηζηνλ ελφο απφ ηνπο servers πνπ βξίζθνληαη ζηελ θνξπθή ηνπ δέληξνπ ηεο ηεξαξρίαο. Δπηπιένλ, ζα πξέπεη λα γλσξίδεη θαη ηε δηεχζπλζε απηνχ πνπ βξίζθεηαη αθξηβψο απφ πάλσ ηνπ θαη νλνκάδεηαη παηέξαο ηνπ. Οη name servers ρξεζηκνπνηνχλ έλα well-known protocol port γηα φιεο ηηο επηθνηλσλίεο, θαη έηζη νη πειάηεο μέξνπλ πψο λα πξνζπειάζνπλ έλαλ server αλ γλσξίδνπλ ηελ IP δηεχζπλζε ηεο κεραλήο ζηελ νπνία ηξέρεη ν εμππεξεηεηήο. Γελ ππάξρεη ζηαζεξφο ηξφπνο γηα ηηο κεραλέο λα εληνπίζνπλ απηή ζηελ νπνία ν ηνπηθφο name server ηξέρεη. Απηφ αθήλεηαη ζην ζρεδηαζηή ηνπ ζπζηήκαηνο λα ην απνθαζίζεη. ε κεξηθά ζπζηήκαηα, ε δηεχζπλζε ηνπ κεραλήκαηνο πνπ παξέρεη ηηο ππεξεζίεο ηεο αληηζηνίρεζεο νλνκάησλ ζε δηεπζχλζεηο θαζνξίδεηαη ζε πξνγξάκκαηα εθαξκνγψλ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο ζπκβνινκεηάθξαζεο (compile time), ελψ ζε άιια θαζνξίδεηαη απφ ην ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα. ε άιια, ν administrator ηνπνζεηεί ηε δηεχζπλζε ηνπ server ζε θάπνην αξρείν ζηε βνεζεηηθή κλήκε. 80

81 Απνδνηηθή κεηάθξαζε κε caching Παξφιν πνπ κπνξεί λα θαίλεηαη θπζηθφ λα αλαιχνληαη (resolve) νη εξσηήζεηο πξνο ηνπο εμππεξεηεηέο, επεμεξγάδνληαο ην δέληξν ησλ εμππεξεηεηψλ απφ πάλσ πξνο ηα θάησ, απηφ κπνξεί λα νδεγήζεη ζε αλεπαξθείο ιχζεηο θαη δπζθακςία γηα ηξεηο ιφγνπο: 1. Σα πεξηζζφηεξα νλφκαηα πνπ δεηνχληαη λα αληηζηνηρεζνχλ είλαη ηνπηθά νλφκαηα, δειαδή αλήθνπλ ζηελ ίδηα επηθξάηεηα κε απηή πνπ αλήθεη θαη ν εμππεξεηεηήο. Έηζη ην λα μεθηλά θαλείο απφ ηελ θνξπθή ηεο ηεξαξρίαο είλαη ζαθψο κε απνδνηηθφ. 2. Δάλ θάζε κεηάθξαζε νλνκάησλ μεθηλνχζε πάληα απφ ηελ θνξπθή ηεο ηεξαξρίαο, ηφηε ε κεραλή ζε εθείλν ην ζεκείν ζα ππεξ-θνξησλφηαλ. 3. Απνηπρία ησλ κεραλψλ ζηα ςειφηεξα επίπεδα ηεο ηεξαξρίαο ζα εκπφδηδε ηελ κεηάθξαζε ησλ νλνκάησλ, αθφκε θαη αλ ε ηνπηθή αξρή (local name server) κπνξνχζε λα κεηαθξάζεη ην φλνκα. Έηζη, αθνινπζείηαη έλαο άιινο κεραληζκφο κεηάθξαζεο δχν βεκάησλ πνπ επηηξέπεη επαξθή κεηάθξαζε. Ζ ηερληθή απηή ρξεζηκνπνηεί ηνλ ηνπηθφ εμππεξεηεηή πξηλ λα ςάμεη ζε φιε ηεξαξρία. Πξναλαθέξακε πσο νη πεξηζζφηεξεο αηηήζεηο πξνο ηνπο εμππεξεηεηέο αλαθέξνληαη ζε ηνπηθά νλφκαηα. Έηζη γηα λα θξαηήζνπκε ην θφζηνο ηεο κεηάθξαζεο ρακειφ, απηή γίλεηαη μεθηλψληαο απφ ηνλ ηνπηθφ εμππεξεηεηή. Δπηπιένλ, επεηδή ην θφζηνο ηνπ ςαμίκαηνο γηα κε ηνπηθά νλφκαηα είλαη πςειφ, νη εμππεξεηεηέο νλνκάησλ ζην Internet ρξεζηκνπνηνχλ name caching γηα ηε βειηηζηνπνίεζε ηνπ θφζηνπο ςαμίκαηνο. Κάζε server ζπληεξεί κηα ηνπηθή κλήκε ηαρείαο εμππεξέηεζεο (cache memory) κε ηα πην πξφζθαηα ρξεζηκνπνηεκέλα νλφκαηα φπσο επίζεο θαη κηα εγγξαθή πνπ αλαθέξεη ην πνπ απνθηήζεθε ε πιεξνθνξία κεηάθξαζεο γηα ην ζπγθεθξηκέλν φλνκα. ηαλ έλαο πειάηεο δεηά απφ ηνλ εμππεξεηεηή λα κεηαθξάζεη έλα φλνκα, ν server ειέγρεη εάλ έρεη αξκνδηφηεηα γηα ην φλνκα. Δάλ φρη, ειέγρεη ηελ κλήκε ηαρείαο εμππεξέηεζεο ηνπ γηα λα δεη εάλ ην φλνκα έρεη αλαιπζεί πξφζθαηα. Οη εμππεξεηεηέο αλαθέξνπλ ζηνπο πειάηεο ηηο πιεξνθνξίεο πνπ βξίζθνληαη ζηελ κλήκε ηνπο, αιιά ηηο ραξαθηεξίδνπλ ζαλ δεζκεχζεηο ρσξίο αξκνδηφηεηα (nonauthoritative binding) θαη παξέρνπλ ην domain name ελφο εμππεξεηεηή S απφ ηνλ νπνίν έθαλαλ ηε δέζκεπζε. Ο ηνπηθφο εμππεξεηεηήο ζηέιλεη επίζεο επηπιένλ πιεξνθνξία πνπ αλαθέξεη ζηνλ πειάηε κηα αληηζηνηρία κεηαμχ ηνπ S θαη κηαο Internet δηεχζπλζεο. Έηζη ν πειάηεο παίξλεη κηα γξήγνξε απάληεζε ε νπνία φκσο κπνξεί λα είλαη θαη φρη πξφζθαηε. Έηζη, εάλ ε απνδνηηθφηεηα είλαη ζεκαληηθή, ν πειάηεο ζα δηαιέμεη λα δερηεί ηελ ρσξίο αξκνδηφηεηα απάληεζε (nonauthoritative answer) θαη ζα ζπλερίζεη. Δάλ, ε αθξίβεηα είλαη ζεκαληηθή, ν πειάηεο ζα δηαιέμεη λα επηθνηλσλήζεη ν ίδηνο κε ηελ ππεχζπλε αξρή (ηνλ θαηάιιειν εμππεξεηεηή) θαη λα πηζηνπνηήζεη έηζη πσο ε αληηζηνίρεζε νλφκαηνο θαη δηεχζπλζεο είλαη έγθπξε. Ζ ηερληθή ηνπ caching δνπιεχεη πεξίθεκα ζην.ο.δ. γηαηί νη αληηζηνηρίεο κεηαμχ νλνκάησλ θαη δηεπζχλζεσλ αιιάδνπλ ζπάληα. Παξ φια απηά, αιιάδνπλ. Δάλ νη εμππεξεηεηέο ηνπνζεηνχζαλ ζηε κλήκε ηαρείαο εμππεξέηεζεο ηνπο ηηο πιεξνθνξίεο ηελ πξψηε θνξά πνπ απηέο δεηήζεθαλ θαη πνηέ δελ ηηο άιιαδαλ, απηέο ζα ήηαλ ιαλζαζκέλεο κεηά απφ θάπνην δηάζηεκα. Έηζη, νη εμππεξεηεηέο δηαηεξνχλ θάπνηνπο ρξνλνκεηξεηέο γηα θάζε ζέζε κε πιεξνθνξία ζηελ cache θαη ειεπζεξψλνπλ ηε ζέζε εθείλε κεηά ηελ παξέιεπζε θάπνηνπ ινγηθνχ ρξφλνπ. ηαλ ν εμππεξεηεηήο εξσηεζεί 81

82 γηα θάπνηα πιεξνθνξία αθνχ απηφο ηελ έρεη αθαηξέζεη απφ ηε κλήκε, πξέπεη λα ξσηήζεη μαλά ηνλ αξκφδην εμππεξεηεηή θαη λα μαλαπάξεη ηε λέα αληηζηνίρεζε. Αθφκα πην ζεκαληηθφ, νη εμππεξεηεηέο δελ ρξεζηκνπνηνχλ ην ίδην ρξνληθφ δηάζηεκα γηα timeout ζε φια ηα entries ηεο cache θαη έηζη θάζε θνξά πνπ απαληνχλ ζε αηηήζεηο, πεξηιακβάλνπλ θαη κηα Time To Live (TTL) ηηκή ζηελ απάληεζε, ε νπνία πξνζδηνξίδεη πφζν ρξφλν εθηηκά ε αξκφδηα αξρή φηη ε ζπγθεθξηκέλε αληηζηνίρεζε ζα παξακείλεη έγθπξε. Έηζη επηιέγνληαο θαηάιιεια ην ρξνληθφ δηάζηεκα κπνξεί λα δνζεί πεξηζζφηεξε έκθαζε ζηελ νξζφηεηα ηνπ ζπζηήκαηνο (κηθξφ δηάζηεκα) ή ζηε κείσζε ηεο επηβάξπλζεο ηνπ δηθηχνπ (κεγάιν δηάζηεκα). Ζ ιεηηνπξγία ηνπ caching είλαη εμίζνπ ζεκαληηθή θαη ζηηο κεραλέο φπσο θαη ζηνπο ηνπηθνχο εμππεξεηεηέο νλνκάησλ. Πνιιά ζπζηήκαηα ρξεζηκνπνηνχλ πνιχπινθνπο name resolvers πνπ παξέρνπλ κεγαιχηεξε απνδνηηθφηεηα απφ ην ζχζηεκα ησλ εμππεξεηεηψλ. Ο host θνξηψλεη (downloads) νιφθιεξε ηελ βάζε δεδνκέλσλ ησλ νλνκάησλ θαη δηεπζχλζεσλ απφ θάπνηνλ ηνπηθφ εμππεξεηεηή νλνκάησλ θαηά ην μεθίλεκα (startup), ζπληεξεί ηε δηθηά ηνπ κλήκε ηαρείαο εμππεξέηεζεο απφ πξφζθαηα ρξεζηκνπνηεκέλα νλφκαηα θαη ρξεζηκνπνηεί ην εμππεξεηεηή κφλν φηαλ ηα νλφκαηα δελ βξίζθνληαη. Ζ δηαηήξεζε ελφο αληίγξαθνπ φιεο ηεο βάζεο δεδνκέλσλ ηνπ ηνπηθνχ server ζε θάζε θφκβν έρεη πνιιά πιενλεθηήκαηα. Πξνθαλψο, θάλεη ηε κεηάθξαζε ησλ νλνκάησλ πνιχ γξήγνξε, γηαηί ε δηαδηθαζία ηεο κεηάθξαζεο γίλεηαη ρσξίο θαζφινπ δηθηπαθή δξαζηεξηφηεηα. Δπίζεο ζεκαίλεη αζθάιεηα γηα ηνλ ηνπηθφ θφκβν, ζε πεξίπησζε πνπ ν ηνπηθφο εμππεξεηεηήο απνηπγράλεη. Σέινο, κεηψλεη ηνλ ππνινγηζηηθφ θφξην ζηνλ name server θαη δίλεη ηε δπλαηφηεηα ζε έλαλ εμππεξεηεηή λα παξέρεη νλφκαηα ζε πεξηζζφηεξεο κεραλέο Domain Server Message Format Κνηηψληαο ηηο ιεπηνκέξεηεο ησλ κελπκάησλ πνπ αληαιιάζζνληαη κεηαμχ πειαηψλ θαη εμππεξεηεηψλ βιέπνπκε πην μεθάζαξα πψο ην ζχζηεκα ιεηηνπξγεί απφ ηελ πιεπξά κηαο ηππηθήο εθαξκνγήο. Ο πειάηεο δεκηνπξγεί έλα κήλπκα πνπ πεξηέρεη κία ή πεξηζζφηεξεο εξσηήζεηο θαη ην ζηέιλεη ζηνλ εμππεξεηεηή. Κάζε εξψηεζε είλαη ζηελ νπζία έλα φλνκα επηθξάηεηαο γηα ην νπνίν ν πειάηεο ςάρλεη κηα Internet δηεχζπλζε. Ο εμππεξεηεηήο απαληά ζηέιλνληαο πίζσ έλα παξφκνην κήλπκα πνπ πεξηέρεη απαληήζεηο γηα ηηο εξσηήζεηο πνπ ν server έρεη ηηο αληηζηνηρίεο νλνκάησλ-δηεπζχλζεσλ θαζψο θαη πιεξνθνξίεο γηα άιινπο εμππεξεηεηέο νλνκάησλ κε ηνπο νπνίνπο κπνξεί λα επηθνηλσλήζεη ν πειάηεο γηα εξσηήζεηο ηηο νπνίεο δελ κπνξεί λα απαληήζεη ν ηνπηθφο εμππεξεηεηήο απεπζείαο. Παξαθάησ θαίλεηαη ην format ησλ κελπκάησλ: IDENTIFICATION Number Of Questions Number Of Authority PARAMETER Number Of Answers Number Of Additional QUESTION SECTION... ANSWER SECTION... 82

83 AUTHORITY SECTION... ADDITIONAL INFORMATION SECTION IPV Ηζηνξηθή Αλαδξνκή Σν Internet πξσηφθνιιν (Internet Protocol IP) κπφξεζε λα ζπλδέζεη εθαηνκκχξηα ππνινγηζηψλ θαη λα θέξεη κία θαηλνχξγηα πξαγκαηηθφηεηα ζηελ παξνρή πξφζβαζεο ζηελ πιεξνθνξία. Σν IP αλαπηχρζεθε πξηλ είθνζη ρξφληα ζαλ ην πξσηφθνιιν ηνπ network επηπέδνπ ηεο αξρηηεθηνληθήο ηνπ Γηαδηθηχνπ (Internet) θαη καδί κε ην πξσηφθνιιν ηνπ transport επηπέδνπ TCP (Transmission Control Protocol) δεκηνχξγεζαλ ηελ νηθνγέλεηα πξσηνθφιισλ TCP/IP. ηελ αξρή ην TCP/IP ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ηελ δηαζχλδεζε ησλ δηαθνξεηηθψλ ππνινγηζηηθψλ ζπζηεκάησλ πνπ ρξεζηκνπνηνχζε ε θπβέξλεζε ησλ Ζ.Π.Α αιιά ιφγσ ηεο εμαηξεηηθήο ηνπ δχλακεο εμαπιψζεθε παγθνζκίσο ληθψληαο ηηο άιιεο δηθηπαθέο θαηεπζχλζεηο θαη ηερλνινγίεο φπσο: OSI, SNA, DECnet, NETware, θ.α. Σν IP ινηπφλ έγηλε ε βάζε ηεο δεκηνπξγίαο πάξα πνιιψλ client-server ή peer-to-peer εθαξκνγψλ θαη εθκεηαιιεχεηαη έηζη ηελ δπλαηφηεηα ηεο δηθηπαθήο ζχλδεζεο. Ζ κεγάιε φκσο αλάπηπμε ηνπ Γηαδηθηχνπ (Internet), πνπ θαιείηαη λα εμππεξεηήζεη δηζεθαηνκκχξηα ρξεζηψλ, θαζψο θαη νη απαηηήζεηο ησλ λέσλ δηθηπαθψλ εθαξκνγψλ δελ κπνξνχλ λα αληηκεησπηζζνχλ απφ ην IPv4, ην νπνίν θαη απνηειεί ην ππάξρνλ IP. Απηφ είλαη ινγηθφ γηαηί δελ ήηαλ δπλαηφ ζην ζρεδηαζκφ ηνπ IPv4 λα πξνέβιεπαλ απηήλ ηελ αικαηψδε εμέιημε πνπ ζα είρε ν δηθηπαθφο ρψξνο. Ζ αδπλακία ινηπφλ ηνπ IPv4 λα αθνινπζήζεη ηηο εμειίμεηο ψζεζε ηνλ νξγαληζκφ IETF(Internet Engineering Task Force), λα εθδψζεη πξφζθιεζε γηα πξνηάζεηο γηα ην Ipng (Next Generation Internet Protocol RFC1752) ηνλ Ηνχιην ηνπ Αξθεηέο πξνηάζεηο εκθαλίζηεθαλ, θαη κέρξη ην ηέινο ηνπ 1994, ζ έλα ζπλέδξην ζην Σνξφλην, ν ηειηθφο ζρεδηαζκφο γηα ην IPng πξνέθπςε. Έλα κεγάιν βήκα έγηλε ηνλ Ηαλνπάξην ηνπ 1995 κε ηελ έθδνζε ηεο RFC 1752 «χζηαζε γηα ην πξσηφθνιιν IPng» ( The Recommendation for the IP Next Generation Protocol )), ζηελ νπνία δίλνληαη νη απαηηήζεηο γηα ην IPng, πξνζδηνξίδεηαη ε δηακφξθσζε ηνπ Protocol Data Unit (PDU), θαη παξνπζηάδεη ηελ πξνζέγγηζε ηνπ IPng ζηνπο ηνκείο ηεο δηεπζπλζηνδφηεζεο, δηαδξφκεζεο θαη αζθάιεηαο. ηε ζπλέρεηα έλαο αξηζκφο θεηκέλσλ πξνζδηφξηζε ηηο ιεπηνκέξεηεο ηνπ πξσηνθφιινπ, ην νπνίν επηζήκσο νλνκάζηεθε IPv6. Σα θείκελα απηά πεξηιακβάλνπλ κηα γεληθή πεξηγξαθή ηνπ IPv6 (RFC 1883), κία ζχζηαζε γηα ηελ εηηθέηα ειέγρνπ ξνήο ηνπ header ηνπ IPv6 (RFC1809), θαη αξθεηέο ζπζηάζεηο πνπ έρνπλ λα θάλνπλ κε ζέκαηα δηεπζπλζηνδφηεζεο (RFC 1884,1886,1887). Σν επίζεκν φλνκα ηνπ είλαη IPv6 (Internet Protocol version 6) θαη έξρεηαη λα δψζεη ιχζε ζην εκθαλή πξφβιεκα ηεο έιιεηςεο δηεπζχλζεσλ πνπ παξνπζηάδεη ην IPv4 θαη φρη κφλν, γηαηί ιφγσ ηνπ βειηησκέλνπ ζρεδηαζκνχ ηνπ θαζνξίδεη κία νκάδα απφ ππεξεζίεο φπσο αζθάιεηα, πςειή απφδνζε, εχθνιε δηεπζέηεζε(configuration), 83

84 δεκηνπξγψληαο κε απηφ ην ηξφπν έλα πην αμηφπηζην δίθηπν κε ιηγφηεξν δηαρεηξηζηηθφ βάξνο. κσο ε πξαγκαηηθή πξφθιεζε γηα ην IPv6 είλαη γηα ην εάλ ζα επηηχρεη λα δέζεη ην πεξηβάιινλ ηνπ επεξρφκελνπ δηθηχνπ φπνπ εθηφο απφ ηνπο ζπκβαηηθνχο ππνινγηζηέο ζα απνηειείηαη απφ κπξηάδεο άιιεο ζπζθεπέο φπσο πξνζσπηθνί επεμεξγαζηέο δεδνκέλσλ κεγέζνπο παιάκεο (palmtop personal data assistants-pda), πβξηδηθά θηλεηά ηειέθσλα κε ππνινγηζηηθέο δπλαηφηεηεο, έμππλα θνπηηά κε ελζσκαησκέλνπο Web browsers θαζψο θαη απφ θσηνηππηθά κεραλήκαηα ελφο γξαθείνπ έσο θαη ζπζθεπέο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηελ θνπδίλα ελφο ζπηηηνχ. Ζ επηηπρία ηνπ IPv6 ζα βαζηζηεί φκσο θαη ζηε δπλαηφηεηα ηνπ λα εληάμεη ην παιηφ ζην θαηλνχξγην. Δίλαη γλσζηφ ην κέγεζνο πνπ έρεη ήδε ην Γηαδίθηπν θαη ε κεηάβαζε απφ ην IPv4 ζην IPv6 δελ είλαη απιή ππφζεζε αιιά απαηηεί ζσζηή ζηξαηεγηθή έηζη ψζηε λα παξακείλεη αδηάιεηπηε θαη απνδνηηθή ε ιεηηνπξγία ηνπ Γηαδηθηχνπ. Παξαθάησ ινηπφλ αθνινπζεί ε δηθαηνιφγεζε ηεο απαίηεζεο γηα αλαβάζκηζε ηνπ ππάξρνληνο IPv4, κία πεξηνξηζκέλε παξνπζίαζε ηνπ IPv6 πξσηνθφιινπ ζηνπο ηνκείο ηεο δηεπζπλζηνδφηεζεο, απφδνζεο θαη αζθάιεηαο, κηα γεληθή παξνπζίαζε ηνπ IPv6 header θαη ηέινο κηα αλαθνξά ζηελ κέρξη ηψξα εμάπισζε ηνπ IPv6 Γηθηχνπ Αλάγθε Αλαβάζκηζεο IPv4 Σν Γηαδίθηπν απηήλ ηε ζηηγκή ρξεζηκνπνηεί ηελ έθδνζε ηέζζεξα (4) ηνπ Internet πξσηνθφιινπ, γλσζηή ζπλνπηηθά ζαλ IPv4. Πξφθεηηαη αλακθίβνια γηα ην πην πεηπρεκέλν πξσηφθνιιν κε ρξήζε ηνπ νπνίνπ ζπλδέζεθαλ ρηιηάδεο θφκβνη εθαηνληάδσλ δηαθνξεηηθψλ δηθηχσλ δεκηνπξγψληαο απηφ πνπ ζήκεξα νλνκάδνπκε Γηαδίθηπν. Αξθεηέο δεθάδεο εθαηνκκπξίσλ ππνινγηζηψλ θαη εθαηνληάδεο εθαηνκκπξίσλ ρξεζηψλ είλαη ζπλδεκέλνη ζην Γηαδίθηπν. Ζ πξψηε έθδνζε ηνπ IP έγηλε ηα κέζα ηνπ Δπνκέλσο ζα έιεγε θαλείο φηη ην IPv4 δνπιεχεη αξθεηά θαιά, ηδηαίηεξα αλ αλαινγηζηνχκε ηελ ειηθία ηνπ. Κάζε ζχζηεκα ζηνλ θφζκν ζήκεξα ρξεζηκνπνηεί IPv4(εθηφο ίζσο απφ ιίγα πεηξακαηηθά δίθηπα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ απφ ηψξα IΡv6). Μηιάκε γηα έλα αξηζκφ ζπζηεκάησλ ηεο ηάμεο ησλ 100 εθαηνκκπξίσλ, πνπ ρξεζηκνπνηνχλ δηάθνξεο εθδφζεηο δηθηπαθνχ ινγηζκηθνχ γηα TCP/IP, πνπ ηξέρνπλ ζε κηα πιεζψξα ιεηηνπξγηθψλ ζπζηεκάησλ θαη πιηθνχ. Αληηιακβαλφκαζηε ινηπφλ φηη κηα πηζαλή αλαβάζκηζε ηνπ πξσηνθφιινπ ζα επεξεάζεη φιν ην πην πάλσ αξηζκφ ζπζηεκάησλ θαη νξγαληζκψλ αθνχ θαη απηά πξέπεη λα αλαβαζκηζηνχλ ψζηε λα είλαη ζπκβαηά κε ην λέν πξσηφθνιιν. Οη βαζηθνί ιφγνη πνπ απαηηείηαη ε αλαβάζκηζε είλαη νη παξαθάησ: 1. Θέκαηα έιιεηςεο δηεπζχλζεσλ: Αλ θαη νη ρξήζηεο πηζηεχνπλ φηη απηφο εκθαλίδεηαη ζαλ ν βαζηθφηεξνο ιφγνο αλαβάζκηζεο ηνπ IPv4, νπζηαζηηθά πξφθεηηαη κφλν γηα έλα απφ ηα πξνβιήκαηα πνπ απαζρνινχλ ηελ θνηλφηεηα ηνπ Γηαδηθηχνπ. 2. Θέκαηα απφδνζεο: Παξ φιν πνπ ην IP ιεηηνπξγεί απνδνηηθά ηα 20 θαη πιένλ ρξφληα πνπ ρξεζηκνπνηείηαη, ππάξρνπλ πάξα πνιιέο βειηηψζεηο πνπ κπνξνχλ λα γίλνπλ. Οη δηαρεηξηζηέο γλσξίδνπλ θαιχηεξα απφ φινπο ην θφζηνο δηαρείξηζεο ησλ routing entries εμαηηίαο ηεο έιιεηςεο επηπέδσλ ηεξαξρίαο ζηηο IP δηεπζχλζεηο. Δπίζεο αξθεηέο εθαξκνγέο απαηηνχλ ππνζηήξημε πνηφηεηαο εμππεξέηεζεο (QoS) απφ ην IPv4 θαη πξνζπαζνχλ λα μεπεξάζνπλ απηή ηνπ 84

85 ηελ αδπλακία κε ρξήζε άιισλ πξσηνθφιισλ ζε πςειφηεξα επίπεδα, κελ πεηπραίλνληαο φκσο ηα αλακελφκελα. 3. Θέκαηα αζθάιεηαο: Μεηά ηελ ηεξάζηηα εμάπισζε πνπ γλψξηζε ην Γηαδίθηπν θαη ηε ρξήζε ηνπ ζε θάζε είδνο νηθνλνκηθήο ζπλαιιαγήο δηαπηζηψζεθε φηη ε αζθάιεηα δελ κπνξεί λα απαζρνιεί κφλν ηηο εθαξκνγέο, αιιά ην ίδην ην IP ζα πξέπεη λα έρεη κεραληζκνχο αζθάιεηαο. 4. Θέκαηα απηφκαηεο αλάζεζεο δηεχζπλζεο: Δίλαη γλσζηφ φηη νη ξπζκίζεηο ηνπ IPv4 ζηνπο θφκβνπο είλαη ζρεηηθά πνιχπινθε δηαδηθαζία. Οη ρξήζηεο ζα επηζπκνχζαλ κία ιεηηνπξγία plug and play κε ηελ έλλνηα ηνπ λα κπνξεί θάπνηνο λα ζπλδέεη ηνλ ππνινγηζηή ηνπ ζην δίθηπν IP θαη απηφο λα κπνξεί απηφκαηα λα βξίζθεη ηηο ξπζκίζεηο ηνπ. Οη αλάγθεο ησλ ζπλερψο απμαλφκελσλ ρξεζηψλ πνπ δελ έρνπλ ζηαζεξφ ρψξν εξγαζίαο (mobile users) απαηηνχλ απηφκαηεο ξπζκίζεηο αλεμάξηεηα ηνπ δηθηχνπ πνπ ρξεζηκνπνηνχλ θάζε θνξά γηα λα ζπλδεζνχλ Αλαβάζκηζε ζε IPv6 Μηιψληαο γηα ηε κεηάβαζε πξέπεη λα γίλεη ζαθέο φηη απηή δελ κπνξεί λα γίλεη ζε κηα ζηηγκή. Αληίζεηα ζα δηαλπζεί κηα κεηαβαηηθή πεξίνδνο φπνπ ην IPv6 ζα ζπλππάξρεη κε ην IPv4. Ζ αλαβάζκηζε απφ ην IPv4 ζην IPv6 αξρηθά πεξηγξάθεθε ζε δχν RFCs. Σν RFC 1883 νξίδεη ην ίδην ην πξσηφθνιιν (πνπ αξγφηεξα αληηθαηαζηάζεθε απφ ην RFC 2460) θαη ην RFC 1884 (πνπ αξγφηεξα αληηθαηαζηάζεθε απφ ην RFC 2373). Σα λέα απηά ραξαθηεξηζηηθά αλαθέξνπλ πέληε ζεκαληηθέο αιιαγέο θαη αθνξνχλ ηελ επέθηαζε ηεο δηεχζπλζεο, ηελ απινπνίεζε ηεο επηθεθαιίδαο, ηε βειηίσζε ηεο επεθηαζηκφηεηαο, ηελ ππνζηήξημε εηηθεηψλ πξνηεξαηφηεηαο θαη ξνήο παθέησλ θαη κεραληζκνχο γηα ηελ αζθάιεηα θαη ηελ πηζηνπνίεζε. Πην αλαιπηηθά ην IETF έδσζε πξνζνρή ζηνπο ηνκείο πνπ αθνινπζνχλ. Η δηεπζπλζηνδόηεζε ζην IPv6 Ζ αξρηηεθηνληθή δηεπζπλζηνδφηεζεο ζην IPv6 πεξηγξάθεηαη ζην RFC 2373 θαη ε νπνία απνηειεί βειηίσζε ηεο αξρηθά πξνηεηλφκελεο αξρηηεθηνληθήο πνπ πεξηγξάθνληαλ ζην RFC Ζ πξψηε βαζηθή δηαθνξά πνπ δηαπηζηψλεη θαλείο είλαη φηη ην κέγεζνο κηαο δηεχζπλζεο ζην IPv6 είλαη 128 bits ζε ζρέζε κε ηα 32 bits ζην IPv4. Απηφ δίλεη ην πιενλέθηεκα κία IPv6 δηεχζπλζε λα πεξηιακβάλεη αξθεηά πεδία πνπ κπνξεί λα βειηηψλνπλ ηε δξνκνιφγεζε. Δπίζεο ζην IPv6 ππάξρνπλ ηξεηο θαηεγνξίεο δηεπζχλζεσλ: unicast, multicast θαη anycast ελψ θαηαξγήζεθαλ νη δηεπζχλζεηο broadcast. Οη δχν πξψηεο θαηεγνξίεο αθνινπζνχλ ην ίδην ζθεπηηθφ φπσο θαη ζην IPv4 ελψ νη δηεπζχλζεηο ηχπνπ anycast ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ αληηζηνίρεζε ελφο ζπλφινπ ζηαζκψλ ζε κία δηεχζπλζε. Απνζηνιή ελφο παθέηνπ ζε δηεχζπλζε anycast ζεκαίλεη ηελ παξάδνζή ηνπ ζε έλα νπνηνδήπνηε ζηαζκφ ηνπ ζπλφινπ (θαηά αλαινγία κε ΑΣΜ). Μφλν νη δξνκνινγεηέο επηηξέπεηαη λα έρνπλ ηέηνηεο δηεπζχλζεηο, ελψ επηηξέπεηαη λα ρξεζηκνπνηνχληαη κφλν σο δηεχζπλζε απνζηνιήο. Αληί ησλ δηεπζχλζεσλ ηχπνπ broadcast ππάξρεη ε multicast address all nodes θαη έλαο ζηαζκφο πνπ ελδηαθέξεηαη λα παξαθνινπζεί ηα παθέηα πνπ κεηαθέξνληαλ κε ηα 85

86 broadcast ζα πξέπεη λα γξαθηεί ζην ζπγθεθξηκέλν multicast group, απαιιάζζνληαο έηζη ηνπο θφκβνπο πνπ δελ ελδηαθέξνληαη γηα ηα broadcasts απφ πεξηηηή πιεξνθνξία. Ζ αλαπαξάζηαζε κίαο IPv6 δηεχζπλζεο είλαη ηεο κνξθήο X:X:X:X:X:X:X:X φπνπ θάζε X είλαη έλαο δεθαεμαδηθφο αξηζκφο κε κέγεζνο 4 bits. Οη δηεπζχλζεηο IPv6 ρσξίδνληαη ζε δχν ηκήκαηα, ην θνκκάηη πνπ αθνξά ην ππνδίθηπν θαη ην θνκκάηη πνπ αθνξά ηνλ θφκβν. Γηα απηφλ ην ιφγν είλαη απαξαίηεηε γηα ηελ πεξηγξαθή κηαο IPv6 δηεχζπλζεο θαη έλαο αξηζκφο πνπ δειψλεη πφζα bits είλαη ην πξψην ηκήκα ηεο δηεχζπλζεο. Γηα παξάδεηγκα κία δηεχζπλζε ηεο κνξθήο 1030:0:0:0:C9B4:FF12:48AA:1A2B/60 δειψλεη φηη ηα πξψηα 60 bits ηεο δηεχζπλζεο αθνξνχλ ην θνκκάηη ηνπ ππνδηθηχνπ. Σν κνληέιν δηεπζπλζηνδφηεζεο ηνπ IPv6 ρξεζηκνπνηεί πνιιά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ αληίζηνηρνπ κνληέινπ ηνπ IPv4. Έηζη κία δηεχζπλζε unicast αληηζηνηρεί ζε έλα interface ελφο θφκβνπ. Ζ δηαθνξά είλαη φηη ζην IPv6 δελ απαηηείηαη γηα ηηο point to point ζπλδέζεηο λα αθηεξψλνληαη απνθιεηζηηθέο δηεπζχλζεηο πεηπραίλνληαο έηζη νηθνλνκία δηεπζχλζεσλ. Δπηπιένλ ζην IPv6 είλαη δπλαηφλ λα αληηζηνηρηζηεί κία δηεχζπλζε ζε πνιιά interfaces. Απηφ είλαη ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα ζε πεξηπηψζεηο πνπ έλαο εμππεξεηεηήο έρεη πνιιά interfaces θαη είλαη επηζπκεηφ ην κνίξαζκα ηνπ θφξηνπ (load balancing). Οη multicast θαη νη anycast δηεπζχλζεηο κπνξνχλ επίζεο λα αληηζηνηρηζηνχλ κε πνιιά interfaces. Σέινο έλα δηθηπαθφ interface κπνξεί λα αληηζηνηρηζηεί κε πνιιέο δηεπζχλζεηο φισλ ησλ θαηεγνξηψλ. ην IPv6 δελ ππάξρνπλ θιάζεηο δηεπζχλζεσλ φπσο ζην IPv4, ην κνληέιν κνηάδεη πεξηζζφηεξν κε ην CIDR ηνπ IPv4, απιά ηα πξψηα bits ζην αξηζηεξφ κέξνο ηεο δηεχζπλζεο ραξαθηεξίδνπλ ηνλ ηχπν ηεο δηεχζπλζεο φπσο θαίλεηαη ζηνλ πίλαθα πνπ αθνινπζεί: Allocation Format Prefix Reserved Unassigned Reserved For NSAP Reserved For IPX Unassigned Unassigned Unassigned 0001 Aggregatable Global Unicast Address 001 Unassigned 010 Unassigned 011 Unassigned 100 Unassigned 101 Unassigned 110 Unassigned 1110 Unassigned

87 Unassigned Unassigned Link-Local Unicast Address Site- Local Unicast Address Multicast Address Απηά ηα πςειήο ηάμεο (high order) bits ιέγνληαη format prefix θαη ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε δξνκνιφγεζε. Έηζη αλ ηα 3 πξψηα πςειήο ηάμεο bits είλαη ίζα κε 001 ηφηε ε δηεχζπλζε ιέγεηαη Aggregatable global unicast address, εάλ ηα πξψηα 8 πςειήο ηάμεο bits είλαη ίζα κε ηφηε πξφθεηηαη γηα multicast δηεχζπλζε θιπ. Έλα αθφκε ραξαθηεξηζηηθφ ηεο αξρηηεθηνληθήο δηεπζχλζεσλ ζην IPv6 είλαη φηη δεζκεχεη θάπνηεο δηεπζχλζεηο γηα δηεπζχλζεηο ηχπνπ NSAP θαη IPX ψζηε δίθηπα βαζηζκέλα ζην OSI ή ζην NetWare λα κπνξνχλ λα ελζσκαησζνχλ εχθνια ζηελ αξρηηεθηνληθή ηνπ IPv6. Ζ αξρηηεθηνληθή ηνπ IPv6 απαηηεί ηελ χπαξμε ελφο interface identifier ζε θάζε IPv6 unicast δηεχζπλζε. Σν interface identifier είλαη θάηη ζαλ ηηο 48 bits media access control (MAC) δηεπζχλζεηο ησλ θαξηψλ δηθηχνπ. Οη IPv6 δηεπζχλζεηο ησλ θφκβσλ βαζίδνληαη ζην IEEE EUI-64 πξφηππν γηα ηα interface identifiers. Απφ ηηο MAC δηεπζχλζεηο δεκηνπξγνχληαη νη 64 bits interface identifiers πνπ ραξαθηεξίδνπλ κνλαδηθά έλα δηθηπαθφ interface. Απηφ ζεκαίλεη φηη κπνξνχλ λα ππάξμνπλ 264 δηαθνξεηηθά θπζηθά interfaces, αξηζκφο πνπ θξίλεηαη ηθαλνπνηεηηθφο. Οη δηεπζύλζεηο ηεο κνξθήο Aggregatable Global Unicast Ζ πην θνηλή κνξθή κηαο IPv6 δηεχζπλζεο είλαη ε Aggregatable Global Unicast Address πνπ μεθηλά κε ην πξφζεκα 001. Απηέο νη δηεπζχλζεηο ζα αληηθαηαζηήζνπλ ηηο θιάζεηο δηεπζχλζεσλ A, B θαη C ηνπ IPv4. Ζ κνξθνπνίεζε απηψλ ησλ δηεπζχλζεσλ πεξηγξάθεηαη ζην RFC 2374 θαη θαίλεηαη ζην αθφινπζν ζρήκα: Σα πεδία ηεο Aggregatable Global Unicast Address είλαη: FP: Δίλαη ην πξφζεκα (format prefix) κεγέζνπο 3-bit ησλ IPv6 δηεπζχλζεσλ πνπ γηα ηε ζπγθεθξηκέλε κνξθή ηζνχηαη κε 001 TLA ID: Σα αξρηθά ηνπ ζεκαίλνπλ Top Level Aggregation Identifier θαη απνηειεί ην πςειφηεξν επίπεδν κε πιεξνθνξία δξνκνιφγεζεο κηαο δηεχζπλζεο. Έρεη κέγεζνο 13 bits θάηη πνπ ζεκαίλεη φηη ην πνιχ 8192 δηαθνξεηηθέο top-level δξνκνινγήζεηο κπνξνχλ λα ππάξμνπλ. To 6Bone έρεη δεζκεχζεη ην δεθαεμαδηθφ αξηζκφ 0x1FFE. RES: Πξφθεηηαη γηα ηα επφκελα 8 bits ηα νπνία είλαη δεζκεπκέλα γηα κειινληηθή ρξήζε. Μπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ είηε γηα επέθηαζε ηνπ πξνεγνχκελνπ πεδίνπ (TLA) είηε ηνπ επφκελνπ πεδίνπ (NLA). 87

88 NLA ID: Σα αξρηθά ηνπ ζεκαίλνπλ Next Level Aggregation Identifier θαη ζθνπφο ηνπ είλαη λα ρξεζηκνπνηεζεί απφ νξγαληζκνχο πνπ ειέγρνπλ ηα TLA Ids γηα λα νξγαλψζνπλ ην δηαζέζηκν εχξνο δηεπζχλζεσλ. Σέηνηνη νξγαληζκνί (πνπ πηζαλά κπνξνχλ λα είλαη κεγάινη παξνρείο Γηαδηθηχνπ ISPs) κπνξνχλ λα «κνηξάζνπλ» ην πεδίν ησλ 24 bits πξνθεηκέλνπ λα δηεπθνιχλνπλ ηε δηθή ηνπο ηεξαξρηθή Γηεπζπλζηνδφηεζε. Γηα παξάδεηγκα λα ρξεζηκνπνηεζνχλ 2 bits γηα ηνλ νξηζκφ 4 top level routes θαη λα απνδνζεί ην πεδίν δηεπζχλζεσλ ησλ 20 bits ζε άιιεο νληφηεηεο φπσο κηθξφηεξεο θιίκαθαο πάξνρνη δηθηχνπ. Οη ηειεπηαίνη κπνξνχλ λα επαλαιάβνπλ ηελ ίδηα δηαδηθαζία θιπ. SLA ID: Σα αξρηθά ζεκαίλνπλ Site Level Aggregation θαη ραξαθηεξίδεη ην πεδίν δηεπζχλζεσλ πνπ δίλεηαη ζηνπο νξγαληζκνχο γηα λα αλαπηχμνπλ ηηο δηθέο ηνπο δηθηπαθέο ππνδνκέο. Σα 16 bits απηνχ ηνπ πεδίνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηε δεκηνπξγία εζσηεξηθψλ δηθηπαθψλ ππνδνκψλ κε ηε δεκηνπξγία ππνδηθηχσλ φπσο θαη ζην IPv4. Έηζη κπνξνχλ λα ππάξμνπλ δηαθνξεηηθά ππνδίθηπα αλ δελ ππάξμεη δηαρσξηζκφο ησλ 16 bits, ελψ κε ρξήζε ησλ πξψησλ 8 bits γηα high level routing δεκηνπξγνχληαη 255 high level subnets θαζέλα κε 255 ππνδεέζηεξα ππνδίθηπα. Interface ID: Πξφθεηηαη γηα ηα 64 bits πνπ ραξαθηεξίδνπλ ην (ηα) δηθηπαθφ interface ελφο θφκβνπ Ζ Δπηθεθαιίδα ηνπ IPv6 Ζ εκπεηξία πνπ έρεη απνθηεζεί απφ ηελ πνιχρξνλε ρξήζε θαη βειηίσζε ηνπ IPv4 νδήγεζαλ ζηελ απφξξηςε ραξαθηεξηζηηθψλ πνπ απνδείρηεθαλ κε απνδνηηθά ή δελ ρξεηάδνληαλ πιένλ. Απηέο νη αιιαγέο θαίλνληαη θαζαξά ζηελ θαηλνχξγηα κνξθή ηεο επηθεθαιίδαο ηνπ IPv6 ε νπνία θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 24. Σν IPv6 θαηαξγεί δηάθνξεο απαξραησκέλεο ηχπνπ επηθεθαιίδεο κε απνηέιεζκα ην ζχλνιν κήθνο ηεο επηθεθαιίδαο ησλ παθέησλ IPv6 λα είλαη ην δηπιάζην κφλν απφ απηφ ηνπ IPv4 φηαλ νη αληίζηνηρεο δηεπζχλζεηο είλαη ηεηξαπιάζηεο ζε κήθνο. Δπίζεο εθαξκφδεη δπλακηθή επέθηαζε ηεο επηθεθαιίδαο κφλν φηαλ απαηηείηαη απφ ηηο ζπλζήθεο ιεηηνπξγίαο. Πην ζπγθεθξηκέλα νη επηθεθαιίδεο ζην IPv6 απνηεινχληαη απφ νρηψ (8) πεδία (δχν εθ ησλ νπνίσλ είλαη νη δηεπζχλζεηο απνζηνιέα θαη πξννξηζκνχ) θαη έρνπλ κέγεζνο ζαξάληα (40) bytes. ε αληίζεζε νη επηθεθαιίδεο ζην IPv4 πνπ πεξηιακβάλνπλ ηνπιάρηζηνλ δψδεθα (12) πεδία θαη ην κέγεζφο ηνπο κπνξεί λα θπκαίλεηαη απφ είθνζη (20) bytes αλ δελ έρνπλ ρξεζηκνπνηεζεί ηα πεδία Options κέρξη θαη εμήληα (60) bytes αλ ρξεζηκνπνηεζνχλ. Απηή ε απινπνίεζε ηεο επηθεθαιίδαο επηηξέπεη πην εχθνιε θαη γξήγνξε επεμεξγαζία απφ ηνπο δξνκνινγεηέο θαη άξα κεγαιχηεξε ηαρχηεηα ζηε δξνκνιφγεζε. Γηα παξάδεηγκα ε ζπλζήθε φιεο νη επηθεθαιίδεο λα έρνπλ ην ίδην κέγεζνο θαηαξγεί ηελ αλάγθε λα ππάξρεη πεδίν κεγέζνπο επηθεθαιίδαο. Δπίζεο ε θαηάξγεζε ηεο θαηάηκεζεο ηνπ παθέηνπ απφ ηνπο ελδηάκεζνπο θφκβνπο (κφλν ν απνζηνιέαο έρεη απηφ ην δηθαίσκα) θαηαξγεί αξθεηά πεδία πνπ ρξεζηκνπνηνχληαλ γηα απηφ ην ζθνπφ. Σέινο ε θαηάξγεζε ηνπ πεδίνπ checksum δελ επεξεάδεη ηελ αμηνπηζηία αθνχ ππάξρνπλ νη αληίζηνηρνη έιεγρνη ζηα αλψηεξα πξσηφθνιια (TCP & UDP). 88 Η δνκή ηεο επηθεθαιίδαο ζην IPv6 ην IPv4 φιεο νη επηθεθαιίδεο είλαη νξγαλσκέλεο ζε ιέμεηο ησλ 32 bits. ην IPv6 νη επηθεθαιίδεο είλαη νξγαλσκέλεο ζε ιέμεηο ησλ 64 bits θαη ην ζπλνιηθφ κέγεζνο ησλ

89 επηθεθαιίδσλ είλαη 40 bytes. Δπηπιένλ ζην IPv6 κπνξνχλ λα ππάξρνπλ πξναηξεηηθά επηθεθαιίδεο επέθηαζεο πνπ ζα πξέπεη λα εκθαλίδνληαη κε ζπγθεθξηκέλε ζεηξά. Ζ θάζε επηθεθαιίδα αλαθέξεη πνηα είλαη ε επφκελε επηθεθαιίδα πνπ αθνινπζεί ή αλ είλαη ε ηειεπηαία. 32 bits Ver Traffic Class Flow Label Payload Length Next Header Hop Limit Source IP Address Destination IP Address Hop by Hop Options Header Destination Options Header Routing Header Fragment Header Authentication Header Encapsulating Security Payload Header Destination Options Header Upper Layer Header(s) IPv6 Header 40 bytes Extensions Headers (optional) Δηθόλα 24: Ζ δνκή κηαο IPv6 επηθεθαιίδαο Σν πξσηφθνιιν IPv6 πεξηιακβάλεη ηα αθφινπζα πεδία ζηηο επηθεθαιίδεο ηνπ: Έθδνζε: Αλαθέξεηαη ε έθδνζε ηνπ IP πνπ ρξεζηκνπνηείηαη (γηα ην IPv6 είλαη ίζε κε έμη (6). Κιάζε: Οξίδεη ην είδνο ππεξεζίαο, πνπ αλήθεη ζην κνληέιν ησλ differentiated ππεξεζηψλ, πνπ πξέπεη λα δνζεί ζην παθέην. Δίρε νξηζηεί γηα πξψηε θνξά ζην RFC 1883 ζαλ πεδίν πξνηεξαηφηεηαο. Καηφπηλ ην φλνκα αιιάρηεθε ζε θιάζε θαη πξφζθαηα ραξαθηεξίδεηαη ζαλ θιάζε θίλεζεο. Γελ έρεη πξνο ην παξφλ νξηζηεί πψο ζα ρξεζηκνπνηείηαη απηφ ην πεδίν. Ρνή παθέησλ: Υξεζηκνπνηείηαη γηα λα αλαγλσξηζηνχλ ηα παθέηα ηεο ίδηαο ξνήο. Έλαο θφκβνο κπνξεί λα έρεη πεξηζζφηεξεο απφ κία ξνέο παθέησλ. ην RFC 1883 είρε νξηζηεί κε κεγαιχηεξν κέγεζνο, αιιά θαηφπηλ ηεο αχμεζεο ηνπ πεδίνπ θιάζεο κεηψζεθε ην κέγεζφο ηεο. Μήθνο παθέηνπ: Δίλαη έλαο αξηζκφο πνπ δειψλεη ην κήθνο ηνπ παθέηνπ ησλ δεδνκέλσλ δειαδή ηνπ παθέηνπ κεηά ην ηέινο ησλ επηθεθαιίδσλ (payload) ζε bytes. Πεξηιακβάλεη θαη ην κέγεζνο ησλ IPv6 header extensions πνπ ηπρφλ ππάξρνπλ. Δπόκελε επηθεθαιίδα: Αλαθέξεη πην πξσηφθνιιν ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ επηθεθαιίδα κεηά ην IPv6 παθέην. Δθηφο απφ ην λα αλαθέξεηαη ζε θάπνην αλψηεξνπ 89

90 επηπέδνπ πξσηφθνιιν φπσο ηα TCP θαη UDP, κπνξεί λα αλαθέξεη ηελ χπαξμε IPv6 extension headers. Hop limit: Κάζε θνξά πνπ έλαο θφκβνο πξνσζεί ην παθέην, κεηψλεη ην κέγεζνο ηνπ hop limit θαηά έλα. ηαλ απηφ κεδεληζηεί ην παθέην δηαγξάθεηαη απφ ην δίθηπν. Γελ είλαη απίζαλν λα θαηαξγεζεί απηφ ην πεδίν, κηαο θαη ε ηξέρνπζα αίζζεζε ζέιεη αληίζηνηρεο ιεηηνπξγίεο λα κεηαθεξζνχλ ζε πξσηφθνιια αλψηεξσλ επηπέδσλ. Γηεύζπλζε απνζηνιέα: Δίλαη ε IPv6 δηεχζπλζε ηνπ θφκβνπ πνπ δεκηνχξγεζε ην παθέην. Γηεύζπλζε παξαιήπηε: Δίλαη ε IPv6 δηεχζπλζε ηνπ ή ησλ θφκβσλ πνπ πξφθεηηαη λα παξαιάβνπλ ην παθέην. Μπνξεί λα είλαη δηεχζπλζε ηχπνπ unicast, multicast ή anycast. Δάλ ζην παθέην ππάξρεη θαη routing extension πνπ νξίδεη ην κνλνπάηη πνπ πξέπεη λα αθνινπζήζεη ην παθέην, ηφηε ε δηεχζπλζε πξννξηζκνχ κπνξεί λα είλαη έλαο απφ ηνπο ελδηάκεζνπο θφκβνπο αληί απηήο πνπ αλαθέξεηαη ζην πεδίν δηεχζπλζε παξαιήπηε. Hop-by-Hop Options Header: Απηή ε επηθεθαιίδα αθνινπζεί πάληα ηελ επηθεθαιίδα ηνπ IPv6 παθέηνπ. Πεξηιακβάλεη δεδνκέλα πνπ θάζε θφκβνο ζα πξέπεη λα επεμεξγαζηεί. Destination Options Header: Πεξηέρεη πιεξνθνξίεο πνπ ζα πξέπεη λα ειεγρζνχλ απφ ηνλ πξψην παξαιήπηε πνπ αλαθέξεηαη ζηε δηεχζπλζε πξννξηζκνχ θαη ζηηο δηεπζχλζεηο πνπ πεξηιακβάλνληαη ζην Routing Header. Routing Header: Αλαθέξνληαη νη δηάθνξνη θφκβνη πνπ ζα επηζθεθηεί ην παθέην θαηά ηε δηαδξνκή απφ ηνλ απνζηνιέα ζηνλ παξαιήπηε. Ο θάζε θφκβνο πνπ παξαιακβάλεη ην παθέην ειέγρεη πνηνο είλαη ν επφκελνο παξαιήπηεο ζηε ιίζηα θαη πξνσζεί ην παθέην ζ απηφλ. Fragment Header: Υξεζηκνπνηείηαη απφ ηνλ θφκβν απνζηνιέα πξνθεηκέλνπ λα κεηαδψζεη παθέηα κε κέγεζνο κεγαιχηεξν απφ ην κέγηζην επηηξεπφκελν κέγεζνο παθέηνπ (Path MTU) ζην κνλνπάηη απφ ηνλ απνζηνιέα ζηνλ παξαιήπηε. Authentication Header: Υξεζηκνπνηείηαη πξνθεηκέλνπ λα εμαζθαιηζηεί φηη ηα δεδνκέλα δελ έρνπλ αιιαρηεί θαηά ηε κεηάδνζε ηνπ παθέηνπ ζην κνλνπάηη απφ ηνλ απνζηνιέα ζηνλ παξαιήπηε. Ζ κέζνδνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα απηφ είλαη έλα θξππηνγξαθεκέλν checksum θάπνησλ απφ ηηο επηθεθαιίδεο ηνπ IPv6 θαη ησλ δεδνκέλσλ (payload). Encapsulating Security Payload Header:Πξφθεηηαη γηα ηελ ηειεπηαία επηθεθαιίδα πνπ κπνξεί λα ππάξμεη ζηε ζεηξά ησλ επηθεθαιίδσλ επέθηαζεο πνπ δελ έρεη θσδηθνπνηεζεί (αλ έρεη επηιεγεί απφ ηνλ θφκβν απνζηνιέα ε θσδηθνπνίεζε ησλ δεδνκέλσλ πνπ κεηαδίδεη). Υξεζηκνπνηείηαη πξνθεηκέλνπ λα δείμεη φηη νιφθιεξν ην παθέην έρεη θσδηθνπνηεζεί θαη παξέρεη πιεξνθνξία γηα ηνλ θφκβν παξαιήπηε γηα ηε δηαδηθαζία απνθξππηνγξάθεζεο. Destination Options Header: Αληηζηνηρεί ζην πεδίν IP Options ηνπ IPv4. Ο θφκβνο παξαιήπηεο επεμεξγάδεηαη απηήλ ηελ επηθεθαιίδα αθνχ παξαιάβεη ην παθέην. Πξνο ην παξφλ δε ρξεζηκνπνηείηαη θαζφινπ απηφ ην πεδίν θαη απιψο ζπκπιεξψλεηαη κε bits (padding). ιεο νη επηθεθαιίδεο ζην IPv6 έρνπλ ην ίδην κέγεζνο θαη ηελ ίδηα κνξθνπνίεζε. Ζ δηαθνξά ηνπο βξίζθεηαη ζην πεδίν πνπ αθνξά ηελ επφκελε επηθεθαιίδα. Ζ ζεηξά κε ηελ νπνία κπνξνχλ λα εκθαλίδνληαη νη επηθεθαιίδεο είλαη απζηεξά θαζνξηζκέλε. 90

91 Αιιαγέο ηωλ πεδίωλ ηεο επηθεθαιίδαο ηνπ IPv6 Οη ηέζζεξηο κεγάιεο αιιαγέο πνπ εηζήγαγε ην IPv6 ζηα πεδία ηεο επηθεθαιίδαο ελφο παθέηνπ αθνξνχλ: ηελ χπαξμε εηηθεηψλ ξνήο θαη πξνηεξαηφηεηαο ησλ παθέησλ (Flow Labels) ηελ χπαξμε θιάζεσλ θίλεζεο (Traffic Classes) ηελ αιιαγή ζηε θηινζνθία ηεο θαηάηκεζεο ηνπ παθέηνπ (Fragmentation) ηελ χπαξμε επηθεθαιίδσλ επέθηαζεο (Extension Headers) Εηηθέηεο ξνήο Οη πξνδηαγξαθέο ηνπ IPv4 πξνθεηκέλνπ λα πεηχρεη ζαλ πξσηφθνιιν ζε δίθηπν κεηαγσγήο παθέησλ ήηαλ λα κπνξεί θάζε παθέην λα βξίζθεη ην δηθφ ηνπ δξφκν πξνο ηνλ πξννξηζκφ, πξφθεηηαη δειαδή γηα πξσηφθνιιν ρσξίο ζχλδεζε. Σν πξνθαλέο πιενλέθηεκα είλαη φηη δχν παθέηα απφ ηνλ ίδην απνζηνιέα πξνο ηνλ ίδην παξαιήπηε κπνξνχλ λα αθνινπζήζνπλ δηαθνξεηηθά κνλνπάηηα κέρξη λα θαηαιήμνπλ ζηνλ θφκβν πξννξηζκφ. Απηφ απμάλεη ηελ επξσζηία ηνπ δηθηχνπ θαη ηελ επειημία ζε πεξίπησζε πνπ θάπνην απφ ηα κνλνπάηηα παξνπζηάζεη πξφβιεκα ιεηηνπξγίαο. Παξ φια απηά ε αληηκεηψπηζε απηή δελ είλαη απνδνηηθή, εηδηθά ζηελ πεξίπησζε πνπ ηα παθέηα δελ είλαη απηφλνκα αιιά πξφθεηηαη γηα ηκήκαηα απφ κία ξνή δεδνκέλσλ κεηαμχ εθαξκνγψλ. Σφηε ν θάζε δξνκνινγεηήο ζην κνλνπάηη απνζηνιέαο παξαιήπηεο ζα πξέπεη λα επεμεξγάδεηαη απηφ ην παθέην εηζάγνληαο επηπιένλ θαζπζηέξεζε πνπ είλαη γλσζηή ζαλ latency. Απηή ε θαζπζηέξεζε δε δεκηνπξγνχζε πξνβιήκαηα ζε παξαδνζηαθέο εθαξκνγέο φπσο ην ftp, ην θιπ αιιά ζηηο λέεο πξνεγκέλεο ππεξεζίεο πνπ απαηηνχλ κεηαθνξά αιιειεπηδξαζηηθνχ ήρνπ θαη θηλνχκελεο εηθφλαο θάηη ηέηνην επεξεάδεη ζεκαληηθά ηελ απφδνζή ηνπο. Έλα αθφκε πξφβιεκα ηεο θηινζνθίαο απηήο ηνπ IPv4 είλαη ε αδπλακία λα δξνκνινγεζεί ζπγθεθξηκέλνο ηχπνο θίλεζεο ζε κνλνπάηηα πνπ ην θφζηνο ηνπο είλαη ρακειφ. Γηα παξάδεηγκα ε κεηαθνξά παθέησλ ειεθηξνληθνχ ηαρπδξνκείνπ πνπ δελ είλαη εθαξκνγή πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ θαη κπνξεί λα γίλεη ζην παξαζθήλην ζα κπνξνχζε λα γίλεη πάλσ απφ κία ζχλδεζε ρακειήο ηαρχηεηαο άξα θαη θφζηνπο, αθηεξψλνληαο έηζη ηηο ζπλδέζεηο πςειψλ ηαρπηήησλ (πνπ έρνπλ θαη κεγάιν θφζηνο) ζε εθαξκνγέο πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ. ην IPv6 απηφ ην πξφβιεκα έρεη αληηκεησπηζηεί θαη κία ξνή παθέησλ κε ίδηνπο απνζηνιέα θαη παξαιήπηε ζεσξείηαη φηη αλήθνπλ ζηελ ίδηα ξνή θαη θπζηθά έρνπλ ηελ ίδηα ηηκή ζην πεδίν ηεο εηηθέηαο ξνήο θαη πξνηεξαηφηεηαο. Κιάζε θίλεζεο ηελ πξψηε έθδνζε ηνπ IPv6 ζην RFC 1883 ππήξρε νξηζκέλν έλα πεδίν πξνηεξαηφηεηαο ηεζζάξσλ bits φπνπ κπνξνχλ λα νξηζηνχλ δεθαέμη δηαθνξεηηθέο θιάζεηο πξνηεξαηφηεηαο. Αξγφηεξα ην πεδίν απηφ κεηνλνκάζηεθε ζε θιάζε θίλεζεο κε ζπλνιηθφ κέγεζνο έλα byte. Ζ αθξηβήο ρξήζε απηνχ ηνπ πεδίνπ δελ έρεη αθφκα θαζνξηζηεί. Ο ζηφρνο ηεο χπαξμεο θαη ρξήζεο απηνχ ηνπ πεδίνπ είλαη λα επηηξέπεη ζηνπο θφκβνπο απνζηνιείο θαη ζηνπο δξνκνινγεηέο λα καξθάξνπλ ηα παθέηα πνπ επηζπκνχλ λα έρνπλ δηαθνξεηηθή επεμεξγαζία απφ ηε ζπλήζε. Να έρνπλ δειαδή εηδηθή επεμεξγαζία φζνλ αθνξά ην 91

92 θφζηνο, ην εχξνο δψλεο θαη ην ρξφλν latency ή θαη θάπνηα άιια ραξαθηεξηζηηθά ησλ ζπλδέζεσλ πάλσ απφ ηηο νπνίεο δξνκνινγνχληαη. Καηάηκεζε παθέηωλ πσο πξναλαθέξζεθε ζην IPv6 ε θαηάηκεζε ησλ παθέησλ επηηξέπεηαη κφλν κεηαμχ ηνπ θφκβνπ απνζηνιέα θαη ηνπ θφκβνπ παξαιήπηε, απινπνηψληαο έηζη ηελ επηθεθαιίδα ηνπ παθέηνπ θαη κεηψλνληαο ην ρξφλν δξνκνιφγεζεο. Ζ δπλαηφηεηα λα γίλεηαη θαηάηκεζε ησλ παθέησλ ζην IPv4 απφ νπνηνλδήπνηε θφκβν ηνπ κνλνπαηηνχ είλαη ηδηαίηεξα επηδήκηα γηαηί πηζαλά είλαη κία δηαδηθαζία πνπ ζα πξέπεη λα γίλεη αξθεηέο θνξέο θαζψο επίζεο ε απψιεηα ελφο ηκήκαηνο (fragment) ηνπ παθέηνπ ζπλεπάγεηαη επαλάιεςε φισλ ησλ ηκεκάησλ. Γηα παξάδεηγκα έζησ ζην IPv4 έλαο θφκβνο κεηαδίδεη έλα παθέην κεγέζνπο 1500 bytes πξνο έλαλ παξαιήπηε ζην Γηαδίθηπν. Σν παθέην κεηαδίδεηαη πάλσ απφ ην ηνπηθφ δίθηπν Ethernet πξνο ην δξνκνινγεηή ηνπ δηθηχνπ. Ο δξνκνινγεηήο απηφο ην δξνκνινγεί πάλσ απφ ηε ζεηξηαθή ηνπ ζχλδεζε κε ηνλ παξνρέα Γηαδηθηχνπ. ε θάπνηνλ ελδηάκεζν θφκβν ηεο δηαδξνκήο δηαπηζηψλεηαη φηη θάπνηα δηθηπαθή ζχλδεζε δελ κπνξεί λα ρεηξηζηεί παθέηα απηνχ ηνπ κεγέζνπο. Σφηε ν δξνκνινγεηήο πνπ έρεη απηήλ ηε δηθηπαθή ζχλδεζε ζα «ζπάζεη» ην παθέην ζε κηθξφηεξα αλάινγα κε ην κέγηζην κέγεζνο παθέηνπ (Maximum Transmission Unit MTU) γηα ηε ζπγθεθξηκέλε δηθηπαθή ζχλδεζε. Έζησ φηη ην MTU είλαη ζηε ζπγθεθξηκέλε πεξίπησζε 1280 bytes, νπφηε ν δξνκνινγεηήο δεκηνπξγεί δχν παθέηα, έλα κε κέγεζνο 1260 bytes (θαη 20 bytes ηεο επηθεθαιίδαο = 1280 bytes) θαη έλα κεγέζνπο 240 bytes (θαη 20 bytes ηεο επηθεθαιίδαο = 260 bytes).απηή ε δηαδηθαζία ζα επαλαιεθζεί φζεο θνξέο ρξεηαζηεί θαη ν θφκβνο παξαιήπηεο ζα ελψζεη ηα δηαθνξεηηθά ηκήκαηα γηα λα θηηάμεη ην παθέην. Απηφ αξρηθά ζεσξήζεθε ζαλ πιενλέθηεκα ηνπ ζρεδηαζκνχ ηνπ IPv4. κσο ζέηεη ζεκαληηθά ζέκαηα απφδνζεο ζηνπο δξνκνινγεηέο θαζψο ε δηαδηθαζία ζηνηρίδεη αξθεηά ηφζν ζε επεμεξγαζία φζν θαη ζε ρξφλν. Γηα λα ιπζεί απηφ ην πξφβιεκα ζα πξέπεη λα είλαη εθ ησλ πξνηέξσλ γλσζηφ ην MTU ηνπ κνλνπαηηνχ). Γχν είλαη νη ιχζεηο ζε απηφ ην πξφβιεκα. Ζ κία πνπ ρξεζηκνπνηείηαη θαη ζην IPv4 είλαη ν δξνκνινγεηήο λα ζηέιλεη έλα παθέην κε κέγεζνο φζν είλαη ην MTU ηεο ζχλδεζήο ηνπ ζηνλ παξαιήπηε. Δάλ θάπνηα ζηηγκή απηφ ην παθέην πξέπεη λα «ζπάζεη» ηφηε κε ρξήζε ηνπ πξσηφθνιιν Internet Control Message Protocol (ICMP) ν δξνκνινγεηήο πνπ έρεη ην πξφβιεκα ζα ελεκεξψζεη ηνλ αξρηθφ δξνκνινγεηή γηα ην δηθφ ηνπ MTU. Ζ δηαδηθαζία επαλαιακβάλεηαη κέρξη λα βξεζεί ην MTU ηνπ κνλνπαηηνχ. Ζ ηερληθή απηή ιέγεηαη Path MTU Discovery. Ζ άιιε ηερληθή είλαη λα ππάξρεη έλα ειάρηζην κέγεζνο MTU πνπ λα πξέπεη λα ππνζηεξίδεηαη απφ φια ηα είδε ζπλδέζεσλ. Σν IPv6 ππνζηεξίδεη θαη ηηο δχν ιχζεηο. Αξρηθά κάιηζηα ην ειάρηζην MTU ήηαλ 576 bytes, αξγφηεξα έγηλε 1500 θαη θαηφπηλ Ο ιφγνο ησλ αιιαγψλ είλαη φηη ην ειάρηζην MTU νπζηαζηηθά νξίδεη πνηεο ηερλνινγίεο ζα εγθαηαιείπνληαλ ελψ παξάιιεια είλαη θαη έλαο απφ ηνπο παξάγνληεο πνπ επεξεάδεη ηελ απφδνζε ελφο δηθηχνπ. Γηα λα αληηκεησπίζεη απηφ ην πξφβιεκα ην IPv6 νξίδεη φηη φινη νη IPv6 θφκβνη πξέπεη λα πινπνηνχλ ηελ ηερληθή ηνπ Path MTU Discovery. Με ρξήζε ηνπ Don t Fragment bit ζα αλαγθάδνληαη νη ελδηάκεζνη δξνκνινγεηέο λα επηζηξέθνπλ ICMP κελχκαηα ιάζνπο αλαθέξνληαο φηη ην κέγεζνο ηνπ παθέηνπ είλαη κεγάιν. Οη θφκβνη πνπ δε ζα ρξεζηκνπνηνχλ απηήλ ηελ ηερληθή ζα πξέπεη λα ρξεζηκνπνηνχλ ην ειάρηζην κέγεζνο γηα ην MTU. 92

93 Οη επηθεθαιίδεο επέθηαζεο ην IPv4 ην πξφβιεκα κε ην πεδίν IP Options είλαη φηη επεηδή αιιάδεη ε κνξθή ησλ επηθεθαιίδσλ ζα πξέπεη λα αληηκεησπίδνληαη ζαλ εηδηθέο πεξηπηψζεηο απφ ηνπο δξνκνινγεηέο. Οη δξνκνινγεηέο φκσο ζα πξέπεη λα είλαη βέιηηζηνη γηα ηα ζπλήζε παθέηα θαη άξα ηα IPv4 ρεηξίδνληαη ζαλ εηδηθέο πεξηπηψζεηο πνπ αθήλνληαη λα εμεηαζηνχλ αξγφηεξα. Οη επηθεθαιίδεο επέθηαζεο ζην IPv6 αληηκεησπίδνπλ απηφ ην πξφβιεκα γηαηί έρνπλ κεηαθεξζεί απφ ην θνκκάηη ηεο επηθεθαιίδαο ηνπ παθέηνπ ζην θνκκάηη ησλ δεδνκέλσλ ηνπ παθέηνπ (payload). Έηζη αλαγθάδνπλ ηνπο δξνκνινγεηέο λα αληηκεησπίδνπλ ην ίδην άκεζα έλα παθέην κε options θαη έλα παθέην ρσξίο options. Δμαίξεζε ζε απηφ απνηεινχλ νη Hop By Hop options πνπ ζα πξέπεη λα επεμεξγάδνληαη απφ φινπο ηνπο ελδηάκεζνπο δξνκνινγεηέο. 93

94

95 Κ Δ Φ Α Λ Α Η Ο 4: Μ Δ Σ Α Γ Χ Γ Ζ 95

96

97 4. Μεηαγσγή 4.1. ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΚΤΚΛΧΜΑΣΟ Ζ κεηαγσγή θπθιψκαηνο ρξεζηκνπνηείηαη ζε δεκφζηα ηειεθσληθά δίθηπα θαη απνηειεί ηε βάζε γηα ηδησηηθά δίθηπα πνπ ζηεξίδνληαη ζε ελνηθηαδφκελεο γξακκέο θαη ρξεζηκνπνηψ θπθιψκαηα κεηαγσγήο. Ζ κεηαγσγή θπθιψκαηνο αλαπηχρζεθε γηα ην ρεηξηζκφ θίλεζεο θσλήο θαζψο επίζεο θαη γηα ηα δεδνκέλα, αλ θαη ε ηειεπηαία ρξήζε είλαη ζπρλά αλαπνηειεζκαηηθή. Με ηε κεηαγσγή θπθιψκαηνο, απνθαζίζηαηαη έλα απνθιεηζηηθφ κνλνπάηη επηθνηλσλίαο αλάκεζα ζε δπν ζηαζκνχο. Οη πφξνη κεηαγσγήο θαη κεηάδνζεο εζσηεξηθά ηνπ δηθηχνπ θπιάζζνληαη γηα απνθιεηζηηθή ρξήζε απφ ην θχθισκα γηα φιε ηε δηάξθεηα ηεο ζχλδεζεο. Ζ ζχλδεζε είλαη δηαθαλήο: ηαλ απνθαηαζηαζεί, εκθαλίδεηαη ζηηο ζπλδεδεκέλεο ζπζθεπέο α λα ππάξρεη κηα άκεζε ζχλδεζε. Αξθεηέο ζεκαληηθέο πιεπξέο ησλ δηθηχσλ κεηαγσγήο έρνπλ αιιάμεη δξακαηηθά σο επαθφινπζν ηεο απμαλφκελε πνιππινθφηεηαο θαη ςεθηνπνίεζεο ησλ δεκφζησλ ηειεπηθνηλσληαθψλ δηθηχσλ. Απιά ηεξαξρηθά ζρήκαηα δξνκνιφγεζεο έρνπλ αληηθαηαζηαζεί απφ πην ιεηηνπξγηθά θαη ηζρπξά κε ηεξαξρηθά ζρήκαηα. Απηφ αληαλαθιά κηα αληίζηνηρε αιιαγή ζηελ ππνθείκελε αξρηηεθηνληθή, ε νπνία νδεγεί ζε απμαλφκελε απνηειεζκαηηθφηεηα θαη πξνζαξκνζηηθφηεηα. Απιέο κέζνδνη ειέγρνπ ζήκαηνο κεκνλσκέλνπ θαλαιηνχ έρνπλ αληηθαηαζηαζεί απφ πην πνιχπινθεο θαη πςειφηεξσλ ηαρπηήησλ ζεκαηνδνζίεο θνηλνχ θαλαιηνχ Γίθηπα Μεηαγσγήο Γηα ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ πέξα απφ κηα ηνπηθή πεξηνρή, ε επηθνηλσλία ζπλήζσο επηηπγράλεηαη κε ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ απφ ηελ πεγή ζηνλ πξννξηζκφ κέζσ ελφο δηθηχνπ κε ελδηάκεζνπο θφκβνπο κεηαγσγήο. Οη ζηαζκνί κπνξεί λα είλαη ππνινγηζηέο, ηεξκαηηθά, ηειέθσλα ή άιιεο ζπζθεπέο. Οη ζπζθεπέο κεηαγσγήο πνπ έρνπλ σο ζθνπφ ηελ παξνρή επηθνηλσλίαο αλαθέξνληαη σο θφκβνη. Οη θφκβνη είλαη ζπλδεδεκέλνη ν έλαο κε ηνλ άιιν κε θάπνηα ηνπνινγία πνπ απνηειείηαη απφ δεχμεηο κεηάδνζεο. Κάζε ζηαζκφο ζπλδέεηαη ζε έλα θφκβν θαη ην ζχλνιν ησλ θφκβσλ αλαθέξεηαη σο δίθηπν επηθνηλσληψλ. Οη ηχπνη ησλ δηθηχσλ πνπ αλαθέξνληαη εδψ νλνκάδνληαη δίθηπα επηθνηλσληψλ κεηαγσγήο. Ζ κεηαγσγή ησλ δεδνκέλσλ γίλεηαη απφ θφκβν ζε θφκβν, άμηα πξνζνρήο είλαη φκσο ηα παξαθάησ: Οη θφκβνη είλαη δπλαηφ λα ζπλδένληαη είηε κε άιινπο θφκβνπο είηε κε ζηαζκνχο, φπνπ εθηφο απφ ιεηηνπξγίεο κεηαγσγήο πξαγκαηνπνηνχλ θαη παξάδνζε δεδνκέλσλ. Οη δεχμεηο ζε θφκβνπο είλαη ζπλήζσο πνιππιεγκέλεο, φπνπ ρξεζηκνπνηνχλ είηε πνιππιεμία δηαίξεζεο ζπρλφηεηαο (FDM) είηε πνιππιεμία δηαίξεζεο ρξφλνπ (TDM). πλήζσο δελ είλαη φινη νη θφκβνη ζπλδεδεκέλνη κεηαμχ ηνπο, αιιά είλαη επηζπκεηφ λα ππάξρνπλ πεξηζζφηεξα ηνπ ελφο κνλνπάηηα δηθηχνπ γηα θάζε δεχγνο ζηαζκψλ. 97

98 Γίθηπα κεηαγσγήο θπθιώκαηνο Ζ επηθνηλσλία κέζσ κεηαγσγήο θπθιψκαηνο ππνλνεί φηη ππάξρεη έλα απνθιεηζηηθφ επηθνηλσληαθφ κνλνπάηη αλάκεζα ζε δχν ζηαζκνχο. Απηφ ην κνλνπάηη είλαη κηα αθνινπζία απφ δεχμεηο αλάκεζα ζε θφκβνπο ηνπ δηθηχνπ. ε θάζε θπζηθή δεχμε αθηεξψλεηαη ζηε ζχλδεζε έλα θπζηθφ θαλάιη. Ζ επηθνηλσλία κέζσ θπθιψκαηνο πεξηιακβάλεη ηξεηο θάζεηο: Δηθόλα 25: Παξάδεηγκα ύλδεζεο ζε Public Circuit-Switching Network Απνθαηάζηαζε θπθιψκαηνο:πξηλ κεηαδνζεί έλα νπνηνδήπνηε ζήκα,πξέπεη λα απνθαηαζηαζεί έλα θχθισκα απφ άθξν ζε άθξν. Γηα παξάδεηγκα, ν ζηαζκφο Α ζηέιλεη κηα αίηεζε ζηνλ θφκβν 4, δεηψληαο κηα ζχλδεζε κε ην ζηαζκφ Δ. Ζ δεχμε απφ ηνλ Α ζηνλ 4 είλαη κηα απνθιεηζηηθή γξακκή, έηζη έλα κέξνο ηεο ζχλδεζεο ππάξρεη ήδε Ο θφκβνο 4 πξέπεη λα βξεη ην επφκελν ζθέινο ηεο δηαδξνκήο πνπ νδεγεί ζηνλ θφκβν 6. Βαζηζκέλνο ζε πιεξνθνξίεο δξνκνιφγεζεο θαη κεηξήζεηο δηαζεζηκφηεηαο θαη ίζσο θφζηνπο, ν θφκβνο 4 επηιέγεη ηε δεχμε πξνο ηνλ θφκβν 5, πξνζδηνξίδεη έλα ειεχζεξν θαλάιη (ρξεζηκνπνηψληαο FDM ή TDM) ζε απηή ηε δεχμε θαη ζηέιλεη έλα κήλπκα δεηψληαο ζχλδεζε κε ην Δ. Μέρξη ηψξα, έρεη απνθαηαζηαζεί έλα απνθιεηζηηθφ κνλνπάηη απφ ηνλ Α κέζσ ηνπ 4 ζηνλ 5. Δπεηδή ζηνλ 4 κπνξεί λα ζπλδεζεί έλαο αξηζκφο απφ ζηαζκνχο, ζα πξέπεη λα είλαη ηθαλφο λα απνθαζηζηά εζσηεξηθά κνλνπάηηα απφ πνιιαπινχο ζηαζκνχο ζε πνιιαπινχο θφκβνπο. Σν ππφινηπν ηεο δηαδηθαζίαο εθηειείηαη παξφκνηα. Ο θφκβνο 5 αθηεξψλεη έλα θαλάιη ζηνλ θφκβν 6 θαη εζσηεξηθά δεζκεχεη απηφ ην θαλάιη ζην θαλάιη πνπ πξνέξρεηαη απφ ηνλ θφκβν 4. Ο θφκβνο 6 νινθιεξψλεη ηελ ζχλδεζε κε ην Δ. ηαλ νινθιεξσζεί ε ζχλδεζε, γίλεηαη έλαο έιεγρνο γηα λα πξνζδηνξηζηεί αλ ν Δ είλαη απαζρνιεκέλνο ή είλαη έηνηκνο λα απνδερηεί ηε ζχλδεζε. Μεηαθνξά δεδνκέλσλ:ε απηή ηε θάζε κπνξεί λα κεηαδνζεί πιεξνθνξία απφ ην Α κέζσ ηνπ δηθηχνπ ζηνλ Δ. Σα δεδνκέλα κπνξνχλ λα είλαη αλαινγηθά ή ςεθηαθά, θάηη πνπ εμαξηάηαη απφ ηε θχζε ηνπ δηθηχνπ. Καζψο νη ηειεπηθνηλσληαθνί θνξείο έρνπλ αλαπηχμεη πιήξσο ςεθηαθά δίθηπα, ε ρξήζε ςεθηαθήο κεηάδνζεο ηφζν θσλήο φζν θαη γηα δεδνκέλα γίλεηαη ε θπξίαξρε ηαθηηθή. Σν κνλνπάηη ηψξα είλαη:δεχμε Α-4 (εζσηεξηθή κεηαγσγή κέζσ ηνπ 4), θαλάιη 4-5 (εζσηεξηθή κεηαγσγή κέζσ ηνπ 5),θαλάιη 5-6 (εζσηεξηθή κεηαγσγή κέζσ 6), δεχμε 6-Δ. Γεληθά ε ζχλδεζε είλαη ακθίδξνκε. 98

99 Απνζχλδεζε θπθιψκαηνο: Έπεηηα απφ θάπνηα πεξίνδν κεηαθνξάο δεδνκέλσλ ε ζχλδεζε ηεξκαηίδεηαη, ζπλήζσο κε πξσηνβνπιία ηνπ ελφο απφ ηνπο δχν ζηαζκνχο. Πξέπεη λα ζηαινχλ ζήκαηα ζηνπο θφκβνπο 4,5 θαη 6 γηα λα ειεπζεξψζνπλ ηνπο απνθιεηζηηθνχο πξνο ρξήζε πφξνπο. εκεηψλεηαη φηη ην κνλνπάηη ζχλδεζεο απνθαζίζηαηαη πξηλ αξρίζεη ε κεηαθνξά δεδνκέλσλ. Έηζη, πξέπεη λα δεζκεπζεί ρσξεηηθφηεηα θαλαιηνχ αλάκεζα ζε θάζε δεχγνο θφκβσλ ηνπ κνλνπαηηνχ θαη θάζε θφκβνο πξέπεη λα έρεη δηαζέζηκε εζσηεξηθή ρσξεηηθφηεηα κεηαγσγήο γηα λα ρεηξηζηεί ηελ αηηνχκελε ζχλδεζε. Οη κεηαγσγείο πξέπεη λα έρνπλ ηελ λνεκνζχλε λα θάλνπλ απηνχο ηνπο θαηακεξηζκνχο θαη λα επηλννχλ κία δηαδξνκή κέζσ ηνπ δηθηχνπ. Ζ κεηαγσγή θπθιψκαηνο κπνξεί λα έρεη ζρεηηθά ρακειή απφδνζε. Ζ ρσξεηηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ είλαη θαηεηιεκκέλε γηα φιε ηε δηάξθεηα ηε ζχλδεζεο, αθφκα θαη δελ κεηαθέξνληαη θαζφινπ δεδνκέλα. Γηα κία ζχλδεζε θσλήο, ν βαζκφο ρξήζεο κπνξεί λα είλαη αξθεηά πςειφο, αιιά δελ πιεζηάδεη ην 100%. Γηα κηα ζχλδεζε ηεξκαηηθνχππνινγηζηή, ε ρσξεηηθφηεηα κπνξεί λα κελ ρξεζηκνπνηείηαη θαηά ην κεγαιχηεξν ρξνληθφ δηάζηεκα ηεο ζχλδεζεο. Απφ πιεπξάο απφδνζεο,ππάξρεη κηα θαζπζηέξεζε πξηλ ηε κεηαθνξά ζήκαηνο γηα ηελ απνθαηάζηαζε ηεο θιήζεο. Χζηφζν, φηαλ απνθαηαζηαζεί ην θχθισκα, ην δίθηπν είλαη νπζηαζηηθά δηάθαλν ζηνπο ρξήζηεο. Ζ πιεξνθνξία κεηαδίδεηαη κε ζηαζεξφ ξπζκφ δεδνκέλσλ ρσξίο άιιε θαζπζηέξεζε, εθηφο απφ ηελ θαζπζηέξεζε δηάδνζεο (propagation delay) κέζσ ησλ δεχμεσλ κεηάδνζεο. Ο βαζηθφο ζθνπφο γηα ηνλ νπνίν αλαπηχρζεθε ε κεηαγσγή θπθιψκαηνο ήηαλ ν ρεηξηζκφο θαη ε κεηάδνζε θσλήο, ζήκεξα φκσο ρξεζηκνπνηείηαη θαη γηα κεηάδνζε δεδνκέλσλ. Έλα παξάδεηγκα δηθηχνπ κεηαγσγήο θπθιψκαηνο απνηειεί ην δεκφζην ηειεθσληθφ δίθηπν. Σν δίθηπν απηφ απνηειείηαη απφ δηαζπλδεδεκέλα εζληθά δίθηπα ηα νπνία απνηεινχλ κηα δηεζλή ππεξεζία. Ζ αξρηθή ηνπ ζρεδίαζε ήηαλ γηα ηελ εμππεξέηεζε αλαινγηθψλ ηειεθψλσλ, ζηελ πξαγκαηηθφηεηα ρεηξίδεηαη θαη θίλεζε δεδνκέλσλ κέζσ modem θαη βαζκηαία κεηαηξέπεηαη ζε ςεθηαθφ δίθηπν. Δπίζεο γλσζηή εθαξκνγή κεηαγσγήο θπθιψκαηνο είλαη ην ηδησηηθφ ηειεθσληθφ θέληξν (private branch exchange-pbx) πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε δηαζχλδεζε ηειεθψλσλ κέζα ζε έλα θηήξην ή γξαθείν. Ζ κεηαγσγή θπθιψκαηνο ρξεζηκνπνηείηαη ζε ηδησηηθά δίθηπα, φπνπ κηα εηαηξεία ή έλαο κεγάινο νξγαληζκφο θαηαζθεπάδεη έλα ηέηνην δίθηπν γηα ηε ζχλδεζε δηαθνξεηηθψλ πεξηνρψλ. Σέηνηα δίθηπα απνηεινχληαη απφ ζπζηήκαηα PBX ηα νπνία δηαζπλδένληαη κε ελνηθηαδφκελεο γξακκέο πνπ παξέρνληαη απφ ηνπο αληίζηνηρνπο ηειεπηθνηλσληαθνχο θνξείο (π.ρ. ΟΣΔ) Αξρέο κεηαγσγήο θπθιώκαηνο Ζ ηερλνινγία ηεο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο κπνξεί λα πξνζεγγηζζεί θαιχηεξα κε ηελ εμέηαζε ηεο ιεηηνπξγίαο ελφο θφκβνπ κεηαγσγήο θπθιψκαηνο. Έλα δίθηπν, ην νπνίν είλαη θηηζκέλν γχξσ απφ έλαλ θφκβν κεηαγσγήο θπθιψκαηνο, απνηειείηαη απφ έλα ζχλνιν απφ ζηαζκνχο ζπλδεδεκέλνπο κε κηα θεληξηθή κνλάδα κεηαγσγήο. Ο θεληξηθφο κεηαγσγέαο απνθαζηζηά έλα απνθιεηζηηθφ κνλνπάηη αλάκεζα ζε νπνηεζδήπνηε δχν ζπζθεπέο πνπ επηζπκνχλ λα επηθνηλσλήζνπλ. 99

100 Δηθόλα 26: ηνηρεία ελόο Circuit-Switch Κόκβνπ Ζ θαξδηά ελφο κνληέξλνπ ζπζηήκαηνο είλαη έλαο ςεθηαθφο κεηαγσγέαο. Ζ ιεηηνπξγία ηνπ ςεθηαθνχ κεηαγσγέα είλαη λα παξέρεη έλα δηάθαλν κνλνπάηη ζήκαηνο αλάκεζα ζε νπνηνδήπνηε δεχγνο ζπλδεδεκέλσλ ζπζθεπψλ. Σν κνλνπάηη είλαη δηάθαλν απφ ηελ άπνςε φηη ζην ζπλδεδεκέλν δεχγνο ζπζθεπψλ εκθαλίδεηαη κηα άκεζε ζχλδεζε αλάκεζά ηνπο, ε νπνία επηηξέπεη ακθίδξνκε κεηάδνζε. Σν ζηνηρείν δηεπαθή δηθηχνπ αλαπαξηζηά ηηο ιεηηνπξγίεο θαη ην πιηθφ πνπ ρξεηάδεηαη γηα ηε ζχλδεζε ςεθηαθψλ ζπζθεπψλ, φπσο ζπζθεπέο επεμεξγαζίαο δεδνκέλσλ θαη ςεθηαθά ηειέθσλα, κε ην δίθηπν. Μπνξνχλ επίζεο λα ζπλδεζνχλ αλαινγηθά ηειέθσλα,αλ ε δηεπαθή δηθηχνπ πεξηέρεη ηε ινγηθή γηα κεηαηξνπή ζε ςεθηαθά ζήκαηα. Σειεπηθνηλσληαθνί δίαπινη απφ άιινπ ςεθηαθνχο κεηαγσγείο κεηαθέξνπλ ζήκαηα TDM θαη παξέρνπλ ηηο δεχμεηο γηα ηελ θαηαζθεπή δηθηχσλ πνιιαπιψλ θφκβσλ. Ζ κνλάδα ειέγρνπ εθηειεί ηξεηο γεληθέο δηεξγαζίεο. Πξψηνλ, απνθαζηζηά ζπλδέζεηο. Απηφ ζπλήζσο γίλεηαη θαηά απαίηεζε, κεηά απφ αίηεζε κηαο ζπλδεδεκέλεο ζπζθεπήο. Γηα λα απνθαηαζηαζεί ε ζχλδεζε,ε κνλάδα ειέγρνπ πξέπεη λα επεμεξγαζηεί θαη λα επηβεβαίσζε ηε αίηεζε, λα πξνζδηνξίζεη αλ ν επηζπκεηφο πξννξηζκφο είλαη ειεχζεξνο θαη λα δεκηνπξγήζεη έλα κνλνπάηη κέζσ ηνπ κεηαγσγέα. Γεχηεξνλ, ε κνλάδα ειέγρνπ πξέπεη λα ζπληεξήζεη ηε ζχλδεζε. Δπεηδή ν ςεθηαθφο κεηαγσγέαο ρξεζηκνπνηεί δηαίξεζε ρξφλνπ, απηφ κπνξεί λα απαηηεί ζπλερείο ρεηξηζκνχο απφ ηα ζηνηρεία κεηαγσγήο. Χζηφζν ηα bit ηεο επηθνηλσλίαο κεηαθέξνληαη κε δηάθαλν ηξφπν (απφ ηελ νπηηθή γσλία ησλ ζπλδεδεκέλσλ ζπζθεπψλ).σξίηνλ, ε κνλάδα ειέγρνπ πξέπεη λα δηαθφςεη ηε ζχλδεζε, είηε ζε απάληεζε κηαο αίηεζεο ελφο εθ ησλ ζπκκεηερφλησλ, είηε γηα δηθνχο ηεο ιφγνπο. Έλα ζεκαληηθφ ραξαθηεξηζηηθφ κηαο ζπζθεπήο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο είλαη θαηά πφζν απηή είλαη κπινθαξηζκέλε ή φρη. Μπινθάξηζκα έρνπκε, φηαλ ην δίθηπν δελ είλαη ηθαλφ λα ζπλδέζεη δχν ζηαζκνχο επεηδή φια ηα πηζαλά κνλνπάηηα αλάκεζά ηνπο είλαη ήδε ζε ρξήζε. Έλα κπινθαξηζκέλν δίθηπν είλαη έλα δίθηπν ζην νπνίν κπνξεί λα εκθαληζηεί απηφ ην θαηλφκελν. Αληίζεηα, έλα κε κπινθαξηζκέλν επηηξέπεη ζε φινπο 100

101 ηνπο ζηαζκνχο λα ζπλδένληαη ακέζσο θαη κεηαβηβάδεη φιεο ηηο πηζαλέο αηηήζεηο ζχλδεζεο, φηαλ ε θαινχκελε πιεπξά είλαη ειεχζεξε. ηαλ έλα δίθηπν ππνζηεξίδεη κφλν θίλεζε θσλήο κία θαηάζηαζε κπινθαξίζκαηνο είλαη γεληθά απνδεθηή, επεηδή είλαη αλακελφκελν φηη νη πεξηζζφηεξεο ηειεθσληθέο θιήζεηο είλαη ζχληνκεο θαη επνκέλσο κφλν έλα θιάζκα ησλ ηειεθψλσλ ζα είλαη απαζρνιεκέλν θάζε ζηηγκή. Χζηφζν, φηαλ εκπιέθνληαη ζπζθεπέο επεμεξγαζίαο δεδνκέλσλ, απηέο νη ππνζέζεηο κπνξεί λα κελ ηζρχνπλ. Γηα παξάδεηγκα, γηα κηα εθαξκνγή εηζαγσγήο δεδνκέλσλ, έλα ηεξκαηηθφ κπνξεί λα είλαη ζπλερψο ζπλδεδεκέλν ζε έλα ππνινγηζηή γηα ψξεο θάζε θνξά. Γη απηφ γηα εθαξκνγέο δεδνκέλσλ ππάξρεη ε απαίηεζε γηα κε κπινθαξηζκέλε ή ζρεδφλ κε κπινθαξηζκέλε (πνιχ ρακειή πηζαλφηεηα κπινθαξίζκαηνο) θαηάζηαζε. Μεηαγωγή δηαίξεζεο Φώξνπ Ζ κεηαγσγή δηαίξεζεο ρψξνπ αξρηθά αλαπηχρζεθε γηα αλαινγηθφ πεξηβάιινλ θαη ζηε ζπλέρεηα επηθξάηεζε θαη ζην ςεθηαθφ. Οη βαζηθέο αξρέο είλαη νη ίδηεο, ν κεηαγσγέαο ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα κεηαθέξεη, είηε αλαινγηθά, είηε ςεθηαθά ζήκαηα. πσο ππνδειψλεη ην φλνκά ηνπ, έλαο κεηαγσγέαο δηαίξεζεο ρψξνπ είλαη έλαο κεηαγσγέαο ζηνλ νπνίν ηα κνλνπάηηα ησλ ζεκάησλ είλαη θπζηθά απνκαθξπζκέλα ην έλα απφ ην άιιν. Κάζε ζχλδεζε απαηηεί ηελ απνθαηάζηαζε ελφο θπζηθνχ κνλνπαηηνχ κέζσ ηνπ κεηαγσγέα πνπ έρεη αθηεξσζεί απνθιεηζηηθά ζηελ κεηαθνξά ζεκάησλ αλάκεζα ζηα δχν ηεξκαηηθά ζεκεία. Ζ βαζηθή δνκηθή κνλάδα ηνπ κεηαγσγέα είλαη κηα κεηαιιηθή δηαζηαχξσζε ή κηα πχιε εκηαγσγνχ πνπ κπνξεί λα ελεξγνπνηεζεί θαη λα απελεξγνπνηεζεί απφ κηα κνλάδα ειέγρνπ. Δηθόλα 27: Space-Division Switch ηελ Δηθφλα 27 παξνπζηάδεηαη έλαο ξαβδεπαθηθφο πίλαθαο κε 10 I/O γξακκέο. Ο πίλαθαο έρεη 10 εηζφδνπο θαη 10 εμφδνπο. Κάζε ζηαζκφο ζπλδέεηαη κε ηνλ πίλαθα κέζσ κίαο γξακκήο εηζφδνπ θαη κηαο γξακκήο εμφδνπ. Ζ δηαζχλδεζε αλάκεζα ζε δπν νπνηεζδήπνηε γξακκέο είλαη κία πηζαλή ελεξγνπνίεζε ηεο θαηάιιειεο δηαζηαχξσζεο. Ο ξαβδεπαθηθφο κεηαγσγέαο έρεη θάπνηνπο πεξηνξηζκνχο: Ο αξηζκφο ησλ δηαζηαπξψζεσλ απμάλεη θαηά ην ηεηξάγσλν ηνπ αξηζκνχ ησλ ζπλδεδεκέλσλ ζηαζκψλ. Απηφ είλαη δαπαλεξφ γηα έλα κεγάιν κεηαγσγέα. 101

102 Ζ θαηαζηξνθή κίαο δηαζηαχξσζεο εκπνδίδεη ηε ζχλδεζε δχν ζπζθεπψλ ησλ νπνίσλ νη γξακκέο ηέκλνληαη ζε απηή ηε δηαζηαχξσζε. Οη δηαζηαπξψζεηο ρξεζηκνπνηνχληαη αλαπνηειεζκαηηθά. Αθφκα θαη φηαλ φιεο νη ζπλδεδεκέλεο ζπζθεπέο είλαη ελεξγέο,κφλν έλα κηθξφ θιάζκα ησλ δηαζηαπξψζεσλ εκπιέθεηαη. Γηα ηελ απνθπγή απηψλ ησλ πεξηνξηζκψλ, ρξεζηκνπνηνχληαη κεηαγσγείο πνιιαπιψλ ζηαδίσλ. Ζ Δηθφλα 25 απνηειεί έλα παξάδεηγκα ελφο κεηαγσγέα ηξηψλ ζηαδίσλ. Απηφο ν ηχπνο δχν πιενλεθηήκαηα έλαληη ελφο ξαβδεπαθηθνχ πίλαθα ελφο ζηαδίνπ: Ο αξηζκφο ησλ δηαζηαπξψζεσλ κεηψλεηαη, απμάλνληαο ηε ρξήζε ησλ ξαβδεπαθψλ. ε απηφ ην παξάδεηγκα, ν ζπλνιηθφο αξηζκφο ησλ δηαζηαπξψζεσλ γηα 10 ζηαζκνχο κεηψλεηαη απφ 100 ζε 48. Τπάξρνπλ πεξηζζφηεξα απφ έλα κνλνπάηηα κέζα ζην δίθηπν γηα ηε ζχλδεζε δχν ηεξκαηηθψλ ζεκείσλ, γεγνλφο πνπ απμάλεη ηελ αμηνπηζηία. Φπζηθά, έλα δίθηπν πνιιψλ ζηαδίσλ απαηηεί έλα πην πνιχπινθν ζρήκα ειέγρνπ. Γηα ηελ απνθαηάζηαζε ελφο κνλνπαηηνχ ζε έλα δίθηπν ελφο ζηαδίνπ απαηηείηαη ε ελεξγνπνίεζε κφλν ε ελεξγνπνίεζε κίαο πχιεο. ε έλα δίθηπν πνιιψλ ζηαδίσλ, πξέπεη λα θαζνξηζηεί έλα ειεχζεξν κνλνπάηη αλάκεζα ζηα ζηάδηα θαη λα ελεξγνπνηεζνχλ νη θαηάιιειεο πχιεο. Μία ζθέςε ζρεηηθά κε έλαλ κεηαγσγέα δηαίξεζεο ρψξνπ πνιιαπιψλ ζηαδίσλ είλαη φηη κπνξεί λα είλαη κπινθαξηζκέλνο. Δίλαη θαλεξφ απφ ην ζρήκα 5, φηη έλαο ξαβδεπαθηθφο πίλαθαο ελφο ζηαδίνπ δελ κπινθάξεη. Απηφ ζεκαίλεη φηη ππάξρεη πάληα δηαζέζηκν έλα κνλνπάηη πνπ ζπλδέεη κία είζνδν κε κία έμνδν. ην ζρήκα 6 θαίλεηαη φηη απηφ κπνξεί λα κελ ηζρχεη γηα έλα κεηαγσγέα πνιιψλ ζηαδίσλ. Οη πην έληνλεο γξακκέο δείρλνπλ ηηο ήδε ζε ρξήζε γξακκέο. ε απηή ηε θαηάζηαζε ε γξακκή εηζφδνπ 10 δελ κπνξεί λα ζπλδεζεί κε ηε γξακκή εμφδνπ 3,4 ή 5 αθφκα θαη αλ φιεο απηέο νη γξακκέο εμφδνπ είλαη δηαζέζηκεο. Έλαο κεηαγσγέαο πνιιαπιψλ ζηαδίσλ κπνξεί λα ζπγθξνηεζεί έηζη ψζηε λα κε κπινθάξεηαη, απμάλνληαο ηνλ αξηζκφ ή ην κέγεζνο ησλ ελδηάκεζσλ κεηαγσγέσλ, αιιά απηφ θπζηθά απμάλεη θαη ην θφζηνο. Δηθόλα 28: Three-Stage Space-Division Switch 102

103 Μεηαγωγή δηαίξεζεο ρξόλνπ Ζ ηερλνινγία ηεο κεηαγσγήο έρεη καθξά ηζηνξία, ε πεξηζζφηεξε απφ ηελ νπνία θαιχπηεη κία πεξίνδν φπνπ θπξηαξρνχζε ε κεηαγσγή αλαινγηθψλ ζεκάησλ. Με ηελ αλαθάιπςε ηεο ςεθηνπνίεζεο ηεο θσλήο θαη ησλ ζχγρξνλσλ ηερληθψλ πνιππιεμίαο δηαίξεζεο ρξφλνπ, ηφζν ε θσλή φζν θαη ηα δεδνκέλα κπνξνχλ λα κεηαδνζνχλ κε ςεθηαθά ζήκαηα. Απηφ νδήγεζε ζε κηα βαζηθή αιιαγή ηνπ ζρεδηαζκνχ θαη ηεο ηερλνινγίαο ησλ ζπζηεκάησλ κεηαγσγήο. Αληί ησλ ζπζηεκάησλ δηαίξεζεο ρψξνπ ρσξίο λνεκνζχλε, ηα κνληέξλα ςεθηαθά ζπζηήκαηα βαζίδνληαη ζηνλ έμππλν έιεγρν ησλ ζηνηρείσλ δηαίξεζεο ρψξνπ θαη ρξφλνπ. ηελ νπζία φινη νη κνληέξλνη κεηαγσγείο θπθισκάησλ ρξεζηκνπνηνχλ ηερληθέο ςεθηαθήο δηαίξεζεο ρξφλνπ γηα ηελ απνθαηάζηαζε θαη ζπληήξεζε ησλ θπθισκάησλ. Ζ κεηαγσγή δηαίξεζεο ρξφλνπ πεξηιακβάλεη ηνλ ηεκαρηζκφ κηαο ξνήο απφ bit ζε ελφηεηεο πνπ κνηξάδνληαη κία ηαρχηεξε ξνή κε άιιεο ξνέο απφ bit. Γηα ηε δξνκνιφγεζε δεδνκέλσλ απφ ηελ είζνδν ζηελ έμνδν νη μερσξηζηέο ελφηεηεο ή ζρηζκέο ειέγρνληαη απφ θάπνηα ινγηθή. Γηα λα δψζνπκε ζηνλ αλαγλψζηε θάπνηα αίζζεζε ηεο κεηαγσγήο δηαίξεζεο ρξφλνπ,εμεηάδνπκε κηα απφ ηηο πην απιέο αιιά θαη πην δεκνθηιείο ηερληθέο πνπ αλαθέξεηαη σο TDM κεηαγσγή αξηεξίαο(tdm bus switching). Ζ TDM κεηαγσγή αξηεξίαο θαη ζηελ νπζία θαη φιεο νη ηερληθέο ςεθηαθήο κεηαγσγήο βαζίδνληαη ζηε ρξήζε ζχγρξνλεο πνιππιεμίαο δηαίξεζεο ρξφλνπ (time division multiplexing-tdm).ζ ζχγρξνλε TDM επηηξέπεη ζε πνιιαπιέο ξνέο bit κνηξάδνληαη κηα γξακκή πςειφηεξεο ηαρχηεηαο. Γίλεηαη δεηγκαηνιεςία ζε έλα ζχλνιν εηζφδσλ κε ηε ζεηξά. Σα δείγκαηα νξγαλψλνληαη θαηά ζεηξά ζε ζρηζκέο γηα λα δεκηνπξγήζνπλ έλα πεξηνδηθά επαλαιακβαλφκελν πιαίζην ζρηζκψλ, κε ηνλ αξηζκφ ζρηζκψλ αλά πιαίζην λα ηζνχηαη κε ην αξηζκφ εηζφδσλ.μία ζρηζκή κπνξεί λα είλαη έλα bit, έλα byte ή έλα κεγαιχηεξν κπινθ. Έλα ζεκαληηθφ ζηνηρείν πνπ πξέπεη λα ζεκεησζεί είλαη φηη κε ηε ζχγρξνλε TDM, ε πεγή θαη ν πξννξηζκφο ησλ δεδνκέλσλ θάζε ρξνλνζρηζκήο είλαη γλσζηά. Έηζη δελ ππάξρεη αλάγθε γηα bit δηεχζπλζεο ζε θάζε ζρηζκή. Δηθόλα 29: TDM Bus Switching 103

104 Ζ Δηθφλα 29 παξνπζηάδεη έλα απιφ ηξφπν κε ηνλ νπνίν απηή ε ηερληθή κπνξεί λα πξνζαξκνζηεί γηα ηε πξαγκαηνπνίεζε κεηαγσγήο. Κάζε ζπζθεπή είλαη ζπλδεδεκέλε κε ηνλ κεηαγσγέα κέζσ κηαο ακθίδξνκεο γξακκήο. Απηέο νη γξακκέο είλαη ζπλδεδεκέλεο κέζσ ειεγρφκελσλ ππιψλ ζε κία ςεθηαθή αξηεξία πςειήο ηαρχηεηαο. ε θάζε γξακκή εθρσξείηαη κία ρξνλνζρηζκή γηα είζνδν. Καηά ηε δηάξθεηα ηε ζρηζκήο ε πχιε απηήο ηεο γξακκήο ελεξγνπνηείηαη, επηηξέπνληαο έλα κηθξφ θαηαηγηζκφ δεδνκέλσλ κέζα ζηε αξηεξία. Γηα απηή ηε ίδηα ρξνλνζρηζκή, κία απφ ηηο ππφινηπεο ζήξεο γξακκψλ είλαη ελεξγνπνηεκέλε γηα έμνδν. Έηζη θαηά ηε δηάξθεηα απηήο ηεο ρξνλνζρηζκήο γίλεηαη κεηαγσγή δεδνκέλσλ απφ ηε ελεξγνπνηεκέλε γξακκή εηζφδνπ ζηελ ελεξγνπνηεκέλε γξακκή εμφδνπ. Καηά ηε δηάξθεηα δηαδνρηθψλ ρξνλνζρηζκψλ ελεξγνπνηνχληαη δηαθνξεηηθά δεπγάξηα εηζφδνπ/ εμφδνπ, επηηξέπνληαο έλαλ αξηζκφ απφ ζπλδέζεηο λα δηαηεξνχληαη ζηελ θνηλή αξηεξία. Μία ζπλδεδεκέλε ζπζθεπή επηηπγράλεη ακθίδξνκε ιεηηνπξγία κεηαδίδνληαο θαηά ηε δηάξθεηα κηα εθρσξεκέλεο ρξνλνζρηζκήο θαη ιακβάλνληαο θαηά ηε δηάξθεηα κηαο άιιεο. Σα άιιν άθξν ηεο ζχλδεζεο είλαη έλα δεχγνο εηζφδνπ/ εμφδνπ γηα ην νπνίν απηέο νη ρξνλνζρηζκέο έρνπλ ηελ αληίζεηε ζεκαζία. Αο εμεηάζνπκε πην πξνζεθηηθά ηνλ ζπγρξνληζκφ πνπ εκπιέθεηαη. Πξψηα, ζεσξείζηε κία κε κπινθαξηζκέλε πινπνίεζε ηνπ ζρ1.7. Γηα έλα κεηαγσγέα πνπ ππνζηεξίδεη, γηα παξάδεηγκα,100 ζπζθεπέο, πξέπεη λα ππάξρνπλ 100 ρξνλνζρηζκέο επαλαιακβαλφκελεο πεξηνδηθά, απφ ηηο νπνίεο ε θαζεκία λα έρεη εθρσξεζεί ζε κία γξακκή εηζφδνπ θαη κία γξακκή εμφδνπ. Μία επαλάιεςε φισλ ησλ ρξνλνζρηζκψλ αλαθέξεηαη σο πιαίζην. Ζ εθρψξεζε εηζφδνπ κπνξεί λα είλαη ζηαζεξή. Οη εθρσξήζεηο εμφδνπ δηαθνξνπνηνχληαη γηα λα επηηξέπνπλ δηαθνξεηηθέο ζπλδέζεηο. ηαλ κία ρξνλνζρηζκή αξρίζεη, ε νξηζκέλε (ελεξγνπνηεκέλε) γξακκή εηζφδνπ κπνξεί λα εηζάγεη κία ζεηξά δεδνκέλσλ ζηε γξακκή, ηα νπνία ζα κεηαδνζνχλ θαη ζηα δχν άθξα αθνχ πξψηα πεξάζνπλ φιεο ηηο άιιεο γξακκέο. Ζ νξηζκέλε (ελεξγνπνηεκέλε) γξακκή εμφδνπ θαηά ηε δηάξθεηα απηνχ ηνπ ρξφλνπ αληηγξάθεη ηα δεδνκέλα, αλ ππάξρνπλ, θαζψο πεξλνχλ. Άξα ε ρξνλνζρηζκή πξέπεη λα εμηζψζεη ην ρξφλν κεηάδνζεο ηεο εηζφδνπ ζπλ ηελ θαζπζηέξεζε δηάδνζεο αλάκεζα ζηελ είζνδν θαη ζηελ έμνδν κέζα ζηελ αξηεξία. Γηα λα θξαηεζνχλ νη πεξηνδηθέο ρξνλνζρηζκέο ζηαζεξέο, ην κήθνο ηεο ρξνλνζρηζκήο νξίδεηαη σο ν ρξφλνο κεηάδνζεο θαζπζηέξεζε δηάδνζεο ηεο αξηεξίαο απφ άθξν ζε άθξν. Γηα λα δηαηεξεζνχλ νη γξακκέο εηζφδνπ,ν ξπζκφο δεδνκέλσλ ηεο αξηεξίαο πξέπεη λα είλαη αξθεηά πςειφο έηζη ψζηε νη ζρηζκέο λα επαλέξρνληαη αξθεηά γξήγνξα. Γηα παξάδεηγκα, ζεσξείζηε έλα ζχζηεκα πνπ ζπλδέεη 100 ακθίδξνκεο γξακκέο ζηα 19,2Kbps. Σα δεδνκέλα εηζφδνπ ζε θάζε γξακκή απνζεθεχνληαη πξνζσξηλά ζηε πχιε. Κάζε πξνζσξηλή ζηήιε πξέπεη λα θαζαξηζηεί ελεξγνπνηψληαο ηελ πχιε αξθεηά γξήγνξα έηζη ψζηε λα απνθχγεη ηελ ππεξρείιηζε. Έηζη ν ξπζκφο δεδνκέλσλ ζε απηφ ην παξάδεηγκα πξέπεη λα είλαη κεγαιχηεξνο απφ 19,2Mbps. Ο πξαγκαηηθφο ξπζκφο δεδνκέλσλ πξέπεη λα είλαη ηφζν πςειφο ψζηε λα ηζνζηαζκίδεη θαη ηνλ ρακέλν ρξφλν πνπ νθείιεηαη ζηελ θαζπζηέξεζε δηάδνζεο. Απηνί νη ιφγνη θαζνξίδνπλ επίζεο θαη ηελ ηθαλφηεηα κεηαθνξάο θίλεζεο ελφο κπινθαξηζκέλνπ κεηαγσγέα. Γηα έλαλ κπινθαξηζκέλν κεηαγσγέα δελ ππάξρεη ζηαζεξή εθρψξεζε γξακκψλ εηζφδνπ ζε ρξνλνζρηζκέο. Απηέο εηζάγνληαη θαηά απαίηεζε. Ο ξπζκφο δεδνκέλσλ ηεο αξηεξίαο ππαγνξεχεη πφζεο ζπλδέζεηο κπνξνχλ λα γίλνπλ θάζε ζηηγκή. Γηα έλα ζχζηεκα κε 200 ζπζθεπέο ζηα 19,2Kbps θαη κία αξηεξία ζηα 2 Mbps, πεξίπνπ νη κηζέο ζπζθεπέο κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ αλά πάζα ζηηγκή. 104

105 Ζ ηερληθή ηεο κεηαγσγήο αξηεξίαο TDM κπνξεί λα εμππεξεηήζεη γξακκέο δηαθφξσλ ξπζκψλ δεδνκέλσλ. Γηα παξάδεηγκα,αλ κηα γξακκή ζηα 9600 bps πάξεη κία ζρηζκή αλά πιαίζην, κηα γξακκή ζηα 19,2Kbps ζα κπνξνχζε λα πάξεη δχν ζρηζκέο αλά πιαίζην. Φπζηθά κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ κφλν γξακκέο κε ίδηνπο ξπζκνχο δεδνκέλσλ. Δηθόλα 30: Έιεγρνο ζε έλα TDM bus switch Ζ Δηθφλα 30 είλαη έλα παξάδεηγκα πνπ πξνηείλεη έλα ηξφπν πνπ κπνξεί λα πινπνηεζεί έλαο κεηαγσγέαο αξηεξίαο TDM. Αο ππνζέζνπκε φηη ν ρξφλνο δηάδνζεο ζηελ αξηεξία είλαη 0,01κs. Ο ρξφλνο ζηελ αξηεξία νξγαλψλεηαη ζε πιαίζηα δηάξθεηαο 30,06κs, κε θάζε πιαίζην λα απνηειείηαη απφ 6 ρξνλνζρηζκέο ησλ 5,01κs.Μηα κλήκε ειέγρνπ θαζνξίδεη πνηεο πχιεο ζα ελεξγνπνηεζνχλ θαηά ηε δηάξθεηα θάζε ρξνλνζηηγκήο.ε απηφ ην παξάδεηγκα ρξεηάδνληαη 6 εληνιέο κλήκεο. Έλαο ειεγθηήο εθηειεί θχθινπο ζηε κλήκε κε ξπζκφ έλαλ θχθιν θάζε 30,06κs. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο πξψηεο ρξνλνζρηζκήο θάζε θχθινπ, ε πχιε εηζφδνπ ηεο ζπζθεπήο 1 θαη ε πχιε εμφδνπ ηεο πχιεο 3 ελεξγνπνηνχληαη, επηηξέπνληαο ζηα δεδνκέλα λα πεξάζνπλ απφ ηε ζπζθεπή 1 ζηε ζπζθεπή 3 κέζσ ηεο αξηεξίαο. Οη ππφινηπεο εληνιέο πξνζπειάδνληαη ζε ρξνλνζρηζκέο πνπ επαθνινπζνχλ θαη επεμεξγάδνληαη αλάινγα. Δθφζνλ ε κλήκε ειέγρνπ πεξηέρεη ηα ζηνηρεία πνπ απεηθνλίδνληαη ζηελ Δηθφλα 30 απνθαζίζηαηαη ζπλδέζεηο αλάκεζα ζηηο 1 θαη 3 5,4 θαη Γξνκνιόγεζε ζε δίθηπα κεηαγσγήο θπθιώκαηνο ε κεγάια δίθηπα κεηαγσγήο θπθιψκαηνο πνιιέο απφ ηηο ζπλδέζεηο απαηηνχλ έλα κνλνπάηη κέζσ πεξηζζφηεξσλ απφ έλαλ κεηαγσγείο. ηαλ εθηειείηαη κηα θιήζε, ην δίθηπν πξέπεη λα ζρεδηάζεη κία δηαδξνκή κέζα ζην δίθηπν απφ ηνλ θαινχκελν ζπλδξνκεηή πνπ εθηειεί ηελ θιήζε πξνο ηνλ θαινχκελν ζπλδξνκεηή πνπ πεξλά κέζα απφ κεηαγσγείο θαη ηειεπηθνηλσληαθνχο δηαχινπο. Τπάξρνπλ βαζηθέο απαηηήζεηο γηα ηελ αξρηηεθηνληθή ηνπ δηθηχνπ πνπ αζθνχλ πίεζε ζηελ ζηξαηεγηθή ηεο δξνκνιφγεζεο: απνδνηηθφηεηα θαη πξνζαξκνζηηθφηεηα. Πξψηνλ, είλαη επηζπκεηφ λα ειαηησζεί ην κέγεζνο ηνπ εμνπιηζκνχ (κεηαγσγείο θαη ηειεπηθνηλσληαθνί δίαπινη)ηεο ππνδνκήο ηνπ δηθηχνπ ζηελ ηθαλφηεηα λα ρεηξίδεηαη ην αλακελφκελν θνξηίν. Ζ απαίηεζε θνξηίνπ εθθξάδεηαη ζπλήζσο σο θνξηίν θίλεζεο ζε ψξα αηρκήο. Απηφ είλαη 105

106 απιψο ην κέζν θνξηίν πνπ αλακέλεηαη λα ππάξρεη θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο εκέξαο ζε ψξα αηρκήο. Απφ ιεηηνπξγηθή άπνςε είλαη απαξαίηεην λα κπνξεί ην δίθηπν λα ρεηξηζηή κηα ηέηνηα πνζφηεηα θνξηίνπ. Απφ άπνςε θφζηνπο, ζα επηζπκνχζακε λα ρεηξηζηεί απηφ ην θνξηίν κε ην ειάρηζην δπλαηφ εμνπιηζκφ. Μηα άιιε αίηεζε είλαη ε πξνζαξκνζηηθφηεηα. Αλ θαη ην δίθηπν πξέπεη λα έρεη ην θαηάιιειν κέγεζνο ζε ψξεο αηρκήο, είλαη πηζαλφ ε θίλεζε πξνζσξηλά λα αλέβεη πάλσ απφ απηφ ην επίπεδν (γηα παξάδεηγκα θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ θαηαηγηζκνχ ησλ δεδνκέλσλ).τπάξρεη επίζεο ε πεξίπησζε απφ θαηξφ ζε θαηξφ, νη κεηαγσγείο θαη νη ηειεπηθνηλσληαθνί δίαπινη λα έρνπλ ππνζηεί βιάβε θαη λα κελ είλαη πξνζσξηλά δηαζέζηκνη (δπζηπρψο κπνξεί θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ ίδηνπ θαηαηγηζκνχ).θα επηζπκνχζακε ην δίθηπν λα παξέρεη έλα ινγηθφ επίπεδν εμππεξέηεζεο θάησ απφ ηέηνηεο ζπλζήθεο. Σν ζεκαληηθφηεξν ζρεδηαζηηθφ δήηεκα πνπ θαζνξίδεη ε θχζε ηεο ηζνζηάζκηζεο αλάκεζα ζηελ απνδνηηθφηεηα θαη ζηελ πξνζαξκνζηηθφηεηα είλαη ε ζηξαηεγηθή δξνκνιφγεζεο. Απφ παξάδνζε ε ιεηηνπξγία ηεο δξνκνιφγεζεο ζε δεκφζηα ηειεπηθνηλσληαθά δίθηπα ήηαλ αξθεηά απιή. ηελ νπζία, νη κεηαγσγείο ελφο δηθηχνπ νξγαλψλνληαλ ζε κηα δνκή δέλδξνπ ή ηεξαξρία. Αξρηθά, θαηαζθεπαδφηαλ έλα κνλνπάηη πνπ μεθηλνχζε απφ ηνλ ζπλδξνκεηή πνπ εθηεινχζε ηελ θιήζε, εμέηαδε ην δέλδξν πξνο ηα πάλσ κέρξη λα βξεη ηνλ πξψην θνηλφ θφκβν, έπεηηα αθνινπζνχζε ην δέλδξν πξνο ηα θάησ κέρξη λα βξεη ηνλ θαινχκελν ζπλδξνκεηή. Γηα λα πξνζηεζεί θάπνηα πξνζαξκνζηηθφηεηα ζην δίθηπν, είραλ πξνζηεζεί επηπιένλ ηειεπηθνηλσληαθνί δίαπινη πνπ δηέζρηδαλ εγθάξζηα ηε δνκή ηνπ δέλδξνπ κε ζηφρν λα ζπλδένπλ θέληξα κε κεγάιε θίλεζε. Γεληθά απηή είλαη κία ζηαηηθή πξνζέγγηζε. Ζ πξνζζήθε ηειεπηθνηλσληαθψλ δηαχισλ πςειήο ρξήζεο παξέρεη πιενλαζκφ θαη επηπιένλ ρσξεηηθφηεηα, αιιά νη πεξηνξηζκνί ηφζν ζηελ απνδνηηθφηεηα φζν θαη ζηελ πξνζαξκνζηηθφηεηα παξακέλνπλ. Δπεηδή απηφ ην ζρήκα δξνκνιφγεζεο δελ είλαη ηθαλφ λα πξνζαξκφδεηαη ζε κεηαβαιιφκελεο θαηαζηάζεηο, ην δίθηπν ζα πξέπεη λα ζρεδηαζηεί έηζη ψζηε λα πιεξνί θάπνηα ηππηθή απαίηεζε πςειήο θίλεζεο. Χο έλα παξάδεηγκα ησλ πξνβιεκάησλ πνπ αλαθχπηνπλ απφ απηή ηελ πξνζέγγηζε είλαη φηη νη ψξεο αηρκήο απφ ηελ αλαηνιή πξνο ηε δχζε θαη απφ ην βνξξά πξνο ην λφην δε ζπκπίπηνπλ θαη έρνπλ δηαθνξεηηθέο απαηηήζεηο απφ ην ζχζηεκα. Δίλαη δχζθνιν λα αλαιπζνχλ ηα απνηειέζκαηα ησλ κεηαβιεηψλ θαη έηζη νδεγνχκαζηε ζε πιενλαζκφ θαη έηζη ζε κε απνδνηηθφηεηα. Απφ πιεπξάο πξνζαξκνζηηθφηεηαο, ε ακεηάβιεηε ηεξαξρηθή δνκή απφ ηειεπηθνηλσληαθνχο δηαχινπο κπνξεί λα αληαπνθξίλεηαη αλεπαξθψο ζε απνηπρίεο. πλήζσο ζε ηέηνηα ζρέδηα ην απνηέιεζκα κηαο βιάβεο είλαη κηα κεγάιε ηνπηθή ζπκθφξεζε θνληά ζηε ηνπνζεζία ηεο βιάβεο. Γηα λα αληηκεησπίζνπλ ηηο απμαλφκελεο απαηηήζεηο ησλ δεκφζησλ ηειεπηθνηλσληαθψλ δηθηχσλ, ζρεδφλ φινη νη πάξνρνη έρνπλ κεηαθηλεζεί απφ ηελ ηεξαξρηθή πξνζέγγηζε ζε κηα δπλακηθή πξνζέγγηζε. ε κηα δπλακηθή πξνζέγγηζε δξνκνιφγεζεο νη απνθάζεηο δξνκνιφγεζεο επεξεάδνληαη απφ ηηο ηξέρνπζεο θαηαζηάζεηο θίλεζεο. πλήζσο νη θφκβνη κεηαγσγήο έρνπλ κηα νκφηηκε ζρέζε ν έλαο κε ηνλ άιινλ θαη φρη ηεξαξρηθή. ινη νη θφκβνη είλαη ηθαλνί λα εθηεινχλ ηηο ίδηεο ιεηηνπξγίεο. ε κηα ηέηνηα αξρηηεθηνληθή ε δξνκνιφγεζε είλαη πην δχζθνιε αιιά πην εχθακπηε. Δίλαη πην πνιχπινθε επεηδή ε αξρηηεθηνληθή δελ παξέρεη έλα θπζηθφ κνλνπάηη ή έλα ζχλνιν κνλνπαηηψλ βαζηζκέλν ζε κία ηεξαξρηθή δνκή. κσο είλαη επίζεο θαη πην εχθακπηε επεηδή είλαη δηαζέζηκεο πεξηζζφηεξεο ελαιιαθηηθέο δνκέο. Γηα παξάδεηγκα αο εμεηάζνπκε κηα κνξθή δξνκνιφγεζεο πνπ είλαη γλσζηή σο ελαιιαθηηθή δξνκνιφγεζε. Ζ νπζία ηνπ ζρήκαηνο ελαιιαθηηθήο δξνκνιφγεζεο είλαη φηη πηζαλέο δηαδξνκέο αλάκεζα ζε δχν ηεξκαηηθά είλαη πξνθαζνξηζκέλεο. Δίλαη επζχλε ηνπ κεηαγσγέα λα επηιέμεη ηελ θαηάιιειε δηαδξνκή γηα θάζε θιήζε. ε θάζε 106

107 κεηαγσγέα δίλεηαη έλα ζχλνιν πξνθαζνξηζκέλσλ δηαδξνκψλ γηα θάζε πξννξηζκφ κε ζεηξά πξνηίκεζεο. Αλ θαζνξηζηεί κφλν κηα αθνινπζία δξνκνιφγεζεο γηα θάζε δεχγνο πεγήο πξννξηζκνχ, ην ζρήκα είλαη γλσζηφ σο ζρήκα ζηαζεξήο ελαιιαθηηθήο δξνκνιφγεζεο. ηε δεχηεξε πεξίπησζε, ρξεζηκνπνηείηαη έλα δηαθνξεηηθφ ζχλνιν πξνζρεδηαζκέλσλ δηαδξνκψλ γηα δηαθνξεηηθέο ρξνληθέο πεξηφδνπο, γηα ηελ εθκεηάιιεπζε ησλ δηαθνξεηηθψλ ηχπσλ θίλεζεο ζε δηαθνξεηηθέο ρξνληθέο δψλεο θαη ζε δηαθνξεηηθέο ζηηγκέο ηεο εκέξαο. Έηζη ε απφθαζε δξνκνιφγεζεο βαζίδεηαη ηφζν ζηε ηξέρνπζα θαηάζηαζε θίλεζεο (κία δηαδξνκή απνξξίπηεηαη αλ είλαη θαηεηιεκκέλε) φζν θαη ζε ηζηνξηθά δείγκαηα θίλεζεο (ηα νπνία θαζνξίδνπλ ηελ αθνινπζία δηαδξνκψλ πνπ ζα ιεθζνχλ ππφςε). Έλα απιφ παξάδεηγκα παξνπζηάδεηαη ζην παξαθάησ ζρήκα. Ο αξρηθφο κεηαγσγέαο Υ, έρεη ηέζζεξηο πηζαλέο δηαδξνκέο πξνο ηνλ κεηαγσγέα πξννξηζκνχ Τ. Ζ άκεζε δηαδξνκή α ζα δνθηκάδεηαη πάληα πξψηε. Αλ απηφο ν ηειεπηθνηλσληαθφο δίαπινο δελ είλαη δηαζέζηκνο ζα δνθηκάδνληαη νη ππφινηπεο γξακκέο κε ζπγθεθξηκέλε ζεηξά αλάινγα κε ηε ρξνληθή πεξίνδν. Γηα παξάδεηγκα θαηά ηε δηάξθεηα θαζεκεξηλψλ πξσηλψλ ζα δνθηκάδεηαη ε δηαδξνκή β. Δηθόλα 31: Alternate Routes from End Office X to End Office Y εκαηνδνζία ειέγρνπ ε έλα δίθηπν κεηαγσγήο θπθιψκαηνο, ηα ζήκαηα ειέγρνπ είλαη ην κέζν κε ην νπνίν δηαρεηξηδφκαζηε ην δίθηπν θαη κε ην νπνίν απνθαζίζηαηαη, ζπληεξνχληαη θαη ηεξκαηίδνληαη νη θιήζεηο. Σφζν ε δηαρείξηζε ηεο θιήζεο φζν θαη ε δηαρείξηζε νιφθιεξνπ ηνπ δηθηχνπ απαηηνχλ απηή ε πιεξνθνξία λα αληαιιάζζεηαη αλάκεζα ζε ζπλδξνκεηέο θαη κεηαγσγείο, κεηαμχ κεηαγσγέσλ θαη αλάκεζα ζε κεηαγσγείο θαη 107

108 θέληξα δηαρείξηζεο δηθηχνπ. Γηα έλα κεγάιν δεκφζην ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν απαηηείηαη έλα ζρεηηθά πνιχπινθν ζρήκα ζεκαηνδνζίαο ειέγρνπ. ε απηή ηελ ελφηεηα, παξέρεηαη κία ζπλνπηηθή πεξίιεςε ηεο ιεηηνπξγηθφηεηαο ηεο ζεκαηνδνζίαο ειέγρνπ. ηε ζπλέρεηα επηθεληξσλφκαζηε ζηελ ηερληθή πνπ είλαη ε βάζε ησλ κνληέξλσλ νινθιεξσκέλσλ ςεθηαθψλ δηθηχσλ, ηε ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ. Λεηηνπξγίεο ζεκαηνδνζίαο Σα ζήκαηα ειέγρνπ επεξεάδνπλ πνιιέο πιεπξέο ηεο ζπκπεξηθνξάο ηνπ δηθηχνπ, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ ηφζν ησλ ππεξεζηψλ πνπ είλαη νξαηέο ζην ζπλδξνκεηή φζν θαη ησλ εζσηεξηθψλ κεραληζκψλ. Καζψο ηα δίθηπα γίλνληαη πην πνιχπινθα, αλαγθαία απμάλεη ν αξηζκφο ησλ ιεηηνπξγηψλ πνπ εκπιέθνληαη απφ ηε ζεκαηνδνζία ειέγρνπ. Οη αθφινπζεο ιεηηνπξγίεο είλαη αλάκεζα ζηηο πην ζεκαληηθέο: 1. Αθνπζηηθή επηθνηλσλία κε ηνλ ζπλδξνκεηή, ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηνπ ήρνπ θιήζεο, ηνπ ζήκαηνο θαηεηιεκκέλνπ θαη άιια. 2. Μεηάδνζε ηνπ αξηζκνχ πνπ εθιήζε ζηα θέληξα κεηαγσγήο πνπ ζα πξνζπαζήζνπλ λα νινθιεξψζνπλ κία ζχλδεζε. 3. Μεηάδνζε πιεξνθνξίαο, αλάκεζα ζηνπο κεηαγσγείο πνπ δειψλεη φηη κία θιήζε Γε κπνξεί λα νινθιεξσζεί. 4. Μεηάδνζε πιεξνθνξίαο, αλάκεζα ζηνπο κεηαγσγείο πνπ δειψλεη φηη κία θιήζε έρεη ηεξκαηηζηεί θαη ην κνλνπάηη κπνξεί λα απνζπλδεζεί. 5. Έλα ζήκα πνπ λα θάλεη ην ηειέθσλν λα ρηππά. 6. Μεηάδνζε πιεξνθνξίαο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ζθνπνχο ρξέσζεο. 7. Μεηάδνζε πιεξνθνξίαο πνπ λα δίλεη ηελ θαηάζηαζε ηνπ εμνπιηζκνχ ή ηειεπηθνηλσληαθψλ δηαχισλ κέζα ζην δίθηπν. Απηή ε πιεξνθνξία κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ζθνπνχο δξνκνιφγεζεο θαη ππνζηήξημεο. 8. Μεηάδνζε πιεξνθνξίαο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα δηάγλσζε θαη απνκφλσζε ζεκείσλ ηνπ ζπζηήκαηνο πνπ έρνπλ απνηχρεη. 9. Έιεγρνο εηδηθνχ εμνπιηζκνχ, φπσο εμνπιηζκφ δνξπθνξηθνχ θαλαιηνχ. Χο παξάδεηγκα ηεο ρξήζεο ηεο ζεκαηνδνζίαο ειέγρνπ, ζεσξείζηε κία ζπλεζηζκέλε ηειεθσληθή αθνινπζία ζχλδεζεο απφ κία γξακκή ζε κία άιιε εληφο ηνπ ίδηνπ θέληξνπ: 1. Πξηλ ην ηειεθψλεκα θαη ηα δχν ηειέθσλα δελ είλαη ζε ρξήζε(on-hook). Ζ θιήζε μεθηλά φηαλ έλαο ζπλδξνκεηήο ζεθψζεη ην αθνπζηηθφ (off-hook), ην νπνίν απηφκαηα κεηαδίδεη έλα ζήκα ζηνλ κεηαγσγέα ηνπ ηειεθσληθνχ θέληξνπ. 2. Ο κεηαγσγέαο απνθξίλεηαη κε έλα αθνπζηηθφ ήρν, δίλνληαο ζήκα ζην ζπλδξνκεηή φηη κπνξεί λα θιεζεί ν αξηζκφο. 3. Ο ζπλδξνκεηήο θαιεί ηνλ αξηζκφ ν νπνίνο ζαλ κηα θαινχκελε δηεχζπλζε ζηνλ κεηαγσγέα. 4. Αλ ν θαινχκελνο δελ είλαη θαηεηιεκκέλνο, ν κεηαγσγέαο εηδνπνηεί απηφ ην ζπλδξνκεηή γηα κία εηζεξρφκελε θιήζε ζηέιλνληαο έλα ζήκα ην νπνίν θάλεη ην ηειέθσλν λα ρηππά. 5. ηνλ ζπλδξνκεηή πνπ θάιεζε παξέρεηαη αλά δξάζε απφ ην κεηαγσγέα: 108

109 α. Αλ ν θαινχκελνο αξηζκφο δελ είλαη θαηεηιεκκέλνο, ν κεηαγσγέαο επηζηξέθεη έλαλ αθνπζηηθφ ήρν ζε απηφλ πνπ θαιεί θαζψο ην ζήκα θιήζεο ζηέιλεηαη ζηνλ θαινχκελν ζπλδξνκεηή. β. Αλ ν θαινχκελνο ζπλδξνκεηήο είλαη θαηεηιεκκέλνο, ν κεηαγσγέαο ζηέιλεη έλα αθνπζηηθφ ζήκα θαηεηιεκκέλνπ ζηνλ ζπλδξνκεηή πνπ έθαλε ηε θιήζε. γ. Αλ ε θιήζε δελ κπνξεί λα νινθιεξσζεί κέζσ ηνπ κεηαγσγέα, εθείλνο ζηέιλεη έλα αθνπζηηθφ κήλπκα επαλάθιεζεο ζηνλ ζπλδξνκεηή πνπ θάιεζε. 6. Ζ θαινχκελε πιεπξά απνδέρεηαη ηελ θιήζε ζεθψλνληαο ην αθνπζηηθφ (offhook), ην νπνίν ζηέιλεη απηφκαηα έλα ζήκα ζηνλ κεηαγσγέα.. 7. Ο κεηαγσγέαο ηεξκαηίδεη ην ζήκα θιήζεο φπσο θαη ην αθνπζηηθφ ζήκα θνπδνπλίζκαηνο θαη απνθαζηζηά κία ζχλδεζε αλάκεζα ζηα ζηνπο δχν ζπλδξνκεηέο. 8. Ζ ζχλδεζε ειεπζεξψλεηαη, φηαλ θάπνηνο απφ ηνπο δπν ζπλδξνκεηέο θιείζεη ην αθνπζηηθφ. ηαλ ν θαινχκελνο ζπλδξνκεηήο είλαη ζπλδεδεκέλνο ζε δηαθνξεηηθφ κεηαγσγέα απφ ηνλ ζπλδξνκεηή πνπ ηνλ θαιεί, απαηηνχληαη νη αθφινπζεο απφ κεηαγσγέα ζε κεηαγσγέα ιεηηνπξγίεο ζεκαηνδνζίαο ηειεπηθνηλσληαθνχ δηαχινπ: 1. Ο αξρηθφο κεηαγσγέαο θαηαιακβάλεη έλα θελφ εζσηεξηθφ ηνπ ηειεπηθνηλσληαθφ δίαπιν, ζηέιλεη κία έλδεημε off-hook ζηνλ ηειεπηθνηλσληαθφ δίαπιν θαη δεηά έλα ςεθηαθφ θαηαρσξεηή ζην απνκαθξπζκέλν άθξν γηα λα κπνξεί λα κεηαδνζεί ε δηεχζπλζε. 2. Ο ηεξκαηηθφο κεηαγσγέαο ζηέιλεη έλα off-hook ζήκα πνπ αθνινπζείηαη απφ έλα on-hook ζήκα. Απηφ απνηειεί έλδεημε φηη ν θαηαρσξεηήο βξίζθεηαη ζε θαηάζηαζε εηνηκφηεηαο. 3. Ο αξρηθφο κεηαγσγέαο ζηέιλεη ηα ςεθία ηεο δηεχζπλζεο ζηνλ ηεξκαηηθφ κεηαγσγέα. Δηθόλα 32: Control Signalling Through a Circuit-Switching Telephone Network 109

110 Απηφ ην παξάδεηγκα δίλεη κία ηδέα ησλ ιεηηνπξγηψλ πνπ εθηεινχληαη ρξεζηκνπνηψληαο ζήκαηα ειέγρνπ. Οη ιεηηνπξγίεο πνπ εθηεινχληαη απφ ηα ζήκαηα ειέγρνπ κπνξνχλ πξφρεηξα λα νκαδνπνηεζνχλ ζηηο θαηεγνξίεο ηεο επίβιεςεο, ηεο δηεχζπλζεο, ηεο πιεξνθνξίαο θιήζεο θαη ηεο δηαρείξηζεο δηθηχνπ. Ζ Δηθφλα 32 παξνπζηάδεη ηελ πεγή θαη ηνλ πξννξηζκφ δηαθφξσλ ζεκάησλ. Ζ ζεκαηνδνζία κπνξεί επίζεο λα νκαδνπνηεζεί ιεηηνπξγηθά σο ζεκαηνδνζία επίβιεςεο, δηεχζπλζεο, πιεξνθνξίαο θιήζεο θαη δηαρείξηζεο δηθηχνπ. Ο φξνο επίβιεςε ζπλήζσο ρξεζηκνπνηείηαη γη ηελ αλαθνξά ζε ιεηηνπξγίεο ειέγρνπ πνπ έρνπλ έλα δπαδηθφ ραξαθηήξα, φπσο αίηεζε ππεξεζία, απάληεζε, πξνεηδνπνίεζε θαη επηζηξνθή ζε θαηάζηαζε αδξάλεηαο. Οη ιεηηνπξγίεο απηέο αζρνινχληαη κε ηελ δηαζεζηκφηεηα ηνπ θαινχκελνπ ζπλδξνκεηή θαη ησλ αλαγθαίσλ πφξσλ ηνπ δηθηχνπ. Σα ζήκαηα ειέγρνπ επίβιεςεο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα λα θαζνξίζνπλ, αλ έλαο αλαγθαίνο είλαη δηαζέζηκνο θαη αλ είλαη λα ηνλ δεζκεχζνπκε. Υξεζηκνπνηνχληαη επίζεο γηα λα αλαθέξνπλ ηελ θαηάζηαζε ησλ δεηνχκελσλ πφξσλ. Σα ζήκαηα δηεχζπλζεο πξνζδηνξίδνπλ έλαλ ζπλδξνκεηή. Αξρηθά, δεκηνπξγείηαη έλα ζήκα δηεχζπλζεο απφ έλαλ θαινχληα ζπλδξνκεηή πνπ θαιεί έλαλ ηειεθσληθφ αξηζκφ. Ζ δηεχζπλζε πνπ πξνθχπηεη κπνξεί λα κεηαδνζεί κέζσ ηνπ δηθηχνπ γηα ηελ ππνζηήξημε ηεο ιεηηνπξγίαο δξνκνιφγεζεο θαη λα εληνπίζεη θαη εηδνπνηήζεη ην ηειέθσλν ηνπ θαινχκελνπ ζπλδξνκεηή. Ο φξνο πιεξνθνξία θιήζεο αλαθέξεηαη ζε εθείλα ηα ζήκαηα πνπ παξέρνπλ ζηνλ ζπλδξνκεηή πιεξνθνξία ζρεηηθά κε ηελ θαηάζηαζε κίαο θιήζεο. Απηά είλαη θαηάζηαζε κίαο θιήζεο Απηά είλαη δηαθνξεηηθά απφ ηα εζσηεξηθά ζήκαηα ειέγρνπ αλάκεζα ζε κεηαγσγείο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηελ απνθαηάζηαζε θαη ηνλ ηεξκαηηζκφ ηεο θιήζεο. Σέηνηα εζσηεξηθά ζήκαηα είλαη αλαινγηθά ή ςεθηαθά ειεθηξηθά κελχκαηα. ε αληίζεζε, ηα ζήκαηα πιεξνθνξίαο θιήζεο είλαη αθνπζηηθνί ηφλνη πνπ κπνξνχλ λα αθνπζηνχλ απφ απηφλ πνπ θάλεη ηελ θιήζε ή έλαλ δηαρεηξηζηή κε θαηάιιειε ηειεθσληθή ζπζθεπή. Σα ζήκαηα ειέγρνπ επίβιεςεο, δηεχζπλζεο θαη πιεξνθνξίαο θιήζεο εκπιέθνληαη άκεζα ζηελ απνθαηάζηαζε θαη ηνλ ηεξκαηηζκφ κίαο θιήζεο. ε αληίζεζε, ηα ζήκαηα δηαρείξηζεο δηθηχνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ ππνζηήξημε, ηνλ εληνπηζκφ θαη ηελ επηζθεπή βιαβψλ θαζψο θαη γηα νιφθιεξε ηε ιεηηνπξγία ηνπ δηθηχνπ. Σέηνηα ζήκαηα κπνξεί λα είλαη ζηε κνξθή κελπκάησλ, φπσο κία ιίζηα απφ πξνζρεδηαζκέλεο δηαδξνκέο πνπ απνζηέιιεηαη ζε έλαλ ζηαζκφ γηα ηελ ελεκέξσζε ησλ πηλάθσλ δξνκνιφγεζήο ηνπ Απηά ηα ζήκαηα θαιχπηνπλ έλαλ επξχ ζθνπφ θαη είλαη ε θαηεγνξία πνπ ζα επεθηαζεί πεξηζζφηεξν κε ηελ απμαλφκελε πνιππινθφηεηα ησλ δηθηχσλ κεηαγσγήο. 110 Τνπνζεζία ζεκαηνδνζίαο Ζ ζεκαηνδνζία ειέγρνπ πξέπεη λα κειεηεζεί ζε δχν ζελάξηα: εκαηνδνζία αλάκεζα ζε έλαλ ζπλδξνκεηή θαη ην δίθηπν θαη ζεκαηνδνζία εζσηεξηθά ζην δίθηπν. πλήζσο ε ζεκαηνδνζία ιεηηνπξγεί δηαθνξεηηθά κέζα ζε απηά ηα δχν ζελάξηα. Ζ ζεκαηνδνζία αλάκεζα ζε έλα ηειέθσλν ή άιιε ζπζθεπή ζπλδξνκεηή θαη ηνπ θέληξνπ κεηαγσγήο ζηελ νπνία είλαη ζπλδεδεκέλε θαζνξίδεηαη, ζε κεγάιν βαζκφ απφ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο ζπζθεπήο ηνπ ζπλδξνκεηή θαη ηηο αλάγθεο ηνπ ζπλδξνκεηή. Σα ζήκαηα εζσηεξηθά ηνπ δηθηχνπ είλαη θαζαξά απφ ππνινγηζηή ζε ππνινγηζηή. Ζ εζσηεξηθή ζεκαηνδνζία ζρεηίδεηαη φρη κφλν κε ηε δηαρείξηζε ησλ θιήζεσλ ησλ

111 ζπλδξνκεηψλ αιιά θαη κε ηε δηαρείξηζε ηνπ ίδηνπ ηνπ δηθηχνπ. Έηζη, κηα εζσηεξηθή ζεκαηνδνζία απαηηείηαη έλα πην πνιχπινθν ζχλνιν απφ εληνιέο, απαληήζεηο θαη παξακέηξνπο. Δπεηδή ρξεζηκνπνηνχληαη δχν δηαθνξεηηθέο ηερληθέο ζεκαηνδνζίαο, ην ηνπηθφ θέληξν κεηαγσγήο, ζην νπνίν είλαη ζπλδεδεκέλνο ν ζπλδξνκεηήο, πξέπεη λα παξέρεη κία αληηζηνηρία αλάκεζα ζηε ζρεηηθά ιηγφηεξν πνιχπινθε ηερληθή ζεκαηνδνζίαο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη απφ ηνλ ζπλδξνκεηή θαη ηελ πην πνιχπινθε ηερληθή πνπ ρξεζηκνπνηείηαη εζσηεξηθά ζην δίθηπν. Σεκαηνδνζία Κνηλνύ Καλαιηνύ Ζ παξαδνζηαθή ζεκαηνδνζία ειέγρνπ ζε δίθηπα κεηαγσγήο θπθιψκαηνο βαζηδφηαλ ζηελ ελδνθαλαιηθή ή αλά ηειεπηθνηλσληαθφ δίαπιν ζεκαηνδνζία. Με ηελ ελδνθαλαιηθή ζεκαηνδνζία, ρξεζηκνπνηείηαη ζην ίδην θαλάιη γηα ηε κεηαθνξά ζεκάησλ ειέγρνπ φπσο ρξεζηκνπνηείηαη θαη γηα ηε κεηαθνξά ηεο θιήζεο (ηειεθσληθή ζπλδηάιεμε) κε ηελ νπνία ζρεηίδνληαη ηα ζήκαηα ειέγρνπ. Μηα ηέηνηα ζεκαηνδνζία μεθηλά απφ ηνλ αξρηθφ ζπλδξνκεηή θαη αθνινπζεί ην ίδην κνλνπάηη, φπσο θαη ε ίδηα ε θιήζε. Απηφ έρεη ην πιενλέθηεκα φηη δελ απαηηνχληαη πξφζζεηεο ππνδνκέο κεηάδνζεο θαη ζεκαηνδνζίαο. Οη ππνδνκέο γηα ηε κεηάδνζε θσλή κνηξάδνληαη κε ηελ ζεκαηνδνζία ειέγρνπ. Υξεζηκνπνηνχληαη δχν κνξθέο ελδνθαλαιηθήο ζεκαηνδνζίαο:ε εληφο θαη ε εθηφο δψλεο. Ζ εληφο δψλεο ζεκαηνδνζία ρξεζηκνπνηεί φρη κφλν ην ίδην θπζηθφ κνλνπάηη κε ηε θιήζε πνπ εμππεξεηεί, αιιά θαη ηελ ίδηα δψλε ζπρλνηήησλ κε ηα ζήκαηα θσλήο πνπ κεηαθέξνληαη. Απηή ε κνξθή ζεκαηνδνζίαο έρεη αξθεηά πιενλεθηήκαηα. Δπεηδή ηα ζήκαηα ειέγρνπ έρνπλ ηηο ίδηεο ειεθηξνκαγλεηηθέο ηδηφηεηεο κε ηα ζήκαηα θσλήο. είλαη δπλαηφ λα κεηαθεξζνχλ νπνπδήπνηε κπνξνχλ λα κεηαθεξζνχλ θαη ηα ζήκαηα θσλήο. Έηζη, δελ ππάξρνπλ φξηα ζηε ρξήζε ζεκαηνδνζίαο εληφο δψλεο νπνπδήπνηε ζην δίθηπν, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ θαη ησλ ζεκείσλ φπνπ ππάξρεη κεηαηξνπή απφ αλαινγηθφ ζε ςεθηαθφ ή απφ ςεθηαθφ ζε αλαινγηθφ. Δπηπιένλ, είλαη απίζαλν λα απνθαηαζηαζεί κία θιήζε ζε έλα ιάζνο κνλνπάηη θσλήο, επεηδή ηα ζήκαηα ειέγρνπ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ απνθαηάζηαζε ηνπ κνλνπαηηνχ αθνινπζνχλ ην ίδην κνλνπάηη. Ζ ζεκαηνδνζία εθηφο δψλεο εθκεηαιιεχεηαη ην γεγνλφο φηη ηα ζήκαηα θσλήο δελ ρξεζηκνπνηνχλ νιφθιεξν ην εχξνο δψλεο ησλ 4 khz πνπ ηνπο δηαηίζεηαη. Υξεζηκνπνηείηαη κία μερσξηζηή ζηελή δψλε ζεκαηνδνζίαο πνπ βξίζθεηαη κέζα ζηα 4kHz γηα ηελ απνζηνιή ζεκάησλ ειέγρνπ. Σν θπξηφηεξν πιενλέθηεκα απηήο ηεο πξνζέγγηζεο είλαη φηη ηα ζήκαηα ειέγρνπ κπνξνχλ λα ζηαιζνχλ, είηε ππάξρνπλ είηε φρη ζήκαηα θσλήο ζηε γξακκή, επηηξέπνληαο έηζη ηελ επίβιεςε θαη έιεγρν κίαο θιήζεο. Χζηφζν έλα ζρήκα εθηφο δψλεο απαηηεί επηπιένλ ειεθηξνληθά γηα ην ρεηξηζκφ ηεο δψλεο ζεκαηνδνζίαο. ελψ νη ξπζκνί ζεκαηνδνζίαο είλαη κηθξφηεξνη επεηδή ην ζήκα πεξηνξίδεηαη ζε ζηελφ εχξνο δψλεο. Καζψο ηα δεκφζηα ηειεπηθνηλσληαθά δίθηπα γίλνληαη πην πνιχπινθα θαη παξέρνπλ κεγαιχηεξν ζχλνιν ππεξεζηψλ ηα πιενλεθηήκαηα ηεο ελδνθαλαιηθήο ζεκαηνδνζίαο γίλνληαη πην θαλεξά. Ο ξπζκφο κεηαθνξάο πιεξνθνξίαο είλαη ζρεηηθά πεξηνξηζκέλνο κε ηελ ελδνθαλαιηθή ζεκαηνδνζία. Με ηα εληφο δψλεο ζήκαηα, ππάξρεη δηαζέζηκν έλα πνιχ ζηελφ εχξνο δψλεο. Με ηέηνηνπο πεξηνξηζκνχο είλαη δχζθνιν λα εμππεξεηεζνχλ έγθαηξα νπνηεζδήπνηε άιιεο εθηφο απφ ηηο πην απιέο κνξθέο κελπκάησλ ειέγρνπ. Χζηφζν, γηα λα εθκεηαιιεπηνχκε ελδερφκελεο ππεξεζίεο θαη λα 111

112 αληηκεησπίζνπκε ηελ απμαλφκελε πνιππινθφηεηα ηεο ηερλνινγίαο δηθηχσλ πνπ εκπιέθεηαη, απαηηείηαη έλα κεγαιχηεξν θαη πην ηζρπξφ ζχλνιν ζεκάησλ ειέγρνπ. Έλα δεχηεξν κεηνλέθηεκα ηεο ελδνθαλαιηθήο ζεκαηνδνζίαο είλαη ην κέγεζνο ηεο θαζπζηέξεζεο απφ ηελ ψξα πνπ έλαο ζπλδξνκεηήο εηζάγεη κία δηεχζπλζε (θαιεί έλαλ αξηζκφ) κέρξη ηε ζηηγκή πνπ απνθαζίζηαηαη ε ζχλδεζε. Ζ απαίηεζε λα κεησζεί απηή ε θαζπζηέξεζε γίλεηαη πην ζεκαληηθή θαζψο ην δίθηπν ρξεζηκνπνηείηαη κε λένπο ηξφπνπο. Γηα παξάδεηγκα, νη θιήζεηο πνπ ειέγρνληαη απφ ππνινγηζηέο, φπσο θαη κε ηελ επεμεξγαζία ζπλαιιαγψλ, ρξεζηκνπνηνχλ ζρεηηθά ζχληνκα κελχκαηα. Δπνκέλσο, ν ρξφλνο απνθαηάζηαζεο ηεο θιήζεο απνηειεί έλα κέξνο ηνπ ζπλνιηθνχ ρξφλνπ ζπλαιιαγήο πνπ κπνξεί λα εθηηκεζεί. Καη ηα δχν απηά πξνβιήκαηα είλαη δπλαηφ λα επηιπζνχλ κε ηε ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ, ζηελ νπνία ηα ζήκαηα ειέγρνπ κεηαθέξνληαη κέζσ κνλνπαηηψλ ηα νπνία είλαη εληειψο αλεμάξηεηα απφ ηα θαλάιηα θσλήο. Έλα αλεμάξηεην κνλνπάηη ζεκάησλ ειέγρνπ κπνξεί λα κεηαθέξεη ηα ζήκαηα γηα έλαλ αξηζκφ θαλαιηψλ ζπλδξνκεηψλ θαη επνκέλσο είλαη έλα θνηλφ θαλάιη ειέγρνπ γηα απηά ηα θαλάιηα ζπλδξνκεηψλ. Οη αξρέο ηεο ζεκαηνδνζίαο θνηλνχ θαλαιηνχ παξνπζηάδνληαη θαη ζπγθξίλνληαη κε ηε ελδνθαλαιηθή ζεκαηνδνζία ζηελ Δηθφλα 33. πσο θαίλεηαη, ην κνλνπάηη ηνπ ζήκαηνο γηα ηε ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ είλαη απφ θπζηθήο πιεπξάο μερσξηζηφ απφ ην κνλνπάηη ησλ ζεκάησλ θσλήο ή άιισλ ζεκάησλ ησλ ζπλδξνκεηψλ. ην θνηλφ θαλάιη κπνξεί λα δνζεί ην εχξνο δψλεο ζπρλνηήησλ πνπ απαηηείηαη γηα ηελ κεηαθνξά ζεκάησλ ειέγρνπ γηα κία κεγάιε πνηθηιία ιεηηνπξγηψλ. Έηζη ηφζν ην πξσηφθνιιν ζεκαηνδνζίαο φζν θαη ε αξρηηεθηνληθή δηθηχνπ πνπ ππνζηεξίδεη απηφ ην πξσηφθνιιν είλαη πην πνιχπινθα απ φηη ζηελ ελδνθαλαιηθή ζεκαηνδνζία. Χζηφζν ε ζπλερή πηψζε ηνπ θφζηνπο ησλ εμαξηεκάησλ ησλ ππνινγηζηψλ θάλεη ηελ ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ φιν θαη πην ειθπζηηθή. Σα ζήκαηα ειέγρνπ είλαη κελχκαηα πνπ κεηαδίδνληαη ηφζν αλάκεζα ζε κεηαγσγείο φζν θαη αλάκεζα ζε έλαλ κεηαγσγέα θαη ζην θέληξν δηαρείξηζεο δηθηχνπ. Έηζη, ην ηκήκα ζεκαηνδνζίαο ειέγρνπ ηνπ δηθηχνπ είλαη, θαηά ζπλέπεηα, έλα θαηαλεκεκέλν δίθηπν ππνινγηζηψλ πνπ κεηαθέξεη ζχληνκα κελχκαηα. Δηθόλα 33: Inchannel and Common-channel Signalling 112

113 Γχν ηξφπνη ιεηηνπξγίαο ρξεζηκνπνηνχληαη ζηε ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ. ηε ζπζρεηηδφκελε ιεηηνπξγία, ην θνηλφ θαλάιη παξαθνινπζεί, ζε φιν ην κήθνο ηνπ, ηεο κεηαγψκελεο νκάδεο δηαχισλ πνπ εμππεξεηνχληαη κεηαμχ ηεξκαηηθψλ ζεκείσλ. Σα ζήκαηα ειέγρνπ βξίζθνληαη ζε δηαθνξεηηθά θαλάιηα απφ ηα ζήκαηα ηνπ ζπλδξνκεηή θαη εζσηεξηθά ζηνλ κεηαγσγέα. Σα ζήκαηα ειέγρνπ δξνκνινγνχληαη απεπζείαο ζε έλα επεμεξγαζηή ζεκάησλ ειέγρνπ. Έλαο πην πνιχπινθνο αιιά πην ηζρπξφο ηξφπνο είλαη ε κε ζπζρεηηδφκελε ιεηηνπξγία. Με απηή ηε ιεηηνπξγία ην δίθηπν απμάλεηαη κε επηπξφζζεηνπο θφκβνπο πνπ είλαη γλσζηνί σο ζεκεία κεηαθνξάο ζήκαηνο. ε απηή ηελ πεξίπησζε, δελ ππάξρεη απζηεξή ή απιή αλάζεζε θαλαιηψλ ειέγρνπ ζε νκάδεο ηειεπηθνηλσληαθψλ δηαχισλ. Καηά ζπλέπεηα, ζε απηή ηε πεξίπησζε ππάξρνπ δχν μερσξηζηά δίθηπα κε δεχμεηο αλάκεζά ηνπο έηζη ψζηε ην ηκήκα ειέγρνπ ηνπ δηθηχνπ λα κπνξεί λα αζθεί έιεγρν πάλσ ζηνπο θφκβνπο κεηαγσγήο πνπ εμππεξεηνχλ θιήζεηο ζπλδξνκεηψλ. Ζ δηαρείξηζε δηθηχνπ αζθείηαη πην εχθνια κε ηε κε ζπζρεηηδφκελε ιεηηνπξγία επεηδή ηα θαλάιηα ειέγρνπ κπνξνχλ λα αλαηεζνχλ ζε δηεξγαζίεο κε πην εχθακπην ηξφπν. Ζ κε ζπζρεηηδφκελε ιεηηνπξγία είλαη ε ηερληθή πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζην ISDN. Με ηελ ελδνθαλαιηθή ζεκαηνδνζία, ηα ζήκαηα ειέγρνπ απφ έλα κεηαγσγέα μεθηλνχλ απφ έλα επεμεξγαζηή ειέγρνπ θαη κεηαγάγνληαη ζην θαλάιη εμφδνπ. ην άιιν άθξν πξέπεη λα κεηαγάγνπκε ηα ζήκαηα ειέγρνπ απφ ην θαλάιη θσλήο ζηνλ επεμεξγαζηή ειέγρνπ. Με ηε ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ, κεηαθέξνληαη απεπζείαο απφ ηνλ έλα επεμεξγαζηή ειέγρνπ ζηνλ άιιν, ρσξίο λα ζπλδένληαη κε θάπνην ζήκα θσλήο. Απηή είλαη κηα πην απιή δηαδηθαζία θαζψο θαη ιηγφηεξν επηξξεπήο ζε ηπραία ή ζθφπηκε παξεκβνιή ησλ ζεκάησλ ηνπ ζπλδξνκεηή κε ηα ζήκαηα ειέγρνπ. Απηφ είλαη απφ ηα κεγαιχηεξα θίλεηξα γηα ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ. Έλα άιιν ζεκαληηθφ θίλεηξν γηα ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ είλαη ν κεησκέλνο ρξφλνο απνθαηάζηαζεο θιήζεο. Θεσξείζηε ηελ αθνινπζία γεγνλφησλ γηα ηελ απνθαηάζηαζε ηεο αθνινπζίαο κηαο θιήζεο κε ελδνθαλαιηθή ζεκαηνδνζία, φηαλ εκπιέθνληαη πεξηζζφηεξνη απφ έλαλ κεηαγσγείο. Έλα ζήκα ειέγρνπ ζα ζηαιζεί απφ έλα κεηαγσγέα ζηνλ επφκελν κέζα απφ ην θαζνξηζκέλν κνλνπάηη. ε θάζε κεηαγσγέα, ην ζήκα ειέγρνπ δελ κπνξεί λα κεηαθεξζεί κέζσ ηνπ επφκελνπ κεηαγσγέα ζην επφκελν ζθέινο ηεο δηαδξνκήο κέρξη λα απνθαηαζηαζεί έλα ζπζρεηηδφκελν θχθισκα κέζσ απηνχ ηνπ κεηαγσγέα.. Με ηε ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ, ε πξνψζεζε ηεο πιεξνθνξίαο ειέγρνπ κπνξεί λα ππεξπεδήζεη ηε δηαδηθαζία απνθαηάζηαζεο θπθιψκαηνο. Με ηε κε ζπζρεηηδφκελε ζεκαηνδνζία ππάξρεη έλα επηπιένλ πιενλέθηεκα: Μπνξνχλ λα απνθαηαζηαζνχλ έλα ή πεξηζζφηεξα θεληξηθά ζεκεία ειέγρνπ. ιε ε πιεξνθνξία ειέγρνπ κπνξεί λα δξνκνινγεζεί ζε έλα θέληξν ειέγρνπ ηνπ δηθηχνπ φπνπ επεμεξγάδνληαη νη αηηήζεη θαη ζηέιλνληαη ζήκαηα ειέγρνπ ζε κεηαγσγείο πνπ ρεηξίδνληαη ηε θίλεζε ζπλδξνκεηψλ. Με απηφ ηνλ ηξφπν νη αηηήζεηο κπνξνχλ λα επεμεξγαζηνχλ κε κία πην γεληθή άπνςε ησλ ζπλζεθψλ ηνπ δηθηχνπ. Φπζηθά, ππάξρνπλ θαη κεηνλεθηήκαηα ζηε ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ. Απηά έρνπλ λα θάλνπλ θπξίσο κε ηελ πνιππινθφηεηα ηεο ηερληθήο. Χζηφζν, ην θφζηνο ηνπ ςεθηαθνχ πιηθνχ πνπ κεηψλεηαη θαη ε απμαλφκελε ςεθηαθή θχζε ησλ ηειεπηθνηλσληαθψλ δηθηχσλ θάλνπλ ηε ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ ηελ πιένλ θαηάιιειε ηερλνινγία. ιε ε ζπδήηεζε ζε απηή ηελ ελφηεηα αζρνιήζεθε κε ηε ρξήζε ηεο ζεκαηνδνζίαο θνηλνχ θαλαιηνχ εζσηεξηθά ζην δίθηπν (γηα ηνλ έιεγρν κεηαγσγέσλ). Αθφκα θαη ζε έλα δίθηπν πνπ ειέγρεηαη πιήξσο απφ ζεκαηνδνζία θνηλνχ θαλαιηνχ απαηηείηαη ελδνθαλαιηθή ζεκαηνδνζία γηα ηνπιάρηζηνλ θάπνην κέξνο ηεο επηθνηλσλίαο κε ηνλ 113

114 ζπλδξνκεηή. Γηα παξάδεηγκα, ν ηφλνο θιήζεο ην επηζηξεθφκελν θνπδνχληζκα ηεο απηφκαηεο θιήζεο θαη ηα ζήκαηα θαηεηιεκκέλνπ πξέπεη λα είλαη ελδνθαλαιηθά γηα λα θζάζνπλ ζηνλ ρξήζηε. ε έλα απιφ ηειεθσληθφ δίθηπν, ν ζπλδξνκεηήο δελ έρεη πξφζβαζε ζην ηκήκα ζεκαηνδνζίαο θνηλνχ θαλαιηνχ ηνπ δηθηχνπ θαη Γε ρξεζηκνπνηεί ην πξσηφθνιιν ζεκαηνδνζίαο θνηλνχ θαλαιηνχ. Χζηφζν ζε πην εμεδεηεκέλα ςεθηαθά δίθηπα ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηνπ ISDN ρξεζηκνπνηείηαη έλα πξσηφθνιιν ζεκαηνδνζίαο θνηλνχ θαλαιηνχ αλάκεζα ζην ζπλδξνκεηή θαη ζην δίθηπν θαη αληηζηνηρίδεηαη ζην εζσηεξηθφ πξσηφθνιιν ζεκαηνδνζίαο. 114 Δηθόλα 34: Common-Channel Signaling Modes Σηνηρεία Σεκαηνδνζίαο Δηθηύνπ Σν SS7 νξίδεη ηξεηο ιεηηνπξγηθέο νληφηεηεο:ηα ζεκεία ζεκαηνδνζίεο, ηα ζεκεία κεηαθνξάο ζεκάησλ θαη ηηο δεχμεηο ζεκαηνδνζίαο. Έλα ζεκείν ζεκαηνδνζίαο (signaling point-sp) είλαη θάζε ζεκείν ζην δίθηπν πνπ είλαη ηθαλφ λα ρεηξηζηεί κελχκαηα ειέγρνπ SS7. Μπνξεί λα είλαη έλα ηεξκαηηθφ ζεκείν γηα κελχκαηα ειέγρνπ πνπ δελ είλαη ηθαλφ λα επεμεξγαζηεί κελχκαηα πνπ δελ απεπζχλνληαη άκεζα ζην ίδην. Οη θφκβνη κεηαγσγήο θπθιψκαηνο ηνπ δηθηχνπ, γηα παξάδεηγκα ζ κπνξνχζαλ λα είλαη ηεξκαηηθά ζεκεία. Έλα άιιν παξάδεηγκα είλαη έλα θέληξν ειέγρνπ δηθηχνπ. Έλα ζεκείν κεηαθνξάο ζήκαηνο (signal transfer point-stp) είλαη έλα ζεκείν ζεκαηνδνζίαο πνπ είλαη ηθαλφ λα δξνκνινγεί κελχκαηα ειέγρνπ. Γειαδή, έλα κήλπκα πνπ παξαιακβάλεηαη απφ δεχμε ειέγρνπ κεηαθέξεηαη ζε κία άιιε. Έλα STP κπνξεί λα είλαη ακηγή θφκβνο δξνκνιφγεζεο ή ζα κπνξνχζε επίζεο λα πεξηιακβάλεη ηηο ιεηηνπξγίεο ελφο ηεξκαηηθνχ ζεκείνπ. Σέινο, δεχμε ζεκαηνδνζίαο είλαη δεχμε δεδνκέλσλ πνπ ελψλεη ζεκεία ζεκαηνδνζίαο.

115 Δηθόλα 35: SS7 Signaling and Information Transfer Points Ζ Δηθφλα 35 παξνπζηάδεη δηάθνξα αλάκεζα ζηε ιεηηνπξγία ζεκαηνδνζίαο κεηαγσγήο παθέηνπ θαη ζηε ιεηηνπξγία κεηαθνξάο πιεξνθνξίαο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο γηα ηε πεξίπησζε ηεο κε ζπζρεηηδφκελεο αξρηηεθηνληθήο ζεκαηνδνζίαο Μπνξνχκε λα ζεσξήζνπκε φηη ππάξρνπλ δχν επίπεδα ιεηηνπξγίαο. Σν επίπεδν ειέγρνπ είλαη ππεχζπλν γηα ηε απνθαηάζηαζε θαη δηαρείξηζε ησλ ζπλδέζεσλ. Απηέο ηηο ζπλδέζεηο ηηο αηηείηαη θαη ν ρξήζηεο Ο δηάινγνο ρξήζηε-δηθηχνπ είλαη αλάκεζα ζην ρξήζηε θαη ζην ηνπηθφ θέληξν. Γηα απηφ ην ζθνπφ ην ηνπηθφ θέληξν ελεξγεί σο ζεκείν ζεκαηνδνζίαο επεηδή πξέπεη λα κεηαιιάζζεηαη αλάκεζα ζην δηάινγν πνπ θάλεη κε ην ρξήζηε θαη ζηα κελχκαηα ειέγρνπ κέζα ζην δίθηπν πνπ νπζηαζηηθά εθηεινχλ ελέξγεηεο πνπ έρνπλ δεηεζεί απφ ην ρξήζηε. Δζσηεξηθά ζην δίθηπν, ην SS7 ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ απνθαηάζηαζε θαη ζπληήξεζε κηαο ζχλδεζεο. Απηή ε δηαδηθαζία κπνξεί λα πεξηιακβάλεη έλα ή πεξηζζφηεξα ζεκεία ζεκαηνδνζίαο θαη ζεκεία κεηαθνξάο ζήκαηνο. ηαλ απνθαηαζηαζεί κία ζχλδεζε, κεηαθέξεηαη πιεξνθνξία απφ έλα ρξήζηε ζε έλαλ άιιν κέζα απφ ην επίπεδν πιεξνθνξίαο Απνθαζίζηαηαη έλα θχθισκα απφ ην ηνπηθφ θέληξν ελφο ρξήζηε ζην θέληξν ηνπ άιινπ, πηζαλφηαηα δξνκνινγεκέλν κέζσ ελφο ή πεξηζζφηεξσλ θφκβσλ κεηαγσγήο θπθιψκαηνο, πνπ αλαθέξνληαη σο θέληξα κεηαθνξάο. ινη απηνί νη θφκβνη (ηνπηθά θέληξα, θέληξα κεηαθνξάο) είλαη επίζεο θαη ζεκεία ζεκαηνδνζίαο, επεηδή πξέπεη λα είλαη ηθαλνί λα ζηέιλνπλ θαη ιακβάλνπλ κελχκαηα SS7 γηα ηελ απνθαηάζηαζε θαη δηαρείξηζε κίαο ζχλδεζεο. 115

116 Δνκέο Σεκαηνδνζίαο Δηθηύνπ Έλα πνιχπινθν δίθηπν ζπλήζσο ζα έρεη ηφζν ζεκεία ζεκαηνδνζίαο (SP) φζν θαη ζεκεία κεηαθνξάο ζήκαηνο (STPs).Έλα δίθηπν ζεκαηνδνζίαο πνπ πεξηιακβάλεη ηφζν SP φζν θαη STP θφκβνπο κπνξεί λα ζεσξεζεί φηη έρεη κηα ηεξαξρηθή δνκή ζηελ νπνία ηα SPs απνηεινχλ ην θαηψηεξν επίπεδν θαη ηα STPs αλαπαξηζηνχλ ην πςειφηεξν επίπεδν. Σν δεχηεξν κπνξεί λα δηαηξεζεί πεξαηηέξσ ζε αξθεηά επίπεδα STP. Σν ζρ1.13 είλαη έλα παξάδεηγκα δηθηχνπ κε έλα κφλν επίπεδν STP. Αξθεηέο παξάκεηξνη κπνξνχλ λα επεξεάζνπλ ηηο απνθάζεηο ζρεηηθά κε ηε ζρεδίαζε ηνπ δηθηχνπ θαη ηνλ αξηζκφ ησλ επηπέδσλ πνπ ζα πινπνηεζνχλ: Ηθαλφηεηεο ηνπ STP:πεξηιακβάλεη ηνλ αξηζκφ ησλ δεχμεσλ ζεκαηνδνζίαο πνπ κπνξεί λα ρεηξηζηεί ην STP, ην ρξφλν κεηαθνξάο ηνπ κελχκαηνο ζεκαηνδνζίαο θαη ηελ απαηηνχκελε δηακεηαθνκηζηηθή ρσξεηηθφηεηα ηνπ κελχκαηνο. Απφδνζε δηθηχνπ:πεξηιακβάλεη ηνλ αξηζκφ ησλ SP θαη ηηο θαζπζηεξήζεηο ζεκαηνδνζίαο. Γηαζεζηκφηεηα θαη αμηνπηζηία: Μεηξά ηελ ηθαλφηεηα ηνπ δηθηχνπ λα παξέρεη ππεξεζίεο ζε πεξίπησζε απνηπρίαο ηνπ STP. Μειεηψληαο ηνπο πεξηνξηζκνχο ηνπ δηθηχνπ απφ άπνςε απφδνζεο, κπνξεί λα θαίλεηαη θαιχηεξν λα πξνηηκήζνπκε έλα επίπεδν STP. Χζηφζν, κειέηεο αμηνπηζηίαο θαη δηαζεζηκφηεηαο κπνξεί λα επηβάιινπλ κία ιχζε κε πεξηζζφηεξα απφ έλα επίπεδα. Οη παξαθάησ θαηεπζπληήξηεο γξακκέο πξνηείλνληαη απφ ηελ ITU-T: ε έλα ηεξαξρηθφ δίθηπν ζεκαηνδνζίαο κε έλα κφλν επίπεδν STP o Κάζε SP πνπ δελ είλαη ηαπηφρξνλα θαη STP είλαη ζπλδεδεκέλν κε ηνπιάρηζηνλ δχν STP. o Ζ αιιειν-ζχλδεζε ησλ STP είλαη φζν πην νινθιεξσκέλε γίλεηαη (πιήξεο αιιειν-ζχλδεζε: θάζε STP έρεη κία απεπζείαο δεχμε κε θάζε άιιν STP) ε έλα ηεξαξρηθφ δίθηπν ζεκαηνδνζίαο κε δχν επίπεδα STP o Κάζε SP πνπ δελ είλαη ηαπηφρξνλα θαη STP είλαη ζπλδεδεκέλν κε ηνπιάρηζηνλ δχν STP ρακειφηεξνπ επηπέδνπ. o Κάζε STP ρακειφηεξνπ επηπέδνπ είλαη ζπλδεδεκέλν κε ηνπιάρηζηνλ δχν STP ηνπ πςειφηεξνπ επηπέδνπ. o Σα STP ηνπ πςειφηεξνπ επηπέδνπ είλαη πιήξσο αιιεινζπλδεδεκέλα. Σν ηεξαξρηθφ κνληέιν ησλ δχν επηπέδσλ STP ζπλήζσο ζα είλαη ζρεδηαζκέλν κε ηέηνην ηξφπν ψζηε ην πςειφηεξν επίπεδν λα είλαη αθηεξσκέλν ζηελ θίλεζε κηαο ζπγθεθξηκέλεο γεσγξαθηθήο πεξηνρήο ηνπ δηθηχνπ θαη ην πςειφηεξν επίπεδν λα ρεηξίδεηαη ηελ θίλεζε αλάκεζα ζηηο γεσγξαθηθέο πεξηνρέο ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΠΑΚΔΣΟΤ Γχξσ ζηα 1970, μεθίλεζε έξεπλα πάλσ ζε κηα λέα κνξθή αξρηηεθηνληθήο γηα ςεθηαθέο ηειεπηθνηλσλίεο δεδνκέλσλ κεγάισλ απνζηάζεσλ: ηε κεηαγσγή παθέηνπ. Αλ θαη απφ ηφηε ε ηερλνινγία ηεο κεηαγσγήο παθέηνπ έρεη εμειηρζεί ζεκαληηθά, είλαη 116

117 αμηνζεκείσην φηη ε βαζηθή ηερλνινγία είλαη ε ίδηα ζήκεξα φπσο ήηαλ θαη ζηα δίθηπα ζηηο αξρέο ηνπ1970 θαη παξακέλεη κία απφ ηηο ιίγεο απνδνηηθέο ηερλνινγίεο γηα επηθνηλσλίεο δεδνκέλσλ κεγάισλ απνζηάζεσλ. Παξαθάησ παξέρεηαη κία πεξίιεςε ηεο κεηαγσγήο παθέηνπ. Θα δνχκε φηη πνιιά απφ ηα πιενλεθηήκαηα ηεο κεηαγσγήο παθέηνπ (επειημία, δηακνηξαζκφο πφξσλ, αλζεθηηθφηεηα, αληαπνθξηζηκφηεηα) έρνπλ θάπνην θφζηνο. Σν δίθηπν κεηαγσγήο παθέηνπ είλαη έλα θαηαλεκεκέλν ζχλνιν απφ θφκβνπο κεηαγσγήο παθέησλ. ηελ ηδαληθή πεξίπησζε, φινη νη θφκβνη κεηαγσγήο παθέησλ ζα γλσξίδνπλ αλά πάζα ζηηγκή ηελ θαηάζηαζε νιφθιεξνπ ηνπ δηθηχνπ. Γπζηπρψο, επεηδή νη θφκβνη είλαη θαηαλεκεκέλνη, ππάξρεη ρξνληθή θαζπζηέξεζε αλάκεζα ζε κηα αιιαγή θαηάζηαζεο ζε έλα ηκήκα ηνπ δηθηχνπ θαη ζηε πιεξνθφξεζε απηήο ηεο αιιαγήο θάπνπ αιινχ. Δπηπιένλ ππάξρεη επηβάξπλζε πνπ εκπιέθεηαη ζηε κεηαδηδφκελε πιεξνθνξία. Χο απνηέιεζκα έλα δίθηπν κεηαγσγήο παθέηνπ δελ κπνξεί λα απφδνζε ηέιεηα γηα απηφ ην ιφγν ρξεζηκνπνηνχληαη πεξίπινθνη αιγφξηζκνη γηα ηελ αληηκεηψπηζε ησλ κεηνλεθηεκάησλ ηεο ρξνληθήο θαζπζηέξεζεο θαη ηηο επηβάξπλζεο θαηά ηε ιεηηνπξγία ηνπ δίθηπν. Ζ κεηαγσγή παθέηνπ ζρεδηάζηεθε γηα λα παξέρεη κία πην απνδνηηθή ιεηηνπξγία απφ ηε κεηαγσγή θπθιψκαηνο γηα θαηαηγηζηηθή θίλεζε δεδνκέλσλ. Με ηε κεηαγσγή παθέηνπ, έλαο ζηαζκφο κεηαδίδεη δεδνκέλα ε κηθξά κπινθ πνπ νλνκάδνληαη παθέηα. Κάζε παθέην πεξηέρεη έλα ηκήκα ησλ δεδνκέλσλ ηνπ ρξήζηε ζπλ πιεξνθνξία ειέγρνπ πνπ απαηηείηαη γηα ηε ζσζηή ιεηηνπξγηθφηεηα ηνπ δηθηχνπ. Έλα ζεκαληηθφ ζηνηρείν δηάθξηζεο ησλ δηθηχσλ κεηαγσγήο παθέησλ είλαη θαηά πφζν ε εζσηεξηθή ιεηηνπξγία βαζίδεηαη ζε απηφλνκα παθέηα ή λνεηά θπθιψκαηα. Με εζσηεξηθά λνεηά θπθιψκαηα, θαζνξίδεηαη κία δηαδξνκή αλάκεζα ζε δχν ηεξκαηηθά ζεκεία θαη φια ηα παθέηα γηα απηφ ην λνεηφ θχθισκα αθνινπζνχλ ηελ ίδηα δηαδξνκή. Με εζσηεξηθά απηφλνκα παθέηα, θάζε παθέην αληηκεησπίδεηαη μερσξηζηά. Έηζη παθέηα πνπ έρνπλ ηνλ ίδην πξννξηζκφ είλαη δπλαηφ λα αθνινπζήζνπλ δηαθνξεηηθέο δηαδξνκέο. Ζ ιεηηνπξγία δξνκνιφγεζεο ελφο δηθηχνπ κεηαγσγήο παθέησλ πξνζπαζεί λα βξεη ηελ δηαδξνκή κε ην ειάρηζην θφζηνο ζην δίθηπν, κε ην θφζηνο βαζηζκέλν ζην αξηζκφ ησλ αικάησλ, ηελ αλακελφκελε θαζπζηέξεζε ή άιια κέηξα. Οη πξνζαξκνζηηθνί αιγφξηζκνη δξνκνιφγεζεο ζπλήζσο βαζίδνληαη ζηε αληαιιαγή πιεξνθνξίαο ζρεηηθά κε ηηο ζπλζήθεο θίλεζεο αλάκεζα ζηνπο θφκβνπο Αξρέο Μεηαγσγήο Παθέηνπ Σα κεγάιεο απφζηαζεο ηειεπηθνηλσληαθά δίθηπα αξρηθά ζρεδηάζηεθαλ γηα λα ρεηξίδνληαη θίλεζε θσλήο. Ζ πιεηνςεθία ηεο θίλεζεο ζε απηά ηα δίθηπα ζπλερίδεη λα απνηειείηαη απφ θίλεζε θσλή. Έλα ραξαθηεξηζηηθφ ησλ δηθηχσλ κεηαγσγήο θπθιψκαηνο είλαη φηη νη πφξνη ηνπ δηθηχνπ αθηεξψλνληαη ζε κία ζπγθεθξηκέλε θιήζε. Γηα ζπλδέζεηο θσλήο, ην θχθισκα πνπ πξνθχπηεη ζα έρεη πςειφ βαζκφ ρξήζεο επεηδή ην πεξηζζφηεξν ρξφλν ε κία ή ε άιιε πιεπξά ζα κηιάεη. Χζηφζν, θαζψο ην δίθηπν κεηαγσγήο θπθιψκαηνο άξρηζε λα ρξεζηκνπνηείηαη φιν θαη πεξηζζφηεξν γηα δεχμεηο δεδνκέλσλ έγηλαλ νξαηά δχν κεηνλεθηήκαηα: ε κηα ζπλεζηζκέλε δεχμε δεδνκέλσλ ρξήζηε/host, ηνλ πεξηζζφηεξν ρξφλν ε γξακκή παξακέλεη αδξαλήο. Έηζη γηα δεχμεηο δεδνκέλσλ κία πξνζέγγηζε κεηαγσγήο θπθιψκαηνο δελ είλαη απνδνηηθή. 117

118 ε έλα δίθηπν κεηαγσγήο θπθιψκαηνο ε ζχλδεζε παξέρεη κεηαθνξά κε ζηαζεξφ ξπζκφ δεδνκέλσλ. Έηζη, θάζε κηα απφ ηηο δχν ζπζθεπέο πνπ είλαη ζπλδεδεκέλεο πξέπεη λα κεηαδίδεη θαη λα ιακβάλεη κε ηνλ ίδην ξπζκφ φπσο θαη ε άιιε. Απηφ πεξηνξίδεη ηελ ηε ρξεζηκφηεηα ηνπ δηθηχνπ γηα δηαζχλδεζε πνηθίισλ ππνινγηζηψλ host θαη ζηαζκψλ εξγαζίαο. Γηα λα θαηαλνήζνπκε ηνλ ηξφπν κε ηνλ νπνίν ε κεηαγσγή παθέηνπ αληηκεησπίδεη ηα πξνβιήκαηα απηά, αο πεξηγξάςνπκε πεξηιεπηηθά ηε ιεηηνπξγία κεηαγσγήο παθέηνπ. Σα δεδνκέλα κεηαδίδνληαη ζε κηθξά παθέηα. Έλα ζχλεζεο άλσ θξάγκα ηνπ παθέηνπ είλαη 1000 νθηάδεο. Αλ κία πεγή έρεη έλα κεγαιχηεξν κήλπκα λα ζηείιεη ην κήλπκα ηεκαρίδεηαη ζε κηα ζεηξά απφ παθέηα. Κάζε παθέην πεξηέρεη κέξνο ησλ δεδνκέλσλ ηνπ ρξήζηε (ή φια γηα έλα ζχληνκν κήλπκα) ζπλ θάπνηα πιεξνθνξία ειέγρνπ. Ζ πιεξνθνξία ειέγρνπ πεξηιακβάλεη ηνπιάρηζηνλ ηελ πιεξνθνξία πνπ ρξεηάδεηαη ην δίθηπν γηα λα δξνκνινγήζεη ην παθέην κέζα ζην δίθηπν θαη λα ην παξαδψζεη ζην πξννξηζκφ ηνπ. ε θάζε θφκβν ηα παθέηα παξαιακβάλνληαη απνζεθεχνληαη πξνζσξηλά θαη πξνσζνχληαη ζηνλ επφκελν θφκβν. Θεσξνχκε ηψξα ηελ παξαπάλσ εηθφλα φπνπ ηψξα απεηθνλίδεη έλα απιφ δίθηπν κεηαγσγήο παθέησλ. Θεσξνχκε φηη ζέινπκε λα ζηείινπκε έλα παθέην απφ ηνλ ζηαζκφ Α ζηνλ ζηαζκφ Δ. Σν παθέην πεξηέρεη πιεξνθνξία ειέγρνπ πνπ δειψλεη φηη ν πξννξηζκφο είλαη ν Δ. Σν παθέην ζηέιλεηαη απφ ηνλ Α ζηνλ θφκβν 4. Ο θφκβνο 4 απνζεθεχεη ην παθέην, θαζνξίδεη ην επφκελν ζθέινο ηεο δηαδξνκήο θαη ηνπνζεηεί ην παθέην ζε κία νπξά γηα λα ζηαιζεί κέζσ ηεο ζχλδεζεο. ηαλ ε ζχλδεζε γίλεη δηαζέζηκε ην παθέην κεηαδίδεηαη ζην θφκβν 5 ν νπνίνο ηνλ πξνσζεί ζηνλ θφκβν 6 θαη απφ εθεί ζηνλ θφκβν Δ. Τερληθή Μεηαγωγήο Αλ έλαο ζηαζκφο έρεη έλα κήλπκα λα ζηείιεη κέζσ ελφο δηθηχνπ παθέηνπ ην νπνίν είλαη κεγαιχηεξνπ κήθνπο απφ ην κέγηζην κήθνο παθέηνπ, ηεκαρίδεη απηά ηα παθέηα θαη ζηέιλεη έλα θάζε θνξά ζην δίθηπν. Μία εξψηεζε πνπ πξνθχπηεη είλαη πσο ζα ρεηξηζηεί ην δίθηπν απηή ηε ζεηξά παθέησλ θαζψο ζα πξνζπαζεί λα ηα δξνκνινγήζεη θαη λα ηα παξαδψζεη ζην πξνηηζέκελν πξννξηζκφ. Τπάξρνπλ δχν πξνζεγγίζεηο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηα κνληέξλα δίθηπα: απηφλνκνπ παθέηνπ θαη λνεηνχ θαλαιηνχ. 118

119 ηε πξνζέγγηζε απηφλνκνπ παθέηνπ θάζε παθέην αληηκεησπίδεηαη μερσξηζηά, δελ ζπλδέεηαη κε παθέηα πνπ έρνπλ θχγεη πην πξηλ. Αο ππνζέζνπκε φηη ν ζηαζκφο Α έρεη 3 παθέηα λα ζηείιεη ζηνλ ζηαζκφ Δ. Μεηαδίδεη ηα παθέηα 1,2 θαη 3 ζηνλ θφκβν 4. Κάζε παθέην πεξηέρεη ηελ δηεχζπλζε πξννξηζκνχ ε νπνία ζε απηή ηε πεξίπησζε είλαη ηνπ Δ. Γηα θάζε παθέην ν θφκβνο 4 πξέπεη λα πάξεη κία απφθαζε δξνκνιφγεζεο. Σν παθέην 1 θζάλεη γηα παξάδνζε ζηνλ Δ. Ο θφκβνο 4 ζα κπνξνχζε εχινγα λα πξνσζήζεη ην παθέην απηφ ηφζν ζηνλ θφκβν 7 φζν θαη ζηνλ θφκβν 5 σο επφκελν βήκα ηεο δηαδξνκήο. ε απηή ηε πεξίπησζε ν θφκβνο 4 απνθαζίδεη φηη ε νπξά παθέησλ πνπ έρεη γηα ηνλ θφκβν 7 είλαη κεγαιχηεξε απφ εθείλε γηα ηνλ θφκβν 5 θαη έηζη ηνπνζεηεί ην παθέην ζηελ νπξά γηα ηνλ θφκβν 5. Οκνίσο γηα ην παθέην 2.κσο γηα ην παθέην 3 ν θφκβνο βξίζθεη φηη ε νπξά γηα ηνλ θφκβν 7 είλαη ηψξα κηθξφηεξε θαη ηνπνζεηεί ην παθέην ηψξα ζε απηή ηε νπξά.έηζη ηα παθέηα ην θαζέλα κε ηελ ίδηα θαηεχζπλζε πξννξηζκνχ δελ αθνινπζνχλ φια ηελ ίδηα δηαδξνκή. Καηά ζπλέπεηα ην παθέην 3 είλαη πηζαλφ λα θζάζεη πην γξήγνξα απφ ην παθέην 2,ίζσο θαη απφ ην παθέην 1 ζην θφκβν 6. Έηζη είλαη πηζαλφ ηα παθέηα λα παξαδνζνχλ ζηνλ θφκβν Δ κε δηαθνξεηηθή ζεηξά απφ απηή πνπ ζηάιζεθαλ. Δίλαη ζέκα ηνπ Δ λα θαζνξίζεη πσο ζα ηα αλαδηαηάμεη. Δπίζεο είλαη πηζαλφ έλα παθέην λα θαηαζηξαθεί ζην δίθηπν. Γηα παξάδεηγκα αλ έλαο θφκβνο πάζεη θάπνηα βιάβε, κπνξεί λα ραζνχλ φια ηα παθέηα πνπ βξίζθνληαη ζηηο νπξέο ηνπ. Αλ ζπλέβαηλε απηφ ζε έλα απφ ηα παθέηα ηνπ παξαδείγκαηφο καο, ν θφκβνο 6 δελ ζα είρε ηξφπν λα αλαγλσξίζεη φηη έλα απφ ηε αθνινπζία παθέησλ έρεη ραζεί. Καη πάιη είλαη ζέκα ηνπ Δ λα αληρλεχζεη ηελ απψιεηα ελφο παθέηνπ θαη λα βξεη πσο ζα ην αλαθηήζεη. ε απηή ηε ηερληθή θάζε παθέην πνπ αληηκεησπίδεηαη μερσξηζηά αλαθέξεηαη σο απηόλνκν παθέην (datagram). Με ηε κέζνδν ηνπ λνεηνύ θπθιώκαηνο (virtual circuit) πξηλ κεηαδνζεί νπνηνδήπνηε παθέην απνθαζίζηαηαη κία δηαδξνκή. Γηα παξάδεηγκα αο ππνζέζνπκε φηη ν Α έρεη έλα ή πεξηζζφηεξα κελχκαηα λα ζηείιεη ζηνλ Δ. Πξψηα ζηέιλεη έλα εηδηθφ παθέην ειέγρνπ, ην νπνίν νλνκάδεηαη Αίηεζε Κιήζεο (Call Request), ζην 4 δεηψληαο απνθαηάζηαζε ινγηθήο ζχλδεζεο κε ηνλ Δ. Ο 4 απνθαζίδεη λα ζηείιεη αίηεζε θαη φια ηα παθέηα ζηνλ 5, ν νπνίνο απνθαζίδεη λα θάλεη ην ίδην αιιά ηψξα ζηνλ θφκβν 6, ν νπνίνο παξαδίδεη ηελ αίηεζε ζηνλ θφκβν Δ. Δάλ ν θφκβνο Δ είλαη λα απνθαηαζηήζεη ηε ζχλδεζε ζηέιλεη παθέην ην νπνίν νλνκάδεηαη Απνδνρή Κιήζεο ζηνλ 6. Απηφ ην παθέην κεηαθέξεηαη πξνο ηα πίζσ κέζσ ησλ θφκβσλ 4 θαη 5 ζηνλ Α. Οη ζηαζκνί Α θαη Δ κπνξνχλ ηψξα λα αληαιιάμνπλ δεδνκέλα κέζσ ηεο ζχλδεζεο πνπ έρεη απνθαηαζηαζεί κεηαμχ ηνπο. Δπεηδή ε δηαδξνκή είλαη ζηαζεξή ζε φιε ηε δηάξθεηα ηεο ζχλδεζεο. είλαη θαηά θάπνην ηξφπν παξφκνηα κε έλα θχθισκα ζε έλα δίθηπν κεηαγσγήο θπθιψκαηνο θαη γη απηφ αλαθέξεηαη σο λνεηφ θχθισκα. Κάζε παθέην πεξηέρεη κία ηαπηφηεηα λνεηνχ θπθιψκαηνο, αληί γηα δηεχζπλζε πξννξηζκνχ, θαη δεδνκέλα. Κάζε θφκβνο ηεο πξνζρεδηαζκέλεο δηαδξνκήο γλσξίδεη πνπ λα θαηεπζχλεη ηέηνηα παθέηα. Γελ ρξεηάδεηαη λα απνθαζίδεη ν ίδηνο πνηα δηαδξνκή ζα αθνινπζήζνπλ. Έηζη θάζε παθέην απφ ηνλ Α ζην Δ ζα δηέξρεηαη ησλ 4, 5 θαη 6, θαη αληίζηξνθα απφ ηνλ Δ ζην Α ηνπο 6, 5 θαη 4. ην ηέινο έλαο απφ ηνπο δχν ηεξκαηίδεη ηε ζχλδεζε κε έλα παθέην πνπ νλνκάδεηαη Αίηεζε Σεξκαηηζκνχ (Clear Request). Οπνηαδήπνηε ρξνληθή ζηηγκή, θάζε ζηαζκφο κπνξεί λα έρεη πεξηζζφηεξα απφ έλα λνεηά θπθιψκαηα κε νπνηνλδήπνηε άιιν λνεηφ ζηαζκφ, ελψ κπνξεί επίζεο λα έρεη λνεηά θπθιψκαηα κε πεξηζζφηεξνπο απφ έλαλ ζηαζκνχο. Έηζη θχξην ραξαθηεξηζηηθφ ηεο ηερληθήο λνεηνχ θπθιψκαηνο είλαη φηη κία δηαδξνκή απνθαζίζηαηαη πξηλ αξρίζεη ε κεηάδνζε δεδνκέλσλ. ε απηφ ην ζεκείν πξέπεη λα ηνληζηεί φηη απηφ δε ζεκαίλεη φηη έρεη απνθιεηζηηθή ρξήζε ηεο γξακκήο φπσο έρνπκε ζηε ηερληθή κεηαγσγήο θπθιψκαηνο. Έλα παθέην εμαθνινπζεί λα απνζεθεχεηαη 119

120 πξνζσξηλά ζε θάζε θφκβν θαη λα ηνπνζεηείηαη γηα έμνδν ζε θάζε γξακκή, ελψ άιια παθέηα πνπ αλήθνπλ ζε άιια λνεηά θπθιψκαηα κπνξνχλ λα κνηξάδνληαη ηε ίδηα γξακκή. Ζ δηαθνξά κε ηε ηερληθή απηφλνκνπ παθέηνπ είλαη φηη ηψξα ν θφκβνο δε ρξεηάδεηαη λα απνθαζίδεη ζε πνην θφκβν ζα ζηείιεη θάζε παθέην. Απηφ γίλεηαη κφλν κία θνξά γηα φια ηα παθέηα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ην ίδην λνεηφ θχθισκα. Δάλ δχν ζηαζκνί επηζπκνχλ λα αληαιιάμνπλ δεδνκέλα γηα έλα αξθεηά κεγάιν ρξνληθφ δηάζηεκα ππάξρνπλ ζπγθεθξηκέλα πιενλεθηήκαηα πνπ πξνζθέξεη ε ηερληθή ησλ λνεηψλ θπθισκάησλ. Καηαξρήλ, ην δίθηπν κπνξεί λα πξνζθέξεη ππεξεζίεο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηε ηερληθή ηνπ λνεηνχ θπθιψκαηνο ζπκπεξηιακβαλνκέλεο ηεο ηαμηλφκεζεο ησλ παθέησλ θαη ησλ έιεγρν ζθαικάησλ. Ζ ηαμηλφκεζε αλαθέξεηαη ζην γεγνλφο φηη επεηδή φια ηα παθέηα αθνινπζνχλ ηελ ίδηα δηαδξνκή θζάλνπλ κε ηε ζσζηή ζεηξά. Ο έιεγρνο ζθαικάησλ είλαη κία ππεξεζία ε νπνία φρη κφλν εμαζθαιίδεη φηη ηα παθέηα θζάλνπλ ζηε ζσζηή ζεηξά αιιά φηη ηα παθέηα θζάλνπλ ζσζηά, φπνπ ζε πεξίπησζε ιάζνπο έρνπκε ηελ επαλεθπνκπή ησλ παθέησλ. Δπίζεο ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα είλαη φηη κε ηε ηερληθή λνεηνχ θπθιψκαηνο θεξδίδνπκε ζε ηαρχηεηα αθνχ ν θάζε θφκβνο δε ρξεηάδεηαη λα απνθαζίζεη πνπ ζα ζηείιεη ην θάζε παθέην. Έλα πιενλέθηεκα ηεο ηερληθήο datagram είλαη φηη δελ ππάξρεη ε θάζε απνθαηάζηαζεο λνεηνχ θπθιψκαηνο Έηζη, αλ έλαο ζηαζκφο επηζπκεί λα ζηείιεη κφλν έλα ή ιίγα παθέηα, ε ρξήζε ηεο ηερληθήο datagram είλαη ηαρχηεξε. Γηα παξάδεηγκα αλ ππάξμεη ζπκθφξεζε ζε έλα κέξνο ηνπ δηθηχνπ ηα εηζεξρφκελα παθέηα κπνξνχλ λα αθνινπζήζνπλ κία δηαδξνκή ε νπνία δελ ζα πεξλάεη απφ ηα ζεκείν ηεο ζπκθφξεζεο. Με ηε ρξήζε λνεηψλ θπθισκάησλ ηα παθέηα αθνινπζνχλ πξνθαζνξηζκέλε πνξεία θη έηζη είλαη δχζθνιν γηα ην δίθηπν λα πξνζαξκνζηεί ζε θαηαζηάζεηο ζπκθφξεζεο.έλα άιιν πιενλέθηεκα είλαη φηη ε παξάδνζε ηνπ datagram είλαη πην αμηφπηζηε. Με ηε ρξήζε ηνπ λνεηνχ θπθιψκαηνο φηαλ έλαο θφκβνο απνηχρεη ηφηε φια ηα παθέηα πνπ δηέξρνληαη απφ απηφ ην θφκβν ράλνληαη. Με ηε ρξήζε datagram φηαλ έλαο θφκβνο απνηχρεη ηφηε απηφο ν θφκβνο παξαθάκπηεηαη κε κηα ελαιιαθηηθή δηαδξνκή. Σα πεξηζζφηεξα κνληέξλα δηαζέζηκα δίθηπα κεηαγσγήο παθέησλ ρξεζηκνπνηνχλ κεηαγσγή λνεηνχ θπθιψκαηνο γηα ηελ εζσηεξηθή ηνπο ιεηηνπξγία. ε θάπνην βαζκφ απηφ αληαλαθιά έλα ηζηνξηθφ θίλεηξν λα παξέρεηαη έλα δίθηπν κε ππεξεζίεο ηφζν αμηφπηζηεο (απφ άπνςε αθνινπζηαθήο αξίζκεζεο ησλ παθέησλ) φζν θαη έλα δίθηπν κεηαγσγήο θπθιψκαηνο. Τπάξρνπλ σζηφζν αξθεηνί παξνρείο ηδησηηθψλ δηθηχσλ κεηαγσγήο παθέηνπ πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ηελ ιεηηνπξγία απηφλνκνπ παθέηνπ. Απφ ηελ νπηηθή γσλία ηνπ ρξήζηε, ζα πξέπεη λα ππάξρεη πνιχ κηθξή δηαθνξά ζηε εμσηεξηθή ζπκπεξηθνξά ηνπ δηθηχνπ πνπ βαζίδεηαη ζηε ρξήζε απηφλνκψλ παθέησλ ή λνεηψλ θπθισκάησλ. Ζ ιεηηνπξγία ηχπνπ απηφλνκνπ παθέηνπ είλαη ζπλεζηζκέλε ζε δηαδίθηπα. Μέγεζνο Παθέηνπ Τπάξρεη κία ζεκαληηθή ζρέζε αλάκεζα ζην κέγεζνο ηνπ παθέηνπ θαη ζην ρξφλν κεηάδνζεο, φπσο θαίλεηαη ζην θχθισκα ηεο Δηθφλα 36. ε απηφ ην παξάδεηγκα ππνζέηνπκε φηη ππάξρεη έλα λνεηφ θχθισκα απφ ηνλ ζηαζκφ Υ ζηνλ ζηαζκφ Τ κέζσ ησλ θφκβσλ α θαη β. Σν κήλπκα πνπ πξφθεηηαη λα ζηαιζεί απνηειείηαη απφ 40 νθηάδεο θαη θάζε παθέην απφ 3 νθηάδεο πιεξνθνξίαο ειέγρνπ, ε νπνία ηνπνζεηείηαη ζηελ αξρή ηνπ παθέηνπ θαη αλαθέξεηαη σο επηθεθαιίδα. Αλ νιφθιεξν ην κήλπκα ζηαιζεί σο έλα παθέην ησλ 43 νθηάδσλ ηφηε ην παθέην αξρηθά κεηαδίδεηαη απφ ηνλ ζηαζκφ Υ ζηνλ α. ηαλ νιφθιεξν ην παθέην, κπνξεί λα κεηαδνζεί απφ ηνλ α ζηνλ β. 120

121 ηαλ νιφθιεξν ην παθέην παξαιεθζεί απφ ηνλ θφκβν β, κεηαθέξεηαη ζηνλ ζηαζκφ Τ. Αγλνψληαο ην ρξφλν κεηαγσγήο, ν ζπλνιηθφο ρξφλνο κεηάδνζεο είλαη νη ρξφλνη 129 νθηάδσλ. Δηθόλα 36: Effect of Packet Size on Transmission Time Αο ππνζέζνπκε ηψξα φηη ηεκαρίδνπκε ην κήλπκα ζε δχν παθέηα, ην θαζέλα απφ ηα νπνία πεξηέρεη 20 νθηάδεο ηνπ κελχκαηνο θαη 3 νθηάδεο επηθεθαιίδαο ή πιεξνθνξία ειέγρνπ. ε απηή ηελ πεξίπησζε, ν θφκβνο κπνξεί λα μεθηλήζεη λα κεηαδίδεη ην πξψην παθέην κφιηο θζάζεη απφ ην Υ, ρσξίο λα πεξηκέλεη ην δεχηεξν παθέην. Λφγσ ηεο επηθάιπςεο ηεο κεηάδνζεο ν ζπλνιηθφο ρξφλνο ηεο κεηάδνζεο πέθηεη ζην ρξφλν 92 νθηάδσλ. Σεκαρίδνληαο ην κήλπκα ζε πέληε παθέηα. θάζε ελδηάκεζνο θφκβνο κπνξεί λα αξρίζεη λα κεηαδίδεη αθφκα πην λσξίο θαη ην θέξδνο ζε ρξφλν είλαη αθφκα κεγαιχηεξν, κε ζπλνιηθφ ρξφλν γηα κεηάδνζε ην ρξφλν ησλ 77 νθηάδσλ. Χζηφζν απηή ε δηαδηθαζία ησλ κηθξφηεξσλ θαη πεξηζζφηεξσλ παθέησλ ηειηθά έρεη σο απνηέιεζκα ηελ αχμεζε παξά ηε κείσζε. Απηφ ζπκβαίλεη επεηδή θάζε παθέην πεξηέρεη έλα ζηαζεξφ κέγεζνο επηθεθαιίδαο θη έηζη πεξηζζφηεξα παθέηα ζεκαίλνπλ θαη πεξηζζφηεξεο επηθεθαιίδεο. Δπηπιένλ ην παξάδεηγκα Γε δείρλεη ηηο θαζπζηεξήζεηο επεμεξγαζίαο θαη αλακνλήο ζηελ νπξά ζε θάζε θφκβν. Απηέο είλαη επίζεο κεγαιχηεξεο, φηαλ δηαρεηξίδνληαη πεξηζζφηεξα παθέηα γηα έλα κφλν κήλπκα. 121

122 Δξνκνιόγεζε κεηαγωγήο παθέηνπ Ζ βαζηθή ιεηηνπξγία ελφο δηθηχνπ κεηαγσγήο παθέηνπ είλαη λα ιακβάλεη απφ έλα ζηαζκφ παθέηα θαη λα ηα κεηαδίδεη ζην πξννξηζκφ ηνπο. Απαξαίηεην γηα απηφ είλαη ν θαζνξηζκφο κηαο δηαδξνκήο ηελ νπνία ζα αθνινπζήζεη ην παθέην, αθνχ ζπλήζσο ππάξρνπλ πεξηζζφηεξεο ηεο κηα δηαδξνκέο. Αθνινχζσο πξαγκαηνπνηείηαη ε ιεηηνπξγία ηεο δξνκνιφγεζεο. Καηά ηελ πξαγκαηνπνίεζε ηεο ιεηηνπξγίαο απηήο ηθαλνπνηνχληαη νη αθφινπζεο απαηηήζεηο νξζφηεηα, απιφηεηα, αλζεθηηθφηεηα, ζηαζεξφηεηα, δηθαηνζχλε, βειηηζηνπνίεζε θαη απνδνηηθφηεηα. Δλψ ηα δπν πξψηα είλαη απηνλφεηα, ε αλζεθηηθφηεηα έρεη λα θάλεη κε ηελ ηθαλφηεηα ηνπ δηθηχνπ λα μεπεξλά ηηο θαηά ηφπνπο δπζθνιίεο, ππεξθνξηψζεηο, θαη απνηπρίεο κεηάδνζεο ησλ παθέησλ. Ηδαληθά ινηπφλ ην δίθηπν πξέπεη λα αληηδξάζεη ζε ηέηνηεο θαηαζηάζεηο ρσξίο απψιεηεο ή δηαθνπέο λνεηψλ θπθισκάησλ. Απηή ε παξάκεηξνο φκσο έξρεηαη ζε αληίζεζε κε ηελ παξάκεηξν ηεο ζηαζεξφηεηαο ε νπνία πξέπεη ηαπηφρξνλα λα επηδηψθεηαη. Σερληθέο πνπ αληηδξνχλ ζε κεηαβιεηέο ζπλζήθεο έρνπλ ηελ ηάζε λα αληηδξνχλ πνιχ αξγά ζε γεγνλφηα είηε λα αληηκεησπίδνπλ αζηαζείο ακθηηαιαληεχζεηο απφ ην έλα άθξν ζην άιιν. ηαλ, γηα παξάδεηγκα έρνπκε ηελ ππεξθφξησζε κηαο πεξηνρήο ην δίθηπν αληηδξά κεηαθέξνληαο ην θνξηίν ζε κηα άιιε πεξηνρή, ε νπνία κε ηε ζεηξά ηεο ππεξθνξηψλεηαη ελψ ε πξψηε κπνξεί λα είλαη ππνρξεζηκνπνηνχκελε. Δπίζεο θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο κεηαθνξάο ηα παθέηα επηβαξχλνπλ επηπιένλ ην δίθηπν. Μηα ηζνξξνπία επηδηψθεηαη κεηαμχ ησλ απαηηήζεσλ ηεο δηθαηνζχλεο θαη ηεο βειηηζηνπνίεζεο. Απηφ γίλεηαη αθνχ θάπνηα θξηηήξηα δίλνπλ πξνηεξαηφηεηα ζηελ αληαιιαγή παθέησλ κεηαμχ θνληηλψλ ζηαζκψλ, πξάγκα ην νπνίν αδηθεί ηνπο ζηαζκνχο πνπ επηθνηλσλνχλ κε απνκαθξπζκέλνπο ζηαζκνχο. Οπνηαδήπνηε ηερληθή δξνκνιφγεζεο θαη αλ ρξεζηκνπνηήζνπκε ζπλεπάγεηαη επηπιένλ κείσζε ηεο απφδνζεο ηνπ δηθηχνπ. Απηφ νθείιεηαη ζηελ ρξφλν πνπ ρξεηάδεηαη γηα ηελ επεμεξγαζία ζε θάζε θφκβν θαη γηα ηελ κεηάδνζε. πλνιηθά ινηπφ ηα πιενλεθηήκαηα νθείινπλ λα είλαη πεξηζζφηεξα απφ ηα κεηνλεθηήκαηα ηεο ηερληθήο δξνκνιφγεζεο. Δηθόλα 37: Παξάδεηγκα Packet-Switching Network πσο είλαη απηνλφεην ε επηινγή ηεο δηαδξνκήο βαζίδεηαη ζην θξηηήξην ηεο βέιηηζηεο δξνκνιφγεζεο. Σν πην απιφ θξηηήξην είλαη ε επηινγή ηεο δηαδξνκήο κε ηα ειάρηζηα άικαηα, δειαδή κε ηνπο ειάρηζηνπο θφκβνπο. Απηφ κάιηζηα είλαη απιφ ζην λα ππνινγηζηή. Μία γελίθεπζε ηνπ θξηηεξίνπ απηνχ είλαη ε δξνκνιφγεζε κε ην ειάρηζην θφζηνο. ηε πεξίπησζε απηή, αθνχ θάζε ζχλδεζε κεηαμχ νπνηνπδήπνηε δεχγνπο ζεκαίλεη θάπνην θφζηνο, αλαδεηείηαη ε δηαδξνκή πνπ επηηπγράλεη ην ειάρηζην. Γηα παξάδεηγκα ζην παξαπάλσ ζρήκα φπνπ ηα βέιε αλαπαξηζηνχλ ην θφζηνο ηεο 122

123 ζχλδεζεο κεηαμχ ησλ ζηαζκψλ πξνο ηε θάζε θαηεχζπλζε. Σν κηθξφηεξν κνλνπάηη απφ ηνλ θφκβν ζηνλ 6 είλαη ην 1-3-6(ζπλνιηθφ θφζηνο:10), αιιά ην κνλνπάηη κε ην ειάρηζην θφζηνο είλαη ην (ζπλνιηθφ θφζηνο:4). Σα θφζηε θαηαρσξνχληαη γηα ηελ ππνζηήξημε ελφο ή πεξηζζνηέξσλ αληηθεηκεληθψλ ζθνπψλ ζρεδηαζκνχ. Σν θφζηνο ζα κπνξνχζε λα είλαη αληηζηξφθσο αλάινγν κε ην ξπζκφ δεδνκέλσλ ή ηεο ηξέρνπζαο θαζπζηέξεζεο νπξάο ζηε ζχλδεζε. ε νπνηαδήπνηε απφ ηηο παξαπάλσ πξνζεγγίζεηο ν αιγφξηζκνο θαζνξηζκνχ ηεο βέιηηζηεο δηαδξνκήο είλαη ζρεηηθά απιφο γηα νπνηνδήπνηε δεχγνο ζηαζκψλ θαη ν ρξφλνο επεμεξγαζίαο είλαη πεξίπνπ ν ίδηνο πάληα. Σν θξηηήξην ειαρίζηνπ θφζηνπο είλαη πην εχθακπην. είλαη πην ζπλεζηζκέλν απφ ην θξηηήξην ειαρίζησλ αικάησλ. Γπν ζεκαληηθά θξηηήξηα ηεο απφδνζεο είλαη ν ρξφλνο θαη ν ηφπνο φπνπ παίξλεηαη ε απφθαζε δξνκνιφγεζεο. Ο ρξφλνο θαζνξίδεηαη απφ ηνλ αλ ε απφθαζε γίλεηαη κε βάζε ην παθέην ή ην λνεηφ θχθισκα. ηαλ έρνπκε ρξήζε datagram ε απφθαζε δξνκνιφγεζεο παίξλεηαη γηα θάζε παθέην μερσξηζηά. Γηα θχθισκα φπνπ ιεηηνπξγεί κε ρξήζε λνεηνχ θπθιψκαηνο ε απφθαζε δξνκνιφγεζεο παίξλεηαη φηαλ απνθαηαζηαζεί ην θχθισκα. ε απιέο πεξίπησζεο φια ηα παθέηα αθνινπζνχλ ηελ ίδηα δηαδξνκή. ελψ ζε πην πνιχπινθεο νπνχ ην δίθηπν αιιάδεη δπλακηθά ηελ δηαδξνκή ηνπ λνεηνχ θαλαιηνχ ρξεζηκνπνηνχληαη δηαθνξεηηθέο. Χο ηφπνο απφθαζεο αλαθεξφκαζηε ζηνλ θφκβν ή ζηνπο θφκβνπο φπνπ είλαη ππεχζπλνη γηα ηελ απφθαζε δξνκνιφγεζεο. πλήζσο ζπλαληνχκε ηελ θαηαλεκεκέλε δξνκνιφγεζε φπνπ ν θάζε θφκβνο έρεη ηελ επζχλε επηινγήο γηα κηα γξακκή εμφδνπ γηα ηε δξνκνιφγεζε ησλ παθέησλ θαζψο απηά θζάλνπλ. ηε κε θαηαλεκεκέλε δξνκνιφγεζε ε απφθαζε παίξλεηαη απφ έλα θαζνξηζκέλν θφκβν φπσο έλα θέληξν ειέγρνπ δηθηχνπ. Απηή ε πξνζέγγηζε παξνπζηάδεη ην κεηνλέθηεκα φηη ε απψιεηα ηνπ θέληξνπ ειέγρνπ κπνξεί λα κπινθάξεη ηε ιεηηνπξγία ηνπ δηθηχνπ. Ζ θαηαλεκεκέλε αλ θαη είλαη πην πνιχπινθε ζίγνπξα είλαη πην αλζεθηηθή. Μηα Σξίηε πξνζέγγηζε είλαη ε δξνκνιφγεζε πεγήο. ε απηή ηε πεξίπησζε ε απφθαζε γίλεηαη απφ ηελ πεγή πξηλ ην παθέην κεηαδνζεί ζην δίθηπν. Απηφ επηηξέπεη ζην ρξήζηε λα επηβάιιεη κηα δηαδξνκή πνπ πιεξνί ηνπηθά θξηηήξηα γηα ην ρξήζηε. Ο ρξφλνο απφθαζεο θαη ν ηφπνο απφθαζεο είλαη αλεμάξηεηεο ζρεδηαζηηθέο κεηαβιεηέο. Γηα παξάδεηγκα ηα θφζηε κίαο δηαδξνκήο κπνξεί λα αιιάδνπλ θαη ζε έλα δίθηπν πνπ ρξεζηκνπνηεί datagram δπν παθέηα λα ρξεζηκνπνηνχλ δηαθνξεηηθέο δηαδξνκέο σο βέιηηζηεο ζε δηαθνξεηηθά ρξνληθά ζεκεία. ε έλα δίθηπν κεηαγσγήο λνεηνχ θπθιψκαηνο θάζε θφκβνο ζπκάηαη ηελ απφθαζε δξνκνιφγεζεο πνπ ειέθζε φηαλ απνθαηαζηάζεθε ην λνεηφ θχθισκα θαη απιά κεηαδίδεη ηα παθέηα ρσξίο λα παίξλεη λέα απφθαζε. Οη πεξηζζφηεξεο ζηξαηεγηθέο βαζίδνληαη ζηε γλψζε ηεο ηνπνινγίαο ηνπ δηθηχνπ, ηνπ θφζηνπο θίλεζεο θαη ηνπ θφζηνπο ζχλδεζεο. Μεξηθέο ζηξαηεγηθέο φκσο φπσο ε πιεκκχξα θαη θάπνηεο ηπραίεο Γε βαζίδνληαη θαζφινπ ηέηνηεο πιεξνθνξίεο. ηε θαηαλεκεκέλε δξνκνιφγεζε ν θάζε αλεμάξηεηνο θφκβνο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη κφλν ηελ ηνπηθή πιεξνθνξία, φπσο είλαη ην θφζηνο θάζε ζχλδεζεο εμφδνπ. Κάζε θφκβνο κπνξεί επίζεο λα ζπιιέγεη πιεξνθνξίεο απφ γεηηνληθνχο θφκβνπο, φπσο ηνλ βαζκφ ζπκθφξεζήο ηνπ. Σέινο, ππάξρνπλ αιγφξηζκνη ζε θνηλή ρξήζε νπ επηηξέπνπλ ζηνλ θφκβν λα παίξλεη πιεξνθνξίεο απφ φινπο ηνπο θφκβνπο γηα θάζε ζπγθεθξηκέλε δηαδξνκή πνπ ηνλ ελδηαθέξεη. ηε κε θαηαλεκεκέλε δξνκνιφγεζε ν θεληξηθφο θφκβνο ρξεζηκνπνηεί ηηο πιεξνθνξίεο πνπ παίξλεη απφ φινπο ηνπο θφκβνπο. 123

124 Γηα ηε κεηαγσγή παθέηνπ έρνπλ αλαπηπρζεί αξθεηέο ζηξαηεγηθέο δξνκνιφγεζεο. Παξαθάησ παξνπζηάδνπκε ζπλνπηηθά ηέζζεξηο απφ απηέο. Σηαηηθή δξνκνιόγεζε ηε ζηαηηθή δξνκνιφγεζε θαζνξίδεηαη κία κφληκε δηαδξνκή γηα θάζε δεχγνο θφκβσλ πνπ αληαιιάζζνπλ δεδνκέλα. Οπνηνζδήπνηε απφ ηνπο αιγνξίζκνπο δξνκνιφγεζεο ειαρίζηνπ θφζηνπο ζα κπνξνχζε λα ρξεζηκνπνηεζεί.. Οη δηαδξνκέο είλαη ζηαηηθέο ή ηνπιάρηζηνλ αιιάδνπλ κφλν φηαλ ππάξρεη κία κεηαβνιή ζηελ ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ. πλεπψο ηα θφζηε ησλ ζπλδέζεσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηε ζρεδίαζε ησλ δηαδξνκψλ δελ ζα κπνξνχζαλ λα βαζηζηνχλ ζε θάπνηα δπλακηθή κεηαβιεηή φπσο ε θίλεζε. ελψ ζα κπνξνχζαλ ζηελ πξνβιεπφκελε θίλεζε ή ρσξεηηθφηεηα. Δηθόλα 38: Fixed Routing (ρξεζηκνπνηώληαο ηελ Δηθόλα 37) ην παξαπάλσ ζρήκα θαίλεηαη πσο ζα κπνξνχζε λα πινπνηεζεί ε ζηαηηθή δξνκνιφγεζε. Γεκηνπξγείηαη έλαο θεληξηθφο πίλαθαο δξνκνιφγεζεο φπνπ απνζεθεχεηαη ζε έλα θέληξν ειέγρνπ ηνπ δηθηχνπ. Ο πίλαθα δείρλεη γηα θάζε δεχγνο πεγήο-πξννξηζκνχ ηελ ηαπηφηεηα ηνπ επφκελνπ θφκβνπ ηεο δηαδξνκήο. Γελ είλαη απαξαίηεην λα απνζεθεχεηαη ε πιήξε δηαδξνκή γηα θάζε πηζαλφ δεχγνο θφκβσλ. Αληίζεηα είλαη αξθεηφ λα απνζεθεχεηαη ε ηαπηφηεηα ηνπ πξψηνπ ζηε δηαδξνκή θφκβνπ. Γηα λα ην δνχκε απηφ αο ππνζέζνπκε φηη ε δηαδξνκή ειαρίζηνπ θφζηνπο απφ ηνλ Υ ζηνλ Τ αξρίδεη κε ηε ζχλδεζε Υ-Α. Σν ππφινηπν ηεο δηαδξνκήο Ρ1 είλαη ην ηκήκα απφ ην Α ζην Τ. ξηζε ηε Ρ2 σο ηελ δηαδξνκή κε ην ειάρηζην θφζηνο απφ ηνλ Α ζην Τ. Αλ ην θφζηνο Ρ1 είλαη κεγαιχηεξν απφ ην Ρ2 ηφηε ε 124

125 δηαδξνκή Υ-Τ κπνξεί λα βειηησζεί ρξεζηκνπνηψληαο ηελ Ρ2. ε πεξίπησζε φπνπ ην θφζηνο Ρ1 είλαη κηθξφηεξν, ηφηε ε Ρ2 δελ είλαη ε δηαδξνκή κε ην ειάρηζην θφζηνο απφ ην Α ζην Τ. Άξα Ρ1=Ρ2.Έηζη ζε θάζε ζεκείν ηεο δηαδξνκήο είλαη απαξαίηεην λα γλσξίδνπκε ηελ ηαπηφηεηα ηνπ επφκελνπ θφκβνπ θαη φρη νιφθιεξε ηε δηαδξνκή. ην παξάδεηγκα καο ε δηαδξνκή απφ ηνλ θφκβν 1 ζηνλ 6 μεθηλά πεξλψληαο απφ ηνλ θφκβν 4.Καη πάιη ζπκβνπιεπφκελε ηνλ πίλαθα, ε δηαδξνκή απφ ηνλ θφκβν 4 ζηνλ 6 πεξλά απφ ηνλ 5. Σειηθά ε δηαδξνκή απφ ηνλ 5 ζηνλ 6 είλαη κία απεπζείαο ζχλδεζε κε ηνλ 6. Απφ ηνλ νινθιεξσκέλν απηφ πίλαθα κπνξνχλ λα αλαπηπρζνχλ πίλαθεο δξνκνιφγεζεο θαη λα απνζεθεπζνχλ ζε θάζε θφκβν. Απφ ηελ αηηηνιφγεζε ηεο πξνεγνχκελεο παξαγξάθνπ πξνθχπηεη φηη θάζε θφκβνο ρξεηάδεηαη λα απνζεθεχζεη κία κφλν ζηήιε ηνπ επξεηεξίνπ δξνκνιφγεζεο. Σν επξεηήξην ηνπ θφκβνπ παξνπζηάδεη ηνλ επφκελν θφκβν πνπ ζα επηιερζεί γηα θάζε πξννξηζκφ. ηε ζηαηηθή δξνκνιφγεζε, δελ ππάξρεη δηαθνξά αλάκεζα ζηε δξνκνιφγεζε κεηαγσγήο παθέηνπ θαη ζηε ρξήζε λνεηνχ θπθιψκαηνο.ια ηα παθέηα απφ ζπγθεθξηκέλε πεγή ζε ζπγθεθξηκέλν πξννξηζκφ αθνινπζνχλ ηελ ίδηα δηαδξνκή. Σν πιενλέθηεκά ηεο είλαη ε απιφηεηά ηεο θαη φηη ζα δνχιεπε θαιά ζε έλα αμηφπηζην δίθηπν κε ζηαζεξφ θνξηίν. Σν κεηνλέθηεκά ηεο είλαη ε έιιεηςε επθακςίαο, δελ αληηδξά ζε ζπκθφξεζε ή απνηπρίεο δηθηχνπ. Γηα απηφ θαη ζα κπνξνχζε, γηα λα έρνπκε θαιχηεξε ιεηηνπξγία ηεο λα παξέρεηαη θαη δεχηεξνο θφκβν γηα θάζε πξννξηζκνχ. Πιεκκύξα Μηα άιιε ηερληθή δξνκνιφγεζεο είλαη ε πιεκκχξα. Απηή ε ηερληθή δελ απαηηεί νπνηαδήπνηε πιεξνθνξία γηα ην δίθηπν θαη ιεηηνπξγεί σο εμήο. Έλα παθέην ζηέιλεηαη απφ έλαλ θφκβν ζε φινπο ηνπο γεηηνληθνχο ηνπ. ε θάζε θφκβν έλα εηζεξρφκελν παθέην κεηαδίδεηαη ζε φιεο ηηο εμεξρφκελεο ζπλδέζεηο εθηφο απφ εθείλε απφ ηελ νπνία έθζαζε. Γηα παξάδεηγκα ζην ζρήκα ηνπ πξνεγνχκελνπ παξαδείγκαηνο, αλ ν θφκβνο 1 έρεη λα ζηείιεη παθέην ζηνλ θφκβν 6, ζηέιλεη έλα αληίγξαθν απηνχ ηνπ παθέηνπ (κε δηεχζπλζε πξννξηζκνχ απηή ηνπ 6) ζηνπο θφκβνπο 2,3 θαη 4. Ο θφκβνο 2 ζα ζηείιεη αληίγξαθν ζηνπο θφκβνπ 3 θαη 4. Ο θφκβνο 4 ζα ζηείιεη αληίγξαθν ζηνπο θφκβνπο 2,3 θαη 5. Σειηθά έλαο αξηζκφο απφ αληίγξαθα ζα θζάζεη ζην θφκβν 6. Σν παθέην πξέπεη λα έρεη θάπνην κνλαδηθφ αλαγλσξηζηή (identifier), ψζηε ν θφκβνο 6 λα κπνξεί λα ηα απνξξίςεη φια εθηφο απφ ην πξψην αληίηππν. Αλ δε ζπκβεί θαη πνπ λα ζηακαηήζεη ηελ επαλακεηάδνζε ησλ παθέησλ, ν αξηζκφο ησλ παθέησλ πνπ θπθινθνξνχλ απφ κία κφλν πεγή παθέησλ απμάλεηαη ρσξίο φξην. Έλα ηξφπνο γηα λα ην εκπνδίζνπκε απηφ είλαη ζε θάζε θφκβν λα θξαηείηαη ε ηαπηφηεηα ησλ παθέησλ πνπ έρνπλ ήδε επαλακεηαδνζεί. ηαλ θζάζνπλ δηπιά αληίηππα ηνπ παθέηνπ απνξξίπηνληαη. Μία πην απιή ηερληθή είλαη λα πεξηιακβάλεηαη έλα πεδίν κέηξεζεο αικάησλ. Ο κεηξεηήο κπνξεί λα πάξεη κία κέγηζηε ηηκή (γηα παξάδεηγκα ηε δηάκεηξν ηνπ δηθηχνπ).κάζε ζηηγκή πνπ έλαο θφκβνο κεηαδίδεη έλα παθέην, κεηψλεη ην κεηξεηή θαηά έλα. ηαλ ν κεηξεηήο θζάζεη ζην κεδέλ, ην παθέην απνξξίπηεηαη. 125

126 Δηθόλα 39: Παξάδεηγκα Πιεκκύξαο Έλα παξάδεηγκα ηεο δεχηεξεο ηαθηηθήο παξνπζηάδεηαη ζην παξαπάλσ ζρήκα. Έλα παθέην πξφθεηηαη λα ζηαιζεί απφ ηνλ θφκβν 1 ζηνλ 6 θαη ν κεηξεηήο αικάησλ ηνπ παίξλεη ηε ηηκή 3. ην πξψην άικα δεκηνπξγνχληαη ηξία αληίγξαθα ηνπ παθέηνπ. ην δεχηεξν άικα φισλ απηψλ ησλ αληηγξάθσλ, δεκηνπξγείηαη έλαο ζπλνιηθφο αξηζκφο 9 αληηγξάθσλ. Έλα απφ απηά ηα αληίγξαθα θζάλεη ζηνλ θφκβν 6, ν νπνίν αλαγλσξίδεη φηη είλαη ν πξνηηζέκελνο πξννξηζκφ θαη δελ επαλακεηαδίδεη. Χζηφζν νη ππφινηπνη θφκβνη παξάγνπλ ζπλνιηθά 22 αληίγξαθα γηα ην ηξίην θαη ηειεπηαίν άικα. εκεηψλεηαη φηη αλ έλαο θφκβνο δε θξαηά αξρείν ησλ αλαγλσξηζηψλ ησλ παθέησλ κπνξεί λα παξάγεη πνιιαπιά αληίγξαθα ζε απηφ ην ζηάδην. ια ηα παθέηα πνπ ιακβάλνληαη απφ ην ηξίην άικα απνξξίπηνληαη. Σειηθά, ν θφκβνο 6 έρεη ιάβεη 4 επηπιένλ αληίγξαθα ηνπ παθέηνπ. εκαληηθέο ηδηφηεηεο ηεο πιεκκχξαο είλαη νη εμήο: Γνθηκάδνληαη φιεο νη πηζαλέο δηαδξνκέο απφ ηελ πεγή ζηνλ πξννξηζκφ. Έηζη, αλεμάξηεηα απφ ην ηη απνηπρίεο ζπλδέζεσλ ή θφκβσλ έρνπλ ζπκβεί, έλα παθέην πάληα κεηαδίδεηαη αλ ππάξρεη έλα κνλνπάηη κεηαμχ πεγήο πξννξηζκνχ. Δπεηδή δνθηκάδνληαη φιεο νη δηαδξνκέο, ηνπιάρηζηνλ έλα αληίγξαθν ηνπ παθέηνπ πνπ ζα θζάζεη ζην πξννξηζκφ ζα ρεη ρξεζηκνπνηήζεη ηε δηαδξνκή κε ηα ιηγφηεξα άικαηα. ινη νη θφκβνη πνπ είλαη άκεζα ή έκκεζα ζπλδεδεκέλνη κε ηνλ θφκβν πεγή δέρνληαη επίζθεςε. 126

127 Λφγσ ηεο πξψηεο ηδηφηεηαο ε ηερληθή ηεο πιεκκχξαο έρεη πςειή αλζεθηηθφηεηα θαη ζα κπνξνχζε λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε επείγνληα κελχκαηα. Λφγσ ηεο δεχηεξεο ηδηφηεηαο ε πιεκκχξα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ απνθαηάζηαζε λνεηνχ θπθιψκαηνο. Δπίζεο ζα κπνξνχζε λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηε δηαζπνξά ζεκαληηθήο πιεξνθνξίαο ζε φινπο ηνπο θφκβνπο. Σν θχξην κεηνλέθηεκά ηεο είλαη ην πςειφ θνξηίν θίλεζεο πνπ δεκηνπξγεί, ην νπνίν άκεζα αλάινγν κε ηε ζπλδεηηθφηεηα ηνπ δηθηχνπ. Τπραία Δξνκνιόγεζε Ζ ηπραία δξνκνιφγεζε έρεη ηελ απιφηεηα θαη ηελ αλζεθηηθφηεηα ηεο πιεκκχξαο κε πνιχ κηθξφηεξν θνξηίν θίλεζεο. Με απηή ηε ζηξαηεγηθή, έλαο θφκβνο επηιέγεη έλα κφλν κνλνπάηη εμφδνπ γηα ηελ επαλακεηάδνζε ελφο εηζεξρνκέλνπ παθέηνπ. Ζ ζχλδεζε εμφδνπ επηιέγεηαη ηπραία αλεμάξηεηα απφ ηε ζχλδεζεο απφ ηελ νπνία πξνήιζε ην παθέην. Αλ φιεο νη εμφδνπο έρνπλ ηελ ίδηα πηζαλφηεηα ηφηε κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηνχληαη εθ πεξηηξνπήο. Μηα ηξνπνπνίεζε απηήο ηεο ηερληθήο είλαη λα νξίζνπκε γηα θάζε ζχλδεζε εμφδνπ θαη λα επηιέμνπκε ηελ ζχλδεζε κε βάζε απηή ηε πηζαλφηεηα. Γηα παξάδεηγκα ζα κπνξνχζε απηή ε πηζαλφηεηα λα νξίδεηαη σο εμήο: P R / R i i j j φπνπ, P i = πηζαλφηεηα λα επηιεγεί ε ζχλδεζε i θαη R i = ν ξπζκφο δεδνκέλσλ ηεο Σν ζχλνιν πεξηιακβάλεη φιεο ηηο ππνςήθηεο γξακκέο εμφδνπ. Απηφ ην ζρήκα ζα κπνξνχζε λα παξέρεη θαιχηεξε θαηαλνκή θίλεζεο. εκεηψζηε φηη νη πηζαλφηεηεο ζα κπνξνχζαλ επίζεο λα βαζηζηνχλ ζε ζηαζεξά θφζηε ζπλδέζεσλ. πσο ε πιεκκχξα έηζη θαη ε ηπραία δξνκνιφγεζε δελ απαηηνχλ ρξήζε πιεξνθνξηψλ γηα ην δίθηπν. Δπεηδή ε δηαδξνκή πνπ αθνινπζείηαη είλαη ηπραία, ε δηαδξνκή πνπ ζα αθνινπζείηε δε ζα είλαη ζπλήζσο ε δηαδξνκή κε ην ειάρηζην θφζηνο νχηε ε δηαδξνκή κε ηα ιηγφηεξα άικαηα. Έηζη ην δίθηπν πξέπεη λα κεηαθέξεη θνξηίν κεγαιχηεξν απφ ην βέιηηζην θνξηίν θίλεζεο αιιά φρη ηφζν πςειφ φπσο ή πιεκκχξα ΤΓΚΡΗΖ ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΠΑΚΔΣΟΤ ΚΑΗ ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΚΤΚΛΧΜΑΣΟ Μεξηθά απφ ηα πιενλεθηήκαηα πνπ παξνπζηάδεη ε κεηαγσγή παθέηνπ έλαληη ηεο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο παξνπζηάδνληαη παξαθάησ. Ζ απνδνηηθφηεηα ηεο γξακκήο είλαη κεγαιχηεξε, επεηδή κία απιή απφ θφκβν ζε θφκβν ζχλδεζε κπνξεί λα κνηξάδεηαη δπλακηθά ζε πνιιά παθέηα θάζε ζηηγκή. Σα παθέηα ηνπνζεηνχληαη ζε νπξά θαη κεηαδίδνληαη φζν πην γξήγνξα γίλεηαη ζηε γξακκή. ε αληίζεζε κε ηε κεηαγσγή θπθιψκαηνο, ν ρξφλνο ηεο ζχλδεζεο θφκβνπ ζε θφκβν έρεη δηαλεκεζεί απφ πξηλ ρξεζηκνπνηψληαο ζχγρξνλε πνιππιεμία δηαίξεζεο ρξφλνπ. Γηα αξθεηφ ρξφλν κηα ηέηνηα ζχλδεζε κπνξεί λα είλαη αδξαλήο. Έλα δίθηπν κεηαγσγήο παθέηνπ κπνξεί λα εθηειέζεη κεηαηξνπή ξπζκνχ δεδνκέλσλ. Γπν ζηαζκνί δηαθνξεηηθψλ ξπζκψλ δεδνκέλσλ κπνξνχλ λα αληαιιάμνπλ παθέηα επεηδή ν θαζέλαο ζπλδέεηαη ζην θφκβν κε ηνλ δηθφ ηνπ ξπζκφ δεδνκέλσλ. ηαλ ε θίλεζε ζε έλα δίθηπν κεηαγσγήο θπθιψκαηνο γίλεηαη κεγάιε, κεξηθέο θιήζεηο κπινθάξνληαη. Γειαδή, ην δίθηπν αξλείηαη λα δερζεί επηπιένλ αηηήζεηο 127

128 ζχλδεζεο κέρξη ην θνξηίν ζην δίθηπν λα κεησζεί. ε έλα δίθηπν κεηαγσγήο παθέηνπ, ηα παθέηα εμαθνινπζνχλ λα γίλνληαη δεθηά, απιά απμάλεηαη ν ρξφλνο παξάδνζεο. Μπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ πξνηεξαηφηεηεο. Έηζη, αλ έλαο θφκβνο έρεη έλαλ αξηζκφ απφ παθέηα γηα κεηάδνζε ηνπνζεηεκέλα ζε νπξά, κπνξεί λα κεηαδψζεη ηα παθέηα κε ηε κεγαιχηεξε πξνηεξαηφηεηα πξψηα. Απηά ηα παθέηα ζα έρνπλ κηθξφηεξε θαζπζηέξεζε απφ ηα παθέηα κε ηε κηθξφηεξε πξνηεξαηφηεηα. Γηα λα εμεηάζνπκε κε ιεπηνκέξεηα ηηο δχν ηερληθέο ζα πξνρσξήζνπκε ζηελ κειέηε ηεο απφδνζήο ηνπο. Δηθόλα 40: Event timing γηα Circuit Switching θαη Packet Switching Μηα απιή ζχγθξηζε ηεο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο κε ηελ κεηαγσγή παθέηνπ θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 40. Απηή απεηθνλίδεη ηε κεηάδνζε ελφο κελχκαηνο δηακέζνπ ηεζζάξσλ θφκβσλ, απφ έλαλ ζηαζκφ πεγήο νπ είλαη ζπλδεδεκέλνο ζηνλ θφκβν 1 ζε έλα ζηαζκφ πξννξηζκνχ πνπ είλαη ζπλδεδεκέλνο ζηνλ θφκβν 4. ε απηφ ην ζρήκα εμεηάδνπκε ηξεηο ηχπνπο θαζπζηεξήζεσλ θαζπζηέξεζε δηάδνζεο, ρξφλνο κεηάδνζεο θαη θαζπζηέξεζε θφκβνπ. Καζπζηέξεζε δηάδνζεο είλαη ν ρξφλνο πνπ απαηηείηαη γηα λα δηαδνζεί έλα ζήκα απφ ηνλ έλα θφκβν ζηνλ επφκελν. Απηφο ν ρξφλνο είλαη ζπλήζσο ακειεηένο. Ζ ηαρχηεηα ειεθηξνκαγλεηηθψλ ζεκάησλ δηακέζνπ ελφο θαισδίνπ είλαη ζπλήζσο 2*108 m/s. Υξφλνο κεηάδνζεο είλαη ν ρξφλνο πνπ απαηηείηαη γηα λα ζηείιεη ν πνκπφο έλα κπινθ δεδνκέλσλ. Γηα παξάδεηγκα, ρξεηάδεηαη 1 s γηα λα κεηαδνζεί έλα κπινθ δεδνκέλσλ ησλ 10000bit ζε κία γξακκή ησλ 10kbps. Καζπζηέξεζε θφκβνπ είλαη ν ρξφλνο πνπ απαηηείηαη γηα λα εθηειέζεη ν θφκβνο ηελ θαηάιιειε επεμεξγαζία θαζψο κεηαγάγεη δεδνκέλα. Γηα ηελ κεηαγσγή θπθιψκαηνο ππάξρεη έλα ζεκαληηθφ κέγεζνο θαζπζηέξεζεο πξηλ κεηαδνζεί ην κήλπκα. Πξψηα ζηέιλεηαη Αίηεζεο Κιήζεο κέζσ ηνπ δηθηχνπ γηα ηελ απνθαηάζηαζε ζχλδεζεο κε ηνλ πξννξηζκφ. Αλ ν ζηαζκφο δελ είλαη θαηεηιεκκέλνο, ηφηε επηζηξέθεη έλα ζήκα απνδνρήο θιήζεο. εκεηψλνπκε φηη ζε θάζε θφκβν 128

129 πξνθαιείηαη κία θαζπζηέξεζε θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο αίηεζεο θιήζεο. Απηφο ν ρξφλνο μνδεχεηαη ζε θάζε θφκβν γηα ηελ απνθαηάζηαζε ηεο δηαδξνκήο ηεο ζχλδεζεο. ηελ επηζηξνθή απηή ε επεμεξγαζία δε ρξεηάδεηαη επεηδή ε ζχλδεζε έρεη ήδε απνθαηαζηαζεί. ηαλ απνθαηαζηαζεί ε ζχλδεζε, ην κήλπκα απνζηέιιεηαη σο έλα κφλν κπινθ, ρσξίο νξαηέο θαζπζηεξήζεηο ζηνπο θφκβνπο κεηαγσγήο. Ζ κεηαγσγή παθέηνπ λνεηνχ θπθιψκαηνο είλαη αξθεηά φκνηα κε ηε κεηαγσγή θπθιψκαηνο. Γίλεηαη αίηεζε γηα έλα λνεηφ θχθισκα ρξεζηκνπνηψληαο έλα παθέην Αίηεζεο Κιήζεο, ην νπνίν πθίζηαηαη θαζπζηέξεζε ζε θάζε θφκβν. Σν λνεηφ θχθισκα γίλεηαη απνδεθηφ κε έλα παθέην Απνδνρήο Κιήζεο. ε αληίζεζε κε ηε πεξίπησζε κεηαγσγήο θπθιψκαηνο, ε απνδνρή ηεο θιήζεο πθίζηαηαη επίζεο θαζπζηεξήζεηο ζηνπο θφκβνπο, αθφκα θαη αλ ε δηαδξνκή ηνπ λνεηνχ θπθιψκαηνο έρεη ήδε απνθαηαζηαζεί. Ο ιφγνο είλαη φηη θάζε παθέην ηνπνζεηείηαη ζε νπξά ζε θάζε θφκβν θαη πξέπεη λα πεξηκέλεη ζηελ ζεηξά ηνπ γηα λα κεηαδνζεί. ηαλ απνθαζίζηαηαη ην λνεηφ θαλάιη, ην κήλπκα κεηαδίδεηαη ζε παθέηα. Δίλαη θαλεξφ φηη απηή ε θάζε ηεο ιεηηνπξγίαο δελ κπνξεί λα είλαη πην γξήγνξε απφ εθείλε ηεο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο, γηα ηζνδχλακα δίθηπα. Απηφ ζπκβαίλεη γηαηί ε κεηαγσγή θπθιψκαηνο είλαη νπζηαζηηθά κία δηαθαλή δηαδηθαζία, πνπ παξέρεη ζηαζεξφ ξπζκφ δεδνκέλσλ ζην δίθηπν. Ζ κεηαγσγή παθέηνπ έρεη θάπνηα θαζπζηέξεζε ζε θάζε θφκβν ηεο δηαδξνκήο. Αθφκα ρεηξφηεξα απηή ε θαζπζηέξεζε είλαη κεηαβιεηή θαη απμάλεη κε ηελ αχμεζε ηνπ θνξηίνπ. Ζ κεηαγσγή απηφλνκνπ παθέηνπ δελ απαηηεί απνθαηάζηαζε θιήζεο. Έηζη, γηα ζχληνκα κελχκαηα, ζα είλαη πην γξήγνξε απφ ηε κεηαγσγή παθέηνπ λνεηνχ θπθιψκαηνο θαη ίζσο θαη απφ ηελ κεηαγσγή θπθιψκαηνο. Χζηφζν. επεηδή θάζε απηφλνκν παθέην δξνκνινγείηαη μερσξηζηά, ε επεμεξγαζία γηα θάζε απηφλνκν παθέην ζε θάζε θφκβν κπνξεί λα είλαη κεγαιχηεξε απ φηη γηα παθέηα λνεηνχ θπθιψκαηνο. Έηζη γηα κεγάια κελχκαηα, ε ηερληθή λνεηνχ θπθιψκαηνο ίζσο λα είλαη θαιχηεξε. Ζ πξαγκαηηθή απφδνζε εμαξηάηαη απφ έλα πιήζνο παξαγφλησλ, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ ην κέγεζνο ηνπ δηθηχνπ, ηελ ηνπνινγία ηνπ, ηε κνξθή ηνπ θνξηίνπ θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ θέληξσλ. Δθηφο απφ ηελ απφδνζε ππάξρνπλ θαη έλα πιήζνο απφ ραξαθηεξηζηηθά πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ ζχγθξηζε ησλ ηερληθψλ πνπ κειεηάκε. Ο Πίλαθαο 2 πεξηγξάθεη ζπλνπηηθά ηα πην ζεκαληηθά απφ απηά. πσο έρεη αλαθεξζεί ε κεηαγσγή θπθιψκαηνο είλαη κία δηαθαλήο ππεξεζία. ηαλ απνθαηαζηαζεί κία ζχλδεζε, παξέρεηαη έλαο ζηαζεξφο ξπζκφο δεδνκέλσλ ζηνπο ζπλδεδεκέλνπο ζηαζκνχο. ηε κεηαγσγή παθέησλ δελ ηζρχεη ην ίδην θαη ζπλήζσο εηζάγεηαη κεηαβιεηή θαζπζηέξεζε έηζη ψζηε ηα δεδνκέλα λα θζάλνπλ κε αζπλερή ηξφπν. Πξάγκαηη, κε ηε κεηαγσγή απηφλνκνπ παθέηνπ, ηα δεδνκέλα κπνξεί λα παξαδίδνληαη κε δηαθνξεηηθή ζεηξά απφ απηή κε ηελ νπνία είραλ κεηαδνζεί. Μηα επηπιένλ ζπλέπεηα ηεο δηαθάλεηαο είλαη φηη δε ρξεηάδεηαη επηθεθαιίδα γηα ηε ιεηηνπξγία ηεο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο. ηαλ απνθαηαζηαζεί ε ζχλδεζε, ηα αλαινγηθά ή ςεθηαθά δεδνκέλα πεξλνχλ κέζα απφ απηή, φπσο είλαη, απφ ηελ πεγή ζηνλ πξννξηζκφ. Γηα ηε κεηαγσγή παθέηνπ, ηα αλαινγηθά δεδνκέλα πξέπεη λα κεηαηξαπνχλ ζε ςεθηαθή πξηλ ηελ κεηάδνζε. Δπηπιένλ, θάζε παθέην πεξηιακβάλεη θάπνηα bit επηθεθαιίδαο φπσο ε δηεχζπλζε πξννξηζκνχ. 129

130 Μεηαγσγή θπθιψκαηνο Μεηαγσγή παθέηνπ κε ρξήζε Datagram Μεηαγσγή παθέηνπ κε ρξήζε ινγηθνχ θπθιψκαηνο Απνθιεηζηηθφ κεηάδνζεο κνλνπάηη Γελ ππάξρεη απνθιεηζηηθφ κνλνπάηη Γελ ππάξρεη απνθιεηζηηθφ κνλνπάηη Ζ κεηάδνζε δεδνκέλσλ είλαη ζπλερήο Δίλαη ηθαλνπνηεηηθή γηα αιιειεπίδξαζε Σα κεηαδηδφκελα κελχκαηα δελ απνζεθεχνληαη ελδηάκεζα Σν κνλνπάηη εγθαζηδξχεηαη γηα νιφθιεξε ηε ζχλδεζε Πηζαλή θαζπζηέξεζε ζηελ εγθαζίδξπζε ηεο επηθνηλσλίαο αιιά ζηε ζπλέρεηα ε θαζπζηέξεζε είλαη ειάρηζηε Γίλεηαη ζήκα θαηεηιεκκέλνπ ζηνλ απνζηνιέα, αλ θαηά ηε εγθαζίδξπζε ηεο ζχλδεζεο ν παξαιήπηεο είλαη απαζρνιεκέλνο Ο κεγάινο θφξηνο ηνπ δηθηχνπ πηζαλά λα απνηξέςεη ηελ εγθαζίδξπζε λέσλ ζπλδέζεσλ αιιά δελ επηβαξχλεη ηηο ήδε εγθαζηδξπκέλεο Οη θφκβνη κεηαγσγήο είλαη ειεθηξνκεραληθνί ή ρεηξηδφκελνη απφ ππνινγηζηή Ο ρξήζηεο είλαη ππεχζπλνο γηα ηελ απνηξνπή απψιεηαο κελπκάησλ πλήζσο δελ πξνθχπηεη θακία κεηαβνιή ζηελ ηαρχηεηα ηεο ζχλδεζεο ή ζηνλ θψδηθα πνπ Σα δεδνκέλα κεηαδίδνληαη ζε παθέηα Δίλαη ηθαλνπνηεηηθή γηα αιιειεπίδξαζε Σα παθέηα κπνξεί λα απνζεθεπηνχλ πξνζσξηλά ζε θάπνηνλ θφκβν Μηα πνξεία νξίδεηαη γηα θάζε παθέην Πηζαλή θαζπζηέξεζε ζηε κεηάδνζε ησλ παθέησλ Ο απνζηνιέαο πηζαλψο λα ελεκεξσζεί, αλ θάπνην παθέην δε θηάζεη ζηνλ πξννξηζκφ Ο κεγάινο θφξηνο απμάλεη ηελ θαζπζηέξεζε φισλ ησλ κεηαθηλνχκελσλ παθέησλ Οη θφκβνη κεηαγσγήο είλαη ζρεηηθά κηθξήο ηζρχνο Σν δίθηπν κπνξεί λα είλαη ππεχζπλν γηα αλεμάξηεηα παθέηα Ζ ηαρχηεηα ηεο κεηάδνζεο θαζψο θαη ν ρξεζηκνπνηνχκελνο θψδηθαο κεηάδνζεο κπνξνχλ λα Σα δεδνκέλα κεηαδίδνληαη ζε παθέηα Δίλαη ηθαλνπνηεηηθή γηα αιιειεπίδξαζε Σα παθέηα απνζεθεχνληαη κέρξη λα κεηαθεξζνχλ Μηα πνξεία νξίδεηαη γηα φια ηα παθέηα Καζπζηέξεζε ζηελ εγθαζίδξπζε ηεο ζχλδεζεο θαη ζηε κεηάδνζε ησλ παθέησλ Ο απνζηνιέαο ελεκεξψλεηαη γηα πηζαλή απνηπρία εγθαζίδξπζεο ζχλδεζεο Ο κεγάινο θφξηνο πηζαλά λα απνηξέςεη ηελ εγθαζίδξπζε λέσλ ζπλδέζεσλ θαη απμάλεη ηελ θαζπζηέξεζε φισλ ησλ κεηαθηλνχκελσλ παθέησλ Οη θφκβνη κεηαγσγήο είλαη ζρεηηθά κηθξήο ηζρχνο Σν δίθηπν κπνξεί λα είλαη ππεχζπλν γηα αθνινπζίεο παθέησλ Ζ ηαρχηεηα ηεο κεηάδνζεο θαζψο θαη ν ρξεζηκνπνηνχκελνο θψδηθαο κεηάδνζεο κπνξνχλ λα 130

131 ρξεζηκνπνηείηαη αιιάμνπλ αιιάμνπλ Σν εχξνο δψλεο κεηάδνζεο είλαη ζηαζεξφ Γελ απαηηνχληαη επηπιένλ bits ειέγρνπ κέζα ζηελ πιεξνθνξία κεηά ηελ εγθαζίδξπζε ηεο επηθνηλσλίαο Σν εχξνο δψλεο κεηάδνζεο θαζνξίδεηαη δπλακηθά Τπάξρνπλ επηπιένλ bits ειέγρνπ ζε θάζε παθέην Σν εχξνο δψλεο κεηάδνζεο θαζνξίδεηαη δπλακηθά Τπάξρνπλ επηπιένλ bits ειέγρνπ ζε θάζε παθέην Πίλαθαο 2: Μεηαγσγή Κπθιώκαηνο Παθέηνπ κε ρξήζε datagram θαη κε ρξήζε ινγηθνύ θπθιώκαηνο Σα βαζηθά πιενλεθηήκαηα ζηε ρξήζε ηεο κεηαγσγήο παθέηνπ ζε ζρέζε κε ηε ρξήζε ηεο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο αθνξνχλ δίθηπα πνπ κεηαθέξνπλ θπξίσο δεδνκέλα. Σα πιενλεθηήκαηα απηά κπνξνχλ λα ζπλνςηζηνχλ ζηα παξαθάησ: Ζ απνδνηηθφηεηα ηεο γξακκήο είλαη πνιχ θαιχηεξε, αθνχ ε θάζε ζχλδεζε απφ θφκβν ζε θφκβν κπνξεί λα κνηξαζηεί δπλακηθά ζε παθέηα πνιιψλ επηθνηλσληψλ ζπγρξφλσο. Μπνξνχλ λα δηαζπλδεζνχλ κεηαμχ ηνπο ζηαζκνί κε δηαθνξεηηθέο ηαρχηεηεο, αθνχ ν θαζέλαο ζπλδέεηαη κε ην ππφινηπν δίθηπν κε ηελ ηαρχηεηα πνπ κπνξεί λα επηηχρεη. Γελ απνξξίπηνληαη παθέηα, φηαλ ππάξρεη κεγάινο θφξηνο ζην δίθηπν, απιψο κεηψλεηαη ε απφδνζε. Μπνξεί λα δνζεί πξνηεξαηφηεηα κεηάδνζεο ζε παθέηα. Απηφ ζεκαίλεη πσο, αλ ππάξρνπλ απνζεθεπκέλα ζε θάπνηνλ θφκβν παθέηα πνπ πεξηκέλνπλ λα κεηαδνζνχλ, ν θφκβνο κπνξεί λα κεηαδψζεη πξψηα ηα παθέηα κε κεγαιχηεξε πξνηεξαηφηεηα. Έηζη απηά ηα παθέηα ζα κεηαδνζνχλ κε κεγαιχηεξε ηαρχηεηα απφ ηα παθέηα κε ρακειφηεξε πξνηεξαηφηεηα ΓΖΜΟΗΑ ΓΗΚΣΤΑ Καη αξράο πξέπεη λα απνζαθεληζηνχλ θάπνηνη νξηζκνί νη νπνίνη είλαη ρξήζηκνη γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ησλ δηθηχσλ θαη ησλ ζρέζεσλ κεηαμχ ππνδνκψλ δηαθνξεηηθνχ εχξνπο δηθηχσλ. WAN Wide Area Network Γίθηπα επξείαο πεξηνρήο. Χο δίθηπν επξείαο πεξηνρήο ελλννχκε ηα δίθηπα εζληθνχ ή θαη ππεξεζληθνχ επηπέδνπ πνπ ζπλήζσο έρνπλ ηε κνξθή αξαηνχ πιέγκαηνο κε θφκβνπο ζε κεγάια αζηηθά θέληξα κηαο ρψξαο. RAN Regional Area Networks Πεξηθεξεηαθά δίθηπα. Ο φξνο είλαη αδφθηκνο, αιιά ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο ηειεπηαία ιφγσ ηνπ κεγάινπ ελδηαθέξνληνο πνπ έρνπλ νη δηθηπαθέο ππνδνκέο ζην πεξηθεξεηαθφ επίπεδν θαη ηεο ζεκαζίαο γηα ηελ νηθνλνκηθή αλάπηπμε νιφθιεξσλ πεξηνρψλ απφ ηα 131

132 δίθηπα απηά. Χο πεξηθεξεηαθά δίθηπα ελλννχκε δίθηπα ζην επίπεδν π.ρ κηαο δηνηθεηηθήο πεξηθέξεηαο, πνπ ζπλήζσο έρνπλ ηε κνξθή ππθλφηεξνπ πιέγκαηνο ή δηαζπλδεδεκέλσλ δαθηπιίσλ κε θφκβνπο ηνπνζεηεκέλνπο ζε κεγάινπο δήκνπο ηεο πεξηθέξεηαο. Καηά κία έλλνηα ηα RAN αλήθνπλ ζηελ θαηεγνξία ησλ δηθηχσλ επξείαο πεξηνρήο, αιιά νη εμειίμεηο ηεο ηερλνινγίαο ησλ νπηηθψλ ηλψλ, έρνπλ θαηαζηήζεη δπλαηή ηελ αλάπηπμε δηθηχσλ «δηακέηξνπ» πνιιψλ δεθάδσλ ρηιηνκέηξσλ κε πξφηππα πνπ πξνζηδηάδνπλ ζε κηθξφηεξεο έθηαζεο δίθηπα. ΜΑΝ Metropolitan Area Networks Μεηξνπνιηηηθά δίθηπα. Ο φξνο παξνπζηάδεη κηα ειαζηηθφηεηα φζνλ αθνξά ην εχξνο ηεο πεξηνρήο πνπ θαηαιακβάλνπλ ηα δίθηπα απηά. Γηα ηελ Διιάδα, έλα ηππηθφ (απφ άπνςε κεγέζνπο γηα επξσπατθή ρψξα) κεηξνπνιηηηθφ δίθηπν ( km) ζα κπνξνχζε λα θαιχςεη έλα νιφθιεξν λνκφ ή αθφκε θαη κία πεξηθέξεηα. Παξ φια απηά, φζνλ αθνξά ηνλ παξφληα νδεγφ σο Μεηξνπνιηηηθά δίθηπα ελλννχκε εθ εμήο ππάξρνληα ε κειινληηθά δίθηπα ζην επίπεδν ελφο κεγάινπ αζηηθνχ θέληξνπ, ή ελφο ζπλφινπ κηθξφηεξσλ δήκσλ πνπ ζπλήζσο έρνπλ ηε κνξθή ελφο ή πνιιαπιψλ δαθηπιίσλ θαη ζπκπιεξσκαηηθψλ ππνδνκψλ πξφζβαζεο. Σα έξγα ζηα νπνία αλαθέξεηαη ν παξψλ νδεγφο αθνξνχλ κέξνο ή φιν ελφο κεηξνπνιηηηθνχ δηθηχνπ ζην επίπεδν ελφο δήκνπ, κε έκθαζε ζηελ πξφζβαζε ζηνπο θχξηνπο θφκβνπο ηνπ δηθηχνπ απηνχ. Σν παξαθάησ δηάγξακκα απνηππψλεη ζρεκαηηθά α) ηε ζρέζε κεηαμχ ησλ πξναλαθεξζέλησλ επηπέδσλ θαη πξνζδηνξίδεη ην εχξνο ηνπ έξγνπ ζην νπνίν αλαθέξεηαη ν παξψλ νδεγφο. RAN Regional Area Network MAN Metropolitan Area Network WAN Wide Area Network Δηθόλα 41: Παξάδεηγκα WAN RAN MAN 132

133 Απφ ηελ Δηθφλα 41, θαίλεηαη φηη νη θφκβνη ησλ WAN θαη RAN θαζψο θαη νη ζπλδεηήξηεο δηθηπψζεηο κεηαμχ ησλ θφκβσλ απηψλ, κπνξεί θαη ζπλήζσο είλαη θαζνξηζηηθνί παξάγνληεο γηα ην ζρεδηαζκφ ησλ κεηξνπνιηηηθψλ δηθηχσλ, ηα νπνία κεηαμχ άιισλ ζα πξέπεη λα εμαζθαιίδνπλ θαη ηελ πξφζβαζε ζηνπο θφκβνπο απηνχο νη νπνίνη ζηε ζπλέρεηα αλαθέξνληαη σο θχξηνη θφκβνη. ηε ζπλέρεηα δίδεηαη ε αξρηθή γεληθή νξνινγία αλαθνξάο γηα ηηο έλλνηεο ηνπ Κχξηνπ θφκβνπ, ηνπ Κχξηνπ δηθηχνπ, ησλ θφκβσλ θαη ηνπ δηθηχνπ δηαλνκήο, θαη ηνπ δηθηχνπ θαη θφκβνπ πξφζβαζεο. Κύξηνο θόκβνο Κχξην ζεκείν δηαζχλδεζεο νπηηθψλ αγσγψλ θαη θαισδίσλ ηνπ πεξηθεξεηαθνχ ηζηνχ γηα θάιπςε ησλ ζπλαζξνηζκέλσλ επηθνηλσληαθψλ αλαγθψλ ελφο κεγάινπ δήκνπ ή κηαο επξχηεξεο αιιά πιένλ αξαηνθαηνηθεκέλεο πεξηνρήο ε κέξνπο ελφο κεγάινπ αζηηθνχ θέληξνπ. Γηα ιφγνπο δηαζεζηκφηεηαο ησλ ππνδνκψλ, επηδηψθεηαη θάζε θχξηνο θφκβνο λα είλαη άκεζα ζπλδεδεκέλνο κε παξαπάλσ ηνπ ελφο νκφηηκνπο θχξηνπο θφκβνπο. ηνπο θχξηνπο θφκβνπο εγθαζίζηαηαη ελεξγφο δηθηπαθφο εμνπιηζκφο θαη πξνβιέπεηαη ζπλ-εγθαηάζηαζε ή πξφζβαζε δηαρεηξηζηψλ θαη παξφρσλ ππεξεζηψλ θαη εθαξκνγψλ. Κύξην δίθηπν Σν δίθηπν ππνδνκψλ γηα ηε δηαζχλδεζε κεηαμχ ησλ θπξίσλ θφκβσλ (κε ηελ έλλνηα πνπ νξίζηεθαλ παξαπάλσ). ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο νη δηαδξνκέο κεηαμχ ησλ θχξησλ θφκβσλ γεηηληάδνπλ ή ηαπηίδνληαη κε εζληθά ή πεξηθεξεηαθά δίθηπα ππνδνκψλ άιινπ ηχπνπ (φπσο νδηθά δίθηπα, ζηδεξνδξνκηθά δίθηπα, δίθηπα κεηαθνξάο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, δίθηπα κεηαθνξάο θπζηθνχ αεξίνπ, δίθηπα άξδεπζεο ή χδξεπζεο). Κόκβνο δηαλνκήο Σν ζεκείν δηαζχλδεζεο ηνπ δηθηχνπ δηαλνκήο γηα ηελ θάιπςε ζπλαζξνηζκέλσλ επηθνηλσληαθψλ αλαγθψλ κηαο γεσγξαθηθήο πεξηνρήο φπνπ δελ ζπληξέρνπλ ιφγνη γηα ηνπνζέηεζε θφκβνπ θνξκνχ φπσο ζηελ πεξίπησζε ελφο κηθξνχ Γήκνπ ή κηαο θνηλφηεηαο ή ελφο ηκήκαηνο κηθξνχ αζηηθνχ θέληξνπ. πλήζσο, ζηνπο θφκβνπο δηαλνκήο, δελ εγθαζίζηαηαη ελεξγφο δηθηπαθφο εμνπιηζκφο, εθηφο βέβαηα απφ ηηο πεξηπηψζεηο φπνπ ν θφκβνο δηαλνκήο ζπκπίπηεη γεσγξαθηθά κε θχξην θφκβν είηε κε θφκβν ηνπ δηθηχνπ πξφζβαζεο. Δίθηπν δηαλνκήο Σν ππθλφηεξν δίθηπν γηα ηε δηαζχλδεζε κεηαμχ ησλ θφκβσλ δηαλνκήο θαη ησλ θφκβσλ θνξκνχ. ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο νη δηαδξνκέο κεηαμχ θφκβσλ ηαπηίδνληαη κε δηαδξνκέο ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ, ηνπ δηθηχνπ πξφζβαζεο θαη «ηξέρνπλ» παξάιιεια κε δίθηπα άιισλ ππνδνκψλ (νδηθφ δίθηπν, δίθηπν απνρέηεπζεο, θ.α.). Γηα ιφγνπο δηαζεζηκφηεηαο ηεο ππνδνκήο, επηδηψθεηαη ε έκκεζε ζχλδεζε θάζε θφκβνπ δηαλνκήο κε πεξηζζφηεξνπο ηνπ ελφο θχξηνπο θφκβνπο κέζσ πνιιαπιψλ ζπλδέζεσλ κε άιινπο θφκβνπο δηαλνκήο. 133

134 Κόκβνο πξόζβαζεο Σν ζεκείν δηαζχλδεζεο κεκνλσκέλσλ θηηξηαθψλ εγθαηαζηάζεσλ ή ζπγθξνηεκάησλ πξνο ην δίθηπν πξφζβαζεο. Απνηειεί ζπλήζσο ην ζεκείν ηνπνζέηεζεο ελεξγνχ εμνπιηζκνχ γηα παξνρή δηθηπαθψλ ππεξεζηψλ πξνο ηνπο ηειηθνχο ρξήζηεο. Δίθηπν πξόζβαζεο Σν ππθλφ δίθηπν ζχλδεζεο ησλ θφκβσλ πξφζβαζεο κε ην δίθηπν δηαλνκήο. ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο νη δηαδξνκέο κεηαμχ θφκβσλ πξφζβαζεο γεηηληάδνπλ ή ηαπηίδνληαη θαη κε δίθηπα άιισλ ππνδνκψλ ζε ηνπηθφ επίπεδν π.ρ. κηαο γεηηνληάο. Γηα ιφγνπο δηαζεζηκφηεηαο θαη αζθάιεηαο ηεο ππνδνκήο, απνηειεί ινγηθή επηδίσμε ή έκκεζε ζχλδεζε θάζε θφκβνπ πξφζβαζεο κε πεξηζζφηεξνπο ηνπ ελφο θφκβνπο δηαλνκήο, αλ θαη απηφ δελ πινπνηείηαη ζπλήζσο. Ζ δνκή ηνπ δηθηχνπ πξφζβαζεο δηαθνξνπνηείηαη σο πξνο ηελ ππθλφηεηα θαη ηελ ηνπνινγία αλάινγα κε ηελ πεξίπησζε ηεο εμππεξεηνχκελεο πεξηνρήο (αζηηθή, βηνκεραληθή, αγξνηηθή). ην επφκελν δηάγξακκα παξνπζηάδεηαη γηα αλαθνξά, ε γεληθή δνκή ελφο θπζηθνχ δηθηχνπ ππνδνκψλ. Γ Κ Γ Δίκτσο κορμού Κ Γ Γ Γ κ Δίκτσο διανομής Γ Γ Δίκτσο πρόσβασης Δηθόλα 42: Γεληθή Γνκή ελόο θπζηθνύ δηθηύνπ ππνδνκώλ 134

135 4.5. ΓΗΚΣΤΑ ΔΤΡΔΗΑ ΠΔΡΗΟΥΖ (WΑΝ WIDE AREA NETWORKS) ε απηή ηελ παξάγξαθν ζα αζρνιεζνχκε κε ηα Γίθηπα Δπξείαο Πεξηνρήο ΓΔΠ (Wide Area Networks WAN). Σα ΓΔΠ είλαη έλαο ζεκαληηθφο ηχπνο δηθηχσλ κέζα απφ ηα νπνία επηηπγράλεηαη ε επηθνηλσλία κεηαμχ δηθηπαθψλ θφκβσλ πνπ βξίζθνληαη ζε γεσγξαθηθά απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο. Πνιιέο θνξέο ζηελ θαζεκεξηλή καο δσή ρξεζηκνπνηνχκε ηηο ππεξεζίεο πνπ παξέρνπλ ηα ΓΔΠ ρσξίο λα ην θαηαιαβαίλνπκε, φπσο γηα παξάδεηγκα φηαλ θάλνπκε αλάιεςε απφ κηα ηξάπεδα, ή φηαλ απφ ην ρψξν εξγαζίαο καο ρξεζηκνπνηνχκε ζηνηρεία απφ άιια παξαξηήκαηα ηνπ νξγαληζκνχ καο πνπ βξίζθνληαη ζε άιιε πφιε Ση είλαη ηα ΓΔΠ θαη ηη αλάγθεο θαιύπηνπλ Σα Γίθηπα Δπξείαο Πεξηνρήο (ΓΔΠ) είλαη δίθηπα κέζα απφ ηα νπνία επηηπγράλεηαη ε επηθνηλσλία κεηαμχ θφκβσλ (πνπ κπνξεί λα είλαη απηφλνκνη ππνινγηζηέο ή νιφθιεξα Σνπηθά Γίθηπα) πνπ βξίζθνληαη ζε γεσγξαθηθά απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο. Οη γεσγξαθηθέο απηέο πεξηνρέο κπνξεί λα μεπεξλνχλ θαη ηα ζχλνξα κηαο ρψξαο. Λφγσ ηεο κεγάιεο ηνπο έθηαζεο ηα ΓΔΠ εκπεξηέρνπλ πνιιά Σνπηθά Γίθηπα - ΣΓ (Local Area Networks - LAN) θαη ρξεζηκνπνηψληαο δηάθνξεο ζπζθεπέο θαιχπηνπλ ηηο αλάγθεο επηθνηλσλίαο κεηαμχ ηνπο. ηελ Δηθφλα 43 θαίλεηαη έλα δίθηπν ΓΔΠ πνπ νλνκάδεηαη ΔΓΔΣ. Πεξηζζφηεξεο πιεξνθνξίεο γηα ην ΔΓΔΣ ππάξρνπλ ζε επφκελε παξάγξαθν. Δηθόλα 43: Σν δίθηπν ΔΓΔΣ Έλα ΓΔΠ αλαιακβάλεη λα θέξεη ζε πέξαο ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ θφκβσλ πνπ αλήθνπλ ζε απνκαθξπζκέλα ΣΓ. Σα ΣΓ ησλ νπνίσλ νη θφκβνη ζέινπλ λα επηθνηλσλήζνπλ είλαη πηζαλφ λα βξίζθνληαη: ε απνκαθξπζκέλεο γεσγξαθηθέο πεξηνρέο πνπ αλήθνπλ ζε έλα θξάηνο ε δηαθνξεηηθά θξάηε ηεο ίδηαο επείξνπ ε δηαθνξεηηθά θξάηε δηαθνξεηηθψλ επείξσλ Ζ δηαδηθαζία ηεο εχξεζεο ηεο δηαδξνκήο πνπ ζα αθνινπζεζεί γηα ηε κεηαθνξάο ηεο πιεξνθνξίαο απφ θφκβν ζε θφκβν κέζα ζε έλα δίθηπν νλνκάδεηαη δξνκνιφγεζε. 135

136 Σν πην απιφ θαη γλσζηφ παξάδεηγκα ΓΔΠ είλαη ην δίθηπν Internet. Σν δίθηπν απηφ είλαη ζηελ νπζία έλα Γηαδίθηπν (φπσο είλαη θαη ε Διιεληθή ηνπ νλνκαζία) δηφηη δηαζπλδέεη ΓΔΠ κεηαμχ ηνπο. Σν Internet είλαη θαη απηφ έλα κεγάιν ΓΔΠ πνπ πεξηέρεη πνιιά κηθξφηεξα ΓΔΠ ηα νπνία κε ηε ζεηξά ηνπο πεξηέρνπλ πνιιά ΣΓ. Σα ΓΔΠ πνπ απνηεινχλ ην Internet ιέγνληαη θαη ξαρνθνθαιηά ή θνξκφο (Backbone) ηνπ Internet δηφηη κέζα απφ απηά κεηαθέξνληαη κεγάινη φγθνη πιεξνθνξίαο ζε απνκαθξπζκέλεο, γεσγξαθηθά, πεξηνρέο Γηαθνξέο ΓΔΠ κε Σνπηθά Γίθηπα Οη θπξηφηεξεο δηαθνξέο αλάκεζα ζηα ΓΔΠ θαη ηα ΣΓ είλαη: Σα ΣΓ θαιχπηνπλ ηηο αλάγθεο κηαο πεξηνξηζκέλεο γεσγξαθηθά πεξηνρήο, ελψ ηα ΓΔΠ κηαο πνιχ επξχηεξεο. Δλ γέλεη, ηα ΣΓ ραξαθηεξίδνληαη απφ ηε δπλαηφηεηα δηαβίβαζεο κεγάινπ φγθνπ πιεξνθνξίαο, δειαδή είλαη πνιχ γξήγνξα, ελψ ηα ΓΔΠ κπνξνχλ λα δηαβηβάζνπλ ζηνλ ίδην ρξφλν πνιχ κηθξφηεξν φγθν πιεξνθνξηψλ, δειαδή είλαη πνιχ πην αξγά. Με ηε πάξνδν φκσο ηνπ ρξφλνπ θαη ηελ εμέιημε ηεο ηερλνινγίαο απηή ε δηαθνξά ζα κεηψλεηαη. Σα ΣΓ θαηά θαλφλα ραξαθηεξίδνληαη απφ κηθξέο θαζπζηεξήζεηο θαηά ηε δηαβίβαζε ηεο πιεξνθνξίαο, ελψ ηα ΓΔΠ ραξαθηεξίδνληαη απφ πνιχ κεγαιχηεξεο θαζπζηεξήζεηο. Καηά ηε δηαβίβαζε ηεο πιεξνθνξίαο ηα ιάζε πνπ ζπκβαίλνπλ ζηα ΣΓ είλαη πνιχ ιηγφηεξα απφ απηά πνπ ζπκβαίλνπλ θαηά ηε δηαβίβαζε ηεο πιεξνθνξίαο ζηα ΓΔΠ. 136

137 Κ Δ Φ Α Λ Α Η Ο 5 : I S D N 137

138

139 5. ISDN 5.1. ΔΗΑΓΧΓΖ Δδψ θαη κηα δεθαεηία πεξίπνπ, έρεη θάλεη ζηελ Διιάδα ηελ εκθάληζε ηνπ έλα πξνεγκέλν δίθηπν ππεξεζηψλ γλσζηφ σο ISDN. ηα αξρηθά ηνπ ζηάδηα ην δίθηπν απηφ είρε πηινηηθφ θαη πεηξακαηηθφ ραξαθηήξα. Ζ εμέιημε ηνπ θαζπζηέξεζε απφ ηνλ Οξγαληζκφ Σειεπηθνηλσληψλ Διιάδνο θπξίσο εμαηηίαο ην απαξραησκέλνπ αλαινγηθνχ ηειεθσληθνχ δηθηχνπ. ηαλ ινηπφλ ην δίθηπν ηνπ ΟΣΔ κεηαηξάπεθε πιήξσο ζε ςεθηαθφ, ην ISDN πξνσζήζεθε θαη ππνζηεξίρζεθε πνιχ πεξηζζφηεξν. Ζ κεγάιε ηνπ έθξεμε επήιζε θπξίσο ην 1999 θαη αθφκα πεξηζζφηεξν κεηά ην , νπφηε νη ππεξεζίεο ηνπ πξνζθέξζεθαλ ζηνπο ζπλδξνκεηέο ηνπ ΟΣΔ ζε πνιχ πην ρακειέο ηηκέο. Ση είλαη ινηπφλ ην ISDN; Σν ISDN (Integrated Services Digital Network), ην Φεθηαθφ Γίθηπν Δλνπνηεκέλσλ Τπεξεζηψλ, απνηειεί ηελ εμέιημε ηνπ Γεκόζηνπ Σειεθσληθνύ Γηθηύνπ (PSTN - Public Switched Telephone Network) θαη παξέρεη ηε δπλαηφηεηα ππνζηήξημεο, κε ηε ρξήζε κηαο κφλν ηειεθσληθήο ζχλδεζεο, δηαθφξσλ κνξθψλ επηθνηλσλίαο φπσο θσλήο, εηθφλαο, δεδνκέλσλ. Ζ ρξήζε ηνπ πθηζηακέλνπ Σειεθσληθνχ Γηθηχνπ επηηπγράλεηαη κε ηελ εγθαηάζηαζε ζε έλα Φεθηαθφ Κέληξν ηνπ αλάινγνπ ινγηζκηθνχ θαη πιηθνχ. Σν ISDN βαζίδεηαη ζε κηα αξρηηεθηνληθή δηθηχνπ, ε νπνία πξνζθέξεη ςεθηαθή επηθνηλσλία απφ άθξε ζε άθξε (end to end) θαη εμαζθαιίδεη πιενλεθηήκαηα φπσο: Τςειέο ηαρχηεηεο γηα κεηαθνξά δεδνκέλσλ, ήρνπ, εηθφλαο, θαη πξφζβαζε ζην Internet. Τςειή πηζηφηεηα ζηε κεηαθνξά ήρνπ θαη εηθφλαο. Αμηνπηζηία ζηε κεηαθνξά δεδνκέλσλ. Μείσζε ηνπ ρξφλνπ πνπ νδεγεί ζε ζεκαληηθή κείσζε ηνπ θφζηνπο. πκπιεξσκαηηθέο ππεξεζίεο (αλαγλψξηζε θιήζεο, πιεξνθνξίεο ρξέσζεο θιπ.) πνπ δηεπθνιχλνπλ ηηο θαζεκεξηλέο αλάγθεο επηθνηλσλίαο. Πεξηζζφηεξνη απφ έλα αξηζκνί θιήζεο ζηελ ίδηα ηειεθσληθή γξακκή (κέρξη 8 ζηελ Βαζηθή Πξφζβαζε), νη νπνίνη κπνξνχλ λα αληηζηνηρεζνχλ κε ηζάξηζκεο ηεξκαηηθέο ζπζθεπέο (FAX G3, FAX G4, Δηθνλνηειέθσλα, Σειεθσληθέο ζπζθεπέο, Ζ/Τ θ.ι.π.) ΒΑΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΚΑΗ ΠΛΔΟΝΔΚΣΖΜΑΣΑ Σα βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ δηθηχνπ ISDN έρνπλ ηηο παξαθάησ ηδηφηεηεο: Πιήξεο ςεθηαθή κεηάδνζε ηεο πιεξνθνξίαο απφ άθξν ζε άθξν κε πςεινχο ξπζκνχο Υξήζε κε ηξφπν ελνπνηεκέλν ησλ ππεξεζηψλ θσλήο, δεδνκέλσλ. εηθφλαο θαη θεηκέλνπ κέζσ κηαο κφλν ζχλδεζεο. Παιηφηεξα γηα λα επηηεπρζεί νπηηθναθνπζηηθή επηθνηλσλία θαη ηαπηφρξνλε κεηαθνξά δεδνκέλσλ ζα 139

140 ρξεηάδνληαλ ηξεηο μερσξηζηέο γξακκέο θαη δχν αλεμάξηεηα δίθηπα (ηειέθσλν θαη δεδνκέλσλ) Πνηνηηθή ςεθηαθή κεηάδνζε, ιηγφηεξν επαίζζεηε ζηα παξάζηηα ηφζν, ζην ηειεθσληθφ δίθηπν φζν θαη ζηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ κεηαμχ ησλ ηεξκαηηθψλ ησλ πειαηψλ πνπ επηθνηλσλνχλ κέζσ ISDN Αζθαιέζηεξε κεηάδνζε Καιχηεξε θαη πην απνηειεζκαηηθή ρξήζε ηνπ ηειεθσληθνχ δηθηχνπ Σαρχηεηεο κεηάδνζεο πνπ μεθηλνχλ απφ ηα 64 kbps θαη κπνξνχλ λα θηάζνπλ σο θαη 1920 kbps (βαζηθή / πξσηεχνπζα ζχλδεζε). Δμαξηψληαη ηφζν απφ ην επηιεγκέλν είδνο πξφζβαζεο ηνπ ζπλδξνκεηή φζν θαη απφ ηηο δπλαηφηεηεο ηνπ παξνρέα ππεξεζηψλ δηαδηθηχνπ (Internet Service Provider) 2 ή θαη πεξηζζφηεξεο γξακκήο ηαπηφρξνλεο επηθνηλσλίαο (πνιιαπιά θαλάιηα επηθνηλσλίαο) χλδεζε πνιιψλ ηεξκαηηθψλ ζε κηα κφλν δηζχξκαηε γξακκή κεηαμχ εγθαηάζηαζεο, ζπλδξνκεηή θαη ηνπηθνχ θέληξνπ ISDN (ηειεθσληθή ζπζθεπή, fax, ειεθηξνληθφο ππνινγηζηήο, εηθνλνηειέθσλν, ηδησηηθφ ηειεθσληθφ θέληξν) ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ηαλ αλαθεξφκαζηε ζηελ ηερλνινγία πνπ δηέπεη ην ISDN νθείινπκε λα επηζεκάλνπκε ηνπο εμήο ηνκείο ηεο: Σελ γεληθφηεξε αξρηηεθηνληθή ηνπ Σηο ρξεζηκνπνηνχκελεο ζπζθεπέο (ζε επίπεδν γεληθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ) Σα ζεκεία αλαθνξάο ηνπ δηθηχνπ ISDN Σα θαλάιηα κεηάδνζεο Αξρηηεθηνληθή ην παξαθάησ ζρήκα θαίλεηαη ε ρξεζηκνπνηνχκελε αξρηηεθηνληθή ηνπ ISDN. πσο θαίλεηαη θαη ζην ζρήκα, ζεκαληηθφ ξφιν παίδεη ην S/T Interface, πνπ είλαη θαη ην αξκφδην γηα ηε ζχλδεζε ηεξκαηηθνχ ζην ISDN. Σξεηο είλαη νη βαζηθέο ελφηεηεο πνπ ζπλζέηνπλ ηε ιεηηνπξγία ηνπ ISDN. Σν δίθηπν, νη ηεξκαηηθέο κνλάδεο θαη νη θαλφλεο ρξήζεο θαη εκπνξηθήο εθκεηάιιεπζεο. 140

141 S/T Λειηοσργίες συηλόηερφν επιπέδφν S/T ΣΔΡΜΑΣΙΚΟ ISDN Μεηαγφγή ΣΔΡΜΑΣΙΚΟ ISDN ημείο Προζπέλαζης ημαηοδόηηζη ημείο Προζπέλαζης ημαηοδόηηζη ζσνδρομηηήδικηύοσ ημαηοδόηηζη από άκρο ζε άκρο Δηθόλα 44: Ζ Αξρηηεθηνληθή ηνπ ISDN ηελ αξρηηεθηνληθή ηνπ ISDN ηα ζπνπδαηφηεξα ζηνηρεία είλαη: Οη ζπζθεπέο πνπ ρξεζηκνπνηεί ην δίθηπν θαη νη ζπζθεπέο ησλ ρξεζηψλ Σα ζεκεία αλαθνξάο Σα ζεκεία δηαζχλδεζεο ρξεζηψλ θαη δηθηχνπ. Ο αξηζκφο θαη ν ηχπνο ησλ ρξεζηκνπνηνχκελσλ θαλαιηψλ κεηαδφζεσο. Σα πξσηφθνιια επηθνηλσλίαο Σν παξαθάησ ζρήκα ζα απνηειέζεη νδεγφ ζηελ πεξαηηέξσ αλάιπζε καο. R S T U V Κοινό Σερμαηικό ΣΑ Terminal Adaptor NT 2 NT1 Σηλεθφνικ ή γραμμή LT Line Terminatio n ST Switching Terminatio n Σερμαηικό ISDN Network Terminator Δηθόλα 45: Σα βαζηθά ζηνηρεία ηνπ ISDN Υξεζηκνπνηνύκελεο πζθεπέο Σπζθεπή ΤΕ Με ΣΔ (Terminal Equipment) ραξαθηεξίδνπκε φιεο ηηο ηεξκαηηθέο ζπζθεπέο, είηε απηέο είλαη ζπκβαηέο κε ην ISDN, είηε φρη. Με ΣΔ1 ραξαθηεξίδνπκε ηηο ηεξκαηηθέο ζπζθεπέο πνπ είλαη ζπκβαηέο κε ην ISDN, ελψ αληηζέησο κε ΣΔ2 ηηο κε ζπκβαηέο κε ISDN ζπζθεπέο, φπσο θνηλέο ηεξκαηηθέο ζπζθεπέο κε V.24 interface ή απιέο ηειεθσληθέο ζπζθεπέο. Σπζθεπή ΤΑ Ζ ζχλδεζε ελφο ηεξκαηηθνχ ISDN ζην δίθηπν γίλεηαη κέζσ ηνπ ζεκείνπ αλαθνξάο S ζε αληίζεζε κε έλα απιφ ηεξκαηηθφ ην νπνίν απαηηεί ηελ πξνζζήθε ελφο εηδηθνχ κεηαηξνπέα πνπ νλνκάδεηαη Terminal Adapter (TA). Οη ζχξεο επηθνηλσλίαο κηαο 141

142 ζπζθεπήο ΣΑ κπνξεί λα είλαη ζεηξηαθέο V.24 V.36 V.21 θιπ ή αλαινγηθέο ζχξεο γηα ζχλδεζε απιψλ ηειεθψλσλ, fax, ηειεθσληθψλ θέληξσλ θιπ Σπζθεπή ΝΤ2 Σν ΝΣ2 (Network Termination 2) έξρεηαη ζε επαθή κε δχν ζεκεία αλαθνξάο. Σν S πξνο ηε πιεπξά ηνπ ηεξκαηηθνχ θαη ην T πξνο ηελ πιεπξά ηνπ δηθηχνπ. Οη βαζηθέο ιεηηνπξγίεο είλαη ν έιεγρνο ηεο θπθινθνξίαο ησλ πιεξνθνξηψλ ζηηο εγθαηαζηάζεηο ηνπ ρξήζηε, φπσο επίζεο θαη ν έιεγρνο πξνζπέιαζεο ησλ πιεξνθνξηψλ ζην δίθηπν. Βξίζθεηαη ζηηο εγθαηαζηάζεηο ηνπ ρξήζηε θαη επηιέγεη ιεηηνπξγίεο πνιππιεμίαο ή θαη κεηαγσγήο πιεξνθνξίαο. αλ παξάδεηγκα αλαθέξνπκε ην ΡΑΒΥ πνπ νη ιεηηνπξγίεο ηνπ αληηζηνηρνχλ ζην ΝΣ2. ηελ πξάμε νη πεξηζζφηεξεο ISDN ζπζθεπέο εκθαλίδνπλ έλα S/T Interface ή έλα U Interface θαζψο έρνπλ ελζσκαηψζεη ΝΣ1 θαη ΝΣ2 ζπζθεπέο. Σπζθεπή ΝΤ1 Σν ΝΣ1 (Network Termination 1) είλαη ην ηειεπηαίν ζεκείν ηνπ δηθηχνπ πξνο ηελ πιεπξά ηνπ ρξήζηε. Αλήθεη ζην δίθηπν θαη είλαη ην ζεκείν πξνζαξκνγήο ησλ ιεηηνπξγηψλ ηνπ δηθηχνπ κε ηηο ζπζθεπέο ηνπ ρξήζηε. ηελ πξάμε πξφθεηηαη γηα κηα απιή ζπζθεπή πνπ κεηαηξέπεη ην δηζχξκαην U Interface ζην ηεηξαζχξκαην S/T Interface. LT (Line Termination) Βξίζθεηαη ζην ηειεπηθνηλσληαθφ θέληξν θαη αλήθεη ζηε γξακκή ηνπ θάζε ζπλδξνκεηή. Σε ζχλδεζε κεηαμχ θέληξνπ θαη ζπλδξνκεηή πεξηθιείνπλ απφ ηε κία κεξηά ην LT θαη απφ ηελ άιιε ην ΝΣ1. Σα ΝΣ1 θαη LT έρνπλ ζηελ αξκνδηφηεηα ηνπο ηελ παξαθνινχζεζε ηεο πνηφηεηαο ηεο κεηάδνζεο, ηελ πξνζηαζία απφ ηπρφλ παξεκβάζεηο θιπ. ET ή ST Σν ΔΣ (Exchange Termination) ή αιιηψο ST (Switching Termination) είλαη ην ηνπηθφ θέληξν κεηαγσγήο ηνπ δηθηχνπ ISDN. Δθεί πνπ θζάλεη ε πιεξνθνξία ηνπ ρξήζηε γηα λα γίλεη ε πξψηε κεηαγσγή. Σξεηο είλαη νη παξάκεηξνη πνπ πξνζδηνξίδνπλ ηελ ςεθηαθή κεηαγσγή ζην θέληξν: ε ηαρχηεηα, ν ηξφπνο πνπ γίλεηαη ε κεηαγσγή (circuit ή packet switching) θαη ν ηξφπνο πνπ απνθαζίζηαηαη ε επηθνηλσλία (θιήζε κε δηεπηινγή, κφληκε ζχλδεζε, reserved). Σξεηο είλαη νη ηξφπνη ηεο ζεκαηνδφηεζεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη: Μεηαμχ ηνπ ρξήζηε θαη ηνπ ISDN. Μέζα ζην ISDN (π.ρ. κεηαμχ ησλ θφκβσλ ηνπ). Απφ ρξήζηε ζε ρξήζηε. Σεκεία αλαθνξάο ηνπ δηθηύνπ Σα ζεκεία αλαθνξάο ηνπ ISDN είλαη ηα ζεκεία δηαρσξηζκνχ βαζηθψλ ιεηηνπξγηψλ ηνπ δηθηχνπ θαη πεξηγξάθνληαη αλαιπηηθά ζηηο ζπκβάζεηο ηεο ITU-T. Πέληε είλαη ηα ζεκεία απηά. Σα R, S, T, U, V, φπσο θαίλνληαη θαη ζηελ εηθφλα

143 Σεκείν αλαθνξάο R Δίλαη ην ζεκείν αλαθνξάο κεηαμχ ελφο ηεξκαηηθνχ (ΣΔ2) πνπ δελ είλαη ζπκβαηφ κε ην ISDN θαη ελφο κεηαηξνπέα (ΣΑ) πνπ ην ζπλδέεη ζην δίθηπν. Σεκείν αλαθνξάο S Δίλαη ην ζεκείν αλαθνξάο κεηαμχ ελφο ISDN ηεξκαηηθνχ (ΣΔ1) θαη ελφο ΝΣ2 ή κεηαμχ ηνπ κεηαηξνπέα ΣΑ θαη ελφο ΝΣ2. Ο βαζηθφο ξπζκφο κεηάδνζεο εδψ είλαη 144 kbps. κσο δελ είλαη ππνρξεσκέλα φια ηα ηεξκαηηθά λα ρξεζηκνπνηνχλ απηφ ην ξπζκφ δηφηη απινχζηαηα κπνξεί λα κελ ηνλ ρξεηάδνληαη. Έηζη ηίζεηαη ζέκα δηακνηξαζκνχ ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο κεηαμχ ησλ δηαθνξεηηθψλ ηεξκαηηθψλ. Σν ζεκείν αλαθνξάο S βξίζθεηαη αθξηβψο ζην ζεκείν πνπ γίλεηαη δηακνηξαζκφο ηεο γξακκήο ηνπ δηθηχνπ ζε πεξηζζφηεξα ηεξκαηηθά, εθφζνλ απηφ απαηηείηαη. Ζ δνκή εδψ ηνπ βαζηθνχ ξπζκνχ κεηάδνζεο είλαη ηνπ ηχπνπ 2*B+D. Σεκείν αλαθνξάο T Δίλαη ην ζεκείν αλαθνξάο κεηαμχ ηνπ άθξνπ ηνπ δηθηχνπ απφ πιεπξάο ρξήζηε ΝΣ2 θαη ηνπ άθξνπ απφ πιεπξάο δηθηχνπ ΝΣ1 θαη είλαη ηζνδχλακν κε ην ζεκείν S. Βαζηθφ ζηνηρείν ηνπ ζεκείνπ αλαθνξάο Σ είλαη νη δχν ξπζκνί κεηάδνζεο πνπ παξέρνληαη ζηνπο ρξήζηεο: 144 kbps πνπ νλνκάδεηαη basic rate (βαζηθφο ξπζκφο) 1984 kbps πνπ νλνκάδεηαη primary rate (πξσηεχσλ ξπζκφο) Πξέπεη λα πνχκε φηη ελαιιαθηηθά ησλ 1984 kbps ρξεζηκνπνηείηαη ν ξπζκφο ησλ 1536 kbps, αιιά επεηδή ε ρξήζε ηνπ γίλεηαη θπξίσο ζηηο ΖΠΑ δε ζα αλαθεξζνχκε πιένλ ζε απηφλ. ηελ Δπξψπε ηππνπνηείηαη ν ξπζκφο ησλ 1984 kbps (γλσζηφο θαη σο 2 Megabit). Κάζε εγθαηάζηαζε κπνξεί λα ζπλδέεηαη κε ην ISDN ρξεζηκνπνηψληαο κία ή πεξηζζφηεξεο ζπλδέζεηο ησλ 144 kbps ή ησλ 1984 kbps. Σα 144 kbps απαξηίδνληαη απφ πνιππιεγκέλα θαλάιηα, δχν ησλ 64 kbps θαη έλα ησλ 16 kbps. Οξίδνπκε σο θαλάιηα Β απηά ησλ 64 kbps θαη σο θαλάιη D απηφ ησλ 16 kbps. Σν θαλάιη Β ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε κεηάδνζε ησλ data, γηα ηελ ηειεθσλία, ην fax θιπ. Σν θαλάιη D ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε ζεκαηνδφηεζε, αιιά θαη γηα ηε κεηαθνξά δεδνκέλσλ ρακειψλ ηαρπηήησλ (ηειεκεηξία, ηειε-έιεγρνο θιπ) Ζ δνκή ηεο βαζηθήο ηαρχηεηαο (basic rate) ηνπ ISDN είλαη: 2*B + D = 2* = 144 kbps ηνλ πξσηεχνληα ξπζκφ (primary rate),ε πνιππιεγκέλε δνκή ηνπ είλαη: 30*B + D = 30* = 1984 kbps Δδψ θαη ην θαλάιη Β θαη ην θαλάιη D είλαη ηεο ηάμεο ησλ 64 kbps. ην ζεκείν απηφ πξέπεη λα θάλνπκε ζαθή ην δηάθξηζε κεηαμχ ηνπ «παξερφκελνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο» ζην ρξήζηε θαη ηνπ «παξερφκελνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο ηεο γξακκήο». ε θάζε πεξίπησζε ν ξπζκφο ηεο γξακκήο είλαη κεγαιχηεξνο ηνπ παξερφκελνπ ζην ρξήζηε. Γηα παξάδεηγκα αλαθέξνπκε ηελ πεξίπησζε ηνπ primary rate φπνπ ν ξπζκφο κεηάδνζεο ηεο γξακκήο είλαη 2048 kbps, ελψ ν παξερφκελνο απφ ην ISDN είλαη 1984 kbps. Απηφ νθείιεηαη ζην φηη ην δίθηπν θξαηάεη γηα δηθή ηνπ ρξήζε κεξηθά bit. Οκνίσο ζην βαζηθφ ξπζκφ έρνπκε 192 kbps ζηε γξακκή ελψ ζην ρξήζηε 144 kbps. 143

144 Σεκείν αλαθνξάο U Σν U είλαη ην ζεκείν αλαθνξάο κεηαμχ ηνπ NT1 θαη ηνπ LT, πνπ κεηαθέξεη ISDN ζήκαηα κέζσ κεγάινπ κήθνπο δηζχξκαηεο γξακκήο κεηαμχ ηνπ πιεζηέζηεξνπ επηθνηλσληαθνχ θφκβνπ θαη ηεο εγθαηάζηαζεο ηνπ ζπλδξνκεηή. Σεκείν αλαθνξάο V Σν ζεκείν αλαθνξάο V βξίζθεηαη κεηαμχ LT θαη ET θαη εμππεξεηεί ηειεπηθνηλσληαθέο ζπλδέζεηο κεηαμχ θφκβσλ ISDN πνπ αλήθνπλ ζηνλ ηειεπηθνηλσληαθφ νξγαληζκφ. Καλάιηα Μεηάδνζεο Ζ ζχλδεζε ελφο ζπλδξνκεηή κε ην δίθηπν ISDN γίλεηαη κέζσ κηαο θπζηθήο γξακκήο, ε ρσξεηηθφηεηα ηεο νπνίαο δηαηξείηαη ζε θαλάιηα επηθνηλσλίαο. Ζ ITU-T πξνζδηνξίδεη ηξεηο ηχπνπο θαλαιηψλ: Καλάιη B ησλ 64 kbps Καλάιη D ησλ 16 ή 64 kbps Καλάιη H ησλ 384 ή 1536 ή 1920 kbps. Σν θαλάιη Β είλαη ην θχξην θαλάιη επηθνηλσλίαο ηνπ ζπλδξνκεηή θαη ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα κεηαθέξεη data, θσλή ζε ςεθηαθή κνξθή θιπ. Σξεηο είλαη νη θχξηνη ηχπνη ζχλδεζεο πνπ πξνζθέξεη ην θαλάιη Β: Circuit switched, φπνπ ρξεζηκνπνηείηαη ην θαλάιη D γηα ηελ απνθαηάζηαζε ηεο ζχλδεζεο Packet switched, φπνπ ν ζπλδξνκεηήο ζπλδέεηαη ζε έλα θφκβν κεηαγσγήο παθέησλ θαη ε επηθνηλσλία αθνινπζεί ην πξσηφθνιιν Υ.25. Semipermanent, φπνπ πξνθαζνξηζκέλεο ζπλδέζεηο κεηαμχ ζπλδξνκεηψλ απνθαζίζηαληαη απφ ην δίθηπν. Αληηζηνηρνχλ ζηηο γλσζηέο αθηεξσκέλεο γξακκέο. Σν θαλάιη D έρεη βαζηθφ ζθνπφ λα κεηαθέξεη ηε ζεκαηνδφηεζε (signaling) ησλ θιήζεσλ ηνπ θαλαιηνχ Β γηα circuit switched ηχπν ζχλδεζεο. Δπίζεο εθηφο απφ απηφ ρξεζηκνπνηείηαη γηα κεηάδνζε data ζε ρακειέο ηαρχηεηεο. Σν θαλάιη Ζ εμππεξεηεί κεηαδφζεηο πνπ απαηηνχλ κεγάιεο ηαρχηεηεο φπσο είλαη ε κεηάδνζε video, ήρνπ πςειήο πνηφηεηαο, θιπ. Οη πην θνηλέο ζπλδέζεηο ησλ ζπλδξνκεηψλ ζην ISDN γίλνληαη κε ηε ρξήζε δχν θαλαιηψλ Β ησλ 64 kbps θαη ελφο D ησλ 16 kbps κε ζπλνιηθή ηαρχηεηα 144 kbps. Δηθόλα 46: Σα ινγηθά θαλάιηα ζε κηα BRA ζύλδεζε 144

145 * 8 # * 8 # ΓΗΚΣΤΑ ΓΖΜΟΗΑ ΥΡΖΖ ΚΑΗ ΓΗΑΤΝΓΔΖ ΓΗΚΣΤΧΝ 5.4. ΠΡΟΒΑΖ ΣΟ ΓΗΚΣΤΟ πσο πξναλαθέξζεθε, ην ISDN δηαηίζεηαη παλειιαδηθά κε δχν ηχπνπο πξφζβαζεο, πξνζθέξνληαο έηζη ηε δπλαηφηεηα ζηνπο ελδηαθεξφκελνπο λα επηιέμνπλ ηελ πξφζβαζε πνπ θαιχπηεη ηηο αλάγθεο ηνπο. Οη ηχπνη απηνί είλαη: Βαζηθή Πξόζβαζε (Basic Rate Access / BRA): απεπζχλεηαη ζε κηθξέο θαη κεζαίεο επηρεηξήζεηο, ζε ειεχζεξνπο επαγγεικαηίεο θαη ηδηψηεο. Πξσηεύνπζα Πξόζβαζε (Primary Rate Access / PRA): απεπζχλεηαη ζε επηρεηξήζεηο θαη νξγαληζκνχο κε ζχλζεηεο ηειεπηθνηλσληαθέο απαηηήζεηο θαη απμεκέλε ηειεπηθνηλσληαθή θίλεζε. ΣΔΡΜΑΣΙΚΟ ΔΞΟΠΛΙΜΟ ΠΔΛΑΣΗ ΣΔΡΜΑΣΙΚΟ ΔΞΟΠΛΙΜΟ ΠΔΛΑΣΗ ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΣΗΛΔΦΩΝΙΚΗ ΤΚΔΤΗ TA ΣΗΛΔΦΩΝΟ ISDN ΔΙΚΟΝΟΣΗΛΔΦΩΝΟ ΒΑΙΚΗ ΠΡΟΒΑΗ ISDN ΠΡΩΣΔΤΟΤΑ ΠΡΟΒΑΗ ISDN FAX GROUP 4 ΔΙΚΟΝΟΣΗΛΔΦΩΝΟ NT1 KENTPO ISDN ΤΝΓΡΟΜΗ ΣΙΚΟ ΚΔΝΣΡΟ TA TA 2B+D 30B+D PC ME KAPTA ISDN PC ME MODEM FAX FAX GROUP 4 ΤΝΔΡΓΑΙΑ ΜΔ ΑΛΛΑ ΓΙΚΣΤΑ PC PC PC ΣΗΛΔΦΩΝA ISDN ΓΗΜΟΙΟ ΓΙΚΣΤΟ ΜΔΣΑΓΩΓΗ ΠΑΚΔΣΩΝ ΓΔΓΟΜΔΝΩΝ ΓΗΜΟΙΟ ΔΠΙΛΟΓΙΚΟ ΣΗΛΔΦΩΝΙΚΟ ΓΙΚΣΤΟ Δηθόλα 47: Δλνπνίεζε ISDN BRA θαη ISDN PRA ζπλδέζεσλ ζην δίθηπν ISDN Βαζηθή Πξόζβαζε Ζ βαζηθή πξφζβαζε ηνπ ISDN απνηειεί ηελ ηδαληθή ιχζε γηα ηδησηηθέο θαη νηθηαθέο ηειεθσληθέο ζπλδέζεηο θαζψο παξέρεη ζηνπο ζπλδξνκεηέο ηεο ππεξεζίεο πνιιαπιάζηεο εθείλσλ ηνπ απινχ δεκφζηνπ ηειεθσληθνχ δηθηχνπ. Δθηφο απφ ηελ πςειφηεξε παξερφκελε ηαρχηεηα, ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα απνηειεί ε πνηφηεηα θαη ε αμηνπηζηία πνπ ραξαθηεξίδεη νπνηαδήπνηε ISDN ζχλδεζε. Σα ραξαθηεξηζηηθά απηά εγγπάηαη βέβαηα ην πιήξσο ςεθηαθφ δίθηπν πνπ ππνζηεξίδεη ην ISDN ζηελ Διιάδα. Ζ βαζηθή πξφζβαζε ηνπ ISDN δηαζέηεη δχν Β θαλάιηα 64 kbps θαη έλα D 16 kbps. Δηθόλα 48: Λνγηθά θαλάιηα ISDN BRA 145

146 Σα ραξαθηεξηζηηθά ηεο Βαζηθήο Πξφζβαζεο είλαη ζπλνπηηθά ηα παξαθάησ: Γπλαηφηεηα ζχλδεζεο κέρξη θαη 8 ηεξκαηηθψλ ζπζθεπψλ, φπσο ηειέθσλν (απιφ ή ISDN), fax, εηθνλνηειέθσλν, πνπ κπνξνχλ λα θιεζνχλ απεπζείαο κε δηαθνξεηηθνχο αξηζκνχο. Γπλαηφηεηα ζχλδεζεο ελφο κηθξνχ ηειεθσληθνχ θέληξνπ, πνπ κπνξεί λα θαιείηαη κε 10 δηαθνξεηηθνχο αξηζκνχο. Οη ζπζθεπέο πνπ ζπλδένληαη ζ απηφ κπνξνχλ λα θιεζνχλ ρσξίο ηε κεζνιάβεζε ηειεθσλήηξηαο. Γχν γξακκέο ηαπηφρξνλεο επηθνηλσλίαο φπσο γηα παξάδεηγκα: Σειεθσληθή επηθνηλσλία θαη ρξήζε Internet Γχν ηειεθσληθέο επηθνηλσλίεο Σειεθσληθή επηθνηλσλία θαη απνζηνιή ή ιήςε fax Σειεθσληθή θαη ηαπηφρξνλα νπηηθή επηθνηλσλία Σαρχηεηεο ηεο ηάμεο ησλ 128 kbps πνπ δηεπθνιχλνπλ ηελ πινήγεζε ησλ ζπλδξνκεηψλ ζην Internet θάλνληαο πην γξήγνξε θαη νηθνλνκηθή Γπλαηφηεηα δηαζχλδεζεο κε άιια δίθηπα, φπσο Internet, HELLASPAC, Γεκφζην Δπηιεγφκελν Σειεθσληθφ Γίθηπν (PSTN) Γπλαηφηεηα νπηηθήο επηθνηλσλίαο ησλ ζπλνκηιεηψλ κε ηαπηφρξνλε δέζκεπζε ησλ δχν Β θαλαιηψλ θαη κε ηελ πξνυπφζεζε χπαξμεο ηνπ θαηάιιεινπ εμνπιηζκνχ (εηθνλνηειέθσλν ή Ζ/Τ) Με ηε Βαζηθή Πξφζβαζε κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ νη ππάξρνπζεο ζπζθεπέο, φπσο ε απιή ηειεθσληθή ζπζθεπή, ην fax ή ν ειεθηξνληθφο ππνινγηζηήο. Απαξαίηεηε φκσο γηα ηε ζχλδεζε ηεο γξακκήο ISDN ζην δίθηπν ηνπ ΟΣΔ είλαη ε ζπζθεπή Σεξκαηηθήο Γηάηαμεο Γηθηχνπ (ΝΣ), φπσο αλαθέξζεθε λσξίηεξα. Ο ζπλδξνκεηήο φκσο αλάινγα κε ηηο αλάγθεο επηθνηλσλίαο ηνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη θαη επηπιένλ εμνπιηζκφ φπσο: Παζεηηθή Αξηεξία (Passive Bus ή S-Bus ή S-Interface). Ζ ρξήζε ηεο επηηξέπεη ηε ζχλδεζε έσο θαη 8 ηεξκαηηθψλ ζπζθεπψλ θαη ην κέγηζην κήθνο ηεο κπνξεί λα θζάζεη ηα 1000 κέηξα σο εμήο: Point to Point S-Bus κε δπλαηφηεηα ζχλδεζεο ελφο ηεξκαηηθνχ θαη κέγηζην κήθνο 1000 κέηξα. Point to Multi Point Extended Passive Bus κε κέγηζην αξηζκφ ηεξκαηηθψλ 4 θαη κέγηζην κήθνο 500 κέηξα. Point to Multi Point S-Bus κε κέγηζην κήθνο 200 κέηξα θαη κέρξη 8 ηεξκαηηθά. Σεξκαηηθόο πξνζαξκνγέαο (Terminal Adapter). Απαξαίηεηνο ζηελ πεξίπησζε πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη κε ISDN ζπζθεπέο (απιή ηειεθσληθή ζπζθεπή ή fax Group3). Κάξηεο ISDN γηα PC. Μεηαηξέπνπλ ην PC ζε έλα πνιιαπιήο ρξήζεο ISDN ηεξκαηηθφ. πλνδεχνληαη απφ software ην νπνίν ππνζηεξίδεη ζεηξά εθαξκνγψλ. Τπάξρνπλ ζηνπο εμήο ηχπνπο: απιέο θάξηεο, θάξηεο εηθνλνηειεθσλίαο (καδί κε camera), θάξηεο ISDN PCM/CIA θαηάιιειν γηα θνξεηνχο Ζ/Τ. 146

147 Σειέθσλα ISDN. Πξφθεηηαη γηα ςεθηαθέο ζπζθεπέο πνπ δηαζέηνπλ νζφλε πγξψλ θξπζηάιισλ (LCD), θαη είλαη απαξαίηεηεο γηα ηελ αμηνπνίεζε ησλ πκπιεξσκαηηθψλ Τπεξεζηψλ πνπ πξνζθέξεη ε ζχλδεζε ISDN. Δηθνλνηειέθσλα ISDN. Πξφθεηηαη γηα ζπζθεπέο πνπ πεξηιακβάλνπλ νζφλε, θάκεξα, κηθξφθσλν, ερεία θαη παξέρνπλ ηε δπλαηφηεηα εηθνλνηειεθσλίαο. Οη ζπζθεπέο απηέο θαηα ηε ιεηηνπξγία ηνπο δεζκεχνπλ ζπλήζσο θαη ηα 2 θαλάιηα ηεο Βαζηθήο Πξφζβαζεο. Φεθηαθό Σειεθσληθό Κέληξν ISDN. Δμππεξεηεί θπξίσο ζηε δηαρείξηζε θιήζεσλ θαη ζηηο αλάγθεο εζσηεξηθήο επηθνηλσλίαο κηθξνκεζαίσλ επηρεηξήζεσλ. Γξνκνινγεηέο ISDN (Routers). Απνηεινχλ ηε γέθπξα κεηαμχ ηεο γξακκήο ISDN θαη ηνπ δηθηχνπ ππνινγηζηψλ ηνπ ζπλδξνκεηή. Γηαζέηνπλ ιεηηνπξγίεο δξνκνιφγεζεο ηεο θίλεζεο. Fax Group 4. πζθεπή fax κεγάιεο επθξίλεηαο θαη πςειήο ηαρχηεηαο εηδηθά ζρεδηαζκέλε γηα ρξήζε κε γξακκή ISDN (π.ρ. 10 ζειίδεο/ιεπηφ). εκαληηθφ πιενλέθηεκα βαζηθήο πξφζβαζεο απνηειεί θαη ν θαηλνχξηνο ηξφπνο αξηζκνδφηεζεο ζχκθσλα κε ηνλ νπνίν ε BRA ρσξίδεηαη ζε 3 θαηεγνξίεο: Απιή ζχλδεζε (1 αξηζκφο κε δπλαηφηεηα επέθηαζεο) Δηδηθή ζχλδεζε (1 θεθαιηθφο αξηζκφο + 2 MSN κε δπλαηφηεηα επέθηαζεο) χλδεζε κε δηεπηινγή (1 θεθαιηθφο αξηζκφο + 9 δηεπηινγηθνί αξηζκνί) Απαξαίηεηε φκσο γηα ηε ρξήζε ηεο ζπκπιεξσκαηηθήο ππεξεζίαο MSN είλαη ε ρξήζε ηεο Παζεηηθήο πλδξνκεηηθήο Αξηεξίαο, ε νπνία είλαη ζηελ νπζία έλα ηεηξαζχξκαην θαιψδην, πάλσ ζην νπνίν ζπλδένληαη ζπζθεπέο ISDN, ην ζήκα πνπ εθπέκπεη είλαη ςεθηαθφ θαη ηεξκαηίδεη ζε αληίζηαζε 100Χ. ια ηα παξαπάλσ θαίλνληαη ελνπνηεκέλα ζην επφκελν ζρήκα. Δηθόλα 49: ύλδεζε Σεξκαηηθώλ ζηελ ISDN BRA Πξσηεύνπζα Πξόζβαζε Ζ πξσηεχνπζα ζχλδεζε θαιχπηεη ηηο απμεκέλεο αλάγθεο επηθνηλσλίαο θάζε επηρείξεζεο εμαζθαιίδνληαο πςειή ηαρχηεηα, πνηφηεηα, αμηνπηζηία θαη κηα ζεηξά αθφκα ζεκαληηθψλ πιενλεθηεκάησλ. 147

148 Σν θχξην ραξαθηεξηζηηθφ ηεο βέβαηα είλαη νη 30 γξακκέο επηθνηλσλίαο πνπ εμαζθαιίδνληαη απφ ηα 30 Β θαλάιηα θαη απηφ είλαη πνπ θπξίσο ηε δηαθνξνπνηεί απφ ηελ βαζηθή πξφζβαζε. Δηθόλα 50: Λνγηθά θαλάιηα ISDN ΡRA πλνπηηθά παξαηίζεληαη ηα πιενλεθηήκαηα ηεο: 30 γξακκέο ηαπηφρξνλεο επηθνηλσλίαο. Γπλαηφηεηα ζχλδεζεο ελφο ηειεθσληθνχ θέληξνπ, πνπ κπνξεί λα θαιείηαη κε 250 δηαθνξεηηθνχο αξηζκνχο. Οη ζπζθεπέο πνπ ζπλδένληαη ζ' απηφ κπνξνχλ λα θιεζνχλ απ' επζείαο ρσξίο ηε κεζνιάβεζε ηειεθσλήηξηαο. Γηαζχλδεζε δηθηχσλ ηνπηθψλ θαη επξείαο δψλεο H/Y (WAN, LAN) κέζσ router ISDN. Τςειέο ηαρχηεηεο επηθνηλσλίαο κέρξη θαη 2Mb/s. Μεηαθνξά εηθφλαο θαη ήρνπ πςειήο πηζηφηεηαο. Γπλαηφηεηα δηαζχλδεζεο & ζπκβαηφηεηαο κε άιια δίθηπα φπσο Internet, HELLASPAC, Γεκφζην Δπηιεγφκελν Σειεθσληθφ Γίθηπν (PSTN). Πξφζβαζε ζην Ηnternet ζε πςειέο ηαρχηεηεο, πνπ μεθηλνχλ απφ ηα 64kb/s θαη εμαξηψληαη απφ ηηο δπλαηφηεηεο ηνπ παξνρέα ππεξεζηψλ δηαδηθηχνπ (Internet Service Provider). ε κηα Πξσηεχνπζα Πξφζβαζε ν ζπλδξνκεηήο κπνξεί λα ζπλδέζεη ή έλα κεγάιν ηειεθσληθφ θέληξν ή δξνκνινγεηή, αλάινγα κε ηηο αλάγθεο ηνπ. Οη ππάξρνπζεο ζπζθεπέο θπζηθά κπνξνχλ αθφκα λα ρξεζηκνπνηεζνχλ, φπσο αθξηβψο ζπκβαίλεη θαη κε ηε Βαζηθή Πξφζβαζε ελψ ζρεηηθά κε ηνλ επηπιένλ εμνπιηζκφ πνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ηζρχνπλ ηα ίδηα φπσο θαη ζηε βαζηθή πξφζβαζε. Γηαθνξνπνίεζε ππάξρεη κφλν ζην ηειεθσληθφ θέληξν, ην νπνίν ζα κπνξεί λα εμππεξεηεί αθφκα κεγαιχηεξν αξηζκφ ηειεθσληθψλ αξηζκψλ θαη θιήζεσλ. 148

149 Δηθόλα 51: ύλδεζε Σεξκαηηθώλ ζηελ ISDN ΡRA απηφ ζεκαίλεη απιά ηηο δηάθνξεο ιεηηνπξγίεο πνπ κπνξεί λα ππνζηεξίμεη κία ISDN ζχλδεζε, φπσο π.ρ. Σειεθσλία 3.1 θαη 7 ΚΖΕ, Δηθνλνηειεθσλία, fax, data θ.ι.π ΔΞΟΠΛΗΜΟ (NETMOD) Ο πην δηαδεδνκέλνο απφ ηνπο δχν ηξφπνπο πξφζβαζεο ζην ISDN δίθηπν είλαη ε Βαζηθή Πξφζβαζε. Γηα λα επηηεπρζεί φκσο ζχλδεζε ζην ISDN δίθηπν είλαη απαξαίηεηε ε χπαξμε πζθεπήο Σεξκαηηζκνχ Γηθηχνπ (ΝΣ1). Δηθόλα 52: Γηαζύλδεζε ζπζθεπώλ ζπλδξνκεηή-δηθηύνπ Ζ ζπζθεπή πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζην δίθηπν ηνπ ΟΣΔ θαη θαιχπηεη ηηο αλάγθεο ελφο ΝΣ1, είλαη ην Netmod. Ζ ζπζθεπή φκσο απηή, ε νπνία εγθαζίζηαηαη ζηε πιεπξά ηνπ ζπλδξνκεηή, δελ ιεηηνπξγεί κφλν ζαλ ΝΣ1. πγθεθξηκέλα πεξηιακβάλεη: Γηάηαμε Σεξκαηηζκνχ γξακκήο δηθηχνπ 1 (Network Termination 1 / NT1) Σεξκαηηθό πξνζαξκνγέα ISDN (Terminal Adapter), κέζσ ηνπ νπνίνπ είλαη δπλαηφ λα ζπλδεζνχλ κέρξη δχν κε ISDN ηειεθσληθέο ζπζθεπέο ή FAX G3. Σεξκαηηθό πξνζαξκνγέα ISDN (ISDN Modem T/A), πνπ δίλεη ηε δπλαηφηεηα ζχλδεζεο Ζ/Τ κέζσ ζεηξηαθήο ζχξαο ή ζχξαο USB. 149

150 Δηθόλα 53: Γξαθηθή αλαπαξάζηαζε δηάηαμεο Netmod Δηθόλα 54: Πξαγκαηηθή απεηθόληζε Netmod Σν Netmod δηαζέηεη: δχν ππνδνρέο RJ-45 γηα ηε ζχλδεζε ηεξκαηηθψλ ζπζθεπψλ Η5ΟΝ. Οη ππνδνρέο απηέο απνηεινχλ ηηο ζχξεο δηαζχλδεζεο κε ην S-Bus ηεο ζπζθεπήο. δχν ππνδνρέο RJ-11 γηα ζχλδεζε αλαινγηθψλ ηεξκαηηθψλ ζπζθεπψλ. Οη ππνδνρέο απηέο απνηεινχλ ηηο αλαινγηθέο ζχξεο (Ρ1 θαη Ρ2) ηεο ζπζθεπήο. κία ππνδνρή RJ-11 γηα ηε ζχλδεζε κε ηε δηζχξκαηε γξακκή U. Σν Netmod ζπλνπηηθά πξνζθέξεη ηηο εμήο δπλαηφηεηεο θαη ιεηηνπξγίεο: Μεηάδνζε δεδνκέλσλ (data) ζηε ζεηξηαθή ζχξα RS232 κε ηαρχηεηεο έσο θαη kbps πξνο θαη απφ ηνλ Ζ/Τ πνπ είλαη ζπλδεδεκέλνο, γηα ζπλδέζεηο ζεκείνπ-πξνο-ζεκείν ή πξφζβαζε ζην Internet. εκεηψλεηαη φηη νη πεξηζζφηεξνη Ζ/Τ δελ ππνζηεξίδνπλ ηαρχηεηα kbps ζηε ζεηξηαθή ηνπο ζχξα, κε απνηέιεζκα ε ηαρχηεηα λα πεξηνξίδεηαη ζηα kbps. ηελ πεξίπησζε απηή απαηηείηαη ε πξνζζήθε ζηνλ Ζ/Τ κηαο πεξηθεξεηαθήο θάξηαο, ε νπνία ζα παξέρεη ζεηξηαθή ζχξα γηα ηελ ππνζηήξημε ηεο επηζπκεηήο ηαρχηεηαο kbps. Μεηάδνζε δεδνκέλσλ (data) ζηε ζχξα USB (πνπ ππνζηεξίδεη ηαρχηεηεο έσο θαη 12 Mbps) γηα πιήξε εθκεηάιιεπζε ηνπ εχξνπο ησλ 128 kbps. Λεηηνπξγία κε νπνηνδήπνηε ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα (Linux, Windows 95/98/ΝΣ θιπ.) ρξεζηκνπνηψληαο ηππνπνηεκέλα πξσηφθνιια. χγρξνλε-ζε-αζχγρξνλε κεηαηξνπή πξσηνθφιινπ ΡΡΡ (Point-to-Point Protocol) γηα επηθνηλσλία 64 kbps. πλδπαζκφο ησλ 2 Β θαλαιηψλ κέζσ ηνπ πξσηνθφιινπ Multilink-ΡΡΡ ζε κηα δεχμε ξπζκνχ κεηάδνζεο έσο θαη 128 kbps. Γηαθαλήο ιεηηνπξγία κεηαμχ ησλ Β θαλαιηψλ θαη ησλ ζπξψλ δηαζχλδεζεο κε ηνλ Ζ/Τ (RS232 ή USB). Πξσηφθνιια θαζνξηζκνχ εχξνπο δψλεο ΒΑCΡ/ΒΑΡ. Πξνζαξκνγή εχξνπο δψλεο αλάινγα κε ηηο απαηηήζεηο θαη ηηο ζπλζήθεο κεηάδνζεο (Bandwidth on Demand). 150

151 Σν Netmod ππνζηεξίδεη πιήξσο φιεο ηηο βαζηθέο θαη πξφζζεηεο ππεξεζίεο αιιά δελ είλαη εθείλν ην νπνίν ηηο ελεξγνπνηεί ή ηηο απελεξγνπνηεί. Ο ηξφπνο κε ηνλ νπνίν ηηο ππνζηεξίδεη είλαη μερσξηζηφο γηα ηελ θαζεκία θαη εμαξηάηαη απφ ηηο ξπζκίζεηο κε ηηο νπνίεο είλαη πξνγξακκαηηζκέλν. Οη πεξηζζφηεξεο πξνζθεξφκελεο ππεξεζίεο είλαη ελεξγνπνηεκέλεο απφ default ζην Netmod αιιά θαη εθείλεο πνπ δελ είλαη, κπνξνχλ λα ελεξγνπνηεζνχλ εθ ησλ πζηέξσλ. πσο είδακε θαη παξαπάλσ ην Netmod ιεηηνπξγεί θαη ζαλ ISDN Modem νπφηε θάλεη δπλαηή ηε ζχλδεζε ηνπ ρξήζηε ζην Internet κέζσ ηεο ππεξεζίαο Dial-Up. Με ρξήζε πξσηνθφιινπ PPP ή ML-PPP ε ζχλδεζε απηή επηηπγράλεηαη ζε ηαρχηεηεο ησλ 64 kbps ή 128 kbps αληίζηνηρα, αλάινγα κε ηα ρξεζηκνπνηνχκελα θαλάιηα. Πξέπεη φκσο λα ηνληζηεί φηη ην Netmod έρεη ελζσκαησκέλν ISDN Modem θαη φρη αλαινγηθφ (ΡSΣN Modem). Απηφ ζεκαίλεη φηη δε κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζαλ αλαινγηθφ Modem. Με ην Netmod φκσο κπνξεί λα επηηεπρζεί θαη επηθνηλσλία κε άιιν Ζ/Τ γηα κεηαθνξά αξρείσλ κέζσ Hyperterminal ή dial-up networking θαη ρξεζηκνπνηψληαο ην D θαλάιη, ελεξγνπνηψληαο νξηζκέλεο επηπιένλ εληνιέο. Απηή είλαη κηα ιεηηνπξγία ηνπ Netmod ε νπνία δελ είλαη επξχηεξα γλσζηή θαη γηα λα ελεξγνπνηεζεί είλαη αλαγθαίεο πεξαηηέξσ νδεγίεο θπιιαδίνπ ηνπ ΟΣΔ ΣΤΠΟΠΟΗΖΔΗ ISDN Σν 1981 ε ηφηε CCITT άξρηζε ηε ηππνπνίεζε ηνπ ISDN. Σν 1984 ζηα θφθθηλα βηβιία πεξηέιαβε ηηο πξψηεο ηππνπνηήζεηο ζηηο-ζεηξέο Η. Σν 1988 θαη ην 1993 πξφζζεζε θαη αξθεηέο λέεο. Οη ηππνπνηήζεηο ηεο ζεηξάο I δηαηξνχληαη ζε έμη κεγάιεο θαηεγνξίεο πνπ νξίδεη ηα γεληθά ζέκαηα, ηελ πεξηγξαθή ηνπ ISDN, ηελ πεξηγξαθή ηεο νξνινγίαο, ηηο ζρέζεηο ηνπ ISDN κε ηππνπνηήζεηο άιισλ ζεηξψλ πνπ αλαθέξνληαη ζηηο ππεξεζίεο πνπ ην ISDN πξνζθέξεη, ππεξεζίεο θνηλνχ θνξέα θαη ηειεππεξεζίεο πνπ αλαθέξνληαη ζηηο ιεηηνπξγίεο ηνπ δηθηχνπ, ηελ δηαρείξηζε ηνπ, ηελ αξηζκνδφηεζε, ηηο ηερληθέο κεηάδνζεο, ηε δξνκνιφγεζε ησλ κελπκάησλ θιπ πνπ αλαθέξνληαη ζηηο δηαζπλδέζεηο ηνπ ISDN. Σα θπζηθά θαη ιεηηνπξγηθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ δηαζπλδέζεσλ, ηνπο παξερφκελνπο ξπζκνχο κεηάδνζεο ζηνπο ρξήζηεο, ηνπο νξηζκνχο γηα ηα ζεκεία αλαθνξάο θαη άιια πνπ αζρνινχληαη κε ηηο δηαζπλδέζεηο κεηαμχ ISDN δηθηχσλ πνπ αζρνινχληαη κε ηηο ηερληθέο ππνζηήξημεο ελφο δηθηχνπ ISDN, κεζφδνπο πνπ ρξεζηκνπνηνχκε γηα test ζην δίθηπν θαη απφ πιεπξάο ρξεζηψλ θαη απφ πιεπξάο δηθηχνπ Euro-ISDN Ο δηαθνξεηηθφο ηξφπνο αλάπηπμεο ηνπ ISDN ζηηο δηάθνξεο ρψξεο ηεο Δπξψπεο δεκηνχξγεζε κεγάια πξνβιήκαηα ζπκβαηφηεηαο. Ο ETSI (European Telecommunications Standards Institute) έζεζε ην EuroISDN σο ην εληαίν πξφηππν γηα ηελ ζπκβαηή πινπνίεζε δηθηχσλ θαη ζπζθεπψλ ISDN ζηελ Δπξψπε. Γηα ηελ 151

152 ελαξκνληζκέλε απηή εηζαγσγή ηνπ ISDN ζηελ Διιάδα, ν ΟΣΔ ππέγξαςε ην 1993, κε άιινπο 29 Σειεπηθνηλσληαθνχο Οξγαληζκνχο, Μλεκφλην πκθσλίαο ISDN Δπξείαο Εώλεο (Β-ISDN) Οη λέεο αλάγθεο γηα ηειεπηθνηλσλίεο πνπ ζπλερψο πξνθχπηνπλ, ε αλάγθε γηα ηελ νινθιήξσζε εθαξκνγψλ πνπ κε ην ISDN ζηελήο δψλεο (Narrowband) δελ θαιχπηνληαη θαη ε αλάπηπμε ησλ νπηηθψλ ηλψλ, έθεξαλ ζην πξνζθήλην έλα λέν project πνπ νλνκάζζεθε ISDN επξείαο δψλεο ή άιισο Broadband ISDN (Β- ISDN). Ζ ITU-Σ αλέπηπμε ηππνπνηήζεηο γηα Broadband ISDN κε ζθνπφ ηελ εμππεξέηεζε ησλ εθαξκνγψλ πςειψλ απαηηήζεσλ. Αλαιπηηθφηεξα νη εθαξκνγέο πνπ 6α κπνξνχλ λα θαιχπηνληαη απφ ην δίθηπν είλαη: Σειενπηηθά πξνγξάκκαηα. Videotex κε θηλνχκελε εηθφλα. Σειεθεκεξίδα. Σειεδηαθήκηζε. Σειεθδφζεηο. Γηαλνκή Data, Video θαη Audio. Broadband βηληενηειέθσλν. Δπηθνηλσλίεο πνιπκέζσλ (Multimedia). Ραδηνθσλία. Ζιεθηξνληθφ Σαρπδξνκείν φρη κφλν θεηκέλνπ αιιά θαη εηθφλαο θαη ήρνπ. Real Time κεραλνγξαθηθέο εθαξκνγέο. Σειεζπλδηαζθέςεηο κε ηαπηφρξνλε κεηάδνζε θσλήο, εηθφλαο αιιά θαη θεηκέλνπ. ια απηά δε φρη κφλν κεηαμχ δχν ζπλδξνκεηψλ ηνπ δηθηχνπ, αιιά θαη κεηαμχ ελφο ζπλδξνκεηή θαη κηαο νκάδαο ζπλδξνκεηψλ, ή κεηαμχ δχν νκάδσλ. Με ην ISDN ζηελήο δψλεο έρνπκε ξπζκνχο κεηάδνζεο γηα κελ ην basic rate 144 kbps, γηα δε ην primary rate 1984 kbps, θαιχπηνληαο ηηο εθαξκνγέο θσλήο, data, θεηκέλνπ θαη ρακειήο πνηφηεηαο βίληεν. Με ην ISDN επξείαο δψλεο, πνπ ζηεξίδεηαη θπξίσο ζηηο νπηηθέο ίλεο. ζα έρνπκε ηελ επρέξεηα εθηφο ησλ πξνεγνπκέλσλ, λα κεηαδίδνπκε θαη πςειήο πνηφηεηαο βίληεν, θαζψο ζα δηαζέηνπκε ξπζκνχο κεηάδνζεο επηπέδνπ 150 έσο θαη 622 Mbps. Οη ηαρχηεηεο απηέο είλαη ηδηαίηεξα απνδνηηθέο θαη γηα ζπλδέζεηο απνκαθξπζκέλσλ ηνπηθψλ δηθηχσλ. Σν βαζηθφ πξφηππν πνπ θαιχπηεη ην Β ISDN είλαη ην Η.211 ηεο ITU-T ε νπνία έρεη νξίζεη φηη ε πξφζβαζε ζε Β ISDN ππεξεζίεο ζα γίλεηαη κε ηε ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο ΑΣΜ ζε ζπγθεθξηκέλεο ηαρχηεηεο (155/622 Mbps). 152

153 Κ Δ Φ Α Λ Α Η Ο 6 : Α Τ Μ Δ Σ Ρ Η Κ Δ Σ Δ Υ Ν Ο Λ Ο Γ Η Δ Π Ρ Ο Β Α Ζ 153

154

155 6. Αζπκκεηξηθέο Σερλνινγίεο Πξόζβαζεο 6.1. ΔΗΑΓΧΓΖ Γεληθά ζηνηρεία Γηα πνιιά ρξφληα, ηα ράιθηλα θαιψδηα (ζπλεζηξακκέλα δεχγε - twisted pairs) ρξεζηκνπνηνχληαλ ζε απιέο ηειεθσληθέο ζπλδέζεηο. ηε ζπλέρεηα κπήθαλ ζηε δσή καο ηα modems θαη ην Γηαδίθηπν. Σελ ηειεπηαία δεθαεηία γλσξίζακε ηελ ηερλνινγία ISDN θαη ηα πιενλεθηήκαηα πνπ απηή πξνζθέξεη θαη ηειεπηαία γίλεηαη ιφγνο γηα ηηο ηερλνινγίεο DSL, νη νπνίεο παξακέλνπλ αθφκε άγλσζηεο γηα ην επξχ θνηλφ - ηνπιάρηζηνλ ηεο Διιάδαο. Γηα δεθαεηίεο ηα ράιθηλα θαιψδηα ρξεζηκνπνηνχληαλ γηα ηε κεηαθνξά θσλήο, ρσξίο λα αμηνπνηείηαη ζην έπαθξν ε κεγάιε ρσξεηηθφηεηα πνπ πξνζθέξεη ν ραιθφο. Ο ήρνο ηεο αλζξψπηλεο θσλήο απνηειείηαη απφ ζπρλφηεηεο πνπ θπκαίλνληαη ζε εχξνο κεηαμχ 100Hz θαη 4.000Hz. ιεο απηέο νη ζπρλφηεηεο φκσο δελ είλαη απαξαίηεηεο γηα λα γίλεη θαηαιεπηή ε θσλή θαη ε ρξνηά ηνπ ζπλνκηιεηή θαη έηζη κε εηδηθά θίιηξα απνθφπηνληαη νη επηπιένλ ζπρλφηεηεο, αθνχ φρη κφλν δε ρξεηάδνληαη, αιιά κπνξεί θαη λα δεκηνπξγήζνπλ παξεκβνιέο- παξάζηηα. Σν εχξνο δψλεο φκσο ηνπ ραιθνχ είλαη θαηά πνιχ κεγαιχηεξν θαη κπνξεί λα αμηνπνηεζεί ζε άιιεο εθαξκνγέο κε θαηάιιεινπο ηξφπνπο, φπσο θαη ζηελ πεξίπησζε ηνπ DSL. Σν DSL πξνέξρεηαη απφ ηα αξρηθά ησλ ιέμεσλ Digital Subscriber Line θαη ζηελ νπζία απνηειεί κηα ηερλνινγία πνπ κεηαηξέπεη ην απιφ ηειεθσληθφ θαιψδην ζε έλα δίαπιν ςεθηαθήο επηθνηλσλίαο κεγάινπ εχξνπο δψλεο κε ηε ρξήζε εηδηθψλ modems, ηα νπνία ηνπνζεηνχληαη ζηηο δπν άθξεο ηεο γξακκήο. Ο δίαπινο απηφο κεηαθέξεη ηφζν ηηο ρακειέο φζν θαη ηηο πςειέο ζπρλφηεηεο ηαπηφρξνλα, ηηο ρακειέο γηα ηε κεηαθνξά ηνπ ζήκαηνο ηεο θσλήο θαη ηηο πςειέο γηα ηα δεδνκέλα. Αλάινγα κε ην είδνο ηνπ modem πνπ ζα ζπλδέζνπκε, πεηπραίλνπκε θαη δηαθνξεηηθέο επηδφζεηο. Με ην DSL επηηπγράλνληαη πςειφηεξεο ηαρχηεηεο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ (κέρξη θαη 52,8 Mbps απφ ην Γηαδίθηπν ή άιιν απνκαθξπζκέλν Σειεπηθνηλσληαθφ Γίθηπν πξνο ην ρξήζηε -downstream- θαη 2,3 Mbps απφ ην ρξήζηε πξνο ην Γηαδίθηπν -upstream- ελψ ηαπηφρξνλα κεηαθέξνληαη θαη ηα αλαινγηθά ζήκαηα ηεο θσλήο. Οη ηερλνινγίεο DSL αλαθέξνληαη γεληθά σο xdsl θαη νη θπξηφηεξεο απφ απηέο είλαη: ADSL, HDSL, SDSL θαη VDSL Σερλνινγίεο xdsl ADSL Σν ADSL, ην νπνίν πξνέξρεηαη απφ ηα αξρηθά ησλ ιέμεσλ Asymmetric Digital Subscriber Line, είλαη απηφ πνπ δίλεηαη ζηνπο πεξηζζφηεξνπο απινχο ρξήζηεο θαη ζηελ Διιάδα απηή ηε ζηηγκή παξέρεηαη πηινηηθά απφ ηνλ ΟΣΔ κε κνλαδηθή ππεξεζία ην Fast Internet. Ζ ηερλνινγία ADSL εμαζθαιίδεη πξφζβαζε πςειψλ ηαρπηήησλ ζην Γηαδίθηπν θαη ζε άιια Σειεπηθνηλσληαθά Γίθηπα, δίλνληαο ηε δπλαηφηεηα γηα ηαπηφρξνλε κεηάδνζε θσλήο θαη δεδνκέλσλ (δεδνκέλα, θηλνχκελε εηθφλα, γξαθηθά) 155

156 κέζσ ηεο απιήο ηειεθσληθήο γξακκήο. Κχξην ραξαθηεξηζηηθφ ηεο ηερλνινγίαο είλαη φηη ε κεηαθνξά δεδνκέλσλ γίλεηαη κε αζχκκεηξν ηξφπν, δειαδή πξνζθέξεη δηαθνξεηηθφ ξπζκφ γηα ηε ιήςε (κέρξη 8 Mbps downstream) θαη δηαθνξεηηθφ γηα ηελ απνζηνιή δεδνκέλσλ (640 kbps upstream). Σν ζεκαληηθφηεξν είλαη φηη ην εχξνο δψλεο δελ ην κνηξαδφκαζηε, αιιά είλαη εμ' νινθιήξνπ ζηε δηάζεζή καο. Χζηφζν ζα πξέπεη λα ηνληζηεί ην γεγνλφο φηη ε απφδνζε ηνπ ADSL εμαξηάηαη ζεκαληηθά απφ ηελ απφζηαζε ηνπ ρξήζηε απφ ηνλ ηειεπηθνηλσληαθφ παξνρέα θαη θζάλεη ηα: 1,5 Mbps γηα απφζηαζε 5,5 km 2,0 Mbps γηα απφζηαζε 4,9 km 6,3 Mbps γηα απφζηαζε 3,6 km 8,4 Mbps γηα απφζηαζε 2,7 km HDSL Σν αθξσλχκην HDSL πξνέξρεηαη απφ ηα αξρηθά ησλ ιέμεσλ High-bit-rate Digital Subscriber Line θαη ζε αληίζεζε κε ην ADSL είλαη ζπκκεηξηθφ θαη πξνζθέξεη ηνλ ίδην ξπζκφ κεηαθνξάο δεδνκέλσλ (κέρξη 2 Mbps) ηφζν γηα ηε απνζηνιή φζν θαη γηα ηε ιήςε. Χζηφζν, ε κέγηζηε απφζηαζε κεηαμχ ησλ δχν άθξσλ δελ κπνξεί λα ππεξβαίλεη ηα 3,5 km. Μηα άιιε βαζηθή δηαθνξά απφ ην ADSL είλαη φηη απαηηείηαη ε εγθαηάζηαζε 2 ηειεθσληθψλ γξακκψλ (2 ζπλεζηξακκέλα θαιψδηα). SDSL Σν SDSL, Single-line Digital Subscriber Line, είλαη κηα ηερλνινγία παξφκνηα κε ην HDSL φζνλ αθνξά ζην ξπζκφ κεηαθνξάο δεδνκέλσλ (κέρξη 2 Mbps), πνπ απαηηεί φκσο κφλν έλα ζπλεζηξακκέλν δεχγνο ραιθνχ. Γηα ην ιφγν απηφ, ε κέγηζηε απφζηαζε κεηαμχ ησλ δχν άθξσλ δελ κπνξεί λα μεπεξλά ηα 3 km. VDSL Σν VDSL, Very-high-data-rate Digital Subscriber Line, βξίζθεηαη αθφκε ζε θάζε αλάπηπμεο θαη ππφζρεηαη λα δψζεη εληππσζηαθά κεγαιχηεξεο ηαρχηεηεο πνπ κπνξεί λα θηάλνπλ ηα 52 Mbps, κε πεξηνξηζκφ φκσο ηε κέγηζηε απφζηαζε κεηαμχ ησλ δχν άθξσλ ηνπ ράιθηλνπ αγσγνχ. Αλάινγα κε ηελ πινπνίεζε, ην VDSL δε κπνξεί λα μεπεξλά ην 1,5 km θαη νη ξπζκνί κεηάδνζεο θπκαίλνληαη γηα ηε ιήςε απφ 13 έσο 52 Mbps θαη γηα ηελ απνζηνιή απφ 1,5 έσο 2,3 Mbps. ADSL θαη ππάξρνπζα ππνδνκή Ζ ηερλνινγία Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) πξνζπαζεί λα επηιχζεη ην πξφβιεκα ηεο ζηελσπνχ ηνπ δηθηχνπ πνπ παξνπζηάδεηαη ζηα ηειεπηαία ρηιηφκεηξα ηνπ δηθηχνπ πξφζβαζεο κεηαμχ ηνπ Παξνρέα Πξφζβαζεο Γηθηχνπ θαη ηνπ ρξήζηε ησλ ππεξεζηψλ δηθηχνπ. Υξεζηκνπνηεί ην πην θνηλφ κέζν κεηάδνζεο δειαδή ηα ζπλεζηξακκέλα θαιψδηα ραιθνχ ηνπ ηειεθσληθνχ δηθηχνπ πεηπραίλνληαο πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο (κέρξη θαη 8 Mbps) πνπ δίλνπλ ηε δπλαηφηεηα ζηνπο ρξήζηεο ησλ δηθηχσλ λα θάλνπλ πξάμε πξνεγκέλεο επηθνηλσληαθέο εθαξκνγέο εμαζθαιίδνληαο παξάιιεια απφδνζε θαη αμηνπηζηία κε ρακειφ θφζηνο. ηελ Δηθφλα 55 παξνπζηάδεηαη έλα ζπγθξηηηθφ δηάγξακκα απ φπνπ είλαη εκθαλέο φηη νη ππεξεζίεο βαζηζκέλεο, ζηελ ηερλνινγία DSL, ππεξέρνπλ ζε απφδνζε, θαη παξέρνπλ ζεκαληηθά πιενλεθηήκαηα ζηνπο ρξήζηεο ησλ ππεξεζηψλ δηθηχνπ, ζε ζχγθξηζε κε άιιεο κεζφδνπο πξφζβαζεο. 156

157 Network Service Provider Network Access Provider Service User ISP Network 28.8 kbps Analog modem Home PC Corporate Network Access Network T1/E1 DSU/CSU 1.544/2.048 Mbps Serv ice User CPE Frame Relay Network DSL ATU-R 7+ Mbps Serv ice User CPE Δηθόλα 55: πγθξηηηθό δηάγξακκα ηαρύηεηαο θαη απόδνζεο Απφ ην ζρήκα απηφ θαίλεηαη φηη ν ηειηθφο ρξήζηεο έρεη πξφζβαζε ζηνλ πάξνρν ππεξεζηψλ δηθηχνπ (NSP:Network Service Provider) κέζσ ελφο παξφρνπ πξφζβαζεο δηθηχνπ (NAP: Network Access Provider). ε κία αλεξρφκελε αγνξά φπσο απηή ηνπ DSL ε ππνζηήξημε πνιιαπιψλ ηχπσλ ππεξεζηψλ πάλσ απφ ηελ ίδηα πιαηθφξκα πξνζθέξεη κηα ζεκαληηθή πξνζηαζία ηεο επέλδπζεο. Δπίζεο ζεκαληηθνί παξάκεηξνη γηα ηελ επειημία ησλ ζπζηεκάησλ πνπ βαζίδνληαη ζηελ ηερλνινγία DSL είλαη ε επεθηαζηκφηεηα ψζηε λα κπνξεί λα ππνζηεξίμεη απφ κηθξφ έσο κεγάιν πιήζνο ρξεζηψλ θαη ε ηθαλφηεηα λα παξέρεη αμηφπηζηε δηαρείξηζε ηνπ δηθηχνπ απφ άθξν ζε άθξν γηα λα ππνζηεξίδεη παξάιιεια θαη εθαξκνγέο πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ. Θα κπνξνχζακε λα πνχκε φηη ε ηερλνινγία DSL δελ απνηειεί ζηελ πξαγκαηηθφηεηα ηελ επφκελε γεληά ηερλνινγίαο πξφζβαζεο δηθηχνπ, αιιά εμειηγκέλε κνξθή ηεο ζεκεξηλήο γεληάο ηερλνινγίαο πξφζβαζεο δηθηχνπ αθνχ ρξεζηκνπνηεί ηηο δνκέο πνπ ήδε ππάξρνχλ ΣΔΥΝΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ADSL Ζ θηινζνθία ηνπ ADSL Ζ θηινζνθία ηνπ ADSL είρε πξνηαζεί ζηελ αξρή ηεο δεθαεηίαο απφ αλαιπηέο κειεηψλ απφ ηα εξγαζηήξηα ΑΣ&T θαη Bell θαη ην Παλεπηζηήκην Stanford θαη ζηεξίδεηαη ζε έλα θαλάιη πςεινχ ξπζκνχ κε θαζνδηθή θαηεχζπλζε πξνο ηνλ πειάηε θαη έλα κε ρακειφηεξν ξπζκφ απφ ηνλ πειάηε πξνο ην δίθηπν (κε αλνδηθή θαηεχζπλζε). Bi - directional POTS Downstream Several Mbps ( release dependent ) ADSL Upstream kbps ( release dependent ) Δηθόλα 56: Σα θαλάιηα ζηελ ADSL κεηάδνζε 157

158 Σν θαλάιη πςειήο ηαρχηεηαο κε θαζνδηθή θαηεχζπλζε θαη ην θαλάιη ρακειήο ηαρχηεηαο κε αλνδηθή θαηεχζπλζε πεξηέρνπλ ςεθηαθέο πιεξνθνξίεο. ην ADSL έρνπκε πνιχπιεμε ηελ ςεθηαθήο πιεξνθνξίαο κε έλα θαλάιη αλαινγηθήο θσλήο δίλνληαο ηε δπλαηφηεηα ζηνπο πειάηεο λα δηαηεξνχλ ηελ ππεξεζία ελψ ηαπηφρξνλα έρνπλ πξφζβαζε ζηηο ςεθηαθέο ππεξεζίεο ηνπ ADSL. Απηφ επηηπγράλεηαη κε πνιχπιεμε ζηελ ζπρλφηεηα κεηαμχ ηειεθσληθήο ππεξεζίαο θαη ADSL κεηάδνζεο θαη είηε κε πνιχπιεμε ζηελ ζπρλφηεηα είηε κε θαηαζηνιή ερνχο κεηαμχ αλνδηθνχ θαη θαζνδηθνχ ADSL θαλαιηνχ. Amplitude POTS Upstream Downstream Frequency (Hz) Δηθόλα 57: πρλόηεηεο ADSL κεηάδνζεο ηεξηδφκελνη ζην ζεψξεκα ηνπ Shannon γλσξίδνπκε φηη ν ξπζκφο ζε έλα θαλάιη εμαξηάηαη απφ ην εχξνο δψλεο θαη ηνλ ιφγν ζήκαηνο πξνο ζφξπβν. Καη βαζηθφηαηε παξάκεηξνο ζην λα απμεζεί ην ρξεζηκνπνηνχκελν εχξνο δψλεο θηάλνληαο κέρξη θαη ην 1 MHz ήηαλ ε ρξήζε ησλ κηθξνεπεμεξγαζηψλ, ε νπνία επέηξεςε αθ ελφο κελ ηελ αληηκεηψπηζε ησλ πξνβιεκάησλ πνπ παξνπζηάδνληαη ζηηο ζπρλφηεηεο απηέο, εθ εηέξνπ δε ηελ πνιχπιεμε ησλ δηαθνξεηηθψλ ζπρλνηήησλ κε ηελ βνήζεηα ηνπ FFT. ηα αθφινπζα ζρήκαηα είλαη θαλεξή ε δηαθνξά κεηαμχ ελφο θαλαιηνχ ζην νπνίν ε εμαζζέλεζε δελ κεηαβάιιεηαη ζεκαληηθά κε ηελ ζπρλφηεηα θαη ελφο ζην νπνίν ζπκβαίλεη ην αληίζεην, φπσο ην ζπλεζηξακκέλν δεχγνο φηαλ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ζπρλφηεηεο ADSL κεηάδνζεο. SNRdB W SNRdB W SNR ΓW fmin fmax ζστνόηηηα fmin fmax ζστνόηηηα fι Δηθόλα 58: SNR ζπλαξηήζεη ηεο ζπρλόηεηαο Σν θπζηθό κέζν Ζ εμέιημε ησλ δηαηάμεσλ modem ηειεθσλίαο θαίλεηαη ζηνλ αθφινπζν πίλαθα. Year Speed Modulation 1960 s Very low rate modems (300 bps kbps) kbps (V. 26) QPSK kbps (V. 27) 8-PSK kbps (V. 29) 16-QAM 158

159 kbps (V. 33) 64-QAM + TCM kbps (V. 33 bis) 64-QAM + TCM kbps (V. fast) DMT Πίλαθαο 3: POTS-Band Modems 6.3. ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΧΝ ΥDSL ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΧΝ RADSL Τερληθή πεξηγξαθή ηεο ηερλνινγίαο RADSL Σν Rate Adaptive DSL (RDSL) αλαθέξεηαη ζε έλα πεξηνξηζκφ πνπ ππήξρε ζε κεξηθέο πξψηκεο πινπνηήζεηο ηνπ ADSL, θπξίσο απηψλ πνπ ήηαλ βαζηζκέλα ζηνλ CAP (carrierless amplitude/phase modulation) θψδηθα γξακκήο. Κάπνηεο αξρηθέο εθαξκνγέο ζε modem ADSL δηαηεξνχζαλ ζηαζεξφ ηνλ ξπζκφ δεδνκέλσλ θαη πξνο ηηο δχν θαηεπζχλζεηο ψζηε λα δηαηεξείηαη ε γξακκή πεξηζζφηεξν ζπλδεδεκέλε. ήκεξα σο RADSL ελλννχκε ην ADSL ην νπνίν ρξεζηκνπνηεί ηνλ θψδηθα γξακκήο QAM ή CAP ν νπνίνο είλαη έλα ηδηνθηεζηαθφ πξφηππν ηεο Globespan Semiconductors θαη ηεο AT&T. Πξέπεη λα ηνληζηεί φηη ηα ADSL πνπ ρξεζηκνπνηνχλ θψδηθα γξακκήο DMT ζχκθσλα κε ην πξφηππν Σ1.413 είλαη επίζεο rate adaptive αιιά γεληθά δελ αλαθέξνληαη έηζη. Ο uplink ξπζκφο δεδνκέλσλ είλαη αλάινγνο πξφο ηνλ downlink ξπζκφ θαη εμαξηάηαη απφ ηηο ζπλζήθεο ηεο γξακκήο θαη ην ιφγν ζήκαηνο πξνο ζφξπβν. Σα RADSL ζπζηήκαηα πινπνηνχληαη κε ρξήζε FDM. Απηφ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ην upstream θαλάιη πνπ θηάλεη ξπζκφ κέρξη 1 Mbps λα θαηαιακβάλεη ηε κεζαία πεξηνρή κεηά ηελ ηειεθσλία θαη ην downstream ηελ αλψηεξε πεξηνρή. Σα πξνβιήκαηα πνπ παξνπζηάδνληαη αθνξνχλ ηε ζπκβαηφηεηα φζν αθνξά ην θάζκα ζπρλνηήησλ κεηαμχ ησλ RADSL modems κε QAM ή CAP κε ηα ΑDSL modems κε DMT ή CAP ζηα νπνία ην upstream θαλάιη θηάλεη ξπζκνχο ην πνιχ κέρξη 640 Κbps. Αμηνιόγεζε ηερλνινγίαο RADSL Σα πξνβιήκαηα πνπ παξνπζηάδνληαη θαη επεξεάδνπλ ζεκαληηθά ηε ιεηηνπξγία ησλ εγθαηεζηεκέλσλ ζπζηεκάησλ εμαξηψληαη απφ ην κήθνο ησλ θαισδίσλ, ηελ δηάκεηξν θαη ηελ θαηάζηαζε ησλ θαισδίσλ αθφκα θαη απφ ηηο θαηξηθέο ζπλζήθεο. ιεο απηέο νη παξάκεηξνη δηαθέξνπλ απφ δίθηπν ζε δίθηπν παξφιν πνπ παξέρνληαη απφ ηνλ ίδην ηειεπηθνηλσληαθφ νξγαληζκφ. Γηα λα μεπεξαζηνχλ ινηπφλ απηά ηα πξνβιήκαηα θαη λα δηαηεξεζεί ε πνηφηεηα ησλ παξερνκέλσλ ππεξεζηψλ ζε ηθαλνπνηεηηθά επίπεδα αλαπηχρζεθαλ ηερληθέο πξνζαξκνγήο ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο. Δπηπξφζζεηα, πξηλ απφ νπνηαδήπνηε κεηάδνζε πιεξνθνξίαο, πξαγκαηνπνηνχληαη κηα ζεηξά απφ δνθηκέο ζην δίθηπν πξνθεηκέλνπ λα αληρλεπηεί ν κέγηζηνο ξπζκφο κε ηνλ νπνίν κπνξνχλ λα κεηαδνζνχλ ηα δεδνκέλα. Ζ ηθαλφηεηα απηή ηεο πξνζαξκνγήο ηνπ ξπζκνχ είλαη πξντφλ ηεο RADSL ηερλνινγίαο, ε νπνία βαζίδεηαη ζηηο ADSL θαη SDSL ηερλνινγίεο. Ζ RADSL είλαη κηα επέιηθηε ηερλνινγία πνπ πινπνηεί ηα ραξαθηεξηζηηθά κεηάδνζεο θαη ησλ δχν ηερλνινγηψλ, ρξεζηκνπνηψληαο φηη θαιχηεξν έρεη λα πξνζθέξεη ε 159

160 θαζεκία. Ο κεηαβιεηφο ξπζκφο κεηάδνζεο πξνζθέξεη ζεκαληηθά νθέιε ζηνπο θαηαζθεπαζηέο, νη νπνίνη κπνξνχλ θαη πνπινχλ έλα DSL πξντφλ θαιχπηνληαο έλα θάζκα ξπζκψλ κεηάδνζεο θαη ρξεζηκνπνηψληαο θαη ηνπο δχν ηξφπνπο κεηάδνζεο, ηνλ ζπκκεηξηθφ θαη ηνλ αζχκκεηξν. Έλα απφ ηα ζεκαληηθά πιενλεθηήκαηα ηεο RADSL ηερλνινγίαο είλαη φηη επηηξέπεη ηειεθσληθή ζπλδηάιεμε θαη κεηάδνζε δεδνκέλσλ ζπγρξφλσο. Σελ ηερλνινγία RADSL δείρλνπλ λα εκπηζηεχνληαη ηειηθά θαη νη θαηαζθεπαζηέο, πξνζθέξνληαο κηα πιήξε γθάκα πξντφλησλ αιιά θαη νινθιεξσκέλσλ ζπζηεκάησλ. Δπίζεο, νη πεξηζζφηεξεο εηαηξίεο ππφζρνληαη πνιχ πςεινχο ξπζκνχο δεδνκέλσλ θαη γηα αξθεηά κεγάιεο απνζηάζεηο UDSL Τερληθή πεξηγξαθή ηεο ηερλνινγίαο UDSL Οη πξψηεο δνθηκέο κε ηα ADSL θαη RADSL έθεξαλ ζηελ επηθάλεηα έλα ζνβαξφ πξφβιεκα, ζηα θηήξηα ησλ πειαηψλ. Σα ADSL θαη RADSL απαηηνχζαλ ηελ εγθαηάζηαζε θαη ζπληήξεζε κηαο ζπζθεπήο, ην voice splitter. Πξψηα έπξεπε λα γίλεη ε εγθαηάζηαζε ησλ splitter θαη νπνηαζδήπνηε πηζαλήο θαισδίσζεο. ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο ν splitter παξέρνληαλ, σο κέξνο ηεο ππεξεζίαο, απφ ηνπο ηειεπηθνηλσληαθνχο νξγαληζκνχο πξάγκα πνπ αχμαλε ζεκαληηθά ην θφζηνο. Έηζη εάλ ήηαλ δπλαηφλ ε εγθαηάζηαζε θαη αξρηθνπνίεζε ADSL θαη RADSL ηαρπηήησλ, θαη ε ζχγρξνλε ππνζηήξημε αλαινγηθψλ ζπζθεπψλ ρσξίο ηελ ρξήζε ελφο splitter ζα κηινχζακε γηα κηα πνιχ ειθπζηηθή ελαιιαθηηθή κνξθή ηνπ θαζαξνχ ADSL θαη RADSL. Ζ ηερλνινγία UDSL (Universal ADSL), επίζεο γλσζηή θαη σο ADSL-lite, αλαπηχρζεθε απφ κηα νκάδα εξγαζίαο ην 1997 ε νπνία πεξηιακβάλεη ηελ εηαηξεία Microsoft θαζψο επίζεο ηειεπηθνηλσληαθνχο θνξείο θαη θαηαζθεπαζηέο απφ φιν ην θφζκν. Ζ νκάδα εξγαζίαο θάησ απφ ην ηίηιν Universal ADSL Working Group (UAWG), ζρεκαηίζηεθε γηα λα αλαπηχμεη κηα πξνδηαγξαθή παγθφζκηα, αλνηθηή, ρσξίο δηάηαμε δηαρσξηζκνχ θσλήο δεδνκέλσλ ( splitterless ), σο επέθηαζε ηεο ηππνπνίεζεο T1.413 ADSL, ε νπνία ζα ππνζηεξίδεη κέρξη 1,5 Mbit/s ζην θαλάιη θαζφδνπ (ηππηθά κέρξη 500 kbit/s) θαη 512 kbit/s ζην θαλάιη αλφδνπ ζε κεγαιχηεξα κήθε ηνπηθνχ βξφρνπ (κ έλα απιφ ζπλεζηξακκέλν δεχγνο θαισδίσλ). Ζ ηερλνινγία UDSL ζρεδηάζηεθε σο κηα ρακεινχ θφζηνπο θαη κηθξφηεξνπ εχξνπο δψλεο ηερλνινγία ADSL θαη σο εθ ηνχηνπ είλαη θαηάιιειε γηα γξήγνξεο ππεξεζίεο Internet αιιά φρη γηα εθαξκνγέο θηλνχκελεο εηθφλαο. ηελ Δηθφλα πνπ αθνινπζεί δείρλεηαη ε γεληθή αξρηηεθηνληθή ελφο UDSL ζπζηήκαηνο. splitter splitter Internet/ Intranet PSTN voice IP router or ATM switch PSTN voice/ circuit sxitch UDSL modem One pair of wires UDSL modem Existing voice equipment PC / LAN Downstream speed defined to 1.0 Mbps Upstream speed defined us much less (128 Kbps) Δηθόλα 59: UDSL δίθηπν 160

161 Αμηνιόγεζε ηερλνινγίαο UDSL Γηα λα επηηχρεη εκπνξηθά νπνηαδήπνηε λέα ππεξεζία πςεινχ ξπζκνχ κεηάδνζεο, πξέπεη λα εγθαζίζηαηαη κε εχθνιν ηξφπν ηφζν ζηε πιεπξά ηνπ παξνρέα ηεο ππεξεζίαο φζν θαη ζηε πιεπξά ηνπ ρξήζηε. Με απηφ ην ζθεπηηθφ, κία λέα κνξθή ηεο DSL ηερλνινγίαο εκθαλίζηεθε, πνπ νλνκάδεηαη DSL G.Lite. Ζ ηερλνινγία απηή κεηαδίδεη δεδνκέλα κε ηαρχηεηεο πάλσ απφ 1.5 Mbps γηα ηελ downstream θαηεχζπλζε θαη πάλσ απφ 512 Kbps γηα ηελ upstream θαηεχζπλζε. Ζ ηερλνινγία απηή εμαζθαιίδεη φια ηα ζεηηθά ζεκεία ηνπ ADSL, ελψ ηαπηφρξνλα έρεη θαη θάπνηα ηδηαίηεξα ραξαθηεξηζηηθά ηα νπνία επηιχνπλ πξνβιήκαηα ηεο ηερλνινγίαο ADSL φπσο ηελ απνθπγή ηεο ρξήζεο εμσηεξηθνχ splitter πνπ κάιηζηα ζα κπνξνχζακε λα πνχκε φηη απνηειεί θαη ην θιεηδί ηεο ζπγθεθξηκέλεο ηερλνινγίαο, θαζψο ζηε πεξίπησζε απηή ε ππάξρνπζα ηειεθσληθή ππεξεζία δελ επεξεάδεηαη απφ ηε πξνζζήθε ηνπ DSL. Σα ηειεθσληθά ζήκαηα δηαρσξίδνληαη θαη πξνσζνχληαη ζην ηνπηθφ, ςεθηαθφ, δίθηπν επηινγήο, ελψ ηα δεδνκέλα ζπγθεληξψλνληαη ζ έλα κεγαιχηεξν ζχζηεκα θαη κεηαθέξνληαη κέζα απφ έλα Frame Relay ή έλα ATM δίθηπν.δπίζεο κε ηελ ελζσκάησζε ηνπ splitter ζην modem, ε αλάγθε ελφο εηδηθνχ ηερληθνχ πνπ ζα ηνλ εγθαηαζηήζεη ηφζν ζηνλ ρξήζηε φζν θαη ζηνλ παξνρέα ηεο ππεξεζίαο εμαιείθεηαη. Με ηελ απινχζηεπζε απηή ελεξγνπνηείηαη ε καδηθή εμάπισζε ηεο ηερλνινγίαο απηήο θαη επηπιένλ, κεηψλεηαη ην ζπλνιηθφ θφζηνο εγθαηάζηαζήο ηεο.δπηπιένλ ιεηηνπξγεί κε always on ηξφπν κε ηελ έλλνηα φηη απφ ηε ζηηγκή πνπ θάπνηνο ζπλδέεηαη ζην δίθηπν, παξακέλεη ζ απηφ γηα φζν ρξφλν επηζπκεί. Με ηνλ ηξφπν απηφ, νη ρξήζηεο ζα κπνξνχλ λα ιακβάλνπλ ην ηνπο ηε ζηηγκή πνπ απηφ ιακβάλεηαη θαη γεληθά, λα απνιακβάλνπλ ζπλερψο ηηο εθαξκνγέο πνπ ηνπο πξνζθέξνληαη. Σν γεγνλφο ηεο πξφηαζεο ηνπ DSL G.Lite, δελ αλαθαιεί ηελ απαίηεζε ηνπ ADSL πιήξνπο ξπζκνχ κεηάδνζεο, αιιά κπνξνχκε λα πνχκε φηη απνηειεί έλα ελδηάκεζν βήκα αλάκεζα ζηα αλαινγηθά modems πνπ ππάξρνπλ ζήκεξα θαη ζηε δπλακηθή ιχζε ηνπ ADSL. Σν DSL G.Lite ζα ελεξγνπνηήζεη ηελ εμάπισζε ηεο DSL ηερλνινγίαο ζε φινπο ηνπ ρξήζηεο. Ζ απαίηεζε απηψλ γηα πξφζβαζε ζην Internet κε πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο ζα θηλεηνπνηήζεη ηνπο παξνρείο ππεξεζηψλ γηα ηελ εγθαηάζηαζε ηνπ απαξαίηεηνπ εμνπιηζκνχ πνπ ζα ππνζηεξίδεη ηελ λέα ηερλνινγία HDSL Τερληθή πεξηγξαθή ηεο ηερλνινγίαο HDSL Ζ πξψηε xdsl ηερλνινγία πνπ είρε αλαπηπρζεί είλαη ε HDSL, θαη είλαη δηαζέζηκε εκπνξηθά γηα αξθεηά ρξφληα ηψξα. Ζ HDSL ηερλνινγία είλαη ε πξψηε πνπ παξέρεη ςεθηαθή κεηάδνζε πςειήο ηαρχηεηαο, ρξεζηκνπνηψληαο ηηο ήδε ππαξθηέο ηειεθσληθέο γξακκέο. Βαζηθά απνηειεί έλαλ απνδνηηθφηεξν ηξφπν κεηάδνζεο πιαηζίσλ Σ1 (1.54 Mbps) θαη Δ1 (2 Mbps) κέζσ ησλ γξακκψλ ραιθνχ, θαη ρξεζηκνπνηεί έλα εχξνο θάζκαηνο απφ KHz. Γηα λα πεηχρνπκε απηνχο ηνπο ξπζκνχο γηα κηα απφζηαζε ησλ 4 Km πξέπεη λα ρξεζηκνπνηεζνχλ δχν δεχγε θαισδίσλ. Κάζε ζπξκφο δεδνκέλσλ ρσξίδεηαη ζε δχν ή ζε ηξεηο ζπξκνχο (γηα Σ1 θαη Δ1 αληίζηνηρα), νη νπνίνη κεηαδίδνληαη αλεμάξηεηα κέζσ δχν ή ηξηψλ δεπγψλ θαισδίσλ αληίζηνηρα, θαη επαλαζπλδένληαη ζηνλ δέθηε. Γηα παξάδεηγκα ζηε πεξίπησζε ησλ πιαηζίσλ Σ1, ηα bits αλά δεπηεξφιεπην ρσξίδνληαη ζε δχν 161

162 ίζα ηκήκαηα κε εχξνο bits αλά δεπηεξφιεπην θαη κεηαδίδνληαη κέζσ δχν γξακκψλ (ηέζζεξα θαιψδηα). Αμηνιόγεζε ηερλνινγίαο HDSL πσο έρεη αλαθεξζεί θαη παξαπάλσ ε ηερλνινγία HDSL απνηέιεζε ηελ πξψηε xdsl ηερλνινγία. Σν βαζηθφ ηεο πιενλέθηεκα είλαη ην γεγνλφο φηη απαηηεί κηθξφ εχξνο δψλεο πξνθεηκέλνπ λα κεηαδψζεη Σ1 θαη Δ1 πιαίζηα.δπίζεο έρεη απιή πινπνίεζε,εμαζθαιίδεη κηθξφηεξν θφζηνο εγθαηάζηαζεο θαη ζπληήξεζεο (γηα ηνλ service provider) θαη νη παξνρείο ππεξεζηψλ δελ ρξεηάδεηαη λα ρξεζηκνπνηήζνπλ εηδηθνχο repeaters (γηα κηθξέο απνζηάζεηο).ζ HDSL ηερλνινγία απνηειεί κηα θαιή ιχζε γηα ηνπο παξνρείο ππεξεζηψλ. Σν γεγνλφο φηη ε κεηαδηδφκελε πιεξνθνξία ρσξίδεηαη ζε δχν ζπξκνχο κεηψλεη θαηά πνιχ ηελ ηζρχ κεηάδνζεο θαη, ιφγσ ηνπ πεξηνξηζκέλνπ εχξνπο δψλεο πνπ ρξεζηκνπνηεί, είλαη πην ζζελαξή ζην ζφξπβν θαη ζηηο παξεκβνιέο.κσο, απφ ηε κεξηά ηνπ ρξήζηε, ε ηερλνινγία απηή παξνπζηάδεη κεξηθέο αηέιεηεο πνπ δελ ηελ θαζηζηνχλ πνιχ δεκνθηιή. Αθνχ ινηπφλ ην θχξην κέιεκα ησλ ρξεζηψλ είλαη ην θφζηνο, ε εγθαηάζηαζε ηνπ απαξαίηεηνπ εμνπιηζκνχ (modem θαη εμσηεξηθφο voice splitter) αιιά θαη ε ρξήζε κηαο δεχηεξεο ηειεθσληθήο γξακκήο απμάλεη ζεκαληηθά ην θφζηνο πξφζβαζεο ζην Internet (ιακβάλνληαο ππ φςε θαη ην θφζηνο ζπλδξνκήο θαη ζχλδεζεο). Ζ ηερλνινγία HDSL2, ρξεζηκνπνηψληαο κφλν έλα δεχγνο θαισδίσλ (γηα ηελ κεηάδνζε ηεο ίδηα πιεξνθνξίαο) κεηψλεη ην θφζηνο εγθαηάζηαζεο θαη ιεηηνπξγίαο ελφο ζπζηήκαηνο. Γηα ηελ HDSL2, κπνξνχκε λα αλαθέξνπκε ζπκπεξαζκαηηθά φηη έρνπκε κείσζε ησλ παξεκβνιψλ θαη ρξήζε ελφο δεχγνπο θαισδίσλ. Λφγσ ηνπ γεγνλφηνο φηη ρξεζηκνπνηεί έλα δεχγνο θαισδίσλ, απμάλεηαη ε ηζρχο γηα ηε κεηάδνζε ηνπ ζήκαηνο. Έηζη, νη απψιεηεο είλαη κεγαιχηεξεο απ φηη ζηελ HDSL ησλ δχν δεπγψλ. αλ απνηέιεζκα απηνχ είλαη φηη ε HDSL2 έρεη πνιχ ιηγφηεξεο ηθαλφηεηεο νδήγεζεο απ φηη ε HDSL. Σέινο, κειεηψληαο ηα ΖDSL πξντφληα πνπ πξνζθέξνληαη απφ ηηο θαηαζθεπαζηηθέο εηαηξίεο, παξαηεξνχκε φηη ππάξρεη κηθξφο αξηζκφο πινπνηεκέλσλ πξντφλησλ SDSL Τερληθή πεξηγξαθή ηεο ηερλνινγίαο SDSL Σα ζπζηήκαηα επηθνηλσλίαο πνπ αλαπηχζζνληαη απηφλ ηνλ θαηξφ, έρνπλ ηελ δπλαηφηεηα λα επηηπγράλνπλ Σ1 ή Δ1 ξπζκνχο κεηάδνζεο ζ έλα κφλν δηζχξκαην θαιψδην ζε απνζηάζεηο πνπ κεξηθέο θνξέο μεπεξλνχλ αθφκα θαη απηέο πνπ επηηπγράλνληαη απφ έλα HDSL ζχζηεκα, πνπ ρξεζηκνπνηεί δχν δεχγε θαισδίσλ. Απηή ε πινπνίεζε ηεο Σ1 ή Δ1 γξακκήο κεηάδνζεο, ζπλήζσο θαιείηαη SDSL. Παξέρεη ζπκκεηξηθή, δηθαηεπζπληήξηα επηθνηλσλία πςεινχ κεηαβιεηνχ ξπζκνχ, ελψ ηαπηφρξνλα ππνζηεξίδεη ηελ ηειεθσληθή ππεξεζία. Δμ αηηίαο ηνπ γεγνλφηνο φηη κφλν έλα δεχγνο θαισδίσλ απαηηείηαη γηα ηελ κεηάδνζε, αμηνπνηείηαη απνηειεζκαηηθφηεξα ε ήδε ππάξρνπζα ππνδνκή ηνπ δηθηχνπ θαη επλνείηαη ε ζχληνκε θαη κε ηθαλνπνηεηηθφ θφζηνο πινπνίεζε ππεξεζηψλ πνπ απαηηνχλ κέζνπο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Οη δπλαηνί ξπζκνί κεηάδνζεο ηνπ SDSL θπκαίλνληαη απφ 160 Kbps κέρξη θαη Mbps, παξφιν πνπ ν πην δηαδεδνκέλνο ξπζκφο κεηάδνζεο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη είλαη 768 Κbps θαη πξνο ηηο δχν θαηεπζχλζεηο. Ζ ηερλνινγία απηή ρξεζηκνπνηείηαη 162

163 ζπλήζσο ζε πεξηπηψζεηο πνπ απαηηνχληαη φκνηνη ξπζκνί κεηάδνζεο, θαη πξνο ηηο δχν θαηεπζχλζεηο. Δηδηθφηεξα, ε SDSL απεπζχλεηαη ζηνπο απινχο ρξήζηεο πνπ ζπλήζσο ηνπο δηαηίζεηαη κία κφλν ηειεθσληθή γξακκή. Δμ αηηίαο ηέινο, ηεο ζπκκεηξηθήο θχζεσο ηεο ηερλνινγίαο απηήο, ε εθαξκνγή ηεο γηα ηελ επίιπζε ησλ απαηηήζεσλ κηαο εηαηξίαο είλαη ζπλήζσο επηβεβιεκέλε. Αλ ζπγθξίλνπκε ηελ SDSL κε ηελ ADSL ηερλνινγία, παξαηεξνχκε φηη νη SDSL ππεξεζίεο δελ είλαη δηαζέζηκεο ζε απνζηάζεηο κεγαιχηεξεο απφ 10,000 feet. Απφ ηελ άιιε πιεπξά ζε ηέηνηεο απνζηάζεηο, ε ADSL ηερλνινγία επηηπγράλεη ξπζκνχο κεηάδνζεο ηεο ηάμεο ησλ 6 Mbps. Απηφ ζπκβαίλεη νπζηαζηηθά, εμαηηίαο ηνπ γεγνλφηνο φηη ηα ζπκκεηξηθά ζπζηήκαηα κεηάδνζεο επεξεάδνληαη ζε κεγαιχηεξν βαζκφ απφ ην crosstalk θαηλφκελν. Απφ ηελ άιιε πιεπξά φκσο, ε SDSL ηερλνινγία επηηξέπεη ζηνπο παξνρείο ππεξεζηψλ λα απνθηήζνπλ ζχληνκα κεγάιε εκπεηξία ζηελ ππνζηήξημε λέσλ ππεξεζηψλ δεδνκέλσλ, δηαηεξψληαο ηαπηφρξνλα ηνλ εμνπιηζκφ δηθηχνπ πνπ ήδε έρνπλ, έηζη ψζηε λα κπνξνχλ κε εχθνιν ηξφπν λα κεηαβνχλ ζε ηερλνινγίεο πςειφηεξνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο φηαλ απηέο ζα είλαη πεξηζζφηεξν ψξηκεο ηφζν απφ ιεηηνπξγηθή φζν θαη απφ θαηαζθεπαζηηθή άπνςε. Αμηνιόγεζε ηερλνινγίαο SDSL Οη ρξήζηεο πνπ βξίζθνληαη ζε εηαηξίεο έρνπλ κηα κεγάιε απαίηεζε εχξνπο δψλεο ζε αληίζεζε κε ηνπο ρξήζηεο ζηα ζπίηηα. Δίλαη επνκέλσο θαλεξφ φηη νη ρξήζηεο πνπ εξγάδνληαη ζε εηαηξίεο ζα είλαη απηνί νη νπνίνη ζα θαζνξίζνπλ ην είδνο ηεο xdsl ηερλνινγίαο πνπ ζα αλαπηπρζεί. Ζ δεκηνπξγία κηαο ππεξεζίαο γηα ηνπο ρξήζηεο ζπλεπάγεηαη ηελ παξνρή αμηφπηζησλ ιχζεσλ γηα ηελ ππνζηήξημε ηδηαίηεξα θξίζηκσλ εθαξκνγψλ. Σέηνηεο ιχζεηο κπνξνχλ γξήγνξα λα πξνθχςνπλ αμηνπνηψληαο ηα ραξαθηεξηζηηθά πνπ πξνζθέξεη ε SDSL. Ζ ηερλνινγία απηή, πνπ ρξεζηκνπνηεί έλα κφλν δεχγνο θαισδίσλ θαη επηηπγράλεη ηελ κεηάδνζε κε ηαρχηεηεο κέρξη θαη 2 Mbps κε ζπκκεηξηθφ ηξφπν αλάινγα κε ηελ πνηφηεηα θαη ην κήθνο ηνπ θαισδίνπ, βαζίδεηαη ζηελ HDSL ηερλνινγία πνπ αξρηθά ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ηελ επίηεπμε Σ1 ή Δ1 ππεξεζηψλ ρσξίο ηελ ρξήζε επαλαιεπηψλ ζε πεξηνρέο πνπ ε εγθαηάζηαζή ηνπο ήηαλ πξνβιεκαηηθή ή ηδηαίηεξα δαπαλεξή. Έλα βαζηθφ πιενλέθηεκα ηεο SDSL πνπ νδεγεί ζηελ αμηνπνίεζε ηεο είλαη φηη απνηειεί κηα πξνζηηή πινπνίεζε ηεο Xdsl ηερλνινγίαο εμ αηηίαο ηνπ γεγνλφηνο φηη ην SDSL ρξεζηκνπνηεί ηελ ίδηα ηερληθή δηακφξθσζεο κε απηή ηνπ HDSL, πνπ είρε αμηνπνηεζεί ηα πξνεγνχκελα ρξφληα θαη επσθειείηαη απφ ηελ σξηκφηεηα ησλ HDSL πινπνηήζεσλ. Γηα παξάδεηγκα, ηα SDSL chipsets έρνπλ αξθεηά ρακειή ηηκή, κε απνηέιεζκα νη πάξνρνη ππεξεζηψλ λα κπνξνχλ γξήγνξα λα πξνζθέξνπλ ζηνπο ρξήζηεο ηνπο κεηάδνζε δεδνκέλσλ κε πςειφ ξπζκφ. Δπίζεο έρνπκε κηθξή θαηαλάισζε αθνχ ηα SDSL modems πνπ έρνπλ αλαπηπρζεί ηα ηειεπηαία ρξφληα έρνπλ θαηαλάισζε πνπ δελ μεπεξλά ηα 4 Watt. Σν γεγνλφο απηφ απνηειεί έλα ζεκαληηθφ παξάγνληα γηα ηνπο παξφρνπο ππεξεζηψλ. Δπηπιένλ έρνπκε απνθπγή παξεκβνιψλ επεηδή ε θσδηθνπνίεζε γξακκήο πνπ ρξεζηκνπνηεί είλαη ίδηα κε απηή ηνπ HDSL θαη ηνπ ISDN κε απνηέιεζκα λα κελ δεκηνπξγνχληαη παξεκβνιέο κε ηηο ήδε ππάξρνπζεο ππεξεζίεο, φπσο ε Σ1. Απηφ ζεκαίλεη φηη νη πάξνρνη ησλ ππεξεζηψλ κπνξνχλ λα δεκηνπξγήζνπλ SDSL ιχζεηο ρσξίο λα αλεζπρνχλ γηα ηελ επίδξαζε πνπ ζα έρνπλ ζε άιιεο ππεξεζίεο πνπ βξίζθνληαη ζε γεηηνληθά θαιψδηα. Αθφκα ε ζπκκεηξηθή θχζε ηνπ SDSL απνηειεί κηα πνιχ θαιή ιχζε γηα ηηο εηαηξίεο εθείλεο πνπ ρξεηάδνληαη ηελ ιήςε θαη ηελ κεηάδνζε δεδνκέλσλ κε ηνλ ίδην ξπζκφ. 163

164 IDSL Τερληθή πεξηγξαθή ηεο ηερλνινγίαο IDSL H δηαξθήο εκθάληζε θαηαζθεπαζηψλ DSL πξντφλησλ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηηο ζπρλέο αιιαγέο ζηελ ηερλνινγία απηή. Γηα παξάδεηγκα, ην ISDN-DSL ή IDSL εκθαλίζηεθε αξρηθά ζαλ κία λέα εμέιημε ηεο ηερλνινγίαο πνπ ήδε ππήξρε θαηά ηελ δεθαεηία ηνπ 80. Παξφιν πνπ ην IDSL αλαβαζκίδεη κηα ππάξρνπζα ηερλνινγία, ζηελ πξαγκαηηθφηεηα απνηειεί ιεηηνπξγηθά έλα ππνζχλνιν ηνπ ISDN, κε ηελ έλλνηα φηη δελ ππνζηεξίδεη ηειεθσληθή ππεξεζία. Δηδηθφηεξα ην IDSL απνηειεί έλα ζχζηεκα ζην νπνίν απνθιεηζηηθά, ςεθηαθά δεδνκέλα κεηαδίδνληαη κε ηαρχηεηα 128 Kbps κέρξη ηα 5 km ζε έλα θνηλφ ράιθηλν ηειεθσληθφ θαιψδην αλάκεζα ζην CO θαη ζηνλ ρξήζηε κε ςεθηαθφ ηξφπν. Παξφιν πνπ ε ηαρχηεηα ηνπ IDSL είλαη φκνηα κε απηή ηνπ ISDN, ην IDSL έρεη ην πιενλέθηεκα ηεο απνθπγήο ηεο ζπκθφξεζεο ηνπ δηθηχνπ κεηάδνζεο θσλήο, κεηψλνληαο ηηο Internet θιήζεηο ζην δίθηπν κεηαγσγήο θπθιψκαηνο. Ζ κφλε απαίηεζε ηνπ απφ ηελ εηαηξία πνπ παξέρεη ηελ ππεξεζία, είλαη ε ηνπνζέηεζε εηδηθψλ ζπγθεληξσηψλ ζε θάζε CO θαη ε ζχλδεζε ησλ ζπζθεπψλ ζ έλα κεγαιχηεξν δίθηπν δεδνκέλσλ πάλσ απφ Σ1 ή Frame relay links. Αμηνιόγεζε ηερλνινγίαο IDSL Σν IDSL απνηειεί κία απφ ηηο πηζαλέο πινπνηήζεηο ηηο xdsl ηερλνινγίαο θαη είλαη κηα αξθεηά ηθαλνπνηεηηθή πξνζέγγηζε πνπ επηηξέπεη ηελ ρξήζε ηεο ήδε ππάξρνπζαο ISDN ηερλνινγίαο γηα κεηάδνζε κφλν δεδνκέλσλ θαη φρη θσλήο. Γειαδή ρξεζηκνπνηεί ην ήδε εγθαηεζηεκέλν ISDN. Οη εηαηξίεο πνπ πξνζθέξνπλ Internet θαη POTS ππεξεζίεο κπνξνχλ κε εχθνιν ηξφπν λα αλαβαζκίζνπλ ηνλ ISDN εμνπιηζκφ δηθηχνπ πνπ ήδε έρνπλ, εμαζθαιίδνληαο ζηνπο ρξήζηεο 128 Kbps. Απφ ηελ άιιε πιεπξά νη ISDN ρξήζηεο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηήζνπλ ηα modem πνπ ήδε έρνπλ. Δπνκέλσο, γηα αξθεηέο ρψξεο ηεο Δπξψπεο, πνπ ε ηδέα ηνπ ISDN δελ έρεη εγθαηαιεηθζεί αθφκα, ε IDSL απνηειεί κηα αξθεηά ειθπζηηθή ηερλνινγία, θάηη ην νπνίν φκσο δελ ηζρχεη γηα ηηο ρψξεο ηεο Ακεξηθήο, φπνπ ην ISDN έρεη νξηζηηθά πεξάζεη ζην πεξηζψξην. Δπίζεο έρεη θηελή πινπνίεζε θαη ην γεγνλφο απηφ είλαη ηδηαίηεξα ζεκαληηθφ ηφζν γηα ηνπο θαηαλαισηέο, πνπ απαηηνχλ ρακειφ θφζηνο εγθαηάζηαζεο ηνπ modem, φζν θαη γηα ηνπο παξφρνπο ππεξεζηψλ πνπ επηδεηνχλ ηελ επέλδπζε ελφο ινγηθνχ πνζνχ θαηά ηελ εθαξκνγή κηαο λέαο ηερλνινγίαο. Δπηπιένλ απνθιείεη ηε ζπκθφξεζε ζην δίθηπν αθνχ ε IDSL παξαθάκπηεη ηνπο δηαθφπηεο δηθηχνπ, κεηψλνληαο ηηο Internet θιήζεηο ησλ ρξεζηψλ πξνο ην δίθηπν κεηαγσγήο θπθιψκαηνο. Δλψ θαη ν ξπζκφο κεηάδνζεο ησλ 128 Kbps γηα πνιιέο εθαξκνγέο είλαη αξθεηά ηθαλνπνηεηηθφο γηα ηνπο ρξήζηεο θάηη πνπ έρεη σο απνηέιεζκα ηελ κείσζε ηνπ ρξεζηκνπνηνχκελνπ εχξνπο δψλεο. Βέβαηα, ηδηαίηεξα ζεκαληηθφ είλαη ην γεγνλφο φηη ε ηερλνινγία IDSL πξαγκαηνπνηεί, ζε αληίζεζε κε ην ISDN, ηελ κεηάδνζε κφλν δεδνκέλσλ θαη φρη θσλήο. Σν γεγνλφο απηφ επνκέλσο νδεγεί ζηελ ρξήζε κηαο επηπιένλ γξακκήο γηα ηελ κεηάδνζε θσλήο, θάηη πνπ είλαη ηδηαίηεξα αζχκθνξν. 164

165 VDSL Τερληθή πεξηγξαθή ηεο ηερλνινγίαο VDSL H ηερλνινγία VDSL είλαη επέθηαζε ηεο ADSL θαη κειεηάηαη απφ ηνλ νξγαληζκφ ETSI, κε ζηφρν λα επηηεπρζεί ε πξνηππνπνίεζή ηεο. ε αληίζεζε κε ηελ ADSL, ε VDSL έρεη ηελ δπλαηφηεηα λα ιεηηνπξγήζεη ηφζν κε ζπκκεηξηθφ φζν θαη κε αζχκκεηξν ηξφπν, ρξεζηκνπνηψληαο είηε κηα απιή ηειεθσληθή γξακκή είηε κηα ISDN γξακκή, κεηαδίδνληαο δεδνκέλα κε πςειέο ηαρχηεηεο ζε κηθξέο απνζηάζεηο. Ο αζχκκεηξνο ηξφπνο ιεηηνπξγίαο ηνπ VDSL απεπζχλεηαη θπξίσο ζηνπο νηθηαθνχο ρξήζηεο, δίλνληαο ηνπο ηελ δπλαηφηεηα λα ρξεζηκνπνηήζνπλ ππεξεζίεο επξείαο δψλεο κεηάδνζεο. Ζ ζπλχπαξμε ηειεθσληθψλ θαη VDSL ζεκάησλ ζην ίδην θαιψδην πξαγκαηνπνηείηαη κε ηνλ δηαρσξηζκφ ησλ ζπρλνηήησλ κεηάδνζεο κε ηελ ρξήζε ελφο εμσηεξηθνχ splitter. Ζ VDSL ηερλνινγία κνηάδεη αξθεηά κε ηελ ADSL, παξφηη ε VDSL δηαρεηξίδεηαη έλα κεγάιν εχξνο ζπρλνηήησλ θαη επνκέλσο ε πινπνίεζε ηνπ ζα είλαη πνιχ πην δχζθνιε. Γηα ηελ πινπνίεζε ηνπ VDSL έρνπλ πξνηαζεί ηέζζεξηο δηαθνξεηηθνί θψδηθεο γξακκήο πνπ είλαη: CAP: Απνηειεί κηα δηαθνξεηηθή κνξθή ηεο QAM δηακφξθσζεο γξακκήο θαη έρεη αλαιπζεί πιήξσο ζε πξνεγνχκελε παξάγξαθν. DMT: Δίλαη κηα δηακφξθσζε πνπ ρξεζηκνπνηεί έλα ζχζηεκα κε πνιιαπινχο θνξείο θαη δηαθξηηφ κεηαζρεκαηηζκφ Fourier γηα λα δεκηνπξγήζεη θαη λα απνδηακνξθψζεη ηνπο θνξείο ζηελ ζπρλφηεηα. DWMT: Δίλαη κηα ηερληθή δηακφξθσζεο κε πνιιαπινχο θνξείο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ψζηε λα αμηνπνηεζεί ην ζχλνιν ησλ δπλαηνηήησλ ησλ ράιθηλσλ θαισδίσλ, έηζη ψζηε λα είλαη δπλαηή ε πξνζθνξά ππεξεζηψλ επξείαο δψλεο θαη πξνο ηηο δχν θαηεπζχλζεηο. SDMT: Δίλαη κηα ηερληθή δηακφξθσζεο πνπ ζπλδπάδεη δχν δηαθνξεηηθέο ηερληθέο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, ηελ DMT γηα ηελ κεηάδνζε θαη ηελ ηερληθή ρξνληθήο απφπιεμεο (TDD) γηα ηνλ πξνγξακκαηηζκφ ηνπ αλνδηθνχ θαη θαζνδηθνχ ξπζκνχ κεηάδνζεο. Αμηνιόγεζε ηερλνινγίαο VDSL Ζ VDSL είλαη κηα ηερλνινγία κεηάδνζεο παξφκνηα κε ηελ ADSL εθηφο ηνπ φηη νη ξπζκνί κεηάδνζεο είλαη κεγαιχηεξνη θαη νη απνζηάζεηο κηθξφηεξεο. Σειεθσληθέο ππεξεζίεο (POTS) ππνζηεξίδνληαη φπσο θαη ζηελ πεξίπησζε ηνπ ADSL. ε αληίζεζε κε ηελ ADSL, ε VDSL κπνξεί θαη ιεηηνπξγεί είηε ζπκκεηξηθά είηε αζχκκεηξα ρξεζηκνπνηψληαο κηα απιή δηζχξκαηε γξακκή ή κηα βαζηθή ISDN γξακκή. ήκεξα, δελ ππάξρνπλ ηππνπνηήζεηο γηα ηελ VDSL, αιιά νη ξπζκνί κεηάδνζεο θαη νη απνζηάζεηο θπκαίλνληαη απφ 12 Mbps γηα απνζηάζεηο κέρξη 1.5 Km θαισδίνπ, θαη 52 Mbps γηα απνζηάζεηο κέρξη 300 m (downstream - απφ ην θεληξηθφ γξαθείν κέρξη ηνλ ρξήζηε). Γηα upstream κεηάδνζε (απφ ηνλ ρξήζηε κέρξη ην θεληξηθφ γξαθείν) νη πξνηεηλφκελνη ξπζκνί κεηάδνζεο είλαη απφ 1.6 Mbps κέρξη 2.3 Mbps. Λφγσ ηνπ φηη, νη απνζηάζεηο πνπ κπνξνχλ λα θαιπθζνχλ είλαη κηθξέο, ε VDSL κπνξεί λα πινπνηεζεί κφλν ζε πεξηπηψζεηο φπνπ ηα CO's είλαη θνληά. ε δηαθνξεηηθή πεξίπησζε ε νπηηθή ίλα πξέπεη λα θηάλεη κέρξη ηα KV's. Δπίζεο, ιφγσ ηνπ φηη νη απνζηάζεηο πνπ κπνξνχλ λα θαιπθζνχλ είλαη κηθξφηεξεο, εκθαλίδνληαη ιηγφηεξα 165

166 PDN ΓΗΚΣΤΑ ΓΖΜΟΗΑ ΥΡΖΖ ΚΑΗ ΓΗΑΤΝΓΔΖ ΓΗΚΣΤΧΝ πξνβιήκαηα ζρεηηθά κε ηελ απφδνζε ησλ γξακκψλ, πξάγκα πνπ έρεη σο αληίηηκν ηε ηηκή ησλ VDSL modems ζπγθξηηηθά κε ηα αληίζηνηρα ηεο ADSL ηερλνινγίαο. Έρεη θαζνξηζηεί κέζσ εξεπλψλ θαη δνθηκψλ φηη ε QAM είλαη ε πην εθαξκφζηκε κέζνδν δηακφξθσζεο, ιακβάλνληαο ππ φςε ηελ θαηαλάισζε ηζρχνο, ηελ απφδνζε θαη ην θφζηνο. Χο ηερλνινγία πξνζαλαηνιηζκέλε ζην ρξήζηε, ην θφζηνο απνηειεί επίζεο έλαλ ζεκαληηθφ παξάγνληα. Σν VDSL αλακέλεηαη λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα κεηάδνζε Video θαη εθαξκνγέο πνιπκέζσλ θαη ε απαίηεζε γηα νπηηθή ίλα κέρξη ηα KV ηελ θάλεη λα απνηειεί κηα αθξηβή, πνιιέο θνξέο θνπηνπξηζηηθή ηερλνινγία, αθνχ νη επελδχζεηο, πνπ πξέπεη λα πξαγκαηνπνηεζνχλ, γηα ηελ αλάπηπμε ή βειηίσζε ηεο ππνδνκή είλαη ηεξάζηηεο. Αθφκε, ζα πξέπεη λα κειεηεζνχλ νη ππνςήθηνη ρξήζηεο θαη λα θαζνξηζηνχλ ζαθέζηαηα νη ππεξεζίεο πνπ κηα ηειεπηθνηλσληαθή εηαηξία ζέιεη θαη κπνξεί λα πξνζθέξεη. ήκεξα ηα ππάξρνληα πξντφληα πνπ ππνζηεξίδνπλ απηή ηελ ηερλνινγία είλαη ιίγα δηφηη απηή δελ έρεη εθαξκνζηεί ζε κεγάιε θιίκαθα. Οη εηαηξίεο πξνζθέξνπλ modems πνπ επηηπγράλνπλ ηαρχηεηεο απφ 12 έσο 53 Mbps γηα 1,5 Km m. Σέινο, αλ θαη νη ξπζκνί κεηάδνζεο ηεο VDSL ηερλνινγίαο απνηεινχλ κηα ηδαληθή θαηάζηαζε, νη απαηηήζεηο ησλ ρξεζηψλ κέρξη ζήκεξα δελ ηελ θαζηζηνχλ αλαγθαία. Οη ηειηθνί ρξήζηεο έρνπλ απαίηεζε γηα γξήγνξε πξφζβαζε ζην Internet, νπφηε νη ξπζκνί πνπ επηηπγράλνληαη κε άιιεο xdsl ηερλνινγίεο, φπσο ADSL θαη RADSL ζεσξνχληαη ηθαλνπνηεηηθνί ΑΝΑΛΤΣΗΚΖ ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ADSL Γεληθή Αξρηηεθηνληθή Αξρηθά ε ηερλνινγία ADSL είρε αλαπηπρζεί γηα λα πξνζθέξεη ππεξεζίεο Video-ondemand κε ξπζκφ κεηάδνζεο downstream (απφ ην CO πξνο ηνλ ρξήζηε) ηεο ηάμεο ησλ Mbps θαη ξπζκφ κεηάδνζεο upstream (απφ ηνλ ρξήζηε ζην CO) απφ 16 kbps έσο 64 kbps. ηελ Δηθφλα πνπ αθνινπζεί δείρλεηαη ε βαζηθή αξρηηεθηνληθή ελφο ζπζηήκαηνο ADSL φπσο πεξηγξάθεηαη απφ ην ADSL Forum. V A U-C 2 U-C U-R U-R 2 T-SM Splitters ATU-C L ATU-R POTS-C POTS-R PSTN Σηλέθφνα ATU-C ATU-R CO PDN ADSL Transmission Unit, CO Side ADSL Transmission Unit, Remote Side Central Office Premises Distribution Network 166

167 PSTN POTS-C POTS-R T-SM U-C U-C 2 U-R U-R 2 Public Switched Telephone Network Γηεπηθάλεηα κεηαμχ ηνπ PSTN θαη ηνπ splitter ζηελ πιεπξά ηνπ CO Γηεπηθάλεηα κεηαμχ ηνπ PSTN θαη ηνπ splitter ζηελ πιεπξά ηνπ remote Γηεπηθάλεηα κεηαμχ ηνπ ΑΣU-R θαη ησλ Service Modules Γηεπηθάλεηα U ζηελ πιεπξά ηνπ CO Γηεπηθάλεηα U ζηελ πιεπξά ηνπ CO απφ ηνλ Splitter ζην ATU-C Γηεπηθάλεηα U ζηελ πιεπξά remote Γηεπηθάλεηα U ζηελ πιεπξά remote απφ ηνλ Splitter ζην ATU-R V A Γηεπηθάλεηα V, ζηελ πιεπξά ηνπ CO απφ ηνλ θφκβν πξφζβαζεο ζηελ ππεξεζία δηθηχνπ Δηθόλα 60: Βαζηθή αξρηηεθηνληθή ελόο ζπζηήκαηνο ADSL Βαζηθφ ζηνηρείν απνηειεί ην γεγνλφο φηη επηηξέπεηαη ε κεηάδνζε ηειεθσληθψλ ππεξεζηψλ (αλαθέξνληαη σο POTS: Plain old telephone service). Έλα αθφκα ραξαθηεξηζηηθφ είλαη φηη νη ππεξεζίεο πνπ παξέρνληαη απφ έλα ζχζηεκα ADSL, ζπκπεξηιακβαλνκέλεο θαη ηεο ςεθηαθήο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, είλαη επξπδσληθέο ππεξεζίεο (γηα παξάδεηγκα ππεξεζίεο video on demand ή πξνζπέιαζε ηνπ δηαδηθηχνπ κε πςειέο ηαρχηεηεο). Ζ πξφζβαζε ζε απηέο ηηο ππεξεζίεο πξαγκαηνπνηείηαη εθηφο ησλ δηαθνπηψλ ηνπ CO (Central Office) ή LE (Local Exchange), ιχλνληαο έηζη ην πξφβιεκα ηεο ζπκθφξεζεο ζην ηειεθσληθφ δίθηπν θαη ζηνπο δηαθφπηεο κεηαγσγήο. Απηφ ην ζεκείν πξφζβαζεο νλνκάδεηαη DSLAM (DSL access module) ε αξρηηεθηνληθή ηνπ νπνίνπ ζα εμεγεζεί αξγφηεξα. ηελ πξνεγνχκελε εηθφλα δείρλνληαη νη δηεπαθέο κεηαμχ ησλ επηκέξνπο ηκεκάησλ ηνπ δηθηχνπ. Σν B-interface είλαη κία άκεζε δηεπαθή θαη δειψλεη κηα πηζαλή βνεζεηηθή είζνδν, φπσο γηα παξάδεηγκα έλα set top box. Ζ δηεπαθή T-SM κεηαμχ ηνπ ATU-R θαη ηνπ service module κπνξεί θαη λα ηαπηίδεηαη κε ηελ δηεπαθή Σ θπξίσο φηαλ ην service module είλαη νινθιεξσκέλν κέζα ζην ATU-R. Δάλ πθίζηαηαη ε δηεπαθή T-SM ηφηε κπνξεί λα είλαη δηαθνξεηηθνχ ηχπνπ γηα θάζε ATU-R, γηα παξάδεηγκα έλα ATU-R κπνξεί λα έρεη δχν ηχπνπ ειεθηξηθέο ζπλδέζεηο φπσο 10Base-T ή V.35. Με παξφκνην ηξφπν, ε δηεπαθή Σ κεηαμχ Premises Distribution Network θαη ηεξκαηηθέο ζπζθεπέο κπνξεί επίζεο λα απνπζηάδεη εάλ ε ηεξκαηηθή ζπζθεπή είλαη κε θάπνην ηξφπν νινθιεξσκέλε κέζα ζην ATU-R. Οη δηάθνξεο U δηεπαθέο κπνξνχλ θαη λα κελ ππάξρνπλ εάλ ε ζπζθεπή ηνπ splitter είλαη κέξνο ησλ ATU ζπζθεπψλ ή ζηελ πεξίπησζε πνπ αθαηξεζεί ηειείσο ν splitter. Δπίζεο, νη δηεπαθέο V κπνξεί λα είλαη ινγηθέο δηεπαθέο παξά θπζηθέο, πξάγκα πνπ ηζρχεη θπξίσο γηα ηελ V A ζηελ πεξίπησζε πνπ ην DSLAM εθηειεί ιεηηνπξγίεο πνιχπιεμεο ή κεηαγσγήο. Δάλ ε δηεπαθή VC πξνο ηνπο παξνρείο ησλ ππεξεζηψλ είλαη θπζηθή ηφηε επηηξέπεηαη λα πάξεη δηάθνξεο κνξθέο (φπσο γηα παξάδεηγκα TCP/IP ή ATM) πξνζαξκνζκέλεο ζην δίθηπν ππεξεζηψλ. Μεηά ηελ παξαπάλσ πεξηγξαθή γηα ηηο δηεπαθέο ζηα δηάθνξα κέξε ηνπ δηθηχνπ ζα πξέπεη λα ηνλίζνπκε φηη ε ηερλνινγία ADSL δελ είλαη απιά έλαο γξήγνξνο ηξφπνο πξνζπέιαζεο ηνπ δηθηχνπ, αιιά είλαη κέξνο κηαο νινθιεξσκέλεο αξρηηεθηνληθήο δηθηχνπ πνπ επηηξέπεη ζε φινπο ηνπο ζπλδξνκεηέο λα θάλνπλ ρξήζε επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ, φπνπ ζαλ "επξπδσληθέο" ππεξεζίεο νξίδνληαη νη ππεξεζίεο πνπ απαηηνχλ ξπζκφ κεηάδνζεο ηνπιάρηζηνλ 1.5 Mbps (Ακεξηθή) θαη 2 Mbps (Δπξψπε). ηελ εηθφλα πνπ βιέπνπκε παξαθάησ δείρλεηαη έλα «επξπδσληθφ» δίθηπν βαζηζκέλν ζηελ 167

168 ηερλνινγία ADSL. ηελ πην απιή ηνπ κνξθή νη ζπλδξνκεηέο ζα ρξεηάδνληαη κφλν έλα ADSL modem. Ζ ζπζθεπή απηή ζα έρεη ηελ θνηλψο γλσζηή RJ-11 ειεθηξηθή δηεπαθή ε νπνία ζα ππνζηεξίδεη ηηο ππάξρνπζεο ηειεθσληθέο ζπζθεπέο ζε έλα SOHO (Small Office/Home Office) πεξηβάιινλ. Άιιεο ζχξεο, φπσο ε 10Base-T Ethernet, ζα πξαγκαηνπνηνχλ ηελ δηαζχλδεζε ησλ πξνζσπηθψλ ππνινγηζηψλ ή ησλ Set-top boxes ησλ ηειενξάζεσλ παξέρνληαο ππεξεζίεο φπσο fast internet ή video on demand. Μηα ζπζθεπή, ν splitter (δηαρσξηζηήο), ζα ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα πξαγκαηνπνηείηαη ν δηαρσξηζκφο ησλ ςεθηαθψλ ππεξεζηψλ (ππεξεζίεο ADSL) απφ ηηο αλαινγηθέο ππεξεζίεο (ηειεθσληθέο ππεξεζίεο). ηελ κεξηά ηνπ CO, νη αλαινγηθέο ππεξεζίεο δηαβηβάδνληαη ζηα δηαθνπηηθά ζπζηήκαηα κέζσ κηαο δηάηαμεο απφ splitters (δηαρσξηζηέο). Με ηνλ ηξφπν απηφ ν ηνπηθφο ADSL βξφρνο ηεξκαηίδεηαη ζην ADSL access node θαη φρη απεπζείαο ζηνλ δηαθφπηε ηνπ CO. Ο access node (ζπλήζσο πξφθεηηαη γηα έλα DSLAM) πνιππιέθεη ηηο επηκέξνπο ADSL ζπλδέζεηο θαη δηνρεηεχεη ηελ θίλεζε ζε είηε ζε TCP/IP δξνκνινγεηέο είηε ζε ATM δηαθφπηεο. Απηνί νη δξνκνινγεηέο θαη δηαθφπηεο επηηξέπνπλ ζηνλ ρξήζηε λα έρεη πξφζβαζε ζε ππεξεζίεο ηεο πξνηίκεζήο ηνπ. Internet Access Server Work-at- Home Server Video-ondemand Server Info & Advertiser Server TCP/IP Router ATM Switch Central Office Access Node M U X ADSL1 ADSLn Customer 1 ADSL1 Customer n ADSLn New Services POTS1 New Services POTSn Δηθόλα 61: Γεληθή αξρηηεθηνληθή ελόο ADSL δηθηύνπ Σππηθέο ππεξεζίεο πνπ παξέρνληαη είλαη πξφζβαζε ζην Γηαδίθηπν, πξφζβαζε ζε Intranets, video-on-demand, θαζψο θαη πξφζβαζε ζε εμππεξεηεηέο εηαηξηψλ. εκεηψζηε πσο ε πξφζβαζε ζε απηέο ηηο ππεξεζίεο πξαγκαηνπνηείηαη είηε κέζσ TCP/IP είηε κέζσ ATM κηα θαη ε ηερλνινγία ADSL επηηξέπεη θαη ηα δχν. Σν ADSL είλαη κηα πιήξεο θαη νινθιεξσκέλε αξρηηεθηνληθή δηθηχνπ. πσο έρεη αλαθεξζεί πξνεγνπκέλσο ην ADSL δελ είλαη απιά κηα κέζνδνο γξήγνξεο πξφζβαζεο ηνπ δηαδηθηχνπ αιιά παξέρεη επηπιένλ ηελ δπλαηφηεηα παξνρήο θάζε λένπ ηχπνπ ππεξεζίαο επξείαο δψλεο. Με ηελ εηθφλα πνπ βιέπνπκε ζηε ζπλέρεηα δείρλεηαη πεξηζζφηεξν αλαιπηηθά ν ηξφπνο κε ηνλ νπνίν κηα ζπζθεπή ATU-R κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί πξνθεηκέλνπ λα επηηξέπεη ηελ πξφζβαζε ηνπ ρξήζηε ζηηο δηάθνξεο ππεξεζίεο. Serv ices Internet Education Video Corporate Commercial Government PSTN CO Switch Access Node M U X ATU-C ATU-C POTS Splitter ATU-R Telephone(s) Premises Access Set-top-box PC 10Base-T ATM CEBus... Δηθόλα 62: Σν βαζηθό ADSL δίθηπν 168

169 Ζ θπζηθή ζπζθεπή κπνξεί λα είλαη είηε έλα PC είηε έλα set-top box. Ζ δηαζχλδεζε αλάκεζα ζηελ ζπζθεπή ATU-R θαη ζηελ ηειηθή ζπζθεπή κπνξεί λα είλαη είηε κία απιή δηαζχλδεζε modem κε ππνινγηζηή είηε αθφκα πην πνιχπινθεο κνξθέο δηαζπλδέζεσλ φπσο ε 10Base-T, Ethernet LAN ή θαη αθφκα private ATM δίθηπν. πνηα θαη λα είλαη φκσο ε κνξθή δηαζχλδεζεο, ε θαισδίσζε ησλ είδε ππαξθηψλ αλαινγηθψλ ζπζθεπψλ (ηειέθσλα, FAX) δελ απαηηείηαη λα ηξνπνπνηεζεί κηαο θαη ε ζπζθεπή ηνπ splitter θάλεη ηνλ δηαρσξηζκφ ησλ αλαινγηθψλ ζεκάησλ απφ ηα ςεθηαθά ζήκαηα. ηελ κεξηά ηνπ CO, νη ηειεθσληθέο ππεξεζίεο δηαρσξίδνληαη κέζσ κηαο δηάηαμεο απφ splitters θαη νδεγνχληαη ζηνπο δηαθφπηεο PSTN. Ο ηνπηθφο ADSL βξφρνο ηεξκαηίδεηαη πιένλ ζην DSLAM αληί λα νδεγείηαη ακέζσο ζηνπο δηαθφπηεο ηνπ CO. Φπζηθά, ην ινγηζκηθφ ησλ PSTN δηαθνπηψλ δελ ρξεηάδεηαη λα αλαβαζκηζηεί πξνθεηκέλνπ λα ππνζηεξίμεη απηέο ηηο ππεξεζίεο (φπσο ζπκβαίλεη κε ην ISDN) Λεηηνπξγία θαη εθαξκνγέο ηνπ POTS splitter Ο POTS splitter ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα δηαρσξίζεη ηα θαλάιηα upstream θαη downstream απφ ην ηειεθσληθφ θαλάιη, δειαδή γηα λα πξαγκαηνπνηεζεί δηαρσξηζκφο απφ 300 KHz κέρξη ηα 3,5 MHz. ην θάζκα απηφ, ν POTS splitter εθηφο ησλ ζεκάησλ θσλήο πξέπεη λα επηηξέπεη θαη ηελ δηέιεπζε ησλ ηφλσλ dial, ringing θαη ησλ ζεκάησλ on/off hook. Ζ δνκή ηνπ POTS splitter είλαη παλνκνηφηππε θαη γηα ην ATU-R θαη γηα ην ATU-C. Απνηειείηαη θπξίσο απφ έλα ρακεινπεξαηφ θίιηξν γηα ηελ δηεπαθή ηνπ POTS θαη απφ έλα πςηπεξαηφ θίιηξν γηα ηα θαλάιηα upstream θαη downstream. Σν ρακεινπεξαηφ θίιηξν αθαηξεί, απφ ην θαλάιη POTS, ηελ παξεκβνιή ησλ θαλαιηψλ upstream θαη downstream. Σν πςηπεξαηφ θίιηξν αθαηξεί, απφ ηα θαλάιηα upstream θαη downstream, ηελ παξεκβνιή απφ ην θαλάιη POTS. Δπίζεο ζα πξέπεη λα απνθεπρζεί ε εηζαγσγή ησλ αξκνληθψλ, πνπ δεκηνπξγνχλ ηα ζήκαηα ringing θαη ησλ on/off hook, ζηα θαλάιηα upstream θαη downstream. Ο POTS splitter κπνξεί λα είλαη ελζσκαησκέλνο ζηηο δηαηάμεηο ATU-R φπσο δείρλεηαη ζηελ παξαθάησ εηθφλα. ATU-R Set Top or PC POTS splitter Set Top or PC Δηθόλα 63: ATU-R κε ελζσκαησκέλν POTS splitter To ATU-R ζπλδέεηαη κε ηελ ηειεθσληθή γξακκή θαη πξαγκαηνπνηεί ηνλ δηαρσξηζκφ ησλ θαλαιηψλ POTS θαη ADSL. Σν θαλάιη POTS δξνκνινγείηαη πξνο ηηο ηειεθσληθέο ζπζθεπέο ηνπ ζπλδξνκεηή. Κάζε θαλάιη ADSL πξέπεη λα ζπλδεζεί κε έλα service module. Ο POTS splitter κπνξεί λα πινπνηεζεί θαη εμσηεξηθά ζε έλα ATU-R. Μηα ηέηνηα αξρηηεθηνληθή παξέρεη ηελ επειημία ηεο ζέζεο ηνπ ATU-R, θαζψο θαη ηεο απνθπγήο ηεο κεηάδνζεο ηνπ θαλαιηνχ ADSL κέζα απφ ηηο 169

170 εζσηεξηθέο θαισδηψζεηο ηνπ ζπλδξνκεηή. Υακειήο πνηφηεηαο θαισδίσζε κπνξεί λα κεηψζεη αηζζεηά ηελ απφδνζε ηνπ ζπζηήκαηνο. Μηα ηέηνηα πινπνίεζε παξνπζηάδεηαη αθνινχζσο. existing or new UTP Set Top or PC ATU-R Set Top or PC POTS splitter Δηθόλα 64: ATU-R κε εμσηεξηθό POTS splitter Αξρηηεθηνληθή ηνπ DSLAM Ζ βαζηθή κνξθή θαζψο θαη νη ιεηηνπξγίεο ελφο DSLAM δελ έρνπλ θαιπθζεί πιήξσο απφ θαλέλα ADSL ή γεληθά xdsl standard. Ζ βαζηθή ηδέα ηνπ DSLAM είλαη ε εμππεξεηεζε πνιιαπιψλ ATU-Cs ή θαη HTU-Cs. Πέξαλ ηνχηνπ, νη ιεηηνπξγίεο πνπ ζα εθηειεί θαζψο θαη ν ηξφπνο πνπ ζα ηηο εθηειεί, εμαξηάηαη απνθιεηζηηθά απφ ηνλ θαηαζθεπαζηή. Απηφ ζεκαίλεη φηη φιν ην πεδίν γχξσ απφ ηηο ιεηηνπξγίεο ελφο DSLAM είλαη αζαθέο, κε ηα πεξηζζφηεξα πξντφληα λα ππνζηεξίδνπλ κεξηθέο βαζηθέο ιεηηνπξγίεο. Έηζη, ζηε ζπλέρεηα ηεο ελφηεηαο απηήο ζα γίλεη κηα πξνζπάζεηα ηαμηλφκεζεο ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ελφο ηππηθνχ DSLAM. Σν DSLAM θαηαιακβάλεη κηα ζέζε θιεηδί ζε νιφθιεξε ηελ αξρηηεθηνληθή ηνπ δηθηχνπ ADSL. ιε ε θίλεζε απφ θαη πξνο ηνπο ρξήζηεο δηεθπεξαηψλεηαη κέζσ ηνπ DSLAM. ιε ε θίλεζε απφ θαη πξνο ηνπο εμππεξεηεηέο ηνπ δηθηχνπ πίζσ απφ ην DSLAM πεξλάεη επίζεο κέζσ απηνχ. Σν DSLAM εθηειεί ιεηηνπξγίεο νινθιήξσζεο ηεο ADSL θίλεζεο αλεμάξηεηα απφ ηνλ ηχπν δεδνκέλσλ πνπ κεηαθέξεη, είηε πξφθεηηαη γηα δεδνκέλα είηε γηα θσλή. Σν κφλν πνπ βιέπεη ην DSLAM είλαη ATM θειηά ζηελ U δηεπαθή. Σα θειηά απηά πνιππιέθνληαη ζε κηα θνηλή αλνδηθή ζχλδεζε ε νπνία επηθνηλσλεί κε έλαλ ΑΣΜ δηαθφπηε. Δηθόλα 65: POTS Splitter ζην DSLAM ηελ παξαπάλσ εηθφλα παξνπζηάδεηαη ε αξρηηεθηνληθή ελφο ADSL δηθηχνπ κε έκθαζε ζην δηαρσξηζκφ ηεο ηειεθσληθήο θίλεζεο απφ ηελ ADSL θίλεζε. Ζ χπαξμε ησλ POTS Splitter επηηξέπεη ηελ ζπλχπαξμε ησλ ADSL ζεκάησλ κε ηα ηειεθσληθά. 170

171 Δίλαη απαξαίηεηε ε παξνπζία ελφο POTS Splitter θαη ζηηο δχν άθξεο ηνπ ζπλεζηξακκέλνπ θαισδίνπ. ηελ κία άθξε ηεο ζχλδεζεο ην POTS Splitter ζπλδπάδεη ηα δχν ζήκαηα, ελψ ζηελ άιιε άθξε γίλεηαη ν δηαρσξηζκφο ησλ ζεκάησλ. Οπζηαζηηθά, ηα POTS Splitter απνηεινχλ ζπζθεπέο ηξηψλ ζπξψλ πεξηέρνληαο έλα δπθαηεπζπληήξην πςηπεξαηφ θίιηξν θαη έλα δπθαηεπζπληήξην ρακεινδηαβαηφ θίιηξν. Σν POTS Splitter κπνξεί λα είλαη είηε κεξηθψο είηε πιήξσο νινθιεξσκέλν ζε έλα ATU-R ή ATU-C. Έηζη, απφ ηελ πιεπξά ηνπ DSLAM ηα POTS Splitter απνηεινχλ έλα subrack ζην νπνίν γίλεηαη ν δηαρσξηζκφο ησλ ζεκάησλ θαη ηα ηειεθσληθά ζήκαηα νδεχνπλ πξνο ηνλ POTS δηαθφπηε ελψ ηα ADSL ζήκαηα νδεγνχληαη πξνο ηα ATU-Cs φπνπ θαη πνιππιέθνληαη θαη δηνρεηεχνληαη ζην δίθηπν θνξκνχ. Ζ ζρεδίαζε ελφο DSLAM βαζίδεηαη ζε ηξεηο θπξίσο παξάγνληεο: Ο ζπλνιηθφο αξηζκφο ησλ απαηηνχκελσλ DSL ζπξψλ (access links) Ο ζπλνιηθφο αξηζκφο ησλ απαηηνχκελσλ trunk ζπξψλ (trunk links) πλνιηθή θίλεζε πνπ πξνζθέξεηαη ζην δηαθφπηε (ην άζξνηζκα φισλ ησλ ξπζκψλ ησλ ζπξψλ total ports). Σν κέγεζνο ηνπ DSLAM θαζνξίδεηαη απφ ηελ ηθαλφηεηα δηαρείξηζεο ηεο θίλεζεο θαζψο θαη απφ ηνλ αξηζκφ ησλ ζπξψλ. Δίλαη δφθηκνο ν δηαρσξηζκφο νιφθιεξεο ηεο αξρηηεθηνληθήο ηνπ δηθηχνπ ADSL ζε ηξία κέξε, ηδίσο απφ ηελ ζθνπηά ηνπ DSLAM. Σν κνληέιν απηφ ηα ATU-Rs, ή άιιεο xdsl ζπζθεπέο φπσο έλα HTU-R, ζπλζέηνπλ ην Service user (SU) ηκήκα ηνπ δηθηχνπ. Σα ATU-Cs, HTU-Cs, ή άιιεο δηεπαθέο ηνπ DSLAM ζπλζέηνπλ ην Network Access Provider (NAP) ηκήκα ηνπ δηθηχνπ. Σν δίθηπν πξφζβαζεο θαη γεληθά ηα δίθηπα κέζσ ησλ νπνίσλ παξέρνληαη νη ππεξεζίεο απνηεινχλ ην Network Service Provider (NSP) ηκήκα. Ο θεληξηθφο ξφινο ηνπ DSLAM ζαλ NAP είλαη ε πξαγκαηνπνίεζε ηεο ζχλδεζεο κεηαμχ ηνπ ρξήζηε θαη ηνπ παξνρέα ηεο ππεξεζίαο. Service Network Service Network Access Network DSLAM ATU-C ATU-C ATU-C ATU-R ATU-R Premises Network or equipment Premises Network or equipment Service Network ATU-R Premises Network or equipment Network Service Provider(s): ISP, ATM, Frame Relay, etc. Network Access Provider: LEC, CLEC, etc. Service user: Residential, SOHO Δηθόλα 66: Αξρηηεθηνληθή δηθηύνπ από ηελ ζθνπηά ηνπ DSLAM Σξόπνη Μεηάδνζεο ζε έλα ADSL Γίθηπν Καηά ηελ δηάξθεηα κηαο ADSL ζχλδεζεο απνζηέιιεηαη θάζε 17 msec έλα superframe (ππεξπιαίζην) (πεξίπνπ 59 ην δεπηεξφιεπην) πνπ απνηειείηαη απφ 68 ADSL frames (πιαίζηα). Σα ADSL πιαίζηα πεξηέρνπλ θαη ηα δχν fast (ήρνο θαη βίληεν, πνπ είλαη επαίζζεηα ζε θαζπζηεξήζεηο θαη απαηηνχλ νη θαζπζηεξήζεηο λα είλαη φζν ην δπλαηφλ πεξηνξηζκέλεο) θαη "interleaved" (γηα παξάδεηγκα ηζηνζειίδεο, πνπ είλαη ζπλήζσο επαίζζεηεο ζε ζθάικαηα αιιά αλεθηηθέο ζε θαζπζηεξήζεηο) bits. Σν εξψηεκα πνπ γελληέηαη ηψξα είλαη ηη βξίζθεηαη κέζα ζηα ADSL πιαίζηα. Σν ADSL Forum έρεη 171

172 νξίζεη ηέζζεξηο δηαθνξεηηθνχο ηξφπνπ δηαλνκήο (distribution modes) γηα φιεο ηηο xdsl ηερλνινγίεο ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θαη ηελ ADSL. Οη ηξφπνη δηαλνκήο θαζνξίδνπλ πνηα κνξθή ζα πάξνπλ ηα bits κέζα ζηα ADSL πιαίζηα πξηλ απνζηαινχλ. ηελ επφκελε εξψηεζε παξνπζηάδνληαη ηα θχξηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ ηεζζάξσλ απηψλ ηξφπσλ δηαλνκήο. Circuit switched services ATU-C Constant bit rate channels Time division multiplexing ATU-R Up to four "bit sync" user interfaces Bit Synchronous Mode Circuit switched services ATU-C Constant bit rate channels Time division multiplexing ATU-R Packet Adaptor Packet premises network Packet Adapter Mode (May be integrated or separate) Packet switched services ATU-C Constant bit rate channels Packed multiplexing ATU-R Packet Adaptor Packet premises network End-to-End Packet Mode (May be integrated or separate) ATM switched services ATU-C Constant bit rate channels ATM cell multiplexing ATU-R Packet Adaptor ATM premises network ATM Mode (May be integrated or separate) Δηθόλα 67: Οη ηέζζεξηο ADSL ηξόπνη δηαλνκήο Ο πξψηνο ηξφπνο δηαλνκήο είλαη ν bit synchronous mode πνπ είλαη ηαπηφρξνλα θαη ν πην απιφο. Ο φξνο synchronous ζέιεη λα δειψζεη φηη θάζε bit πνπ ηνπνζεηείηε ζηνλ buffer (είηε πξφθεηηαη γηα ηνλ "fast" είηε γηα ηνλ "interleaved" buffer δεδνκέλσλ) κηαο ζπζθεπήο ζην έλα άθξν ηεο ζχλδεζεο (γηα παξάδεηγκα ην ATU-R) ζα εκθαληζηεί ζηνλ buffer ηεο ζπζθεπήο ζην άιιν άθξν ηεο ζχλδεζεο (ην ATU-C). Σν ADSL forum πξνηείλεη ν "fast" buffer λα ιεηηνπξγεί 10 θνξέο γξεγνξφηεξα απ φηη ν "interleaved" buffer. Οη θαζπζηεξήζεηο αλαθέξνληαη φηη πξέπεη λα είλαη πεξίπνπ 2 msec γηα ηα "fast" δεδνκέλα θαη 20 msec γηα ηα "interleaved" δεδνκέλα. ηνλ bit synchronous mode κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ κέρξη ηέζζεξηο "bit synch" ζπκκεηξηθέο ζπζθεπέο ζε έλα ATU-R, πξάγκα πνπ είλαη ινγηθφ κηα θαη ππάξρνπλ ηέζζεξα downstream θαλάιηα (AS0-AS3). Σν upstream θαλάιη πξέπεη λα πεξηέρεη ηνπιάρηζηνλ έλα θαλάιη ειέγρνπ (Control C channel). Ζ ADSL ζχλδεζε ιεηηνπξγεί πάληα κε ζηαζεξή ηαρχηεηα κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, απηφ πνπ θαινχκε constant bit rate (CBR). Ζ ADSL ζχλδεζε κπνξεί λα ρσξηζηεί ζε θαλάιηα ρξεζηκνπνηψληαο ηελ ηερληθή TDM (Time Division Multiplexing) δεκηνπξγψληαο time slots κέζα ζηα ADSL πιαίζηα. Ο δεχηεξνο ηξφπνο δηαλνκήο είλαη ν packed adapter mode. Ζ κφλε δηαθνξά πνπ ππάξρεη, παξαηεξείηαη ζηηο εγθαηαζηάζεηο ηνπ ζπλδξνκεηή. Δηδηθφηεξα, ε δηαθνξά κε ην bit synchronous mode είλαη φηη ηψξα νη ζπζθεπέο ζηελ πιεπξά ηνπ ρξήζηε απνζηέιινπλ θαη ιακβάλνπλ παθέηα θαη φρη απιά ζπξκνχο απφ bits. Με ηνλ ηξφπν απηφ κπνξεί λα ζπλδεζεί απφ ηελ πιεπξά ηνπ ρξήζηε έλα SOHO ή θαη έλα ηνπηθφ δίθηπν (LAN). Έηζη, παθέηα απφ πνιιέο πεγέο θαη απφ πνιινχο πξννξηζκνχο (ζην δίθηπν ηνπ ζπλδξνκεηή) κπνξνχλ λα κνηξαζηνχλ έλα LS1 θαλάιη ζε κηα ADSL ζχλδεζε. Βέβαηα, ην ATU-R ραξηνγξαθεί ηα παθέηα ζε ζηαζεξά θαλάιηα, θαη ζηελ πεξίπησζε πνπ ζηελ άιιε άθξε πίζσ απφ ην DSLAM βξίζθεηαη έλαο Internet Router ε επεμεξγαζία ησλ παθέησλ γίλεηαη πην απνηειεζκαηηθή. Ο ηξίηνο ηξφπνο δηαλνκήο ηνπ ζρήκαηνο είλαη ν end-to-end packed mode. Ζ θχξηα δηαθνξά κε ηνλ packed adapter mode είλαη φηη ηψξα ηα παθέηα πνιππιέθνληαη κέζα 172

173 ζην ADSL θαλάιη. Σα παθέηα ηνπ ρξήζηε πξέπεη λα είλαη ηα ίδηα κε απηά ηνπ παξνρέα ησλ ππεξεζηψλ ζηελ άιιε άθξε ηεο ζχλδεζεο. Σν πξσηφθνιιν ζην νπνίν βαζίδεηαη απηφο ν ηξφπνο ζχλδεζεο είλαη θπξίσο ην TCP/IP πξσηφθνιιν. Ο ηειεπηαίνο ηξφπνο δηαλνκήο είλαη ν Asynchronous transfer mode (ATM), ή θαιχηεξα end-to-end ATM mode. Δδψ ε πιεξνθνξία ηνπνζεηείηαη ζε ATM θειηά θαη φρη ζε IP παθέηα. Απφ ηελ κεξηά ηνπ CO, ην ATU-C κεηαβηβάδεη ηα θειηά ζε έλα ATM δίθηπν. εκεηψζηε, πσο κέζα ζηα ATM θειηά κπνξεί λα βξίζθνληαη IP παθέηα (Σν ADSL forum έρεη πηνζεηήζεη ην IP point-to-point over ATM πξσηφθνιιν γηα απηφλ ηνλ ηξφπν δηαλνκήο). Σν ADSL δίθηπν πξέπεη φκσο λα επεμεξγαζηεί ηα ATM θειηά πξνθεηκέλνπ λα δεκηνπξγήζεη ηα ADSL πιαίζηα ADSL θαη ATM Γηα ηελ κεηαθνξά ATM θειηψλ απφ πνκπνδέθηεο ζχκθσλνπο κε ηηο ADSL PHY ζπζηάζεηο, ζα πξέπεη ηα θαλάιηα λα κπνξνχλ λα αξρηθνπνηεζνχλ αλεμάξηεηα, ζε νπνηνδήπνηε ξπζκφ κεηάδνζεο ν νπνίνο είλαη αθέξαην πνιιαπιάζην ησλ 32 Kbps κέρξη έλα αλψηαην ξπζκφ πνπ έρεη θαζνξηζηεί θαηά ηελ δηαδηθαζία απνθαηάζηαζεο ηεο θιήζεο (start-up). Δπίζεο, γηα θάζε θαλάιη ν ξπζκφο κεηάδνζεο upstream θαη downstream κπνξεί λα θαζνξηζηεί αλεμάξηεηα ην έλα απφ ην άιιν. χκθσλα κε ην Σ1.413 ηεο ANSI θαη ην G ηεο ITU, παξέρνληαη έλα interleaved θαλάιη θαη έλα fast θαλάιη πνπ αληηζηνηρνχλ ζε θαλάιηα κε ρακειφ ξπζκφ εκθάληζεο ζθαικάησλ (BER: Bit Error Rate) αιιά κε κεγάιε θαζπζηέξεζε, θαζψο θαη ζε θαλάιηα κε πςειφηεξν ξπζκφ εκθάληζεο ζθαικάησλ κε κηθξφηεξε φκσο θαζπζηέξεζε αληίζηνηρα. Γηα ηελ κεηαθνξά κφλν ΑΣΜ παθέησλ πάλσ απφ ADSL, φινη νη πνκπνδέθηεο ζα κπνξνχζαλ λα ρξεζηκνπνηήζνπλ ην ATM0 θαλάιη (AS0 downstream θαη LS0 upstream). ηελ Δηθφλα πνπ αθνινπζεί δείρλεηαη ην κνληέιν αλαθνξάο ADSL γηα ΑΣΜ κεηάδνζε. Σν κνληέιν απηφ είλαη βαζηζκέλν ζηα ηκήκαηα ηνπ ADSL PHY, ζπζηάζεηο πνπ αλαθέξνληαη ζην κνληέιν αλαθνξάο ζπζηήκαηνο (System Reference Model) θαη ζην κνληέιν ΑΣΜ κεηάδνζεο (ATM transport mode). ATM Core Network V Access Node (AN) Core Network Interface Element - ATM & PHY VPI/VCI Translation And Higher-Layer Functions VP/VC Mux V-C TC-F ATU-C TC-I TC-F ATU-C TC-I TC-F ATU-C TC-I Broadband Network Termination (B-NT) U Teminal Adapter (TA) ATU-R TC-F TC-I Access ATM PDN/TE Interf ace Element- ATM & PHY SAR and PDN Function or None Premise Distribution Network (PDN) / Terminal Equipment (TE) T, S or Absent S, R or Absent Δηθόλα 68: Μνληέιν αλαθνξάο ADSL γηα ΑΣΜ κεηάδνζε 173

174 Παξφιν πνπ ε παξαπάλσ εηθφλα δείρλεη δχν θαλάιηα ( fast θαη interleaved ), δελ είλαη ππνρξεσηηθφ θαη ηα δχν θαλάιηα λα κεηαθέξνπλ δεδνκέλα ζπγρξφλσο. Σα δνκηθά ζηνηρεία AN θαη B-NT θαζψο θαη ηα ζεκεία αλαθνξάο V, U, T, S, θαη R ηεο εηθφλαο νξίδνληαη ζηα T1.413, θαη ζηηο ζπζηάζεηο I.413 θαη Η.432 ηεο ITU-T. Ο Access Node (ΑΝ) ιεηηνπξγεί ζαλ πνιππιέθηεο / ζπγθεληξσηήο επηπέδνπ ATM αλάκεζα ζην ATM δίθηπν θνξκνχ θαη ην δίθηπν πξφζβαζεο (Access Network). ηελ θαζνδηθή θαηεχζπλζε κπνξεί λα εθηειέζεη ιεηηνπξγίεο δξνκνιφγεζεο / απνπνιχπιεμεο, ελψ ζηελ αλνδηθή θαηεχζπλζε κπνξεί λα εθηειέζεη ιεηηνπξγίεο πνιχπιεμεο / ζπγθέληξσζεο θαζψο θαη ιεηηνπξγίεο πνπ αλήθνπλ ζε αλψηεξν επίπεδν απφ ην θπζηθφ. O ΑΝ πεξηέρεη έλα ζηνηρείν δηεπαθήο κε ην δίθηπν θνξκνχ (Core Network Interface Element) ην νπνίν εθηειεί φιεο ηηο ιεηηνπξγίεο ηνπ επηπέδνπ ATM θαη ηνπ θπζηθνχ επηπέδνπ πξνθεηκέλνπ λα πξαγκαηνπνηεζεί ε δηαζχλδεζε κε ην ΑΣΜ δίθηπν θνξκνχ (ΑΣΜ core Network). Ζ κεηάθξαζε ηνπ VPI/VCI θαζψο θαη νη ιεηηνπξγίεο αλσηέξνπ επηπέδνπ πξαγκαηνπνηνχληαη απφ ηνλ πνιππιέθηε / απνπνιππιέθηε ησλ VCs κεηαμχ ησλ ATU-Cs θαη ηνπ ζηνηρείνπ δηεπαθήο κε ην δίθηπν θνξκνχ. ηελ πεξίπησζε πνπ έλα ATU-C ππνζηεξίδεη θαη ηα δχν ηχπνπ θαλάιηα, δειαδή ηα "fast" θαη "interleave" θαλάιηα, ηφηε απαηηνχληαη δχν ιεηηνπξγίεο ππνεπηπέδνπ ATM TC. Δπίζεο ζα πξέπεη λα εθηειεζηνχλ ιεηηνπξγίεο δηαρείξηζεο ηεο θίλεζεο πξνθεηκέλνπ λα πξαγκαηνπνηεζεί ε πξνζαξκνγή ξπζκνχ κεηαμχ ησλ δηεπαθψλ V θαη U. Σν δνκηθφ ζηνηρείν Broadband Network Termination(B-NT) εθηειεί ηηο ιεηηνπξγίεο ηεξκαηηζκνχ ηνπ ADSL ζήκαηνο πνπ θηάλεη ζηνλ ρξήζηε κέζσ ηνπ ζπλεζηξακέλνπ θαισδίνπ, παξέρνληαο είηε ηηο δηεπαθέο T, S θαη R πξνο ην δίθηπν δηαλνκήο ηνπ ρξήζηε (Premises Distribution Network, PDN) ή ηελ ηεξκαηηθή ζπζθεπή (Terminal Equipment, TE). Σν ATU-R ζην B-NT εθηειεί ιεηηνπξγίεο ηεξκαηηζκνχ/επαλαδεκηνπξγίαο ηεο γξακκήο κεηάδνζεο θαζψο θαη ιεηηνπξγίεο TC-F ή/θαη TC-I. Σα δνκηθά ζηνηρεία Access ATM θαη VP/VC Mux εθηεινχλ ιεηηνπξγίεο επηπέδνπ ΑΣΜ πξνθεηκέλνπ λα ππνζηεξηρηνχλ ηα επίπεδα TC-F θαη TC-I ηνπ ATU-R. Σν B-NT κπνξεί λα πεξηέρεη θαη ιεηηνπξγίεο κεηάθξαζεο ηνπ VPI/VCI πεδίνπ ψζηε λα ππνζηεξίδεη πνιχπιεμε / απνπνιχπιεμε ησλ VCs κεηαμχ ηνπ ATU-R θαη ηνπ ζηνηρείνπ PDN/TE interface κε βάζε ην VPI ή/θαη ην VCI. Σν ζηνηρείν PDN/TE, εάλ είλαη ππαξθηφ, εθηειεί ιεηηνπξγίεο ηνπ ATM επηπέδνπ θαη ηνπ PHY επηπέδνπ γηα ηελ επηθνηλσλία ηνπ B-NT κε ην PDN/TE. Δπίζεο ζα πξέπεη λα εθηειεζηνχλ ιεηηνπξγίεο δηαρείξηζεο ηεο θίλεζεο πξνθεηκέλνπ λα πξαγκαηνπνηεζεί ε πξνζαξκνγή ξπζκνχ κεηαμχ ησλ δηεπαθψλ U θαη Σ ή S θαη R. ΤΝΣΜΖΔΗ ADSL: Asymmetrical Digital Subscriber Line. ATM: Asynchronous Transfer Mode. ATU-C: ADSL Transmission Unit, Central. ATU-R: Transmission Unit, Remote. CAP: Carrierless Amplitude/Phase Line Code. CLEC: Competitive Local Exchange Carrier. 174

175 CO: DMT: DSL: DSLAM DWMT: FEXT: FFT: FR: FTTC: FUNI: HDLC: HDSL: IDSL: ILEC: ISDN: ISDN BRI: ISP: IP: IPX: IXC: LAN LEX: LLC: MP: NAP: NEXT: NSP: ONU: POTS: PPP: QAM: RADSL: SDSL: TCP: Central Office. Discrete Multitone. Digital Subscriber Line. Digital Subscriber Line Access Multiplexer. Discrete Wavelet Multitone. Far End CrossTalk Fast Fourier Transform Frame Relay. Fiber to the Curb. Frame User Network Interface. High-level Data Link Control. High data rate Digital Subscribe Line. ISDN-DSL. Incumbent Local Exchange Carrier. Integrated Services Digital Network. ISDN Basic Rate Interface. Internet Service Provider. Internet Protocol Internet Packet exchange Interexchange Carrier. Local Area Network. Local Exchange Carrier. Logical Link Control. Multichannel Protocol. Network Access Provider. Near End CrossTalk. Network Service Provider. Optical Network Unit. Plain Old Telephone Service. Point-to Point Protocol. Quadrature Amplitude Modulation. Rate Adaptive ADSL. Symmetric Digital Subscriber Line. Transmission Control Protocol. 175

176 UDSL: VDSL: VPN: WAN: Unidirectional HDSL. Very high data rate Digital Subscriber Line. Virtual Private Network. Wide Area Network: Private network 176

177 Κ Δ Φ Α Λ Α Η Ο 8: Γ Ο Μ Ζ Μ Δ Ν Ζ Κ Α Λ Χ Γ Η Χ Ζ / Γ Η Κ Σ ΤΑ Κ Δ Τ Κ Δ Τ Δ 177

178

179 7. Γνκεκέλε Καισδίσζε / Γηθηπαθέο πζθεπέο 7.1. ΓΟΜΖΜΔΝΖ ΚΑΛΧΓΗΧΖ ΚΟΠΟ ΣΟΤ ΠΡΟΣΤΠΟΤ Σα θάζε είδνπο θηίξηα αλεμάξηεηα απφ ηελ απνζηνιή ηνπο θαη ην κέγεζφο ηνπο, απφ ηελ αξρή ηεο δεθαεηίαο ηνπ 70 άξρηζαλ λα εθνδηάδνληαη εθηφο απφ ην ειεθηξηθφ δίθηπν θαη κε έλα ζπλερψο επεθηεηλφκελν ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν. Σν ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν ζηελ ζεκεξηλή ηνπ κνξθή είλαη ην δίθηπν κέζα απφ ην νπνίν ηαμηδεχνπλ ξεχκαηα πνπ κεηαθέξνπλ ζήκαηα δηαθφξσλ θαηεγνξηψλ ηα νπνία δελ είλαη θαη απνθιεηζηηθφηεηα κφλν ηειεθσληθά. Σν δίθηπν ησλ ππνινγηζηψλ είλαη επίζεο άιιν έλα ηέηνην δίθηπν φπσο επίζεο θαη ηα δίθηπα αζθάιεηαο. ε γεληθέο γξακκέο ηα δίθηπα πνπ ππάξρνπλ ζήκεξα είλαη: 1. Σειεθσληθφ κε φιεο ηηο λέεο εθαξκνγέο 2. Ζιεθηξνληθψλ ππνινγηζηψλ 3. πζηεκάησλ Απηφκαηνπ Διέγρνπ 4. πζηεκάησλ Αζθαιείαο 5. πζηεκάησλ Αλαθνηλψζεσλ, Μνπζηθήο, Video θιπ Ζ αχμεζε ηνπ αξηζκνχ ησλ δηαθφξσλ δηθηχσλ νθείιεηαη ζηηο δπλαηφηεηεο πνπ παξέρεη ζε λέεο νηθνλνκηθέο εθαξκνγέο ε εμέιημε ηεο ηερλνινγίαο ζηνλ ηνκέα ησλ επηθνηλσληψλ θαη ε δηακφξθσζε λέσλ θνηλσληθψλ ζπλζεθψλ θαη αλαγθψλ. Ζ έθηαζε ησλ δηθηχσλ νθείιεηαη ζηελ αλάγθε ηεο δηαζπλδέζεσο κεηαμχ ησλ λέσλ θαη θαηά θαλφλα δαπαλεξψλ ζπζθεπψλ, νχησο ψζηε πξφζβαζε ζηε ρξήζε ηνπο λα έρνπλ πνιινί ρξήζηεο εγθαηεζηεκέλνη ζε δηαθνξεηηθέο ζέζεηο κέζα ζην ίδην θηίξην ή ζε ζπγθξνηήκαηα θηηξίσλ. Ζ ζχγρξνλε ή ελαιιάμ θνηλή ρξήζε ησλ ζπζθεπψλ κπνξεί λα γίλεηαη δηφηη απηή εμ νξηζκνχ είλαη ε απνζηνιή ηνπο. Μπνξεί λα γίλεηαη φκσο θαη γηα ηελ θαιχηεξε νηθνλνκηθή αιιά θαη επηρεηξεζηαθή εθκεηάιιεπζε ηνπο ή θαη γηα φινπο ηνπο ιφγνπο καδί. Υαξαθηεξηζηηθά παξαδείγκαηα απνηεινχλ έλαο Ζιεθηξνληθφο Τπνινγηζηήο κε ηηο δηάθνξεο ηεξκαηηθέο θαη πεξηθεξεηαθέο ηνπ κνλάδεο, έλα ζχζηεκα αζθαιείαο κε ηα αηζζεηήξηα ηνπ ή αθφκα θαη ε θιεηδαξηά κηαο εμσηεξηθήο πφξηαο πνπ πξέπεη λα αλνίγεη απφ δηαθνξεηηθά ζεκεία ηνπ θηηξίνπ. Ζ εμειηθηηθή απηή πνξεία δεκηνχξγεζε έλαλ θπθεψλα απφ πνιιά αλεμάξηεηα κεηαμχ ηνπο ειεθηξηθά δίθηπα ηα νπνία άξρηζαλ λα δεκηνπξγνχλ δπζεπίιπηα πξνβιήκαηα θαη ζηε ζρεδίαζε αιιά θαη ζηελ ρξήζε θαη εθζπγρξνληζκφ ηνπο. Καη αξράο, δελ ήηαλ δπλαηφλ λα ζρεδηαζηεί θαζέλα απφ απηά ρσξίο λα είλαη γλσζηφ απφ ηελ αξρή κε αθξίβεηα ε ρξήζε θάζε ρψξνπ εληφο ηνπ θηηξίνπ θαη ε αθξηβήο ζέζε εγθαηάζηαζεο ηνπ θάζε κεραλήκαηνο ή ζπζθεπήο. Απφ ηελ άιιε, γηα θάζε δίθηπν ρξεζηκνπνηνχληαη ηειείσο δηαθνξεηηθά θαιψδηα ελψ ηα πιηθά ηεξκαηηζκνχ θαη ζπλδέζεσο ησλ θαισδίσλ αθνινπζνχλ ηελ ίδηα θαη κεγαιχηεξε πνιπκνξθία. πλήζσο παξαηεξείηαη θαη ην θαηλφκελν κεραλήκαηα πνπ πξννξίδνληαη γηα ηελ ίδηα αθξηβψο ιεηηνπξγία θαη πξνέξρνληαη απφ δηαθνξεηηθνχ θαηαζθεπαζηέο, λα πξέπεη λα ζπλδεζνχλ κε μερσξηζηφ ηξφπν ζην δίθηπν ή αθφκα θαη λα κελ ζπλεξγάδνληαη αξκνληθά κε άιιεο ζπζθεπέο ηνπ δηθηχνπ. Έλαο επηπξφζζεηνο παξάγσλ πνπ πξνέθπςε θαη πνπ έθαλε ηνλ κέρξη ηψξα ζρεδηαζκφ ησλ δηθηχσλ λα νδεγεί ζε αδηέμνδν, είλαη ε πνιχ γξήγνξε εμέιημε ηεο ηερλνινγίαο ησλ ηειεπηθνηλσληαθψλ θαη 179

180 ειεθηξνληθψλ ππνινγηζηψλ. Ζ εμέιημε απηή είρε ζαλ απνηέιεζκα ηα κεραλήκαηα λα κνξθνπνηνχληαη αλά ηαθηά ρξνληθά δηαζηήκαηα κε απνηέιεζκα πνιιέο θνξέο νιφθιεξν ην δίθηπν λα απαηηεί επαλεγθαηάζηαζε. Γηα ηνπο ιφγνπο απηνχο, γελλήζεθε ε αλάγθε γηα έλα θνηλφ πξφηππν πάλσ ζην νπνίν ζα βαζηδφηαλ ε ζρεδίαζε ησλ δηθηχσλ ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΟΤ ΓΗΚΣΤΟΤ Σα πξνβιήκαηα πνπ ππήξραλ, νδήγεζαλ ζηαδηαθά ζηελ επηλφεζε ελφο ηχπνπ εληαίνπ, ζηνηρεησηνχ (modular) θαη αλεμαξηήησο κεγέζνπο, απινχ ζηελ θαηαζθεπή δηθηχνπ, ην νπνίν κε απιφ ηξφπν λα θαιχπηεη ηηο αλάγθεο ελφο θηηξίνπ ζηνλ ηνκέα ηεο επηθνηλσλίαο. Καίξην ζεκείν ζηελ θαηαζθεπή ηνπ δηθηχνπ είλαη ε αληνρή ζην πέξαζκα ηνπ ρξφλνπ. Φπζηθά νη απαηηήζεηο καο δελ είλαη δπλαηφλ λα είλαη καθξνπξφζεζκεο, αιιά ην ρξνληθφ δηάζηεκα κηαο δεθαεηία είλαη ην ηδαληθφ. Σα θχξηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ λένπ απηνχ ηχπνπ δηθηχνπ, ην νπνίν ιφγσ ηεο θαηαζθεπήο ηνπ επηθξάηεζε λα ιέγεηαη «Γνκεκέλε Καισδίσζε», είλαη ηα αθφινπζα: 1. Σν δίθηπν θαιχπηεη επηηπρψο ηηο απαηηήζεηο ησλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ζπζθεπψλ θαη αθνινπζεί ην θηίξην γηα πεξηζζφηεξν απφ 10 ρξφληα ρσξίο ηελ αλάγθε κεηαηξνπψλ ή αρξεζηεχζεσο ηκεκάησλ ηνπ δηθηχνπ. 2. Δάλ ππάξρεη αλάγθε επεθηάζεσο, απηή λα γίλεηαη εχθνια θαη ρσξίο ή κε ειάρηζηεο δηαηαξαρέο ζην πθηζηάκελν δίθηπν. 3. Σα δνκηθά πιηθά ηνπ δηθηχνπ είλαη απνιχησο ηππνπνηεκέλα, θαηαζθεπάδνληαη βάζεη ζπγθεθξηκέλσλ πξνδηαγξαθψλ θαη ε απνδέζκεπζε ιφγσ ηεο ηππνπνηήζεσο απφ ζπγθεθξηκέλνπο θαηαζθεπαζηέο, έθαλε ηηο ηηκέο αληαγσληζηηθφηεξεο θαη ηελ δηαζεζηκφηεηα ησλ πιηθψλ κεγαιχηεξε. 4. Σν δίθηπν είλαη εμ νξηζκνχ ηειείσο αλεμάξηεην απφ ηελ ηερλνινγία θαηαζθεπήο θαη ηελ πξνέιεπζε ησλ κεραλεκάησλ πνπ ζα ζπλδεζνχλ κέζσ απηνχ. Σν δίθηπν επίζεο κπνξεί λα ζρεδηαζηεί ρσξίο λα ππάξρεη ιεπηνκεξήο γλψζε γηα ην είδνο, ηνλ ηξφπν ιεηηνπξγίαο, ηελ αθξηβή ζέζε θαη ηνλ αξηζκφ ησλ ζπζθεπψλ πνπ πξφθεηηαη λα εγθαηαζηαζνχλ. Σν δίθηπν δειαδή, φζνλ αθνξά ηελ ζρεδίαζε θαη εγθαηάζηαζε, γίλεηαη ηειείσο αλεμάξηεην απφ ηα κεραλήκαηα πνπ ζπλδέεη θαη νη κεραληθνί δηθηχσλ δελ απαηηείηαη πέξαλ ησλ γεληθψλ γλψζεσλ λα θαηέρνπλ πιήξσο ηα ηεο ιεηηνπξγίαο ησλ κεραλεκάησλ απηψλ νχηε κε ιεπηνκέξεηα ηηο ζέζεηο εγθαηαζηάζεσο. 5. ια ηα κεραλήκαηα πιελ ησλ ηεξκαηηθψλ ζπζθεπψλ είλαη ζπγθεληξσκέλα, νχησο ψζηε ηφζν ε ζπληήξεζε φζν θαη ε δηαρείξηζε λα γίλνληαη ηαρχηεξα, απινχζηεξα θαη κε ειάρηζηε παξελφριεζε απφ ηνπο ρξήζηεο. 6. Ζ αξρηηεθηνληθή ηνπ δηθηχνπ είλαη Ηεξαξρηθνχ Αζηέξνο. Γειαδή φια ηα θαιψδηα μεθηλνχλ απφ ηνλ θαηαλεκεηή θαη θαηαιήγνπλ ζηηο πξίδεο ρσξίο λα έρνπλ ελδηάκεζεο ζπλδέζεηο ή δηαθιαδψζεηο. Δάλ ππάξρεη ιφγνο νη θαηαλεκεηέο λα ζπλδεζνχλ κε θεληξηθφηεξν θαηαλεκεηή ε ζχλδεζε γίλεηαη πάιη κε ηνλ ίδην ηξφπν. Γειαδή, νη κηθξνί θαηαλεκεηέο ζπλδένληαη κε ηνλ θεληξηθφηεξν θαηαλεκεηή κε επζείεο δηαδξνκέο θαισδίσλ. Δάλ απαηηείηαη ζχλδεζε κε αθφκε θεληξηθφηεξν θαηαλεκεηή, απηφ επηηπγράλεηαη κε ηνλ ίδην ηξφπν. 180

181 7.3. ΜΔΑ ΜΔΣΑΓΟΖ Γηάθνξα θπζηθά κέζα κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ πξαγκαηηθή κεηάδνζε. Σν θαζέλα απφ απηά έρεη ηε δηθή ηνπ ζέζε φζνλ αθνξά ζην εχξνο δψλεο, ζηελ θαζπζηέξεζε, ζην θφζηνο θαη ζηελ επθνιία εγθαηάζηαζεο θαη ζπληήξεζεο ηνπο. Σα κέζα απηά δηαθξίλνληαη ζε δηπιαγσγνχο, νκναμνληθά θαιψδηα θαη νπηηθέο ίλεο Οκναμνληθό Καιώδην Έλα ζχλεζεο κέζν κεηάδνζεο είλαη ην νκναμνληθφ θαιψδην (coaxial cable). To νκναμνληθφ θαιψδην επηλνήζεθε ην 1929 θαη ρξεζηκνπνηήζεθε γηα πξψηε θνξά ην 1941 απφ ηελ ΑΣ&Σ γηα ηελ εγθαηάζηαζε ηεο δηεπεηξσηηθήο επηθνηλσλίαο. Απνηειείηαη απφ έλαλ εζσηεξηθφ αγσγφ ν νπνίνο πεξηβάιιεηαη απφ κνλσηηθφ πιηθφ. Σν κνλσηηθφ πιηθφ πεξηβάιιεηαη απφ θπιηλδξηθφ αγσγφ ν νπνίνο έρεη ηε κνξθή ελφο ππθλνχ πιέγκαηνο. Ο εμσηεξηθφο αγσγφο θαιχπηεηαη κε ηε ζεηξά ηνπ απφ έλα πιαζηηθφ πξνζηαηεπηηθφ θάιπκκα. Καη νη δπν αγσγνί κνηξάδνληαη έλαλ θεληξηθφ άμνλα θαη γηα ην ιφγν απηφ νλνκάδεηαη νκναμνληθφ θαιψδην. Δηθόλα 69: Οκναμνληθό θαιώδην Σν νκναμνληθφ θαιψδην έρεη εχξνο δψλεο ηα 400Mhz θαη είλαη εμαηξεηηθά αλζεθηηθφ ζηελ εμσηεξηθή παξεκβνιή. Υξεζηκνπνηείηαη γηα λα ζπλελψζεη απνζηάζεηο κέηξσλ θαη ην θφζηνο ηνπ είλαη ρακειφ. Γηα ην ιφγν απηφ ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο ζηελ αγνξά. Σα κεηνλεθηήκαηά ηνπ είλαη φηη είλαη αξθεηά ρνληξφ γηα θαιψδην θαη φηη κεξηθέο θνξέο είλαη δχζθνιν ζηελ εγθαηάζηαζε. Ο πην θνηλφο ηχπνο connector πνπ ρξεζηκνπνηείηαη είλαη ν BNC (Byone-Neil-Concelman). Τπάξρνπλ δχν είδε νκναμνληθνχ θαισδίνπ. Σν ιεπηφ νκναμνληθφ θαιψδην θαη ην ρνληξφ. Σν ιεπηφ αλαθέξεηαη θαη σο thinnet θαη ην πξφηππν ζην IEEE πνπ ην δηαρεηξίδεηαη είλαη ην 10Base2. Σν 2 ζηελ νλνκαζία ππνδεηθλχεη φηη ε κέγηζηε απφζηαζε θάιπςεο είλαη ηα 200 κέηξα. Υξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο ζε ζρνιηθά δίθηπα. Σν ρνληξφ νκναμνληθφ θαιψδην (thick coaxial cable) αλαθέξεηαη θαη σο thicknet πεξηγξάθεηαη απφ ην 10Base5 πξφηππν ηνπ ΗΔΔΔ. πσο θαη πξηλ, ην 5 αλαθέξεηαη ζηα 500 κέηξα δπλαηήο απφζηαζεο. Σν επηπιένλ ραξαθηεξηζηηθφ πνπ έρεη, είλαη έλα επηπξφζζεην θάιπκκα ην νπνίν ην πξνζηαηεχεη απφ ηελ πγξαζία. Δίλαη άθακπην θαη δχζθνιν ζηελ εγθαηάζηαζε θαη ρξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο ζε δίθηπα κεγάισλ απνζηάζεσλ. Σν νκναμνληθφ θαιψδην ζεσξείηαη σο έλα απφ ηα πην επέιηθηα κέζα κεηάδνζεο θαη νη πην ζεκαληηθέο εθαξκνγέο ηνπ είλαη: 181

182 Ζ καθξηλήο απνζηάζεσο ηειεθσλία θαη κεηάδνζε ηειενπηηθνχ ζήκαηνο Ζ δηαλνκή ηειενπηηθνχ ζήκαηνο Ζ θαισδίσζε ηνπηθψλ δηθηχσλ Ζ κηθξνχ κήθνπο ζχλδεζε ζπζηεκάησλ Δμαηηίαο ηεο κφλσζεο ηνπ θαη ηεο νκφθεληξεο θαηαζθεπήο ηνπ, ην νκναμνληθφ θαιψδην επεξεάδεηαη ιηγφηεξν απφ ηηο παξεκβνιέο θαη ηνλ ζφξπβν απφ φηη ην θαιψδην ζπλεζηξακκέλνπ δεχγνπο Καιώδην ζπλεζηξακκέλνπ δεύγνπο Έλα θαιψδην ζπλεζηξακκέλνπ δεχγνπο απνηειείηαη απφ δχν κνλσκέλα ράιθηλα ζχξκαηα ηνπνζεηεκέλα ζε κία θαλνληθή ζπεηξνεηδή δηάηαμε. Δλα δεχγνο ζπξκάησλ απηνχ ηνπ είδνπο απνηειεί έλα κνλαδηαίν επηθνηλσληαθφ ζχλδεζκν. πλήζσο έλαο αξηζκφο απφ ηέηνηα δεχγε νκαδνπνηνχληαη ζε έλα θαιψδην ηπιίγνληαο ηα κε κία αλζεθηηθή πξνζηαηεπηηθή επηθάιπςε. ηαλ πξφθεηηαη γηα κεγάιεο απνζηάζεηο ηα θαιψδηα κπνξνχλ λα πεξηέρνπλ εθαηνληάδεο δεπγψλ. Ζ ζπζηξνθή ησλ αλεμάξηεησλ δεπγαξηψλ ειαρηζηνπνηεί ηελ ειεθηξνκαγλεηηθή παξεκβνιή κεηαμχ ηνπο. Σν πάρνο ησλ ζπξκάησλ ελφο δεπγαξηνχ κπνξεί λα είλαη απφ έσο ίληζεο. Σν ζπλεζηξακκέλν δεχγνο απνηειεί ην πην δηαδεδνκέλν κέζν κεηάδνζεο ηφζν αλαινγηθψλ φζν θαη ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ. Απνηειεί ηελ βάζε ηνπ ηειεθσληθνχ ζπζηήκαηνο θαη ρξεζηκνπνηείηαη θαη γηα ηελ δεκηνπξγία ηνπηθψλ δηθηχσλ. ηαλ κεηαδίδνληαη κέζσ ηνπ δεχγνπο αλαινγηθά ζήκαηα είλαη απαξαίηεηε ε ρξήζε εληζρπηψλ θάζε 5 κε 6 ρηιηφκεηξα. ηελ πεξίπησζε κεηάδνζεο ςεθηαθψλ ζεκάησλ είλαη απαξαίηεηε ε ρξήζε επαλαιεπηψλ θάζε 2 ή 3 ρηιηφκεηξα. Σν δεχγνο είλαη ηδηαίηεξα επαίζζεην ζηηο παξεκβνιέο θαη ζηνλ ζφξπβν πνπ πξνέξρνληαη απφ ειεθηξνκαγλεηηθά πεδία. Δηθόλα 70: πλεζηξακκέλν δεύγνο Οη δηπιαγσγνί πξνζθέξνπλ επθνιία ζηελ εγθαηάζηαζε θαη είλαη ηθαλνί γηα ζπλδέζεηο κέρξη 100 κέηξα. Δίλαη ε πην δεκνθηιήο επηινγή γηα ζρνιηθά δίθηπα. Γηαθξίλνληαη ζε 5 θαηεγνξίεο βάζεη ραξαθηεξηζηηθψλ. Category 1 Voice Only (Telephone Talk) Category 2 Data to 4Mbps (Local Talk) Category 3 Data to 10Mbps (Ethernet) Category 4 Data to 20Mbps (16Mbps Token Ring) Category 5 Data to 100Mbps (Fast Ethernet) 182

183 Categoty 6 Data to 1Gbps (Gigabit Ethernet) Ζ θαηεγνξία 5 ζπλαληάηαη ζπλήζσο ζε 10Mbps Ethernet δίθηπα. Σν πξσηφθνιιν πνπ πεξηγξάθεη ηελ κεηάδνζε πάλσ απφ δηπιαγσγνχο θαηεγνξίαο 3,4 θαη 5 είλαη ην 10BaseT ηνπ ΗΔΔΔ 802.3i. Ο ζπλήζεο connector γηα έλαλ δηπιαγσγφ είλαη ν RJ-45, ν νπνίνο κνηάδεη κε ηνπο ηειεθσληθνχο connectors. Παξ φιν πνπ νη δηπιαγσγνί ζπλήζσο ζπλδένληαη κε ηελ νηθηαθή ρξήζε, απαληψληαη θαη ζε εγθαηάζηαζε νξηδνληίνπ δηθηχνπ LAN επεηδή είλαη θζελφηεξν απφ ην νκναμνληθφ θαιψδην Οπηηθή Ίλα Ζ νπηηθή ίλα είλαη έλα ιεπηφ (2 έσο 125 κm), εχθακπην κέζν ηθαλφ λα κεηαθέξεη κία νπηηθή αθηίλα. Γηα ηελ θαηαζθεπή ηεο ρξεζηκνπνηείηαη πιαζηηθφ θαη γπαιί δηαθφξσλ εηδψλ. Έλα θαιψδην νπηηθήο ίλαο έρεη θπιηλδξηθφ ζρήκα θαη απνηειείηαη απφ ηξεηο νκφθεληξνπο ηνκείο, ηνλ ππξήλα (core), ηελ επέλδπζε (cladding) θαη ην ρηηψλην (jacket). Ο ππξήλαο είλαη ν εζσηεξηθφηεξνο ηνκέαο θαη απνηειείηαη απφ κία ή πεξηζζφηεξεο πνιχ ιεπηέο ίλεο γπαιηνχ ή πιαζηηθνχ. Κάζε ίλα έρεη ηελ δηθή ηεο επέλδπζε απφ γπαιί ή πιαζηηθφ κε νπηηθέο ηδηφηεηεο δηαθνξεηηθέο απφ απηέο ηνπ ππξήλα. Σν ρηηψλην είλαη ν εμσηεξηθφο ηνκέαο ηνπ θαισδίνπ θαη πεξηθιείεη ηηο επελδπκέλεο ίλεο. Απνηειείηαη απφ πιαζηηθφ θαη άιια πιηθά κε ζηφρν ηελ πξνζηαζία ησλ ηλψλ απφ πεξηβαιινληηθνχο θηλδχλνπο φπσο ε πγξαζία, νη πηέζεηο θ.ιπ. Δηθόλα 71: Οπηηθή Ίλα Ζ θαηαζθεπή πξαθηηθψλ επηθνηλσληαθψλ ζπζηεκάησλ νπηηθήο ίλαο απνηέιεζε κία απφ ηηο κεγαιχηεξεο πξνφδνπο ζηνλ ηνκέα ηεο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Σα θχξηα ραξαθηεξηζηηθά πνπ δηαθνξνπνηνχλ ηα θαιψδηα νπηηθψλ ηλψλ απφ ηα δχν πξνεγνχκελα είδε θαισδίσλ είλαη: Μεγαιχηεξν εχξνο δψλεο Μηθξφ κέγεζνο θαη βάξνο Μηθξή εμαζζέλεζε ζήκαηνο Πξνζηαζία έλαληη ειεθηξνκαγλεηηθψλ παξεκβνιψλ Μεγαιχηεξε απφζηαζε κεηαμχ επαλαιεπηψλ Ζ ρξήζε θαισδίσλ νπηηθψλ ηλψλ είλαη ηδηαίηεξα επεξγεηηθή γηα ηηο παξαθάησ πέληε βαζηθέο θαηεγνξίεο εθαξκνγψλ: 183

184 1. Κεληξηθνχο δηαχινπο κεγάινπ κήθνπο (Long haul trunks). Οη δίαπινη απηνί έρνπλ κέζν κήθνο 1500 ρηιηφκεηξα θαη κεηαθέξνπλ 20 έσο 60 ρηιηάδεο θαλάιηα θσλήο. 2. Κεληξηθνχο δηαχινπο αζηηθήο πεξηνρήο (Metropolitan trunks). Οη δίαπινη απηνί έρνπλ κέζν κήθνο 12.5 ρηιηφκεηξα θαη κεηαθέξνπλ έσο 100 ρηιηάδεο θαλάιηα θσλήο. 3. Κεληξηθνχο δηαχινπο επαξρηψλ (Rural exchange trunks). Οη δίαπινη απηνί έρνπλ κήθνο απφ 40 έσο 160 ρηιηφκεηξα θαη κεηαθέξνπλ έσο 5 ρηιηάδεο θαλάιηα θσλήο, ρξεζηκνπνηνχληαη δε ζηελ ζχλδεζε επαξρηαθψλ πφιεσλ θαη ρσξηψλ. 4. Σνπηθνχο βξφγρνπο (Local loops). Σνπηθφο βξφγρνο είλαη ε ζχλδεζε απφ ην θέληξν ζηνλ ζπλδξνκεηή. Ζ ρξήζε νπηηθψλ ηλψλ ζε απηέο ηηο ζπλδέζεηο επηηξέπεη ηελ κεηαθνξά πξνο ηνλ ζπλδξνκεηή φρη κφλν θσλήο θαη δεδνκέλσλ αιιά θαη αθίλεηεο θαη θηλνχκελεο εηθφλαο. 5. Σνπηθά δίθηπα. Ζ ρξήζε νπηηθψλ ηλψλ ζηα ηνπηθά δίθηπα επηηξέπεη ηαρχηεηεο άλσ ησλ 100 Mbps θαη ππνζηήξημε εθαηνληάδσλ ζηαζκψλ. Ζ νπηηθή ίλα κεηαδίδεη κία αθηίλα θσηφο κέζσ ηνπ θαηλνκέλνπ ηεο νιηθήο εζσηεξηθήο αλάθιαζεο (total internal reflection). Ζ νιηθή εζσηεξηθή αλάθιαζε απαληάηαη ζε θάζε δηαθαλέο κέζν πνπ έρεη πςειφηεξν δείθηε refraction απφ ην πεξηβάιινλ κέζν. Σν θψο απφ θάπνηα πεγή εηζέξρεηαη ζηνλ γπάιηλν ή πιαζηηθφ ππξήλα ηεο ίλαο θαη νη αθηίλεο κε κηθξή αθηίλα αλαθιψληαη θαη κεηαδίδνληαη θαηά κήθνο ηεο ίλαο ελψ φιεο νη άιιεο αθηίλεο απνξξνθνχληαη απφ ηελ επέλδπζε. Απηφ ην είδνο νλνκάδεηαη πνιχηξνπε (multimode) κεηάδνζε, ιφγσ ηεο πιεζψξαο ησλ γσληψλ πνπ επηηξέπνπλ ηελ αλάθιαζε. ζν κεηψλεηαη ε αθηίλα ηνπ ππξήλα ηεο νπηηθήο ίλαο ηφζν ιηγφηεξεο γσλίεο πξνθαινχλ αλάθιαζε. Αλ ε αθηίλα ηνπ ππξήλα κεησζεί ζηελ ηάμε κεγέζνπο ηνπ κήθνπο θχκαηνο ηφηε κφλν κία γσλία κπνξεί λα αλαθιαζηεί θαη είλαη απηή πνπ αληηζηνηρεί ζηελ αμνληθή αθηίλα (axial ray). Ο ηξφπνο απηφ κεηάδνζεο νλνκάδεηαη κνλνηξνπηθή (single mode) κεηάδνζε. Ζ κνλνηξνπηθή κεηάδνζε έρεη πνιχ θαιχηεξε απφδνζε απφ ηελ πνιπηξνπηθή. Καηά ηελ πνιπηξνπηθή κεηάδνζε ππάξρνπλ πνιιαπιά κνλνπάηηα κεηάδνζεο κε δηαθνξεηηθφ κήθνο θαη ζπλεπψο ρξφλν δηαδξνκήο κέζα ζηελ νπηηθή ίλα. Σν γεγνλφο απηφ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηνλ επεξεαζκφ ηνπ ξπζκνχ νξζήο ιήςεο ησλ δεδνκέλσλ. Καηά ηελ κνλνηξνπηθή κεηάδνζε ππάξρεη κφλν έλα κνλνπάηη κεηάδνζεο θαη έηζη απνθεχγεηαη ην παξαπάλσ πξφβιεκα. Τπάξρεη θαη έλαο ηξίηνο, ελδηάκεζνο, ηξφπνο κεηάδνζεο πνπ νλνκάδεηαη πνιπηξνπηθή βαζκσηνχ δείθηε (multimode graded index) κεηάδνζε. ε απηή ε αλάθιαζε είλαη κεηαβιεηή επηηξέπνληαο έηζη ηελ απνδνηηθφηεξε εζηίαζε ησλ αθηίλσλ. ηα νπηηθά ζπζηήκαηα σο πεγέο θσηφο ρξεζηκνπνηνχληαη δχν δηαθνξεηηθνί κεραληζκνί, ην LED (Light Emitting Diode) θαη ην ILD (Injection Laser Diode). Σν LED είλαη πην θζελφ, ιεηηνπξγεί ζε κεγαιχηεξν εχξνο ζεξκνθξαζηψλ θαη έρεη κεγαιχηεξε δηάξθεηα δσήο. Σν ILD είλαη πην απνδνηηθφ θαη κπνξεί λα ππνζηεξίμεη πςειφηεξνπο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. αλ απνδέθηεο ησλ θσηεηλψλ θπκάησλ ρξεζηκνπνηείηαη ε θσηνδίνδνο θαη πην ζπγθεθξηκέλα νη ηχπνη PIN θαη APD. Ζ βαζηθή ιεηηνπξγία ησλ απνδεθηψλ απηψλ είλαη ε κέηξεζε ησλ θσηνλίσλ πνπ θαηαθζάλνπλ κέζσ ηεο νπηηθήο ίλαο. 184

185 Αλεμάξηεηα απφ ηελ πεγή θσηφο θαη ηνλ ηξφπν κεηάδνζεο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη, έρεη παξαηεξεζεί φηη ην θσο κεηαδίδεηαη θαιχηεξα φηαλ επηιέγνληαη ηξία μερσξηζηά "παξάζπξα" κήθνπο θχκαηνο κε θέληξν ηα 850, 1300 θαη 1500 nm Μηθξνθπκαηηθή δεύμε Μηα κηθξνθπκαηηθή δεχμε απνηειείηαη απφ δχν θεξαίεο κηθξνθπκάησλ πνπ έρνπλ ζρήκα παξαβνιηθνχ «πηάηνπ» θαη νη νπνίεο βξίζθνληαη ζε επζεία ζέαζεο (line of sight) ε κία κε ηελ άιιε. Σα κηθξνθχκαηα κεηαδίδνληαη κεηαμχ ηνπο κέζσ κίαο ζηελήο αθηίλαο, νη δε θεξαίεο ζπλήζσο ηνπνζεηνχληαη αξθεηά πςειφηεξα απφ ην έδαθνο ψζηε λα απμάλεηαη ε απφζηαζε κεηαμχ ηνπο θαη λα γίλεηαη δπλαηή ε κεηάδνζε ησλ κηθξνθπκάησλ πάλσ απφ παξεκβαιιφκελα εκπφδηα. Γηα λα επηηεπρζεί κεγάινπ κήθνπο κεηάδνζε γίλεηαη ρξήζε ζεηξψλ πνιιαπιψλ πχξγσλ αλακεηάδνζεο (relay towers) πνπ ζρεκαηίδνπλ έηζη κηθξνθπκαηηθέο ζπλδέζεηο ζεκείνπ-πξνο-ζεκείν. Ζ θχξηα ρξήζε ησλ επίγεησλ κηθξνθπκαηηθψλ δεχμεσλ είλαη νη κεγάινπ κήθνπο ηειεπηθνηλσλίεο φπνπ νη δεχμεηο ρξεζηκνπνηνχληαη ζαλ αληηθαηαζηάηεο ηνπ νκναμνληθνχ θαισδίνπ γηα ηελ κεηαθνξά θσλήο θαη ηειενπηηθνχ ζήκαηνο. Αλ θαη ε κηθξνθπκαηηθή δεχμε απαηηεί πξνζαλαηνιηζκφ ησλ θεξαηψλ ζε γξακκή ζέαζεο σζηφζν ρξεηάδεηαη κηθξφηεξνο αξηζκφο εληζρπηψλ ή επαλαιεπηψλ ζε ζρέζε κε ην νκναμνληθφ θαιψδην. Μηα αθφκα ρξήζε ησλ κηθξνθπκαηηθψλ δεχμεσλ είλαη ε κηθξνχ κήθνπο ζεκείνπ-πξνο-ζεκείν ζχλδεζε θηηξίσλ γηα ηελ κεηαθνξά ηειενπηηθνχ ζήκαηνο θιεηζηνχ θπθιψκαηνο ή γηα ηελ δεκηνπξγία ζπλδέζεσλ δεδνκέλσλ κεηαμχ ηνπηθψλ δηθηχσλ. Οη πην θνηλέο ζπρλφηεηεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ κεηάδνζε είλαη κεηαμχ 2 θαη 40 GHz, πνπ δίλνπλ ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ απφ 2 έσο θαη πάλσ απφ 274 Mbps. ζν πςειφηεξε είλαη ε ζπρλφηεηα κεηάδνζεο ηφζν κεγαιχηεξνο είλαη ν δπλαηφο ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. πσο θαη κε θάζε άιιν ζχζηεκα κεηάδνζεο ε θχξηα πεγή πξνβιεκάησλ ζηηο δεχμεηο είλαη ε κείσζε ηεο ηζρχο ηνπ ζήκαηνο. Ζ κείσζε απηή κεηαβάιιεηαη ζε ζρέζε κε ην ηεηξάγσλν ηεο απφζηαζεο θαη επεξεάδεηαη πνιχ απφ ηελ βξνρφπησζε. Σα απνηειέζκαηα απηά είλαη ηδηαίηεξα εκθαλή φηαλ ε ζπρλφηεηα κεηάδνζεο είλαη κεγαιχηεξε ησλ 10 GHz. Ζ ηνπνζέηεζε ησλ εληζρπηψλ ή επαλαιεπηψλ ζε έλα κηθξνθπκαηηθφ ζχζηεκα γίλεηαη ζε απνζηάζεηο κεηαμχ 10 έσο θαη 100 ρηιηνκέηξσλ. Μία άιιε πεγή πξνβιεκάησλ είλαη ε παξεκβνιή πνπ πξνθαιείηαη ιφγσ επηθάιπςεο ησλ πεξηνρψλ κεηάδνζεο. Γηα ην ιφγν απηφ ε αλάζεζε ησλ δσλψλ ζπρλνηήησλ ειέγρεηαη πνιχ απζηεξά. Γηα κεγάινπ κήθνπο ηειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο ρξεζηκνπνηνχληαη νη δψλεο ησλ 4, 6 θαη 11 GHz ελψ γηα ηελ δηαλνκή ζήκαηνο γηα ηελ θαισδηαθή ηειεφξαζε ρξεζηκνπνηείηαη ε δψλε ησλ 12 GHz. Σέινο γηα ηελ κηθξνχ κήθνπο ζχλδεζε κεηαμχ θηηξίσλ ρξεζηκνπνηείηαη ε δψλε ησλ 22 GHz Γνξπθνξηθή δεύμε Έλαο δνξπθφξνο ηειεπηθνηλσληψλ είλαη ζηελ πξαγκαηηθφηεηα έλαο ζηαζκφο αλακεηάδνζεο κηθξνθπκάησλ. Υξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ ζχλδεζε δχν ή πεξηζζνηέξσλ επίγεησλ κηθξνθπκαηηθψλ πνκπψλ/δεθηψλ. Ο δνξπθφξνο δέρεηαη κεηαδφζεηο ζε κία δψλε ζπρλνηήησλ (uplink), εληζρχεη (ζε πεξίπησζε αλαινγηθήο κεηάδνζεο) ή επαλαιακβάλεη (ζε πεξίπησζε ςεθηαθήο κεηάδνζεο) ην ζήκα θαη ην αλακεηαδίδεη ζε 185

186 κία άιιε ζπρλφηεηα (downlink). Έλαο ηξνρηαθφο δνξπθφξνο ιεηηνπξγεί ζε έλαλ αξηζκφ δσλψλ ζπρλνηήησλ πνπ νλνκάδνληαη transponder channels. Τπάξρνπλ δχν ζπλήζεηο ρξήζεηο δνξπθνξηθψλ δεχμεσλ. ηελ πξψηε πεξίπησζε, ν δνξπθφξνο παξέρεη κηα ζχλδεζε ζεκείνπ-πξνο-ζεκείν κεηαμχ δχν απνκαθξπζκέλσλ επίγεησλ ζηαζκψλ. ηε δεχηεξε πεξίπησζε, παξέρεη επηθνηλσλία κεηαμχ ελφο επίγεηνπ πνκπνχ θαη ελφο αξηζκνχ επίγεησλ δεθηψλ. Γηα ηελ επηηπρή ιεηηνπξγία ελφο επηθνηλσληαθνχ δνξπθφξνπ, ππάξρεη ε γεληθή απαίηεζε λα βξίζθεηαη ζε ζηαζεξή ζέζε ζε ζρέζε κε θάπνην επίγεην ζεκείν. ε αληίζεηε πεξίπησζε δελ ζα κπνξνχζε λα είλαη ζπλέρεηα ζηελ γξακκή ζέαζεο ησλ επίγεησλ ζηαζκψλ ηνπ. Γηα ηελ επίηεπμε ησλ παξαπάλσ Θα πξέπεη ε πεξίνδνο πεξηζηξνθήο ηνπ λα είλαη ίζε κε ηελ πεξίνδν πεξηζηξνθήο ηεο Γεο. Ζ ηζφηεηα απηή επηηπγράλεηαη ζε χςνο ρηιηνκέηξσλ. Γχν δνξπθφξνη πνπ ιεηηνπξγνχλ ζην ίδην εχξνο δψλεο πξέπεη λα απέρνπλ κεηαμχ ηνπο ηθαλή απφζηαζε ψζηε λα κελ πξνθαινχληαη παξεκβνιέο. Ζ απφζηαζε απηή είλαη 4 κνίξεο γσληαθήο απφθιηζεο κεηξεκέλεο απφ ηελ Γε γηα ηελ δψλε ησλ 4/6 GHz θαη 3 κνίξεο γηα ηελ δψλε ησλ 12/14 GHz. Ο ηειεπηθνηλσληαθφο δνξπθφξνο απνηειεί ηερλνινγηθή επαλάζηαζε αληίζηνηρε κε απηή ηεο ρξήζεο νπηηθψλ ηλψλ. Μεηαμχ ησλ πην ζεκαληηθψλ εθαξκνγψλ ηνπ είλαη: Ζ δηαλνκή ηειενπηηθνχ ζήκαηνο Ζ ηειεθσληθή κεηάδνζε κεγάινπ κήθνπο Ζ δηθηχσζε ηδησηηθψλ επηρεηξήζεσλ Ζ βέιηηζηε δψλε ζπρλνηήησλ γηα δνξπθνξηθέο δεχμεηο είλαη κεηαμχ 1 θαη 10 GHz. Κάησ απφ 1 GHz ππάξρεη ζεκαληηθφο ζφξπβνο απφ θπζηθέο πεγέο (γαιαμηαθφο, ειηαθφο ζφξπβνο) ελψ πάλσ απφ 10 GHz ην ζήκα ράλεη ζεκαληηθφ κέξνο ηεο ηζρχο ηνπ ιφγσ αηκνζθαηξηθήο απνξξφθεζεο. Οη πεξηζζφηεξνη δνξπθφξνη πνπ παξέρνπλ ζπλδέζεηο ζεκείνπ πξνο ζεκείν ρξεζηκνπνηνχλ γηα ηελ κεηάδνζε απφ ηελ Γε ζην δνξπθφξν ζπρλφηεηεο ζηελ δψλε ησλ 5,925 έσο 6,425 GHz ελψ γηα ηελ κεηάδνζε απφ ηνλ δνξπθφξν ζηε Γε ρξεζηκνπνηνχλ ζπρλφηεηεο κε εχξνο δψλεο απφ 3,7 έσο 4,2 GHz. Απηφο ν ζπλδπαζκφο ζπρλνηήησλ αλαθέξεηαη ζαλ δψλε ησλ 4/6 GHz ή δψλε C. Ζ δηαθνξνπνίεζε ζηηο ζπρλφηεηεο ιήςεο θαη κεηάδνζεο είλαη αλαγθαία ψζηε λα κελ δεκηνπξγνχληαη παξεκβνιέο. Ζ κεγάιε φκσο ρξεζηκνπνίεζε ηεο δψλεο απηήο νδήγεζε ζηελ δεκηνπξγία κίαο θαηλνχξγηαο δψλεο, δψλε Ku, πνπ θάλεη ρξήζε ησλ ζπρλνηήησλ απφ 14 έσο 14,5 GHz γηα uplink ζπλδέζεηο θαη ησλ ζπρλνηήησλ 11,7 έσο 12,2 GHz γηα ηηο downlink ζπλδέζεηο. Αλ θαη ε δψλε απηή, πνπ επίζεο νλνκάδεηαη δψλε 12/14 GHz, βξίζθεηαη εθηφο ηεο βέιηηζηεο δψλεο ζπρλνηήησλ, ε δεκηνπξγία ηεο θξίζεθε απαξαίηεηε θαζψο φιεο νη άιιεο ζπρλφηεηεο, πέξαλ απηψλ ηεο δψλεο C παξνπζίαδαλ ηζρπξέο παξεκβνιέο ιφγσ ησλ επίγεησλ κηθξνθπκαηηθψλ δεχμεσλ. Οη δνξπθνξηθέο δεχμεηο παξνπζηάδνπλ αξθεηέο ηδηαηηεξφηεηεο κε πην ζεκαληηθέο ηελ θαζπζηέξεζε δηάδνζεο πνπ θηάλεη ηα 240 έσο 300 ms απφ ηνλ επίγεην πνκπφ έσο ηνλ επίγεην δέθηε θαη ηελ broadcast θχζε ηνπ κέζνπ. 186

187 Ραδηνθσληθή Εεύμε Ζ βαζηθή δηαθνξά κεηαμχ ηεο ξαδηνθσληθήο θαη ηεο κηθξνθπκαηηθήο δεχμεο είλαη φηη ε πξψηε γίλεηαη πξνο θάζε θαηεχζπλζε ελψ ε δεχηεξε είλαη εζηηαδφκελε. Οη ξαδηνθσληθέο δεχμεηο ρξεζηκνπνηνχλ ζπρλφηεηεο ηεο VHF θαη UHF δψλεο θαη ζπγθεθξηκέλα απφ 30 MHz έσο 1 GHz. Δθηφο ησλ ηππηθψλ ρξήζεσλ ηνπο, νη ξαδηνθσληθέο δεχμεηο ρξεζηκνπνηνχληαη θαη γηα ηελ δεκηνπξγία packet radio ζπζηεκάησλ πνπ θάλνπλ ρξήζε επίγεησλ θεξαηψλ γηα ηελ ζχλδεζε πνιιψλ πεξηνρψλ ζε έλα δίθηπν κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Γηα ηελ επηθνηλσλία ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ ην θχξην κεηνλέθηεκα πνπ παξνπζηάδεη ε ρξήζε ξαδηνθσληθψλ δεχμεσλ είλαη ν κηθξφο ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, πνπ βξίζθεηαη ζηε πεξηνρή ησλ kilobit αληί γηα ηελ πεξηνρή ησλ megabit. Ζ θχξηα πεγή πξνβιεκάησλ ησλ ξαδηνθσληθψλ δεχμεσλ είλαη ε παξεκβνιή πνιιαπιψλ κνλνπαηηψλ (multipath interference). Ζ αλάθιαζε πνπ πξνθαινχλ ηα θπζηθά εκπφδηα, ην λεξφ θαζψο θαη ηα θαηαζθεπαζκέλα απφ ηνλ άλζξσπν αληηθείκελα (θηίξηα, αεξνπιάλα, θ.ιπ.), κπνξεί λα δεκηνπξγήζεη πνιιαπιά κνλνπάηηα κεηαμχ πνκπνχ θαη δέθηε, κε απνηέιεζκα ηελ επαλάιεςε ηνπ ζήκαηνο ΓΟΜΖ ΣΖ ΣΤΠΟΠΟΗΖΖ ηνηρεία ηεο δνκήο ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ ζπζηήκαηνο θαισδίσζεο απνηεινχλ ηα αθφινπζα ππνζπζηήκαηα: Οξηδόληηα Καισδίσζε Δίλαη ην ηκήκα ηνπ δηθηχνπ πνπ ζπλδέεη ηηο ηειεπηθνηλσληαθέο πξίδεο ησλ ρψξσλ εξγαζίαο, κε ηνπο θαηαλεκεηέο νξφθνπ. Πεξηιακβάλεη ηνλ θαηαλεκεηή νξφθνπ, ηηο θαισδηψζεηο κεηαμχ απηνχ θαη ησλ ηειεπηθνηλσληαθψλ πξηδψλ, ηηο ηειεπηθνηλσληαθέο πξίδεο, ηηο δηαηάμεηο ηεξκαηηζκνχ ησλ θαισδίσλ ζηνπο θαηαλεκεηέο νξφθνπ θαη ηηο πξίδεο θαη ηελ κεηθηνλφκεζε κε ελεξγφ εμνπιηζκφ. Δηθόλα 72: Οξηδόληηα Καισδίσζε Ζ ηνπνινγία ηεο Οξηδφληηαο Καισδίσζεο Οξφθνπ είλαη ηεξαξρηθνχ αζηέξα, κε θέληξν ηνλ θαηαλεκεηή νξφθνπ. ε πεξηπηψζεηο νξφθσλ κε πνιχ ιίγεο πξίδεο, απηέο κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ ζηνπο θαηαλεκεηέο ηνπ πξνεγνχκελνπ ή επφκελνπ νξφθνπ. πλήζσο ηνπνζεηείηαη έλαο ηνπιάρηζηνλ θαηαλεκεηήο αλά φξνθν ή επηθάλεηα νξφθνπ 1000 η.κ. 187

188 Καηαθόξπθε Καισδίσζε Ζ θαηαθφξπθε θαισδίσζε πξννξίδεηαη λα παξέρεη δηαζπλδέζεηο κεηαμχ θαηαλεκεηψλ νξφθσλ, ρψξνπ ηειεπηθνηλσληαθψλ ζπζθεπψλ θαη ζεκείνπ εηζαγσγήο ζην θηίξην. Ζ θαηαθφξπθε θαισδίσζε απνηειείηαη απφ ηα θαισδηαθά κέζα κεηάδνζεο, ηα ελδηάκεζα θαη ην θχξην ζεκείν κεηθηνλφκεζεο θαη ηνπο κεραληθνχο ηεξκαηηζκνχο ησλ θαισδίσλ θνξκνχ. Δπίζεο ε θαηαθφξπθε θαισδίσζε πεξηιακβάλεη θαη ηα θαισδηαθά κέζα κεηαμχ θηηξίσλ, ζηελ πεξίπησζε πνπ νη θαηαλεκεηέο, ε αίζνπζα επηθνηλσληαθνχ εμνπιηζκνχ θαη ε εηζαγσγή θηηξίνπ βξίζθνληαη ζε δηαθνξεηηθά θηίξηα. Δηθόλα 73: Καηαθόξπθε Καισδίσζε ε θάζε θηίξην κπνξεί λα ππάξρνπλ πεξηζζφηεξα ηνπ ελφο ζπζηήκαηα θαηαθφξπθεο θαισδίσζεο. Καηά ηελ ράξαμε ησλ δηνδεχζεσλ ηεο θαηαθφξπθεο θαισδίσζεο πξέπεη λα ιακβάλεηαη κέξηκλα ψζηε λα απνθεχγεηαη ε γεηηλίαζε κε πεγέο πςεινχ επηπέδνπ ειεθηξνκαγλεηηθψλ παξεκβνιψλ. ε πεξίπησζε πνπ απηφ είλαη αδχλαην, είλαη πξνηηκφηεξν λα ρξεζηκνπνηείηαη θαιψδην νπηηθψλ ηλψλ. Λφγσ ηεο πιεζψξαο ησλ ππεξεζηψλ θαη ηνπ κεγέζνπο ησλ εγθαηαζηάζεσλ πνπ πξννξίδεηαη λα εμππεξεηήζεη ε θαηαθφξπθε θαισδίσζε, ην πξφηππν αλαγλσξίδεη πεξηζζφηεξα απφ έλα κέζα κεηάδνζεο, πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ μερσξηζηά ή ζε ζπλδπαζκφ ζηελ θαηαθφξπθε θαισδίσζε Τπνζύζηεκα Θέζεο Δξγαζίαο Σα ζηνηρεία πνπ απνηεινχλ ηε ζέζε εξγαζίαο, εθηείλνληαη απφ ην ηέινο ηεο νξηδφληηαο θαισδίσζεο, πνπ είλαη ε πξίδα, σο ηνλ εμνπιηζκφ ηεο ζέζεο εξγαζίαο, πνπ κπνξεί λα είλαη νπνηνζδήπνηε ηχπνο ζπζθεπψλ, φπσο ηειέθσλα, ηεξκαηηθά θαη ππνινγηζηέο. Δπεηδή ε θαισδίσζε ηεο ζέζεο εξγαζίαο (απφ ηελ πξίδα ζηε ζπζθεπή) 188

189 είλαη ζπλήζσο πξνζσξηλή, πξέπεη λα ζρεδηάδεηαη έηζη ψζηε λα κπνξεί εχθνια λα αιιαρζεί. Ζ πξαθηηθή πνπ ζπλίζηαηαη εδψ είλαη ην ειεχζεξν θαιψδην. Σν κέγηζην κήθνο ηνπ θαισδίνπ ηεο ζέζεο εξγαζίαο έρεη θαζνξηζηεί ζηα 3κ. κσο ην φξην απηφ κπνξεί λα απμεζεί αξθεί λα κελ θαηαζηξαηεγείηαη ν πεξηνξηζκφο γηα κέγηζηε απφζηαζε 100κ. ( απφζηαζε πξίδαο-θαηαλεκεηή νξφθνπ +κήθνο θαισδίνπ ζέζεο εξγαζίαο) θαη λα έρεη ηα ίδηα ραξαθηεξηζηηθά κε ην νξηδφληην θαιψδην. ηαλ ζηε ζέζε εξγαζίαο απαηηνχληαη πξνζαξκνγέο, απηέο πξέπεη λα γίλνληαη εμσηεξηθά ζηελ πξίδα. Απηφ δηεπθνιχλεη ηελ ηήξεζε νκνηνκνξθίαο ζηελ νξηδφληηα θαισδίσζε θαη παξέρεη ηε δπλαηφηεηα ρξήζεο ηεο γηα δηαθνξεηηθνχο ηχπνπο ζπλδέζεσλ. Πξέπεη πάλησο λα αλαθεξζεί φηη νη πξνζαξκνγέο δελ ζεσξνχληαη κέξνο ηνπ πξνηχπνπ θαη ζε θάζε πεξίπησζε πξέπεη λα απνηεινχλ ηελ εμαίξεζε θαη φρη ηνλ θαλφλα. Ο ειάρηζηνο αξηζκφο ηειεπηθνηλσληαθψλ παξνρψλ είλαη θαη δπν αλά ζέζε εξγαζίαο θαη επαξθεί γηα ηελ θάιπςε ησλ αλαγθψλ ησλ γξαθεηαθψλ ρψξσλ. Γηα πεξηπηψζεηο ρψξσλ εηδηθήο ρξήζεο πξέπεη λα ιακβάλεηαη κέξηκλα ψζηε λα ηνπνζεηεζνχλ πεξηζζφηεξεο εθηηκψκελεο θαηά πεξίπησζε Καηαλεκεηήο Ο θαηαλεκεηήο γεληθά είλαη έλαο ρψξνο ζε θάζε φξνθν ελφο θηηξίνπ πνπ πξννξίδεηαη γηα ηε δηαζχλδεζε ηεο νξηδφληηαο θαισδίσζεο κε ηελ θαηαθφξπθε θαισδίσζε, ελψ κπνξεί λα απνηειεί έλα ελδηάκεζν ή ην θχξην ζεκείν κεηθηνλφκεζεο γηα δηαθνξεηηθά ηκήκαηα ηνπ ζπζηήκαηνο θαηαθφξπθεο θαισδίσζεο. Δπίζεο κπνξεί λα πεξηιακβάλεη ην ζεκείν νξηνζέηεζεο ηεο θαισδίσζεο, δειαδή ην αθξαίν ζεκείν ηεο θαισδίσζεο πνπ βξίζθεηαη ζην ζεκείν εηζαγσγήο ηνπ θηηξίνπ. Οη θαηαλεκεηέο γεληθά έρνπλ ηελ ινγηθή φηη νη ηεξκαηηζκνί ησλ θαισδίσλ πξέπεη λα γίλνληαη ζηαζεξά ζε νξηνισξίδεο, ελψ νη ζπλδέζεηο ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ εμνπιηζκνχ λα γίλνληαη κε κεηθηνλνκήζεηο. Ο ρψξνο ηνπ θαηαλεκεηή πξέπεη λα είλαη αθηεξσκέλνο κφλν ζε ηειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο θαη ζπλαθείο ιεηηνπξγίεο. Καλνληθά ζην ρψξν ηνπ θαηαλεκεηή δελ πξέπεη λα ππάξρνπλ άιιεο ειεθηξνινγηθέο εγθαηαζηάζεηο εθηφο απφ εθείλεο πνπ είλαη απαξαίηεηεο γηα ηηο ζπζθεπέο ηειεπηθνηλσληαθψλ θαη γεληθά αζζελψλ ξεπκάησλ. Κάζε θηίξην πξέπεη λα δηαζέηεη ηνπιάρηζηνλ έλα θαηαλεκεηή, ρσξίο λα ππάξρεη άλσ φξην ζην πιήζνο ησλ θαηαλεκεηψλ πνπ κπνξεί λα ππάξρνπλ. Δίλαη πξνηηκεηέν νη θαηαλεκεηέο λα ηνπνζεηνχληαη ζην κέζνλ ηνπ νξφθνπ θαη ηνπ θηηξίνπ, έηζη ψζηε λα κεηψλνληαη νη νξηδφληηεο απνζηάζεηο ησλ θαισδίσλ. Έλαο θαηαλεκεηήο ζα πξέπεη λα ππάξρεη ηνπιάρηζηνλ αλά φξνθν. Πξφζζεηνη θαηαλεκεηέο είλαη δπλαηφλ λα ππάξρνπλ φηαλ ε εμππεξεηνχκελε επηθάλεηα ηνπ νξφθνπ ππεξβαίλεη θάπνηα φξηα, ηππηθά ηα 1000η.κ. ή ε απφζηαζε ηνπ θαηαλεκεηή απφ ηελ πην αθξαία ζέζε εξγαζίαο ππεξβαίλεη ηα 90κ. Ο ηνπηθφο θαηαλεκεηήο, ζηνλ νπνίν θαηαιήγεη ε νξηδφληηα θαισδίσζε ηνπ νξφθνπ πνιιέο θνξέο αλαθέξεηαη θαη ζαλ «θαηαλεκεηήο νξφθνπ». Αλ ππάξρνπλ πεξηζζφηεξνη ηνπ ελφο θαηαλεκεηέο ζηνλ φξνθν, πξέπεη λα πξνβιεθζεί ηνπιάρηζηνλ έλαο θαισδηαθφο δξφκνο ζχλδεζεο κεηαμχ ηνπο, θαηά πξνηίκεζε ν ζπληνκφηεξνο. Ο ρψξνο ηνπ θαηαλεκεηή κπνξεί λα είλαη έλα κηθξφ, θιεηζηφ δσκάηην, πνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη ζαλ ρψξνο ζπζθεπψλ επηθνηλσλίαο. Δίλαη θπζηθφ ν ρψξνο ηνπ θεληξηθνχ θαηαλεκεηή λα είλαη κεγαιχηεξνο απφ ην ρψξν ελφο θαηαλεκεηή νξφθνπ, 189

190 γηαηί ζπλήζσο ζηεγάδεη θαη έλα πιήζνο απφ απαξαίηεηεο ηειεπηθνηλσληαθέο ζπζθεπέο, θαζψο θαη ηνλ ηεξκαηηζκφ ηεο νξηδφληηαο θαισδίσζεο ηνπ νξφθνπ, ζηνλ νπνίν βξίζθεηαη. Οη δηαζηάζεηο ηνπ ρψξνπ ηνπ θαηαλεκεηή θαζνξίδνληαη, θαηά πεξίπησζε, αλάινγα κε ην κέγεζνο ηνπ εμνπιηζκνχ, πνπ πξφθεηηαη λα ζηεγάζεη. Μηα ελδεηθηηθή ηηκή γηα θαηαλεκεηή νξφθνπ είλαη ηα 5η.κ. Καη γηα θεληξηθφ θαηαλεκεηή ηνπιάρηζηνλ 10.ηκ. Κάζε θαηαλεκεηήο πξέπεη λα πεξηιακβάλεη απαξαίηεηα ηα αθφινπζα παζεηηθά ζηνηρεία: 1. Μεηαιιηθφ ηθξίσκα κε δηαζηάζεηο επαξθείο γηα ηε ζηέγαζε ησλ ζηνηρείσλ, πνπ πξννξίδνληαη λα αλαξηεζνχλ ζ απηφ θαη κε δπλαηφηεηα αζθάιηζεο. 2. χλζεηα πιαίζηα κεηθηνλφκεζεο (modular patch panels) γηα ηνλ ηεξκαηηζκφ ηεο νξηδφληηαο θαισδίσζεο. 3. Οπηηθφ θαηαλεκεηή γηα ηε ζχλδεζε νπηηθψλ ηλψλ ηεο θαηαθφξπθεο θαισδίσζεο 4. Οξηνισξίδεο γηα ηνλ ηεξκαηηζκφ πνιχδεπγσλ UTP θάζεησλ θαισδίσλ 5. Οδεγνχο θαισδίσλ γηα ηελ νξγάλσζε ησλ θαισδίσλ κεηθηνλφκεζεο Υώξνο ζπζθεπώλ επηθνηλσλίαο Ο ρψξνο ζπζθεπψλ επηθνηλσλίαο είλαη ην δσκάηην εθείλν ηνπ θηηξίνπ, πνπ θηινμελεί ηα θεληξηθά ηειεπηθνηλσληαθά ζπζηήκαηα, πνπ είλαη απαξαίηεην λα ζπλδεζνχλ ζην ζχζηεκα θαισδίσζεο αζζελψλ ξεπκάησλ ηνπ θηηξίνπ. Παξφιν πνπ ν ρψξνο ζπζθεπψλ επηθνηλσλίαο ζαθψο δηαθέξεη απφ ηνπο θαηαλεκεηέο, ιφγσ ηεο θχζεο ή ηεο πνιππινθφηεηαο ηνπ εμνπιηζκνχ πνπ πεξηέρεη, πνιιέο ή φιεο νη ιεηηνπξγίεο ελφο θαηαλεκεηή θαη θπξίσο ηνπ θεληξηθνχ παξέρνληαη απφ ην ρψξν ζπζθεπψλ επηθνηλσλίαο. ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο ν ρψξνο ζπζθεπψλ επηθνηλσλίαο πεξηέρεη ηνλ θεληξηθφ θαηαλεκεηή ηνπ θηηξίνπ. Κάζε θηίξην πεξηιακβάλεη έλα ηνπιάρηζηνλ ρψξν ζπζθεπψλ επηθνηλσλίαο. Πνιιαπινί ρψξνη ζπζθεπψλ επηθνηλσλίαο ζ έλα θηίξην είλαη δπλαηφλ λα ππάξρνπλ εθφζνλ απαηηείηαη, θάηη ηέηνην φκσο δελ ζπλίζηαηαη. Σν κέγεζνο ηνπ ρψξνπ απηνχ ππνινγίδεηαη κε βάζε ηνλ φγθν ησλ ζπζηεκάησλ πνπ ζα εγθαηαζηαζνχλ θαη ηηο απαηηήζεηο ηνπο ζε ειεχζεξν ρψξν. ε πεξίπησζε έιιεηςεο ηέηνησλ ζηνηρείσλ, ε έθηαζε απηνχ ηνπ ρψξνπ εθηηκάηαη ππνινγίδνληαο γηα θάζε 100η.κ. ρψξνπ ζέζεσλ εξγαζίαο 1η.κ. απηνχ ηνπ ρψξνπ. Ο ρψξνο ζπζθεπψλ επηθνηλσλίαο πξέπεη λα βξίζθεηαη θνληά ζηελ φδεπζε ηεο θαισδίσζεο θνξκνχ κε ηελ νπνία θαη ζπλδέεηαη. Καηά ηελ επηινγή ηνπ ρψξνπ πξέπεη λα ιεθζεί ζνβαξά ππφςε ε επθνιία επέθηαζεο ηεο αξρηθήο ηνπ δνκήο, γη απηφ επηζπκεηφ είλαη λα απνθεχγνληαη ρψξνη πνπ βξίζθνληαη δίπια ζε αλειθπζηήξεο, θσηαγσγνχο θιπ. Δπίζεο πξέπεη λα απνθεχγεηαη ε γεηηλίαζε ηνπ ρψξνπ κε ηζρπξέο πεγέο ειεθηξνκαγλεηηθήο παξεκβνιήο. Φσηνηππηθά κεραλήκαηα πξέπεη λα απέρνπλ ηνπιάρηζηνλ 3κ. απφ ην ρψξν ησλ ζπζθεπψλ επηθνηλσλίαο. ην ρψξν πξέπεη λα ππάξρεη δπλαηφηεηα θιηκαηηζκνχ γηα ηηο αλάγθεο ησλ ζπζθεπψλ θαη λα ιακβάλεηαη κέξηκλα γηα ηελ απνθπγή εηζξνήο ζθφλεο. ΑΝ ην θεληξηθφ ζχζηεκα θιηκαηηζκνχ δελ ιεηηνπξγεί ζπλερψο έηζη ψζηε λα θαιχπηεη ηηο αλάγθεο ησλ 190

191 ζπζθεπψλ ηνπ ρψξνπ, είλαη πξνηηκεηέν λα εγθαηαζηαζεί πξφζζεην απηφλνκν κεραλήκαηα θιηκαηηζκνχ γηα ην ρψξν απηφ. Ζ ηξνθνδνζία ηζρχνο ηνπ ρψξνπ πξέπεη λα εμαζθαιίδεηαη απφ εηδηθή παξνρή μερσξηζηνχ πίλαθα θαζψο επίζεο ηδηαίηεξε βαξχηεηα πξέπεη λα δίλεηαη ζηε ζσζηή γείσζε. Αλ ππάξρεη ε δπλαηφηεηα ζπζηήκαηνο UPS, είλαη θαιχηεξα ε παξνρή ηζρχνο λα γίλεηαη απφ ην UPS. Έλα UPS ηζρχνο κέρξη 100KVA κπνξεί λα εγθαηαζηαζεί ζηνλ ίδην ρψξν, ελψ αλ είλαη κεγαιχηεξεο ηζρχνο πξέπεη λα πξνβιέπεηαη μερσξηζηφο ρψξνο. Γηα ιφγνπο αζθαιείαο πξέπεη λα απαγνξεχεηαη ε πξνζπέιαζε ζην ρψξν απφ κε εμνπζηνδνηεκέλα άηνκα, γη απηφ πξέπεη λα έρεη ηε δπλαηφηεηα λα θιεηδψλεη εκείν Δηζαγσγήο ζην Κηίξην Σν ζεκείν εηζαγσγήο απνηειείηαη απφ ηα θαιψδηα, ηνλ εμνπιηζκφ δηαζχλδεζεο, γηα ηηο ζπζθεπέο πξνζηαζίαο θαη νηηδήπνηε άιιν εμνπιηζκφ απαηηείηαη γηα ηε ζχλδεζε ηνπ θηηξίνπ κε ηνλ έμσ θφζκν. Σν ζεκείν εηζαγσγήο κπνξεί λα πεξηιακβάλεη θαη ηηο εηζφδνπο ησλ ζηνηρείσλ, πνπ παξέρνπλ ηπρφλ δνξπθνξηθή ζχλδεζε. Σν ζεκείν εηζαγσγήο νπζηαζηηθά απνηειείηαη απφ ηελ εηζαγσγή ηνπ ΟΣΔ ζην θηίξην, θαζψο θαη ην ζεκείν εηζφδνπ, πνπ παξέρεη ηε ζχλδεζε κεηαμχ ησλ θηηξίσλ (δηαθηηξηαθή) θαη ζηελ ελδνθηηξηαθή θαηαθφξπθε θαισδίσζε θαη ιέγεηαη ελδνθηηξηαθφ ζεκείν εηζφδνπ. Σν ζεκείν νξηνζέηεζεο ηνπ δηθηχνπ βξίζθεηαη ζην ρψξν απηφ θαη είλαη ην ζεκείν δηαζχλδεζεο αλάκεζα ζηνλ θαηαλεκεηή ηνπ ΟΣΔ απφ ηε κηα πιεπξά θαη ηελ εζσηεξηθή θαισδίσζε θαη ηνλ εμνπιηζκφ δηθηχνπ απφ ηελ άιιε. Ζ ζέζε ηνπ ρψξνπ εηζαγσγήο, είλαη πξνηηκφηεξν λα βξίζθεηαη φζν πιεζηέζηεξα γίλεηαη ζηελ θαηαθφξπθε θαισδίσζε. Ηδηαίηεξνο ρψξνο γηα ην ζεκείν εηζαγσγήο δελ απαηηείηαη γηα θηίξην κε ρψξν ζέζεσλ εξγαζίαο κηθξφηεξν απφ 2000 η.κ. ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο σζηφζν, ν ρψξνο εηζαγσγήο ηνπ θηηξίνπ θηινμελείηαη ζηνλ ίδην ρψξν πνπ ζηεγάδεη ην ρψξν ζπζθεπψλ επηθνηλσλίαο θαη ην ζεκείν κεηθηνλφκεζεο. ηα ζεκεία ηεξκαηηζκνχ ησλ θαισδίσλ εηζφδνπ ζην θηίξην ζπλίζηαηαη ε εγθαηάζηαζε αληηθεξαπληθήο πξνζηαζίαο κε θαηάιιειεο δηαηάμεηο γηα ηελ πξνζηαζία ησλ ζπζθεπψλ πνπ ζπλδένληαη ζ απηά Γεηώζεηο Αλαπφζπαζην ζηνηρείν ελφο ζπζηήκαηνο θαισδίσζεο απνηεινχλ νη γεηψζεηο πνπ ην πξνζηαηεχνπλ. Δθηφο απφ ηελ πξνζηαζία ηνπ αλζξψπηλνπ πξνζσπηθνχ θαη ηνπ εμνπιηζκνχ απφ επηθίλδπλεο ηάζεηο, νη γεηψζεηο κπνξνχλ λα κεηψζνπλ ηελ επίδξαζε ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο παξεκβνιήο απφ θαη πξνο ην ηειεπηθνηλσληαθφ ζχζηεκα θαισδίσζεο Αθαηάιιειε γείσζε κπνξεί λα επλνήζεη παξεκβνιή επαγσγηθψλ ηάζεσλ ζηα ηειεπηθνηλσληαθά θπθιψκαηα. ην ζρεδηαζκφ ηνπ ζπζηήκαηνο γείσζεο πξέπεη νπσζδήπνηε λα αθνινπζνχληαη νη νδεγίεο θαη νη απαηηήζεηο γείσζεο ησλ θαηαζθεπαζηψλ ηνπ εμνπιηζκνχ. Δπηπιένλ θάζε θαηαλεκεηήο πξέπεη λα δηαζέηεη ηελ θαηάιιειε γείσζε. Ζ γείσζε πξέπεη λα είλαη δηαζέζηκε ζηα ηθξηψκαηα, ζηα πιαίζηα κεηθηνλφκεζεο, ζηνλ εμνπιηζκφ 191

192 ζπληήξεζεο θαη ειέγρνπ, ζηνλ ηειεπηθνηλσληαθφ εμνπιηζκφ θαη ζηνλ εμνπιηζκφ Ζ/Τ. Ζ γείσζε πξέπεη λα είλαη ζπλδεδεκέλε ζην εληαίν ζχζηεκα γείσζεο ηνπ ειεθηξηθνχ ζπζηήκαηνο ηνπ ρψξνπ, έηζη ψζηε λα είλαη ε ίδηα γηα φιεο ηηο ζπλδεδεκέλεο ζπζθεπέο. Σα θνπηηά ησλ θαηαλεκεηψλ πξέπεη λα είλαη γεησκέλα γηα ηελ αζθάιεηα ηνπ πξνζσπηθνχ, ζχκθσλα κε ηνπο ηζρχνληεο θαλνληζκνχο αζθαιείαο. Καιψδηα FTP γεηψλνληαη κφλνλ κέζσ patch panel θαη φρη θαη απφ άιια ελδηάκεζα ζεκεία ηνπ θαισδίνπ ή ηεο πξίδαο. Οξηζκέλνη θαηαζθεπαζηέο πνπ παξαζθεπάδνπλ κφλν UTP πξντφληα θαη πξνθεηκέλνπ λα απνζαξξχλνπλ ηε ρξήζε FTP θαισδίσλ, δηαδίδνπλ φηη ην θαιψδην FTP γηα κε δεκηνπξγήζεη πξνβιήκαηα απαηηεί γεηψζεηο φρη κφλν ζηα δχν άθξα ηνπ, αιιά θαη ζε πνιιά ελδηάκεζα ζεκεία. Απηφ ζεσξεηηθά είλαη αιεζέο. ηελ πξάμε φκσο δελ κπνξεί λα γίλεη εχθνια, αιιά θαη λα γίλεη, είλαη πνιχ πηζαλφλ φηη ζα δεκηνπξγήζεη ζνβαξέο παξελέξγεηεο ιφγσ ξεπκάησλ βξφγρνπ απφ ηελ ελδερφκελε χπαξμε πνιιαπιψλ κε ηζνδπλακηθψλ γεηψζεσλ. Σα patch panels γεηψλνληαη ζε εηδηθφ αγσγφ γεηψζεσο επάλσ ζηνλ νπνί ζπλδέεηαη επίζεο ην ζψκα ηνπ ηθξηψκαηνο, ην θνπηί, νη πφξηεο θιπ. Οη ζπλδέζεηο γίλνληαη κε πνιχθισλα θαιψδηα γεηψζεσλ ειάρηζηεο δηαηνκήο 2,5 ρηιηνζηψλ. Ο αγσγφο ηεο γεηψζεσο ηνπ θνπηηνχ ή ηνπ ηθξηψκαηνο (Rack) κε ηε ζεηξά ηνπ θαη κε πνιχθισλα θαιψδηα γεηψζεσλ ειάρηζηεο δηαηνκήο 6 ρηιηνζηψλ θαη ειάρηζηνλ, ζπλδέεηαη ζε θάπνην θχξην ζεκείν γείσζεο ηεο ειεθηξηθήο εγθαηαζηάζεσο. ηελ πεξίπησζε πνπ ππάξρνπλ ζην δίθηπν πνιιέο γεηψζεηο πξέπεη λα είλαη ηζνδπλακηθέο ή λα κελ ππάξρεη κεηαμχ ηνπο δηαθνξά κεγαιχηεξε ηνπ 1V RMS ΓΗΚΣΤΑΚΔ ΤΚΔΤΔ Hub Σν hub είλαη κηα δηθηπαθή ζπζθεπή πνπ επηηξέπεη ηελ δηαζχλδεζε πνιιψλ ππνινγηζηψλ ζρεκαηίδνληαο έλα δίθηπν. Δίλαη έλα κηθξφ ηεηξάγσλν θνπηί πνπ ηξνθνδνηείηαη κε ξεχκα απφ ππνδνρή ζηνλ ηνίρν. Οη ππνινγηζηέο κπνξνχλ λα επηθνηλσλνχλ απεπζείαο ν έλαο κε ηνλ άιινλ κέζσ απηνχ ηνπ δηθηχνπ. Πεξηιακβάλεη κηα ζεηξά απφ ζχξεο ζηηο νπνίεο ηνπνζεηνχληαη ηα θαιψδηα ηνπ δηθηχνπ. Μηθξά hub κπνξνχλ λα εμππεξεηήζνπλ έσο θαη ηέζζεξηο ππνινγηζηέο. Ο ππνινγηζκφο γίλεηαη βάζεη ηνπ αξηζκνχ ησλ ζπξψλ πνπ δηαζέηεη θάζε hub. ε πνιιέο πεξηπηψζεηο ππάξρεη έμηξα ζχξα γηα ηε δηαζχλδεζε hub κεηαμχ ηνπο. Μεγαιχηεξα hub κπνξνχλ λα έρνπλ απφ 8-24 ζχξεο. Σν πην ζπλεζηζκέλν είδνο hub είλαη ην Ethernet hub. Σα hub ζεσξνχληαη σο ζπζθεπέο επηπέδνπ 1 ηνπ OSI Model. ην θπζηθφ επίπεδν, ηα hub δελ πξνζθέξνληαη γηα αλεβαζκέλν επίπεδν δηθηπαθήο επηθνηλσλίαο, θαζψο δελ δηαβάδνπλ ηελ πιεξνθνξία πνπ κεηαθέξνπλ θαη δελ έρνπλ γλψζε ηεο πξνέιεπζεο θαη ηνπ πξννξηζκνχ ησλ παθέησλ. 192

193 Σα hub δηαρσξίδνληαη ζε 3 θαηεγνξίεο. Σα παζεηηθά, ηα ελεξγεηηθά θαη ηα έμππλα. Σα παζεηηθά hub ή αιιηψο ζπγθεληξσηέο απιά παξαιακβάλνπλ ηα εηζεξρφκελα παθέηα θαη ηα ζηέιλνπλ ζε φιεο ηηο ζπζθεπέο ηνπ δηθηχνπ. Σα ελεξγεηηθά hub ή πνιχζπξνη επαλαιήπηεο εληζρχνπλ ην ειεθηξηθφ ζήκα ησλ εηζεξρφκελσλ παθέησλ πξηλ ηνπο δηαδψζνπλ ζην δίθηπν. Σα έμππλα hub είλαη έλα ζηάδην ςειφηεξα απφ ηα ελεξγά hub κε ηελ έλλνηα φηη είλαη εχθνια απνζεθεπζηκα θαη παξέρνπλ ππνζηήξημε απφ απφζηαζε. Σν κεγαιχηεξν πιενλέθηεκα ησλ hub είλαη ην ρακειφ θφζηνο ηνπο. Γηα ην ιφγν απηφ απνηεινχλ ηνλ πην νηθνλνκηθφ θαη απιφ ηξφπν γηα ηελ θαηαζθεπή κηθξψλ δηθηχσλ. Μπνξνχλ λα ιεηηνπξγήζνπλ κε dial-up θαιψδην θαζψο θαη DSL ππεξεζίεο. Σα ελαιιαθηηθά ησλ hub πνπ είλαη νη routers θαη νη switchers, παξαηίζεληαη παξαθάησ Switches (Μεηαγσγήο) Ζ ζπζθεπή switch είλαη κηα κηθξή ζπζθεπή πνπ επηηπγράλεη δηαζχλδεζε ππνινγηζηψλ ζε ρακειφ επίπεδν. Σερληθά, νη switches ιεηηνπξγνχλ ζην επίπεδν 2 (Data Layer) ηνπ OSI Model. Οη ζπζθεπέο απηέο επηηξέπνπλ ζε θάζε ρξήζηε λα ζηέιλεη πιεξνθνξίεο ζην δίθηπν ρσξίο λα θαζπζηεξεί ηνπο άιινπο ρξήζηεο θαη ρσξίο λα επηβαξχλεη ηηο ιεηηνπξγίεο ηνπο. Δηθόλα 74: Switching Μνηάδνπλ πνιχ κε ηα hub, άιια είλαη ηθαλά λα επηβιέπνπλ ηα παθέηα δεδνκέλσλ πνπ παξαιακβάλνπλ, λα επαιεζεχνπλ ηνλ απνζηνιέα θαη ηνλ παξαιήπηε θαη λα ηα πξνσζνχλ. Σα switches εμνηθνλνκνχλ εχξνο δηθηχνπ κε ην λα απνζηέιινπλ κελχκαηα κφλν ζηελ ζπζθεπή πνπ πξέπεη θαη φρη ζε νιφθιεξν ην δίθηπν Router (δξνκνινγεηήο) Χο router ζεσξνχκε έλα εηδηθνχ ζθνπνχ ππνινγηζηή ν νπνίνο θαηεπζχλεη ηα παθέηα δεδνκέλσλ ζην δίθηπν. Δίλαη ζπζθεπέο πνπ κπνξνχλ λα αληρλεχζνπλ εάλ κέξνο ηνπ 193

194 δηθηχνπ δελ ιεηηνπξγεί ή βξίζθεηαη ζε ζπκθφξεζε θαη λα επαλαθαηεπζχλνπλ ηελ πιεξνθνξία. Οη routers επηηξέπνπλ ηελ δηαζχλδεζε δηθηχσλ κε δηαθνξεηηθά πξσηφθνιια επηθνηλσλίαο. Ο router είλαη ε κφλε ζπζθεπή πνπ νπζηαζηηθά βιέπεη θάζε κήλπκα πνπ απνζηέιιεηαη θαη απφ ηηο δχν πιεπξέο ηνπ δηθηχνπ. Γηαζθαιίδεη φηη ε πιεξνθνξία ζα θηάζεη ζηνλ πξννξηζκφ ηεο θαη απαγνξεχεη ηελ πξφζβαζε απφ ην έλα δίθηπν ζην άιιν, απαγνξεχνληαο κε αλαγθαία πιεξνθνξία λα κεηαθέξεηαη απφ δίθηπν ζε δίθηπν. Οη routers ζπλδένπλ πνιιαπιά δίθηπα LAN θαη έρεη πξφζβαζε ζηηο network addresses. Δηθόλα 75: Routing Έλαο πίλαθαο απφθαζεο είλαη έλα απφ ηα βαζηθά εξγαιεία ηνπ router γηα λα γλσξίδεη πνπ ζα απνζηαινχλ ηα παθέηα. Απηφο ν πίλαθαο είλαη κηα ζπιινγή απφ πιεξνθνξίεο πάλσ ζε πνηεο ζπλδέζεηο νδεγνχλ ζε πνηα νκάδα δηεπζχλζεσλ, πνηεο είλαη νη πξνηεξαηφηεηεο ησλ ζπλδέζεσλ θαζψο θαη θαλφλεο γηα ηε δηαρείξηζε ιεηηνπξγηψλ ξνπηίλαο θαη εθηάθησλ πεξηπηψζεσλ. ηελ ζχλζεζε ελφο router πεξηέρνληαη θαη θαλφλεο γηα ηε δηαζθάιηζε ηνπ δηθηχνπ νη νπνίνη φκσο δελ είλαη αξθεηνί θαη γηα ην ιφγν απηφ ρξεζηκνπνηνχληαη θαη firewalls. Τπάξρνπλ δπν ηχπνη routing, o ζηαηηθόο θαη ν δπλακηθόο. ηαηηθφ νλνκάδνπκε ην routing φηαλ ππάξρεη έλαο ζηαζεξφο ηξφπνο πνπ δξνκνινγνχληαη ηα δεδνκέλα αλεμάξηεηα απφ ηελ θαηάζηαζε ηνπ δηθηχνπ. Αληίζεηα, ζηνλ δπλακηθφ ηξφπν, ιακβάλεηαη ππ φςηλ ε θαηάζηαζε δηθηχνπ θαη ππάξρεη επαλαδξνκνιφγεζε εάλ απηφ θξηζεί απαξαίηεην Bridges Oη bridges ρξεζηκνπνηνχληαη γηα λα δηαζπλδέζνπλ LAN ηνπιάρηζηνλ επηπέδνπ 2 ηνπ OSI Model. Γηαζέηνπλ ζχξεο γηα λα ζπλδεζνχλ ηα δίθηπα κεηαμχ ηνπο. Παθέηα πνπ ιακβάλνληαη ζε κηα ζχξα είλαη δπλαηφλ λα αλακεηαδνζνχλ απφ δηαθνξεηηθή ζχξα. Ζ bridge θξαηάεη ζηελ κλήκε ηελ δηεχζπλζε ηνπ παθέηνπ θαζψο θαη ηε ζχξα απφ ηελ νπνία κεηαδφζεθε. ηελ ζπλέρεηα ςάρλεη ζηελ κλήκε ηνπ γηα ηελ δηεχζπλζε πξννξηζκνχ. Δάλ ε δηεχζπλζε βξίζθεηαη ζηελ κλήκε, ηφηε ην παθέην πξνσζείηαη. Δάλ δελ βξεζεί ε απαξαίηεηε πιεξνθνξία ζηελ κλήκε, ηφηε ην παθέην πξνσζείηαη απφ θάζε άιιε ζχξα εθηφο απφ ηελ ζχξα πξνέιεπζεο. Οη bridges θαηεγνξηνπνηνχληαη κε δηάθνξνπο ηξφπνπο. Έλαο ζχλεζεο ηξφπνο δηαρσξηζκνχ είλαη βάζεη ηηο έθηαζεο ηεο πεξηνρήο πνπ εμππεξεηνχλ. Έηζη, ππάξρνπλ 194

195 bridges πνπ δηαζπλδένπλ LAN ζε δηαθνξεηηθέο γεσγξαθηθέο πεξηνρέο θαη απνθαινχληαη Remote Bridges θαζψο θαη bridges πνπ παξέρνπλ άκεζε επηθνηλσλία κεηαμχ δηθηχσλ πνπ βξίζθνληαη ζηελ ίδηα πεξηνρή. Απηέο νλνκάδνληαη Local Bridges. Τπάξρνπλ επίζεο θαη άιινπ είδνπο bridges. Transparent, ρξεζηκνπνηνχληαη ζπλήζσο κε Ethernet, Source-Route θαη θπξίσο κε Token Ring. Translational, πνπ παξέρνπλ κεηαθξαζηηθέο ππεξεζίεο κεηαμχ δηαθνξεηηθψλ ηχπσλ αξρείσλ, θαη Source-Route Transparent, πνπ επηηξέπνπλ επηθνηλσλία κεηαμχ πξσηνθφιισλ Token Ring θαη Ethernet. Μεηνλέθηεκα ησλ bridges είλαη φηη είλαη αξθεηά αξγέο ζπζθεπέο θαη πνιιέο θνξέο ράλνπλ δεδνκέλα πνπ δελ είλαη δπλαηφλ λα επαλαθεξζνχλ. Switches θαη Routers αληηθαζηζηνχλ κε γνξγνχο ξπζκνχο ηηο bridges εμαηηίαο ηεο κεγαιχηεξεο ηαρχηεηαο ηνπο θαη ηεο ηθαλφηεηά ηνπο λα δηαζπλδένπλ δηαθνξεηηθνχ ηχπνπ δίθηπα Gateways Οη gateways ιεηηνπξγνχλ ζην πςειφηεξν επίπεδν ηνπ OSI (Application Layer). Απηέο νη ζπζθεπέο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε δηαζχλδεζε αλφκνησλ δηθηχσλ θαη εθαξκνγψλ. Οη gateway απνηεινχληαη απφ software κεηαηξνπήο πξσηνθφιισλ ηθαλνχ λα επεμεξγαζηεί ηελ πιεξνθνξία κε ηξφπν πνπ λα γίλεηαη θαηαλνεηή απφ ηνλ παξαιήπηε. Παξ φιν πνπ απηφ ζεσξείηαη κεγάιν πιενλέθηεκα, νη gateway είλαη πνιχ αξγέο ζπζθεπέο ζηελ κεηάδνζε δεδνκέλσλ. 195

196

197 Κ Δ Φ Α Λ Α Η Ο 8 : Γ Ο Ρ Τ Φ Ο Ρ Η Κ Δ Δ Π Η Κ Ο Η Ν Χ Ν Η Δ I N T E R N E T O V E R S AT E L I T E 197

198

199 8. Γνξπθνξηθέο Δπηθνηλσλίεο Internet over Satellite Σειεπηθνηλσληαθφο δνξπθφξνο (communications satellite) νλνκάδεηαη έλαο κε επαλδξσκέλνο ηερλεηφο δνξπθφξνο (unmanned artificial satellite) κέζσ ηνπ νπνίνπ επηηπγράλνληαη ππεξεζίεο κεγάισλ απνζηάζεσλ, ηειενπηηθήο κεηάδνζεο (television broadcasting), ηειεθσληθψλ επηθνηλσληψλ (telephone communications) θαη ζπλδέζεσλ ειεθηξνληθψλ ππνινγηζηψλ (computer links). Οη δνξπθφξνη κπνξνχλ λα έρνπλ ελεξγεηηθφ ή παζεηηθφ ξφιν. Γνξπθφξνο κε ελεξγεηηθφ ξφιν ζπιιέγεη δεδνκέλα ή ζήκαηα, ηα επεμεξγάδεηαη θαη ηα επαλεθπέκπεη ζηε γε. Αληίζεηα, έλαο παζεηηθφο δνξπθφξνο απιά ηα αλαθιά. Οη δνξπθφξνη εμππεξεηνχλ θπξίσο ηξεηο ζθνπνχο: κειέηε ηνπ δηαζηήκαηνο, εθαξκνγέο θαη ηειεπηθνηλσλίεο. Γηα ηε κειέηε ηνπ δηαζηήκαηνο γίλνληαη κεηξήζεηο φπσο ηνπ καγλεηηθνχ πεδίνπ ηνπ ήιηνπ ή γηα ηηο δηάθνξεο ζπρλφηεηεο ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνχ θάζκαηνο ζην ζχκπαλ. Οη εθαξκνγέο κπνξεί λα είλαη κεηεσξνινγηθέο ή κεηξήζεηο ησλ θπζηθψλ πφξσλ ηεο γεο. Σέινο νη επηθνηλσληαθνί δνξπθφξνη κεηαθέξνπλ ηειεθσληθέο ζπλδηαιέμεηο, ηειενπηηθά θαλάιηα θαη πιεξνθνξίεο ειέγρνπ γηα ηνπο δνξπθφξνπο. Ζ αλαθάιπςε φηη ην ζρήκα ηεο γεο είλαη ζθαηξηθφ νδήγεζε ζην ζπκπέξαζκα φηη είλαη αδχλαηε ε απνζηνιή ξαδηνθπκάησλ απφ έλα ζεκείν ηνπ πιαλήηε ζε έλα άιιν φηαλ δελ ππάξρεη νπηηθή επαθή κεηαμχ ηνπο. Γηα ηνλ ιφγν απηφ, γηα λα είλαη δπλαηή ε επηθνηλσλία κεηαμχ δχν νπνηνλδήπνηε ζεκείσλ, ζα πξέπεη λα ππάξρνπλ ελδηάκεζα αλακεηαδφηεο έηζη ψζηε αλά δχν λα έρνπλ νπηηθή επαθή (Δηθφλα 76). Λφγσ ηνπ ηδηαίηεξνπ αλάγιπθνπ ηεο γεο, ε ρξήζε αλακεηαδνηψλ είλαη είηε αδχλαηε, είηε πνιχ αθξηβή. Δηθόλα 76: Δπηθνηλσλία κεηαμύ ζεκείσλ πνπ δελ έρνπλ νπηηθή επαθή Μία άιιε ελαιιαθηηθή ιχζε γηα ηελ απνθαηάζηαζε επηθνηλσλίαο κεηαμχ δχν απνκαθξπζκέλσλ ζεκείσλ είλαη ε ρξήζε ηεο αηκφζθαηξαο θαη ηεο ηνλφζθαηξαο ηεο γεο. Δάλ απνζηείινπκε ξαδηνζήκαηα πξνο ηελ αηκφζθαηξα / ηνλφζθαηξα, ηφηε κέξνο ηνπ ζήκαηνο αλαθιάηαη θαη επηζηξέθεη, κε θάπνηα εμαζζέληζε πξνο ηελ γε κε απνηέιεζκα λα είλαη δπλαηή ε ιήςε ηνπ ζήκαηνο απφ ζεκεία πνπ βξίζθνληαη ζε κεγάιε απφζηαζε. Σν πξφβιεκα κε ηέηνηνπ είδνπο κεηαδφζεηο είλαη ην πεξηνξηζκέλν εχξνο δψλεο θαη ην γεγνλφο φηη εμαξηψληαη απφ ηηο αηκνζθαηξηθέο ζπλζήθεο πνπ κεηαβάιινληαη ζπλερψο κε απνηέιεζκα ε πνηφηεηα ηεο επηθνηλσλίαο λα είλαη απξφβιεπηε. Τπνζέηνληαο φηη ε αηκφζθαηξα απιά αλαθιά ηα ειεθηξνκαγλεηηθά θχκαηα, ηφηε θαη άιια ζψκαηα, φπσο νη πιαλήηεο θαη ηα αζηέξηα κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ αλάθιαζε ησλ ζεκάησλ. Μηα δηαθνξεηηθή πξνζέγγηζε είλαη ε εγθαηάζηαζε ηερλεηψλ 199

200 ζηαζκψλ ζην δηάζηεκα νη νπνίνη δέρνληαη ηα ξαδηνζήκαηα θαη ηα αλακεηαδίδνπλ πξνο θάπνην άιιν ζεκείν ηεο γεο. Απηή είλαη ε βαζηθή ηδέα κε ηελ νπνία θαηαζθεπάζηεθαλ νη δνξπθφξνη. Μπνξνχκε λα θαληαζηνχκε ηνπο δνξπθφξνπο σο ηηο ζπζθεπέο πνπ παξεκβάιινληαη αλάκεζα ζε δχν ζεκεία πνπ επηζπκνχλ λα επηθνηλσλήζνπλ κεηαμχ ηνπο (Δηθφλα 77). Δηθόλα 77: Δπηθνηλσλία κέζσ δνξπθόξνπ Οη δνξπθφξνη ρξεζηκνπνηνχληαη θαηά θχξην ιφγν γηα ηειεπηθνηλσληαθέο εθαξκνγέο κεηαθέξνληαο κεγάιεο πνζφηεηεο θσλήο θαη δεδνκέλσλ, θαη παξέρνληαο ππεξεζίεο εχξεζεο ζέζεο θαη πινήγεζεο. ηνπο δνξπθφξνπο κπνξνχκε λα βξνχκε ραξαθηεξηζηηθά πνπ δελ ππάξρνπλ ζε άιια ζπζηήκαηα επηθνηλσληψλ. Σν γεγνλφο φηη κπνξνχλ θαη θαιχπηνπλ κεγάιεο πεξηνρέο ηεο γήηλεο επηθάλεηαο, δίλεη ηελ δπλαηφηεηα επηθνηλσλίαο ζε απνκαθξπζκέλα ζεκεία ή ζε νκάδεο ρξεζηψλ πνπ βξίζθνληαη δηαζθνξπηζκέλνη γεσγξαθηθά Ζ ΔΞΔΛΗΞΖ ΣΧΝ ΓΟΡΤΦΟΡΗΚΧΝ ΤΣΖΜΑΣΧΝ: ΑΠΟ ΣΟΝ SYNCOM ΣΖΝ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΣΖ COMSAT Ζ εθηφμεπζε ηνπ Syncom ην 1963, ηνπ πξψηνπ δνξπθφξνπ ζε γεσζηαηηθή ηξνρηά, ππεξλίθεζε φινπο ηνπο πεξηνξηζκνχο θαη ζήκαλε ηελ αξρή κηαο επηθνηλσληαθήο επαλάζηαζεο. Απηή ηε ζηηγκή πεξηζζφηεξνη απφ 180 απφγνλνη βξίζθνληαη ζηελ ηξνρηά πνπ πξψηνο ν Syncom δηέγξαςε. Λίγνη κπνξνχζαλ λα θαληαζηνχλ ζηηο 26/7/1963 πνπ έγηλε ε εθηφμεπζε ηηο ζπλέπεηεο πνπ ζα είρε ν δνξπθφξνο ζηηο ηειεπηθνηλσλίεο παγθνζκίσο. Ζ ηδέα, φηη έλα αληηθείκελν πάλσ απφ ηνλ ηζεκεξηλφ ζε χςνο km θαη κε ηαρχηεηα km/h ζα είρε ηελ ίδηα γσληαθή ηαρχηεηα κε ηε γε, μεθηλάεη ην 1929 (H. Noordung). Γηα έλαλ παξαηεξεηή απφ ην έδαθνο ν δνξπθφξνο ζα θαίλεηαη αθίλεηνο (γεσζηαηηθφο). O A. Clarke ην 1945 ππνζηήξημε φηη 3 δνξπθφξνη γεσζηαηηθήο ηξνρηάο ζε ίζεο απνζηάζεηο ζα κπνξνχζαλ λα θαιχςνπλ νιφθιεξε ηε γε ηειεπηθνηλσληαθά (Δηθφλα 78). To 1959 ζεσξία άξρηζε λα γίλεηαη πξαγκαηηθφηεηα, φηαλ ε Hughes Aircraft Company αλέιαβε ηελ πινπνίεζε ηνπ πνιιά ππνζρφκελνπ project. 200

201 Δηθόλα 78: Σν κνληέιν ηνπ Clarke Οη δνξπθφξνη πξηλ απφ ηνλ Syncom ρξεζηκνπνηνχζαλ ρακειέο ηξνρηέο, πξάγκα πνπ έθαλε απαξαίηεηε ηελ χπαξμε κεγάισλ θεξαηψλ θαη ηζρπξψλ ππνινγηζηψλ γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο ζέζεο ηνπο. Αληίζεηα, ν γεσζηαηηθφο δνξπθφξνο βξίζθεηαη ζε ζηαζεξφ ζεκείν, θάλνληαο ηελ επηθνηλσλία κε ηνπο ζηαζκνχο εδάθνπο πην εχθνιε. Δπηπιένλ, ν δνξπθφξνο, βξίζθεηαη θαηά ην 99% ηεο ηξνρηάο ζην ειηαθφ θσο, ηθαλνπνηψληαο ηηο αλάγθεο ηνπ ζε ελέξγεηα. ηε ζπλέρεηα πηνζεηήζεθε θαη ε ηερληθή ηεο πεξηζηξνθήο ηνπ δνξπθφξνπ γηα θαιχηεξε ζηαζεξνπνίεζε. Σν 1961 ε Hughes Aircraft Company ππέγξαςε ζπκβφιαην κε ηε NASA γηα ηελ θαηαζθεπή 3 δνξπθφξσλ. Ζ εθηφμεπζε ηνπ πξψηνπ δνξπθφξνπ Syncom έγηλε ζηηο 14/2/1963. Δλψ αξρηθά φια πήγαλ θαιά, ηελ ηειεπηαία ζηηγκή ε επηθνηλσλία ράζεθε θαη ην ζχζηεκα ζηακάηεζε λα ιεηηνπξγεί. Οη ηερληθνί πξνζδηφξηζαλ ηα πξνβιήκαηα πνπ δεκηνπξγήζεθαλ θαη πξνζπάζεζαλ ζηελ δεχηεξε έθδνζε ηνπ δνξπθφξνπ λα ηα απαιείςνπλ. Έηζη 5 κήλεο αξγφηεξα ζηηο 26/7/1963 ν Syncom 2 θαηάθεξε λα ηεζεί ζε ηξνρηά θαη κε φια ηα ζπζηήκαηα ζε ιεηηνπξγία. Ζ εθηφμεπζε ηνπ ηξίηνπ δνξπθφξνπ ηεο ζεηξάο επηζπεχζζεθε, ψζηε λα κπνξέζεη λα θαιχςεη ηνπο Οιπκπηαθνχο αγψλεο ζην Σφθην (1964). Πνιινί δνξπθφξνη αθνινχζεζαλ ηνλ Syncom. Κάζε θαηλνχξγην ζχζηεκα είρε θαηλνχξγηα βειηησκέλα ραξαθηεξηζηηθά απφ ηα πξνεγνχκελα. Έηζη ζρεδφλ 40 ρξφληα κεηά ππάξρεη κηα ηεξάζηηα πνηθηιία κνληέισλ θαη ηερλνινγηψλ. Απφ ηηο θπξηφηεξεο εηαηξίεο ζηνλ ρψξν ησλ δνξπθνξηθψλ επηθνηλσληψλ είλαη ε COMSAT, κε πεξηζζφηεξα απφ 30 ρξφληα παξνπζίαο ζηνλ ρψξν. Ζ COMSAT πξνζθέξεη ηειεπηθνηλσληαθέο ιχζεηο κε ηα δνξπθνξηθά ζπζηήκαηα Intelsat, Inmarsat. Μέζσ ηνπ ζπζηήκαηνο ηεο Intelsat, ε COMSAT παξέρεη ηειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο, αλακεηάδνζε ζήκαηνο θαη ςεθηαθά δίθηπα κεηαμχ ησλ Ζλσκέλσλ Πνιηηεηψλ θαη ηνπ ππφινηπνπ θφζκνπ. Οη ππεξεζίεο απηέο ρξεζηκνπνηνχληαη απφ παξνρείο ππεξεζηψλ Internet (ISPs), πνιπεζληθνχο ζπλεηαηξηζκνχο, ηειεπηθνηλσληαθνχο θνξείο αθφκα θαη απφ θπβεξλήζεηο. Υξεζηκνπνηψληαο ην ζχζηεκα ηεο Inmarsat, ε COMSAT παξέρεη ζαιάζζηεο, αεξνλαπηηθέο θαη ππεξεζίεο θηλεηήο ηειεθσλίαο μεξάο. Οη πειάηεο κπνξνχλ λα είλαη ζπλερψο ζε επαθή, αθφκα θαη ζηηο πην απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο, κε αμηφπηζηεο ππεξεζίεο θσλήο θαη δεδνκέλσλ. 201

202 Οη ππεξεζίεο πνπ ππνζηεξίδνληαη απφ ην δνξπθνξηθφ δίθηπν Inmarsat πεξηιακβάλνπλ άκεζε ηειεθσλία, fax, θαη εθαξκνγέο δεδνκέλσλ γηα λαπηηθέο επηθνηλσλίεο (πρ. GPS πξνζδηνξηζκφο ζέζεο). Δπίζεο ην Inmarsat ρξεζηκνπνηείηαη ζε πεξηπηψζεηο άκεζεο αλάγθεο θαη απφ ηα ηειενπηηθά κέζα γηα ζχλδεζε κε πεξηνρέο πνπ δελ ππάξρεη άιιε ππνδνκή. Πιένλ ζήκεξα ππάξρεη κεγάινο αξηζκφο δηαζέζηκσλ δνξπθνξηθψλ ηερλνινγηψλ, γηα πιήζνο εθαξκνγψλ. Αθνινπζεί έλαο θαηάινγνο κε ηηο θπξηφηεξεο. Σερλνινγία ARCHIMEDES Σερλνινγία ARIES Σερλνινγία GEOSTAR Σερλνινγία GLOBALSTAR Σερλνινγία INMARSAT Σερλνινγία INTELSAT 5 Σερλνινγία INTELSAT 6,7 Σερλνινγία IRIDIUM Σερλνινγία MSAT 8.2. ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΧΝ ΣΜΖΜΑΣΧΝ ΔΝΟ ΓΟΡΤΦΟΡΟΤ Παξφιν φηη θάζε δνξπθφξνο πξννξίδεηαη γηα δηαθνξεηηθή ρξήζε, ππάξρνπλ ζπγθεθξηκέλα ζηνηρεία πνπ ηα ζπλαληνχκε ζε φινπο ηνπο δνξπθφξνπο. Θα πεξηγξάςνπκε ηα κέξε απφ ηα νπνία απνηειείηαη ν δνξπθφξνο, ηηο ηερληθέο κε ηηο νπνίεο πξνζδηνξίδεη ηε ζέζε ηνπ θαη ηνπο ηξφπνπο εμαζθάιηζεο ηεο απαξαίηεηεο ελέξγεηαο γηα ηηο ιεηηνπξγίεο ηνπ. Σν πην ζεκαληηθφ ηκήκα ηνπ δνξπθφξνπ είλαη ην επηθνηλσληαθφ ζχζηεκα, θαζψο θαη ην ππνινγηζηηθφ ζχζηεκα πνπ θάλεη ηνλ ζπλνιηθφ έιεγρν. Σέινο ζα αλαθεξζνχκε ζηηο ηξνρηέο ζηηο νπνίεο θηλνχληαη θαη ζα πεξηγξάςνπκε θάπνηνπο ζρεκαηηζκνχο δνξπθφξσλ Αλαηνκία (πεξηγξαθή θπξίσο ζώκαηνο) Σν ζψκα ηνπ δνξπθφξνπ (Δηθφλα 79) πεξηιακβάλεη φιν ηνλ επηζηεκνληθφ εμνπιηζκφ θαη άιια απαξαίηεηα εμαξηήκαηα ηνπ δνξπθφξνπ. Σα εμαξηήκαηα ησλ δνξπθφξσλ είλαη θαηαζθεπαζκέλα απφ δηάθνξα πιηθά, ζπλδπάδνληαο ηηο θπζηθέο θαη κεραληθέο ηνπο ηδηφηεηεο ψζηε ηα επηθνηλσληαθά θαη ππνινγηζηηθά ζπζηήκαηα λα ηαμηδέςνπλ κε αζθάιεηα ζην δηάζηεκα. Τπάξρνπλ δηάθνξα ζέκαηα πνπ πξέπεη λα ιεθζνχλ ππφςε θαηά ην ζρεδηαζκφ θαη ηελ επηινγή ησλ πιηθψλ απφ ηνπο κεραληθνχο. Σν εμσηεξηθφ πεξίβιεκα πξνζηαηεχεη ην δνξπθφξν απφ ηηο ζπγθξνχζεηο κε κηθξνκεηεσξίηεο θαη άιια ζψκαηα πνπ βξίζθνληαη ζην δηάζηεκα. Έηζη ην πιηθφ πνπ ζα θαιχςεη ην εμσηεξηθφ ηνπ δνξπθφξνπ πξέπεη λα είλαη ειαθξχ, αιιά ζθιεξφ θαη αλζεθηηθφ ζηηο δεκηέο πνπ κπνξεί λα πξνθαιέζνπλ ζσκαηίδηα πνπ ηαμηδεχνπλ κε κεγάιεο ηαρχηεηεο. Σα ειεθηξνληθά ζπζηήκαηα ηνπ δνξπθφξνπ είλαη πςειήο αθξίβεηαο θαη ζπλεπψο αξθεηά επαίζζεηα ζε παξεκβνιέο απφ αθηηλνβνιίεο. Ζ θχξηα πεγή αθηηλνβνιίαο ζην δηάζηεκα είλαη ν ήιηνο, φπνπ επηπιένλ ε αηκφζθαηξα ηεο γεο δελ ππάξρεη ψζηε λα ηελ απνξξνθήζεη θαη ζπλεπψο ε ζσξάθηζε θαηά ηεο αθηηλνβνιίαο είλαη απαξαίηεηε. Σν θχξην πιηθφ κε ην νπνίν θαιχπηνληαη ηα δηάθνξα εμαξηήκαηα ψζηε λα απνξξνθάηαη ε αθηηλνβνιία είλαη ν κφιπβδνο, πνπ είλαη θζελφο θαη έρεη κεγάιε αληνρή. 202

203 ια ηα ειεθηξνληθά εμαξηήκαηα ιεηηνπξγνχλ ζσζηά ζε έλα νξηζκέλνο εχξνο ζεξκνθξαζηψλ. Γηα παξάδεηγκα ςεθηαθά θπθιψκαηα βαζηζκέλα ζε CMOS ηερλνινγία ιεηηνπξγνχλ ζηελ πεξηνρή νc. Δίλαη ινηπφλ απαξαίηεηε ε ζεξκνκφλσζε, ψζηε λα εμνκαιχλνληαη νη αθξαίεο ζεξκνθξαζίεο πνπ επηθξαηνχλ ζην δηάζηεκα. Καηάιιειν πιηθφ γηα απηφλ ην ζθνπφ είλαη ην Mylar (πνιπεζηεξηθφ πιαζηηθφ θηικ) πνπ έρεη κέηξηα αληνρή θαη δηάξθεηα δσήο. Ζιεθηξηθά θνξηία παξάγνληαη εχθνια ζηνπο δνξπθφξνπο θαη κπνξεί λα είλαη επηθίλδπλα γηα ηνλ εμνπιηζκφ. Σα θνξηία παξάγνληαη επεηδή δελ ππάξρεη αέξαο γχξσ απφ ηνλ δνξπθφξν ψζηε λα δηαζθνξπηζηνχλ ηα θνξηία. Γηα λα απαιιαρζνχκε απφ απηά ηα θνξηία, ρξεζηκνπνηνχληαη αγσγνί πνπ νδεγνχλ ηα θνξηία έμσ απφ ηνλ ρψξν ηνπ δνξπθφξνπ. Ηδηαίηεξεο ζεκαζίαο είλαη ν ζθειεηφο ηνπ δνξπθφξνπ. Δίλαη απηφ πνπ ζπγθξαηεί ηα ζπζηαηηθά ηκήκαηα ηνπ δνξπθφξνπ, ην πιαίζην. Απηφ ην πιαίζην πξέπεη λα είλαη ειαθξχ θαη φζν ην δπλαηφ πην ζπκππθλσκέλν, θαζψο επίζεο άθακπην θαη λα έρεη κνξθή πνπ λα ζπκθσλεί κε ηα θξηηήξηα ηνπ ζρεδηαζκνχ. Έλα ζπρλά ρξεζηκνπνηνχκελν πιηθφ ζηελ θαηαζθεπή ζθειεηψλ δνξπθφξσλ είλαη ην Kevlar, πνπ είλαη ην φλνκα πξντφληνο ηλψλ κε κεγάιε αληνρή, ρακειφ βάξνο, πνπ είλαη αλζεθηηθφ ζε κεγάιεο ζεξκνθξαζίεο. Σέινο ζηε θπζηθή ζρεδίαζε ηνπ δνξπθφξνπ κεγάιε ζεκαζία έρεη ν ηξφπνο πνπ φια ηα ζπζηαηηθά ζα ζπλδεζνχλ κεηαμχ ηνπο, ψζηε λα έρνπλ ηελ αληνρή θαη ηε ιεηηνπξγηθφηεηα πνπ ρξεηάδεηαη. Δηθόλα 79: Σα βαζηθά κέξε ελόο δνξπθόξνπ Έιεγρνο ζέζεο ζηελ ηξνρηά Έλα άιιν δήηεκα πνπ εγείξεηαη θαηά ηνλ ζρεδηαζκφ ελφο δνξπθφξνπ είλαη ν ηξφπνο κε ηνλ νπνίν ζα κπνξεί λα αληηιακβάλεηαη πνπ βξίζθεηαη ζηελ ηξνρηά. πρλά νη ηξνρηέο αιινηψλνληαη ιφγσ ηξηβψλ, θαη ηφηε ρξεηάδνληαη θάπνηεο ελέξγεηεο γηα ηε ζηαζεξνπνίεζε ηνπ δνξπθφξνπ, αιιηψο ππάξρεη θίλδπλνο λα μεθχγεη απφ ηελ πξνθαζνξηζκέλε ηξνρηά. 203

204 Τπάξρνπλ ηξεηο ζπλεζηζκέλεο ηερληθέο γηα ηε ζηαζεξνπνίεζε ελφο δνξπθφξνπ. Έλαο δνξπθφξνο κπνξεί λα θξαηήζεη ηε ζηαζεξφηεηά ηνπ κε πεξηζηξνθή θαη πξνο ηηο ηξεηο θαηεπζχλζεηο. Ζ πεξηζηξνθή επηηπγράλεηαη κε ρξήζε πελίσλ απφ ηα νπνία πεξλάεη ειεθηξηθφ ξεχκα. Σν θχξην πιενλέθηεκα απηήο ηεο ηερληθήο είλαη ην πνιχ κηθξφ πνζφ ελέξγεηαο πνπ απαηηείηαη (πνιχ ιηγφηεξν απφ ηε ρξήζε πξνσζεηεξίσλ). Σα κεηνλεθηήκαηα είλαη φηη νη ειηαθνί ζπιιέθηεο ελέξγεηαο βιέπνπλ ηνλ ήιην πεξηνδηθά θαη επίζεο ηα φξγαλα κεηξήζεσλ παίξλνπλ πεξηνδηθέο κεηξήζεηο θη φρη ζπλερφκελεο. Γηα λα παξαθακθζνχλ απηά ηα κεηνλεθηήκαηα, ρξεζηκνπνηείηαη ελαιιαθηηθά κηα πιαηθφξκα πάλσ ζηελ νπνία βξίζθνληαη ηα φξγαλα πνπ πξέπεη λα βξίζθνληαη ζε ζηαζεξφ πξνζαλαηνιηζκφ, ελψ ην ππφινηπν πεξηζηξέθεηαη ψζηε λα εμαζθαιίδεη ζηαζεξφηεηα. Ο ηειεπηαίνο ηξφπνο ζηαζεξνπνίεζεο είλαη ε ρξήζε πξνσζεηήξσλ ζηηο ηξεηο δηεπζχλζεηο, πνπ φκσο ρξεηάδεηαη κεγάιν πνζφ ελέξγεηαο Πεγέο Δλέξγεηαο ινη νη δνξπθφξνη ρξεηάδνληαη κεγάια πνζά ελέξγεηαο γηα ηε ιεηηνπξγία ησλ ειεθηξνληθψλ ζπζθεπψλ πνπ θέξεη. Σελ ελέξγεηα πνπ ρξεηάδεηαη πξέπεη λα ηελ ζπιιέγεη ή λα ηελ παξάγεη απφ ηε ζέζε πνπ βξίζθεηαη. Οη ειηαθνί ζπιιέθηεο είλαη έλαο ηξφπνο πνπ ρξεζηκνπνηεί ηελ πεγή ελέξγεηαο ηνπ ήιηνπ. Σα θχηηαξα πνπ έρεη έλαο ηέηνηνο ζπιιέθηεο παξάγνπλ ειεθηξηθή ελέξγεηα θαζψο ην ειηαθφ θσο πξνζπίπηεη πάλσ ηνπο. Δπεηδή θάζε θχηηαξν μερσξηζηά δελ έρεη κεγάιεο δπλαηφηεηεο, απαηηνχληαη κεγάιεο επηθάλεηεο, πξάγκα πνπ έξρεηαη ζε αληίζεζε κε ηελ απαίηεζε γηα κηθξφ κέγεζνο ηνπ δνξπθφξνπ. Παξφια απηά νη ειηαθνί ζπιιέθηεο είλαη αλεμάληιεηνη. πρλά ρξεζηκνπνηνχληαη ζε ζπλδπαζκφ κε κπαηαξίεο γηα ηελ πεξίπησζε πνπ νη ειηαθνί ζπιιέθηεο δελ έρνπλ νπηηθή επαθή κε ηνλ ήιην. Άιινο ηξφπνο παξνρήο ελέξγεηαο ζε έλαλ δνξπθφξν είλαη ε ρξήζε κπαηαξηψλ (ζπζζσξεπηψλ). Απηέο κπνξνχλ λα αλαλεψλνληαη, λα μαλαγεκίδνπλ, ζε ζπλδπαζκφ κε θάπνηνλ άιιν ηξφπν παξαγσγήο ελέξγεηαο. Μηα κπαηαξία δε κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζαλ θχξηα πεγή ελέξγεηαο. Ζ ππξεληθή ελέξγεηα είλαη κηα ιχζε πνπ πξνζθέξεη απεξηφξηζηα πνζά ελέξγεηαο. ηνπο δνξπθφξνπο ε ππξεληθή ελέξγεηα παξάγεηαη ζηηο ζεξκνειεθηξηθέο γελλήηξηεο ξαδηντζνηφπσλ. Απηή ε πεγή ελέξγεηαο δελ πξνζθέξεηαη γηα ρξήζε ζε δνξπθφξνπο κε ηξνρηά γχξσ απφ ηε γε επεηδή ζε πεξίπησζε θαηαζηξνθήο ηνπο ξαδηελεξγά ζηνηρεία ζα εμαπισζνχλ ζηελ αηκφζθαηξα. Μηα ηειεπηαία κέζνδνο εθκεηαιιεχεηαη ηε ζεξκφηεηα πνπ εθπέκπεη ν ήιηνο γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Τπάξρεη έλα παξαβνιηθφ πηάην πνπ αληαλαθιά ηε ζεξκφηεηα ηνπ ήιηνπ ζε έλα boiler πνπ θάλεη ηε κεηαηξνπή. Ζ ηερληθή απηή βξίζθεηαη ζε πεηξακαηηθή θάζε Δπηθνηλσληαθό ζύζηεκα Κάζε δνξπθφξνο ρξεηάδεηαη θάπνηνλ ηξφπν ψζηε λα επηθνηλσλεί κε επίγεηνπο ζηαζκνχο. Απηφ επηηπγράλεηαη κε ηε ρξήζε θάπνηαο θεξαίαο. Κεξαία είλαη ην εμάξηεκα πνπ ιακβάλεη θαη εθπέκπεη ξαδηνθχκαηα. Τπάξρνπλ δηάθνξνη ηχπνη θεξαηψλ. Ο πην απιφο ηχπνο είλαη ε θιαζηθή θεξαία, έλα απιφ ζχξκα. Έρνπλ ην πιενλέθηεκα φηη είλαη απιέο ζηελ θαηαζθεπή, αιιά πξέπεη λα έρνπλ κεγάιν κέγεζνο, ψζηε λα κπνξνχλ λα ιακβάλνπλ ηα ζήκαηα. Έλαο άιινο θιαζηθφο ηχπνο είλαη ν παξαβνιηθφο δίζθνο. Λακβάλεη ηα ζήκαηα θαη ηα αληαλαθιά 204

205 ζε έλα ζεκείν πνπ νλνκάδεηαη εζηίαζε (focus). Τπάξρνπλ αζθαιψο θαη ελαιιαθηηθέο πινπνηήζεηο. Απηέο νη θεξαίεο είλαη πην κεγάιεο, αιιά θαη πην απνηειεζκαηηθέο ζηε ιήςε. Έρνπλ κεγάιε αληνρή θαη κέηξην θφζηνο. Οη δηθηπσηέο θεξαίεο (patch array antennas) απνηεινχληαη απφ έλα πιέγκα. πλήζσο ηπιίγνληαη γχξσ απφ ην ζψκα ηνπ δνξπθφξνπ γηα λα κελ απμάλνπλ ην κέγεζφο ηνπ. Δίλαη εμαηξεηηθά πξαθηηθέο θαη κε κέηξην θφζηνο. Τπάξρνπλ θαη νη inflatable antennas πνπ κνηάδνπλ κε επίπεδν αιεμίπησην, είλαη αξθεηά αμηφπηζηεο, αιιά βξίζθνληαη αθφκα ππφ έξεπλα. Οη δνξπθφξνη ρξεζηκνπνηνχλ θάπνηεο πεξηνρέο ζπρλνηήησλ ζηηο νπνίεο εθπέκπνπλ (κπάληεο-bands). Απηέο είλαη νη C, L, Ku, Ka. Γηα παξάδεηγκα ε Κα, πνπ είλαη κηα πνιχ θαηλνχξγηα πεξηνρή ζπρλνηήησλ γηα κεηάδνζε κεγάιεο ηαρχηεηαο ρξεζηκνπνηεί ηελ θεληξηθή ζπρλφηεηα ησλ 20 GHz γηα downlink (δνξπθφξνο έδαθνο) θαη 30 GHz γηα uplink (έδαθνο δνξπθφξνο). Γχξσ απφ ηελ θεληξηθή ζπρλφηεηα ππάξρνπλ πνιιά θαλάιηα κε ηππηθφ εχξνο δψλεο γχξσ ζηα 500MHz. Ζ δηακφξθσζε ησλ ζεκάησλ γίλεηαη ζπλήζσο κε QPSK πνπ θάλεη δχν θάζεηεο κεηαμχ ηνπο δηακνξθψζεηο. Κάζε ζχκβνιν πνπ κεηαδίδεηαη αλαπαξηζηά πνιιά bits (κέρξη θαη 1024) γηα κεγαιχηεξν bit rate Τπνινγηζηηθό ζύζηεκα Έλαο δνξπθφξνο εθηφο απφ θεξαίεο θαη πεγέο ελέξγεηαο, θνπβαιάεη θαη δηάθνξα ππνινγηζηηθά ζπζηήκαηα. Απηά ηα ζπζηήκαηα θάλνπλ ηηο κεηξήζεηο, θαηαγξάθνπλ ηηο ελέξγεηεο ηνπ δνξπθφξνπ, ειέγρνπλ ηε ζέζε ηνπ θιπ. Σν ππνζχζηεκα πνπ απνζεθεχεη θαη αλαιχεη ηα δεδνκέλα πνπ έρεη ζπιιέμεη ν δνξπθφξνο ιέγεηαη ζχζηεκα ηειεκεηξίαο, αλίρλεπζεο θαη ειέγρνπ (telemetry tracking & control). Ζ ηειεκεηξία είλαη κηα απηνκαηνπνηεκέλε δηαδηθαζία επηθνηλσλίαο πνπ ηα δεδνκέλα ζπιιέγνληαη απφ απφζηαζε θαη έπεηηα κεηαδίδνληαη γηα λα απνζεθεπζνχλ θαη λα αλαιπζνχλ. ηελ πεξίπησζε ησλ δνξπθφξσλ ηα δεδνκέλα πνπ ζπιιέγνληαη αθνξνχλ ζεξκνθξαζίεο ή άιιεο παξαηεξήζεηο νη νπνίεο κεηαδίδνληαη ζε ζηαζκνχο εδάθνπο. Δπίζεο είλαη δπλαηφλ ν επίγεηνο ζηαζκφο λα δίλεη εληνιέο ειέγρνπ ζην δνξπθφξν, φπσο λα επαλαπξνγξακκαηίζεη θάπνηεο ιεηηνπξγίεο, αθφκα θαη λα αιιάμεη ην χςνο ηνπ δνξπθφξνπ. Αλίρλεπζε είλαη ε δηαδηθαζία πξνζδηνξηζκνχ ηεο ζέζεο ηνπ δνξπθφξνπ, πξάγκα πνπ γίλεηαη απφ ην έδαθνο, αιιηψο ηα ζπζηήκαηα ζα έπξεπε λα έρνπλ κεγαιχηεξε πνιππινθφηεηα θαη βάξνο. Σέινο, ην ζχζηεκα ειέγρνπ ειέγρεη φια ηα ππφινηπα ζπζηήκαηα θαη πξνιακβάλεη ηα πξνβιήκαηα Σξνρηέο ζν θη αλ θαίλεηαη παξάμελν, αθνχ έλαο δνξπθφξνο εθηνμεπζεί ζην δηάζηεκα, ρξεηάδεηαη ειάρηζηε σο θαζφινπ ελέξγεηα γηα λα ζπλερίζεη λα θηλείηαη. Οη δνξπθφξνη θηλνχληαη ζε έλα κνλνπάηη γχξσ απφ ηε γε, πνπ ιέγεηαη ηξνρηά. Έλαο δνξπθφξνο δηαηεξείηαη ζε ηξνρηά, εμ αηηίαο ηεο ηζνξξνπίαο δχν δπλάκεσλ. Ζ ηξνρηά είλαη έλαο ζπλδπαζκφο ηεο γξακκηθήο ηαρχηεηαο ηνπ δνξπθφξνπ θαη ηεο ειθηηθήο δχλακεο ηεο γεο πάλσ ζηνλ δνξπθφξν. Ζ βαξχηεηα ζπγθξαηεί ηνλ δνξπθφξν απφ ην λα ραζεί ζην δηάζηεκα θαη ε ηαρχηεηά ηνπ επηηξέπεη λα θηλείηαη γχξσ απφ ηε γε θαη λα κελ πέθηεη ζε απηή. Απφ ηε γε έλαο δνξπθφξνο κπνξεί είηε λα θαίλεηαη φηη θηλείηαη πνιχ αξγά, είηε πνιχ γξήγνξά, είηε αθφκα θαη λα κέλεη αθίλεηνο (γεσζηαηηθή ηξνρηά). Σα πιενλεθηήκαηα ηεο ηνπνζέηεζεο ελφο δνξπθφξνπ ζε κηα ηξνρηά ζε ζρέζε κε κηα άιιε, εμαξηψληαη απφ ηε γσλία αλχςσζεο ηνπ δνξπθφξνπ. Γσλία αλχςσζεο είλαη ε γσλία πνπ ζρεκαηίδεη ε ηξνρηά ηνπ δνξπθφξνπ κε ηνλ ηζεκεξηλφ. ηαλ ινηπφλ ζρεδηάδεηαη ν 205

206 δνξπθφξνο θαη νη ιεηηνπξγίεο ηνπ, ε ηξνρηά πνπ επηιέγεηαη πξέπεη λα εμππεξεηεί ηηο ιεηηνπξγίεο απηέο. Αλ, γηα παξάδεηγκα, έλαο δνξπθφξνο θηλείηαη ζε πνιχ πςειή ηξνρηά, ηφηε νη παξαηεξήζεηο ηνπ ζηε γε δε ζα έρνπλ πνιχ κεγάιε αθξίβεηα, ζε ζρέζε κε κηα ρακειφηεξε ηξνρηά. Παξφκνηα, ε ηαρχηεηα, ε γσλία αλχςσζεο, ε ζπρλφηεηα πεξηζηξνθήο θαη νη πεξηνρέο πνπ παξαηεξεί ν δνξπθφξνο είλαη ζέκαηα πνπ πξέπεη λα ιεθζνχλ ππφςε ζην ζρεδηαζκφ. Σέινο, ην ζεκείν εθηφμεπζεο παίδεη ζεκαληηθφ ξφιν ζηνλ θαζνξηζκφ ηεο ηξνρηάο. Οη ηξνρηέο ρσξίδνληαη ζε θπθιηθέο θαη ειιεηπηηθέο. Οη θπθιηθέο κπνξεί λα είλαη γεσζηαηηθέο (πςειή ηξνρηά), ρακειέο/κέζεο (LEO/MEO), πνιηθέο, ζπγρξνληζκέλεο κε ηνλ ήιην (sun synchronous), ηζεκεξηλέο (equatorial) θιπ. Οη ειιεηπηηθέο κπνξεί λα έρνπλ νπνηνδήπνηε ζρήκα θαη κέγεζνο. Γεωζηαηηθή ηξνρηά Ο δνξπθφξνο θαίλεηαη λα κελ θηλείηαη ζηνλ νπξαλφ (Δηθφλα 80). ηελ πξαγκαηηθφηεηα θηλείηαη κε ηελ ίδηα γσληαθή ηαρχηεηα πνπ θηλείηαη θαη ε γε. Μηα ηέηνηα ηξνρηά βξίζθεηαη πάλσ απφ ηνλ ηζεκεξηλφ ζε χςνο km θαη είλαη γλσζηή ζαλ πςειή ηξνρηά. Ο δνξπθφξνο θνηηάδεη ζπλερψο ηελ ίδηα πεξηνρή πνπ νλνκάδεηαη θαη ίρλνο (footprint). Θζεκεξηλή ηξνρηά Δηθόλα 80: Γεσζηαηηθή ηξνρηά Ο δνξπθφξνο θηλείηαη ζε ηξνρηά πάλσ απφ ηνλ ηζεκεξηλφ (Δηθφλα 81). πλήζσο είλαη ρακειήο/κέζεο ηξνρηάο θαη ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ παξαηήξεζε ηξνπηθψλ θαηξηθψλ ζπλζεθψλ. Πνιηθή ηξνρηά Δηθόλα 81: Ηζεκεξηλή ηξνρηά Έρεη γσλία αλχςσζεο 90ν θαη ε ηξνρηά δηέξρεηαη απφ ηνπο πφινπο (Δηθφλα 82). Δθκεηαιιεπφκελνο ηελ θίλεζε ηεο γεο πξνο ηα αλαηνιηθά, ν δνξπθφξνο κπνξεί λα θαιχςεη φιε ηε γε ζε 14 κέξεο. 206

207 Τξνρηά ζπγρξνληζκέλε κε ηνλ ήιην Δηθόλα 82: Πνιηθή ηξνρηά Δίλαη κηα εηδηθή πεξίπησζε πνιηθήο ηξνρηάο πνπ ν δνξπθφξνο βξίζθεηαη ζπλερψο ζην θσηηζκέλν ηκήκα ηεο γεο (Δηθφλα 83). Ο δνξπθφξνο ζε απηή ηελ ηξνρηά πεξλάεη θάζε κέξα ηελ ίδηα ηνπηθή ψξα απφ ηνλ ίδην ζεκείν ηεο γεο. Απηή ε ηξνρηά επηηξέπεη ζην δνξπθφξν λα ρξεζηκνπνηεί ζπλερψο ειηαθνχο ζπιιέθηεο. Παξάδεηγκα είλαη ν Radarsat πνπ έρεη γσλία αλχςσζεο 98.6ν θαη βξίζθεηαη ζε χςνο 798 km. Ειιεηπηηθέο ηξνρηέο Δηθόλα 83: Σξνρηά ζπγρξνληζκέλε κε ηνλ ήιην Σξνρηά ζε ζρήκα έιιεηςεο (Δηθφλα 84). Σν ηδηαίηεξν ραξαθηεξηζηηθφ ηεο ηξνρηάο είλαη φηη ε ηαρχηεηα αιιάδεη αλάινγα κε ηε ζέζε ηνπ δνξπθφξνπ. ηαλ βξίζθεηαη θνληά ζηε γε έρεη κεγαιχηεξε ηαρχηεηα ιφγσ ηεο δπλαηφηεξεο έιμεο πνπ δέρεηαη θαη αληίζηξνθα. Απηέο νη ηξνρηέο είλαη ρξήζηκεο ζηηο ηειεπηθνηλσλίεο, γηαηί έλαο δνξπθφξνο παξαηεξεί κηα ζπγθεθξηκέλε πεξηνρή γηα κεγάιν δηάζηεκα ηεο ηξνρηάο θαη απφ ηελ άιιε κεξηά ηεο γεο πεξλάεη ηαρχηεξα. Δηθόλα 84: Διιεηπηηθή ηξνρηά 207

208 Φακειέο ηξνρηέο Δπηηξέπνπλ ζηνπο δνξπθφξνπο λα θάλνπλ αθξηβείο παξαηεξήζεηο απφ αξθεηά ρακειά. Υξεζηκνπνηνχληαη ζπρλά γηα κεηεσξνινγηθέο αλάγθεο. Οη δνξπθφξνη ζε ρακειέο ηξνρηέο θηλνχληαη κέζα ζηελ αηκφζθαηξα ηεο γεο, πνπ φκσο είλαη αξθεηά αξαηή ψζηε λα είλαη νη ηξηβέο πνιχ κηθξέο. Δπίζεο έρνπλ ην πιενλέθηεκα φηη ρξεηάδνληαη πνιχ ιηγφηεξε ελέξγεηα γηα λα ηεζνχλ ζε ηξνρηά ΑΡΥΗΣΔΚΣΟΝΗΚΔ ΓΟΡΤΦΟΡΗΚΧΝ ΓΗΚΣΤΧΝ Αζπκκεηξηθά δνξπθνξηθά δίθηπα Μεξηθά δνξπθνξηθά δίθηπα παξνπζηάδνπλ έλα αζχκκεηξν εχξνο δψλεο, πεξηζζφηεξα δεδνκέλα πξνο ηε κηα θαηεχζπλζε απφ ηελ άιιε, εμ αηηίαο ησλ νξίσλ πάλσ ζηελ δχλακε ηεο κεηαθνξάο θαη ζην κέγεζνο ηεο θεξαίαο ζην ηέινο ηνπ δεζκνχ. Δλ ησ κεηαμχ, κεξηθά άιια δνξπθνξηθά ζπζηήκαηα είλαη κηαο θαηεχζπλζεο θαη ρξεζηκνπνηνχλ έλα κε δνξπθνξηθφ επηζηξεθφκελν κνλνπάηη (φπσο είλαη έλαο επηιεγφκελνο ζχλδεζκνο κε κφληεκ). Ζ θχζε ηεο TCP επηθνηλσλίαο είλαη αζπκκεηξηθή κε ηα δεδνκέλα λα ξένπλ πξνο ηε κηα θαηεχζπλζε θαη ηα παθέηα επηβεβαίσζεο πξνο ηελ αληίζεηε θαηεχζπλζε. Υξεζηκνπνηνχκε ηελ έθθξαζε «αζπκκεηξηθή» γηα λα δειψζνπκε ηηο δηαθνξεηηθέο θπζηθέο ρσξεηηθφηεηεο ζηνπο πξνο ηα εκπξφο θαη επηζηξεθφκελνπο ζπλδέζκνπο. Ζ αζπκκεηξία είλαη έλα πξφβιεκα γηα ην TCP Γνξπθνξηθόο ζύλδεζκνο «last hope» Γνξπθνξηθνί ζχλδεζκνη πνπ παξέρνπλ ππεξεζίεο θαηεπζείαλ ζην ηειηθφ ρξήζηε ίζσο επηηξέςνπλ εηδηθφ ζρεδηαζκφ πξσηνθφιισλ γηα λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε ηνπ νλείξνπ ηεο ηειεπηαίαο ειπίδαο (last hope). Μεξηθνί providers δνξπθφξσλ ρξεζηκνπνηνχλ ην δνξπθνξηθφ ζχλδεζκν ζαλ έλα κνηξαδφκελν πςειήο ηαρχηεηαο ζχλδεζκν πξνο πνιινχο ρξήζηεο κε ρακειφηεξε ηαρχηεηα, θαη κε δηακνηξαδφκελνπο επίγεηνπο ζπλδέζκνπο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζαλ επηζηξεθφκελνη ζχλδεζκνη γηα αηηήζεηο θαη επηβεβαηψζεηο. Πνιιέο θνξέο απηφ δεκηνπξγεί έλα αζπκκεηξηθφ δίθηπν Τβξηδηθά δνξπθνξηθά δίθηπα ηε πην γεληθή πεξίπησζε νη δνξπθνξηθνί ζχλδεζκνη κπνξνχλ λα εγθαηαζηαζνχλ ζε νπνηνδήπνηε ζεκείν ηεο δηθηπαθήο ηνπνινγίαο. ε απηή ηε πεξίπησζε, ν δνξπθνξηθφο ζχλδεζκνο ελεξγεί αθξηβψο ζαλ έλαο άιινο ζχλδεζκνο κεηαμχ δχν ππιψλ. ε απηφ ην πεξηβάιινλ, κηα δνζκέλε ζπλδεζκνινγία κπνξεί λα ζηαιεί πάλσ ζε επίγεηνπο ζπλδέζκνπο (πεξηιακβαλνκέλσλ θαη ρσξίο θαιψδηα), αξθεηά θαιά φπσο νη δνξπθνξηθνί ζχλδεζκνη. Απφ ηελ άιιε κεξηά, κηα ζπλδεζκνινγία κπνξνχζε επίζεο λα ηξέμεη πάλσ απφ επίγεηα κφλν δίθηπα ή πάλσ απφ δνξπθνξηθά κφλν ηκήκαηα ηνπ δηθηχνπ εκείν πξνο ζεκείν δνξπθνξηθά δίθηπα ηα ζεκείν πξνο ζεκείν δνξπθνξηθά δίθηπα, ε κφλε ειπίδα ζην δίθηπν είλαη πάλσ απφ ην δνξπθνξηθφ ζχλδεζκν. Απηφ ην αθεξεκέλν δνξπθνξηθφ πεξηβάιινλ παξνπζηάδεη κφλν ηα πξνβιήκαηα πνπ ζρεηίδνληαη κε δνξπθνξηθνχο ζπλδέζκνπο. Αθνχ είλαη έλα ηδησηηθφ δίθηπν, κεξηθέο βειηησηηθέο αιιαγέο πνπ δελ είλαη θαηάιιειεο γηα δηακνηξαδφκελα δίθηπα κπνξνχλ λα ζεσξεζνχλ. 208

209 8.4. ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΓΟΡΤΦΟΡΗΚΧΝ ΚΑΝΑΛΗΧΝ Σα ραξαθηεξηζηηθά ησλ δνξπθνξηθψλ θαλαιηψλ κπνξεί λα επεξεάδνπλ ηνλ ηξφπν κε ηνλ νπνίν ηα πξσηφθνιια κεηαθνξάο (φπσο ην TCP) ζπκπεξηθέξνληαη. ηαλ ηα πξσηφθνιια, φπσο ην TCP, δελ έρνπλ θαιή απφδνζε, ε ρξεζηκνπνίεζε ηνπ θαλαιηνχ είλαη ρακειή. Μνινλφηη ε απφδνζε ελφο πξσηνθφιινπ κεηαθνξάο είλαη ζεκαληηθή, δελ είλαη ην κφλν ζηνηρείν πνπ ρξεηάδεηαη λα ιάβνπκε ππφςε ζηελ πινπνίεζε ελφο δηθηχνπ κε δνξπθνξηθέο ζπλδέζεηο. Γηα παξάδεηγκα, ην πξσηφθνιιν ζχλδεζεο δεδνκέλσλ, ην πξσηφθνιιν εθαξκνγψλ ην κέγεζνο ηνπ buffer ηνπ router, ε πνιηηηθή αλακνλήο ζε νπξέο θαη ε ζέζε ηνπ proxy είλαη κεξηθά απφ ηα ζηνηρεία πνπ πξέπεη λα ιεθζνχλ ππφςε. Δκείο ζα εζηηάζνπκε ζηηο βειηηψζεηο πνπ κπνξνχλ λα γίλνπλ ζην TCP ζην πεξηβάιινλ ελφο δνξπθφξνπ Υαξαθηεξηζηηθά Γνξπθόξσλ Τπάξρεη κηα έκθπηε θαζπζηέξεζε ζηε κεηάδνζε ελφο κελχκαηνο κέζσ κηαο δνξπθνξηθήο ζχλδεζεο ιφγσ ηεο πεπεξαζκέλεο ηαρχηεηαο ηνπ θσηφο θαη ηνπ χςνπο ζην νπνίν βξίζθνληαη νη ηειεπηθνηλσληαθνί δνξπθφξνη. Πνιινί ηειεπηθνηλσληαθνί δνξπθφξνη βξίζθνληαη ζε γεσζηαηηθή ηξνρηά ζε χςνο ρικ. πεξίπνπ. ην χςνο απηφ ε πεξίνδνο ηεο ηξνρηάο είλαη ίζε κε ηελ πεξίνδν πεξηζηξνθήο ηεο γεο. πλεπψο, θάζε επίγεηνο ζηαζκφο κπνξεί λα «βιέπεη» ηνλ πεξηζηξεθφκελν ζηελ ηξνρηά ηνπ δνξπθφξν ζηελ ίδηα ζέζε ζηνλ νπξαλφ. Ο ρξφλνο δηάδνζεο γηα έλα ειεθηξνκαγλεηηθφ ζήκα λα δηαλχζεη δχν θνξέο απηήλ ηελ απφζηαζε είλαη 239,6 milliseconds (ms). Γηα ηνπο επίγεηνπο ζηαζκνχο πνπ βξίζθνληαη ζηελ άθξε ηεο νξαηήο πεξηνρήο ηνπ δνξπθφξνπ, ε απφζηαζε πνπ δηαλχεηαη είλαη 2x41,765 κε ζπλνιηθφ ρξφλν δηάδνζεο 279 ms. Απηέο νη θαζπζηεξήζεηο πθίζηαληαη γηα ηε δηαδξνκή επίγεηνπ ζηαζκνχ-δνξπθφξνπ-επίγεηνπ ζηαζκνχ (ή hop ). Έηζη, ε θαζπζηέξεζε δηάδνζεο γηα έλα κήλπκα θαη ηελ αληίζηνηρε απφθξηζε (round-trip time ή RTT) κπνξεί λα είλαη ηνπιάρηζηνλ 558 ms. Σν RTT δελ εμαξηάηαη κφλν απφ ην ρξφλν δηάδνζεο ζην δνξπθφξν. Σν RTT κεγαιψλεη θαη απφ άιινπο παξάγνληεο κεο ζην δίθηπν, φπσο ν ρξφλνο εθπνκπήο θαη δηάδνζεο απφ άιιεο ζπλδέζεηο ζην κνλνπάηη ηνπ δηθηχνπ θαη ε θαζπζηέξεζε αλακνλήο ζηηο πχιεο (gateways). Δπηπιένλ, ε θαζπζηέξεζε δνξπθνξηθήο δηάδνζεο ζα είλαη κεγαιχηεξε αλ ε ζχλδεζε πεξηιακβάλεη πνιιαπιά hops ή αλ ρξεζηκνπνηνχληαη ζχλδεζκνη κεηαμχ δνξπθφξσλ. Καζψο νη δνξπθφξνη γίλνληαη πην πνιχπινθνη θαη ελζσκαηψλνπλ ιεηηνπξγίεο επεμεξγαζίαο ζεκάησλ, επηπιένλ θαζπζηέξεζε κπνξεί λα ζεκεησζεί. Τπάξρνπλ θαη άιιεο ηξνρηέο πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα δνξπθνξηθέο επηθνηλσλίεο, φπσο ε ρακειή ηξνρηά (Low Earηh Orbit LEO) θαη ε κεζαία ηξνρηά (Medium Earth Orbit MEO). Οη ρακειέο ηξνρηέο απαηηνχλ ηε ρξήζε ζρεκαηηζκψλ δνξπθφξσλ γηα ζπλερή θάιπςε. Με άιια ιφγηα, θαζψο έλαο δνξπθφξνο ράλεηαη απφ ην πεδίν ιήςεο ελφο επίγεηνπ ζηαζκνχ, έλαο άιινο ζηαζκφο εκθαλίδεηαη ζηνλ νξίδνληα θαη ην θαλάιη κεηαθηλείηαη ζε απηφλ. Ζ θαζπζηέξεζε δηάδνζεο ζε κηα ρακειή ηξνρηά θπκαίλεηαη απφ κεξηθά milliseconds, φηαλ έρνπκε απεπζείαο επηθνηλσλία κε δνξπθφξν, κέρξη θαη 80 ms φηαλ ν δνξπθφξνο είλαη ζηνλ νξίδνληα. Σα ζπζηήκαηα απηά πηζαλφηεξα ρξεζηκνπνηνχλ ζπλδέζεηο κεηαμχ δνξπθφξσλ θαη έρνπλ κεηαβιεηφ κνλνπάηη θαζπζηέξεζεο, αλάινγα κε ηε δξνκνιφγεζε κεο ζην δίθηπν. Σα δνξπθνξηθά θαλάιηα εμαξηψληαη πιήξσο απφ δχν βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά πνπ πεξηγξάθνληαη παξαθάησ. 209

210 Θόξπβνο Ζ ηζρχο ελφο ξαδηνζήκαηνο κεηψλεηαη αληηζηξφθσο αλάινγα κε ην ηεηξάγσλν ηεο απφζηαζεο πνπ δηαλχεη. Ζ απφζηαζε γηα κηα δνξπθνξηθή ζχλδεζε είλαη κεγάιε θαη έηζη ην ζήκα εμαζζελεί πξηλ θηάζεη ζηνλ πξννξηζκφ ηνπ. Απηφ έρεη σο ζπλέπεηα ρακειφ ιφγν ζήκαηνο-ζνξχβνπ. Μεξηθέο ζπρλφηεηεο είλαη ηδηαηηέξσο επαίζζεηεο ζε αηκνζθαηξηθά θαηλφκελα, φπσο ε βξνρή. Γηα θηλεηέο εθαξκνγέο, ηα δνξπθνξηθά θαλάιηα είλαη ηδηαίηεξα επαίζζεηα ζε παξεκβνιέο ιφγσ πνιιαπιψλ κνλνπαηηψλ θαη ζηε ζθίαζε (π.ρ. παξεκπφδηζε απφ θηίξηα). Οη ηππηθνί ξπζκνί ιαζψλ bits (bit error rate BER) γηα κηα δνξπθνξηθή ζχλδεζε ζήκεξα είλαη ηεο ηάμεο ηνπ 1 ιάζνπο αλά 10 εθαηνκκχξηα bits ή ιηγφηεξν. Πξνρσξεκέλεο θσδηθνπνηήζεηο ειέγρνπ ιαζψλ (π.ρ. Reed Solomon) κπνξνχλ λα πξνζηεζνχλ ζηηο ππάξρνπζεο δνξπθνξηθέο ππεξεζίεο θαη ρξεζηκνπνηνχληαη ήδε απφ αξθεηέο απφ απηέο. Εύξνο δώλεο (Bandwidth) Σν ειεθηξνκαγλεηηθφ θάζκα είλαη έλαο πεπεξαζκέλνο θπζηθφο πφξνο, νπφηε ππάξρεη έλα πεξηνξηζκέλν πνζφ εχξνπο δψλεο δηαζέζηκν γηα δνξπθνξηθά ζπζηήκαηα πνπ ειέγρεηαη ηππηθά κε άδεηεο. Απηνί νη πεξηνξηζκνί δπζρεξαίλνπλ ηε ρξεζηκνπνίεζε bandwidth γηα ηελ επίιπζε άιισλ ζρεδηαζηηθψλ πξνβιεκάησλ. Σππηθέο θέξνπζεο (carrier) ζπρλφηεηεο γηα ηηο ππάξρνπζεο, απφ ζεκείν ζε ζεκείν, εκπνξηθέο δνξπθνξηθέο ππεξεζίεο είλαη 6 GHz (uplink) θαη 4 GHz (downlink), επίζεο γλσζηφ σο δψλε (band) C, θαη 14/12 GHz (Ku band). Μηα λέα ππεξεζία ζηα 30/20 GHz (Ka band) ζα εκθαληζηεί ζηα επφκελα ρξφληα. Οη αζχξκαηνη αλακεηαδφηεο γηα δνξπθφξνπο νλνκάδνληαη αιιηψο θαη πνκπνί. Σν παξαδνζηαθφ bandwidth ελφο C band πνκπνχ είλαη ηππηθά 36 MHz γηα λα εμππεξεηήζεη έλα έγρξσκν ηειενπηηθφ θαλάιη (ή 1200 θαλάιηα θσλήο). Οη πνκπνί Ku band βξίζθνληαη ηππηθά ζηα 50 MHz. Δπηπιένλ, θάζε δνξπθφξνο κπνξεί λα δηαζέηεη κεξηθέο δεθάδεο πνκπψλ. Σν bandwidth δελ είλαη πεξηνξηζκέλν κφλν απφ ηε θχζε, αιιά ε θαηαλνκή ηνπ ζηηο εκπνξηθέο ηειεπηθνηλσλίεο πεξηνξίδνληαη απφ δηεζλείο ζπκθσλίεο, ψζηε απηφο ν ζπάληνο πφξνο λα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί δίθαηα απφ πνιιέο δηαθνξεηηθέο εθαξκνγέο. Μνινλφηη νη δνξπθφξνη έρνπλ θάπνηα κεηνλεθηήκαηα ζπγθξηλφκελνη κε ηα θαλάιηα νπηηθψλ ηλψλ (π.ρ. δελ κπνξνχλ λα επηζθεπαζηνχλ εχθνια, βξνρνπηψζεηο, θιπ.), έρνπλ θαη θάπνηα πιενλεθηήκαηα ζε ζρέζε κε ηηο επίγεηεο ζπλδέζεηο. Πξψηνλ, νη δνξπθφξνη έρνπλ κηα θπζηθή ηθαλφηεηα εθπνκπήο. Απηφ ηνπο δίλεη ην πιενλέθηεκα ηεο ρξήζεο ηνπο γηα εθαξκνγέο πνιιαπιήο κεηάδνζεο (multicast). Όζηεξα, νη δνξπθφξνη κπνξνχλ λα πξνζεγγίζνπλ γεσγξαθηθά απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο ή ρψξεο κε κηθξή επίγεηα ππνδνκή. Έλα ζρεηηθφ κε απηφ πιενλέθηεκα είλαη ε ηθαλφηεηα ησλ δνξπθνξηθψλ ζπλδέζεσλ λα θηάλνπλ ζηνπο θηλνχκελνπο ρξήζηεο. Σα δνξπθνξηθά θαλάιηα έρνπλ αξθεηά ραξαθηεξηζηηθά πνπ δηαθέξνπλ απφ ηα πεξηζζφηεξα επίγεηα θαλάιηα. Απηά ηα ραξαθηεξηζηηθά κπνξεί λα ππνβαζκίδνπλ ηελ απφδνζε ηνπ TCP Μεγάιε θαζπζηέξεζε αλάδξαζεο Λφγσ ηεο κεγάιεο θαζπζηέξεζεο δηάδνζεο κεξηθψλ δνξπθνξηθψλ θαλαιηψλ (π.ρ. πεξίπνπ 250 ms γηα έλα γεσζηαηηθφ δνξπθφξν) απαηηείηαη πνιχο ρξφλνο απφ ηνλ TCP απνζηνιέα γηα λα θαζνξίζεη αλ έλα παθέην ιήθζεθε επηηπρψο απφ ηνλ ηειηθφ πξννξηζκφ. Απηή ε θαζπζηέξεζε δεκηψλεη ηηο αιιειεπηδξαζηηθέο εθαξκνγέο, φπσο ην telnet, θαζψο θαη κεξηθνχο απφ ηνπο αιγνξίζκνπο ειέγρνπ ζπκθφξεζεο ηνπ TCP. 210

211 Μεγάιν γηλόκελν θαζπζηέξεζεο*bandwidth Σν γηλφκελν απηφ (delay*bandwidth product - DBP) νξίδεη ην κέγεζνο ησλ δεδνκέλσλ πνπ έλα πξσηφθνιιν πξέπεη λα έρεη «ζηνλ αέξα» (δεδνκέλα πνπ έρνπλ ππνζηεί εθπνκπή, αιιά δελ έρεη ζηαιεί αθφκα επηβεβαίσζε γη απηά) ζε θάζε ζηηγκή, ψζηε λα ρξεζηκνπνηεί πιήξσο ηε δηαζέζηκε ρσξεηηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ. Ζ θαζπζηέξεζε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηε ζρέζε απηή είλαη ην RTT θαη ην bandwidth είλαη ε ρσξεηηθφηεηα ηεο ζχλδεζεο κε ην κεγαιχηεξν θφξην (bottleneck) ζην κνλνπάηη ηνπ δηθηχνπ. Δπεηδή ε θαζπζηέξεζε ζε κεξηθά δνξπθνξηθά πεξηβάιινληα είλαη κεγάιε, ην TCP αλαγθάδεηαη λα θξαηήζεη έλα κεγάιν αξηζκφ παθέησλ «ζηνλ αέξα» (ζηαικέλα, αιιά φρη επηβεβαησκέλα). Λάζε εθπνκπήο Σα δνξπθνξηθά θαλάιηα παξνπζηάδνπλ έλα πςειφηεξν ξπζκφ ιαζψλ bit (BER) απφ ηα ηππηθά επίγεηα δίθηπα. Σν TCP αληηκεησπίδεη ηηο απνξξίςεηο παθέησλ σο ελδείμεηο ζπκθφξεζεο ηνπ δηθηχνπ θαη κεηψλεη ην κέγεζνο ηνπ παξαζχξνπ ζε κηα πξνζπάζεηα λα κεηψζεη ηε ζπκθφξεζε. Λφγσ ηεο άγλνηαο ηνπ ιφγνπ γηα ηνλ νπνίν ην παθέην ράζεθε (ζπκθφξεζε ή αιινίσζε), ην TCP πξέπεη λα ππνζέζεη φηη ε απφξξηςε νθείιεηαη ζηε ζπκθφξεζε ηνπ δηθηχνπ, γηα λα απνθχγεη ηελ θαηάξξεπζε ιφγσ ζπκθφξεζεο. πλεπψο, ε απφξξηςε παθέησλ ιφγσ αιινίσζεο αλαγθάδεη ην TCP λα κεηψζεη ην κέγεζνο ηνπ ζπξφκελνπ παξαζχξνπ, παξ φηη απηέο νη απνξξίςεηο παθέησλ δελ ζεκαίλνπλ ζπκθφξεζε ζην δίθηπν. Αζπκκεηξηθή ρξήζε Λφγσ ηνπ θφζηνπο ηνπ εμνπιηζκνχ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα ζηείιεη δεδνκέλα ζηνπο δνξπθφξνπο, ζπρλά θαηαζθεπάδνληαη αζπκκεηξηθά δνξπθνξηθά δίθηπα. Γηα παξάδεηγκα, έλα κεράλεκα ζα ζηείιεη φιε ηελ εμεξρφκελε θπθινθνξία κέζσ κηαο αξγήο επίγεηαο ζχλδεζεο (φπσο έλα θαλάιη κηαο γξακκήο κε modem) θαη ζα ιάβεη ηελ εηζεξρφκελε θπθινθνξία κέζσ ηνπ δνξπθνξηθνχ θαλαιηνχ. Μηα άιιε πεξίπησζε πξνθχπηεη φηαλ ηφζν ε εηζεξρφκελε φζν θαη ε εμεξρφκελε θπθινθνξία γίλεηαη κέζσ κηαο δνξπθνξηθήο ζχλδεζεο, αιιά ην uplink έρεη ιηγφηεξε δηαζέζηκε ρσξεηηθφηεηα απφ ην downlink ιφγσ ηνπ θφζηνπο ηνπ πνκπνχ πνπ απαηηείηαη γηα λα παξέρεη έλα θαλάιη πςειήο ρσξεηηθφηεηαο. Απηή ε αζπκκεηξία κπνξεί λα έρεη αληίθηππν ζηελ απφδνζε ηνπ TCP. Μεηαβιεηνί ρξόλνη Round Trip ε κεξηθά δνξπθνξηθά πεξηβάιινληα, φπσο απηφ ησλ ζρεκαηηζκψλ ρακειήο ηξνρηάο (LEO), ε θαζπζηέξεζε δηάδνζεο πξνο θαη απφ ην δνξπθφξν δηαθέξεη κε ην ρξφλν. Σν αλ απηφ ζα έρεη θάπνην αληίθηππν ζηελ απφδνζε ηνπ TCP είλαη επί ηνπ παξφληνο έλα αλνηρηφ ζέκα. Δηαθνπηόκελε ζπλδεηηθόηεηα ηηο δηακνξθψζεηο κε γεσζηαηηθψλ δνξπθφξσλ, νη TCP ζπλδέζεηο πξέπεη λα κεηαθέξνληαη απφ έλα δνξπθφξν ζε έλαλ άιιν ή απφ έλαλ επίγεην ζηαζκφ ζε έλαλ άιιν αλά ηαθηά ρξνληθά δηαζηήκαηα. Απηή ε αιιαγή κπνξεί λα πξνθαιέζεη απψιεηεο παθέησλ, αλ δελ ρεηξηζηεί ζσζηά. Σα πεξηζζφηεξα δνξπθνξηθά θαλάιηα δηαζέηνπλ έλα ππνζχλνιν ησλ παξαπάλσ ραξαθηεξηζηηθψλ. Δπηπιένλ, ηα δνξπθνξηθά δίθηπα δελ είλαη ηα κφλα πεξηβάιινληα φπνπ ζπλαληά θαλείο απηά ηα ραξαθηεξηζηηθά. κσο, ηα δνξπθνξηθά δίθηπα ηείλνπλ 211

212 λα παξνπζηάδνπλ πεξηζζφηεξα απφ ηα παξαπάλσ πξνβιήκαηα ή ηα πξνβιήκαηα απηά γίλνληαη εληνλφηεξα ζε πεξηβάιινλ δνξπθφξνπ ΕΧΝΔ ΓΟΡΤΦΟΡΗΚΧΝ ΤΥΝΟΣΖΣΧΝ Οη ζπρλφηεηεο άλσ θαη θάησ δεχμεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε έλα δνξπθνξηθφ ζχζηεκα είλαη γεληθά κεγαιχηεξεο ηνπ 1 GHz ψζηε λα παξέρνπλ πνιχ κεγάιν εχξνο δψλεο. Πνιιέο κηθξνθπκαηηθέο κπάληεο ζπρλνηήησλ έρνπλ παξαρσξεζεί γηα ρξήζε ζε ζχζηεκα δνξπθνξηθήο επηθνηλσλίαο. Πνιιέο απφ απηέο παξέρνπλ έλα εχξνο δψλεο 500 MHz γηα ηα ζήκαηα άλσ θαη θάησ δεχμεο. Μεξηθέο απφ ηηο πην ζπρλά ρξεζηκνπνηνχκελεο ζπρλφηεηεο δνξπθνξηθψλ ζπζηεκάησλ επηθνηλσλίαο θαίλνληαη ζηνλ Πίλαθαο 4. Πίλαθαο 4: Xξεζηκνπνηνύκελεο ζπρλόηεηεο δνξπθνξηθώλ ζπζηεκάησλ Ζ κπάληα ζπρλνηήησλ 4/6 GHz ρξεζηκνπνηείηαη εθηεηακέλα θαη ζε επίγεηα ζπζηήκαηα επηθνηλσλίαο. ε έλα επίγεην ζχζηεκα, έλαο ζηαζκφο εδάθνπο εθπέκπεη έλα ζήκα απεπζείαο ζε έλα άιιν ζηαζκφ εδάθνπο ρσξίο λα ρξεζηκνπνηείηαη δνξπθφξνο. Έηζη αθνχ ε κπάληα 4/6 GHz ρξεζηκνπνηείηαη ηφζν απφ δνξπθνξηθά φζν θαη απφ επίγεηα ζπζηήκαηα επηθνηλσλίαο, ηα ζήκαηα πνπ εθπέκπνπλ νη δνξπθφξνη κπνξνχλ λα παξεκβάιινπλ επίγεηνπο δέθηεο, θαη αληίζηξνθα ζήκαηα πνπ εθπέκπνπλ επίγεηνη πνκπνί είλαη δπλαηφλ λα παξεκβάιινπλ δνξπθνξηθνχο δέθηεο. Έηζη νη δνξπθνξηθνί πνκπνί πεξηνξίδνληαη ζε κηα κέγηζηε ηζρχ 8 ή 10 W γηα θάζε θαλάιη ζηα 4 GHz ψζηε λα ειαρηζηνπνηεζεί ε παξεκβνιή κε ηνπο επίγεηνπο δέθηεο. Με ηελ ίδηα ινγηθή, ε ηνπνζεζία ησλ θεξαηψλ ιήςεο θαη εθπνκπήο ελφο δνξπθνξηθνχ ζπζηήκαηνο πξέπεη λα εθιεγεί πξνζεθηηθά γηα απνθπγή παξεκβνιψλ. Έηζη απηέο ηνπνζεηνχληαη θπξίσο ζε αγξνηηθέο πεξηνρέο. Ζ δψλε Υ ρξεζηκνπνηείηαη γηα θπβεξλεηηθνχο θαη ζηξαηησηηθνχο ζθνπνχο. Μηα άιιε κπάληα ζπρλνηήησλ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη επξχηαηα απφ δνξπθνξηθά ζπζηήκαηα επηθνηλσλίαο είλαη ησλ 12/14 GHz. Απηή ε κπάληα ρξεζηκνπνηεί 14 σο 14.5 GHz γηα ηελ άλσ δεχμε θαη 11.7 σο 12.2 GHz γηα ηελ θάησ δεχμε. Ζ κπάληα ησλ 12/14 GHz δελ παξνπζηάδεη πνιιά πξνβιήκαηα παξεκβνιψλ κε επίγεηα ζπζηήκαηα αθνχ ππάξρνπλ ειάρηζηα ηέηνηα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ απηή ηελ κπάληα. Έηζη ε απνθπγή ησλ παξεκβνιψλ δίλεη ζηα δνξπθνξηθά ζπζηήκαηα ησλ 12/14 GHz πνιιά ζπνπδαία πιενλεθηήκαηα: Ζ ηζρχο εμφδνπ ηνπ θέξνληνο ησλ δνξπθνξηθψλ πνκπψλ κπνξεί λα απμεζεί, απμάλνληαο έηζη θαη ηελ αθηηλνβνινχκελε ηζρχ ηνπ δνξπθφξνπ. Οη θεξαίεο ησλ ζηαζκψλ εδάθνπο κπνξνχλ λα ηνπνζεηεζνχλ ζε αζηηθέο πεξηνρέο. Οη κεγάιεο ζπρλφηεηεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε απηή ηε κπάληα πξνζδίδνπλ έλα επίζεο πιενλέθηεκα, αθνχ είλαη δπλαηφλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ θεξαίεο κηθξφηεξεο δηακέηξνπ, πξνζθέξνληαο ην απαηηνχκελν εχξνο δψλεο θαη απνιαβή. Κεξαίεο δεθηψλ π.ρ. δηακέηξνπ κφλν 1 m είλαη ηθαλέο λα πξνζθέξνπλ ηα απαηηνχκελα απνηειέζκαηα. Έλα κεηνλέθηεκα ηεο κπάληαο 12/14 GHz ζπγθξηλφκελε κε απηή ησλ 4/6 GHz είλαη ε 212

213 απμεκέλε εμαζζέληζε πνπ ζπκβαίλεη ζηελ αηκφζθαηξα θπξίσο ζε πεξηπηψζεηο πνιχ δπλαηήο βξνρήο INTERNET OVER SATELLITE Σα ηειεπηαία ρξφληα ε κεγάιε αλάπηπμε ησλ δνξπθνξηθψλ επηθνηλσληψλ, έθαλε αξθεηέο επηρεηξήζεηο παξνρήο Internet λα επελδχζνπλ ζην δνξπθνξηθφ Internet (Internet over Satellite), ζηνρεχνληαο ζηελ παξνρή πςειψλ ηαρπηήησλ κεηάδνζεο θαη Quality of Service κε ην ρακειφηεξν δπλαηφ θφζηνο. Ο ζπλδπαζκφο δνξπθνξηθψλ θαη επίγεησλ δηθηχσλ παξνπζηάδεηαη αξθεηά ππνζρφκελνο αθνχ ζπγθεληξψλεη ηα αθφινπζα πιενλεθηήκαηα: Δίδνο ηνπνινγίαο: νη ηνπνινγίεο ησλ δνξπθνξηθψλ δηθηχσλ ηαηξηάδνπλ κε ηελ ηνπνινγία αζηεξηνχ κε απνηέιεζκα ηελ ππνζηήξημε multicast & broadcast κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Μεγάιν δηαζέζηκν εχξνο δψλεο: κεγάινη ξπζκνί κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, πνπ θζάλνπλ ηα αξθεηά Mbps παξέρνληαη απεπζείαο ζηνπο ηειηθνχο ρξήζηεο. Πνιιαπιή θάιπςε ρξεζηψλ: ε δπλαηφηεηα θάιπςεο απνκαθξπζκέλσλ ρξεζηψλ πνπ δελ έρνπλ πξφζβαζε ζε θάπνην δίθηπν ππνινγηζηψλ Δίδε ζπλδέζεσλ Μπνξνχκε λα δηαθξίλνπκε 3 δηαθνξεηηθέο κνξθέο ζχλδεζεο ζην Internet over Satellite. ηε πξψηε πεξίπησζε ν ηειηθφο ρξήζηεο (ηδηψηεο ή επηρείξεζε), ζπλδέεηαη απεπζείαο κέζσ ελφο ηδησηηθνχ ζπζηήκαηνο απνζηνιήο θαη ιήςεο δεδνκέλσλ κε ην δνξπθφξν. ηε δεχηεξε πεξίπησζε ε δνξπθνξηθή ζχλδεζε πξνζθέξεηαη ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε κέζσ ελφο Internet Service Provider (ISP) ν νπνίνο έρεη ηε δηθή ηνπ δνξπθνξηθή ζχλδεζε, ελψ ζηελ ηξίηε πεξίπησζε o Internet Service Provider (ISP), δε δηαζέηεη απεπζείαο δνξπθνξηθή ζχλδεζε αιιά ζπλδέεηαη κε θάπνηα εηαηξεία ε νπνία δηαζέηεη δνξπθνξηθή ζχλδεζε κε θάπνην δνξπθφξν (είηε ηδησηηθφ είηε κηζζσκέλν). Καη ζηηο ηξεηο κνξθέο ζχλδεζεο ε απαηηνχκελε θνηλή ππνδνκή πεξηιακβάλεη: Έλαλ uplink ζηαζκφ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ πξνο ην δνξπθφξν. Μηα πιαηθφξκα πξνγξακκάησλ δνξπθνξηθήο ιήςεο πνιπκεζηθψλ δεδνκέλσλ. Μηα ή πεξηζζφηεξεο δνξπθνξηθέο ζπλδέζεηο. Σα ηδηαίηεξα ραξαθηεξηζηηθά θάζε κηαο απφ απηέο ηηο ζπλδέζεηο ζα πεξηγξαθνχλ ζηε ζπλέρεηα. Δνξπθνξηθή Σύλδεζε απεπζείαο ζηνλ Τειηθό Φξήζηε ε απηή ηελ πεξίπησζε (Δηθφλα 85), ν ηειηθφο ρξήζηεο (ηδηψηεο ή επηρείξεζε), ζπλδέεηαη απεπζείαο ζε κηα δνξπθνξηθή ζχλδεζε δηαζέηνληαο κηα θάξηα δνξπθνξηθήο ιήςεο θαη έλα δνξπθνξηθφ δέθηε. Σν θφζηνο ελφο ηέηνηνπ δηθηχνπ, ζε απαηηνχκελν πιηθφ θαη ινγηζκηθφ, είλαη αξθεηά πςειφ θάλνληαο ηέηνηεο ζπλδέζεηο απαγνξεπηηθέο πξνο ην παξφλ. 213

214 Satellite Uplink ηαθμός request channel User's PC User's PC Platform PSTN Internet Internet Service Provider Dedicated Link Δηθόλα 85: Γνξπθνξηθή ύλδεζε απεπζείαο ζηνλ Σειηθό Υξήζηε χγρξνλα πξντφληα πνπ απεπζχλνληαη ζε ηειηθνχο ρξήζηεο ελζσκαηψλνπλ ην απαηηνχκελν πιηθφ θαη ινγηζκηθφ, πξνζθέξνληαο νηθνλνκηθφηεξεο νινθιεξσκέλεο ιχζεηο ηφζν γηα ηε ιήςε πνιπκεζηθψλ δεδνκέλσλ αιιά θαη ππεξεζηψλ φπσο Video on Demand. Ζ ιήςε ησλ δεδνκέλσλ γίλεηαη κέζσ ηεο δνξπθνξηθήο ζχλδεζεο, ελψ ε απνζηνιή ησλ δεδνκέλσλ ζπλερίδεη λα γίλεηαη κέζσ κηαο παξαδνζηαθήο ζχλδεζεο ζην Internet. Γη απηφ ην ιφγν αλ θαη απμάλεηαη ν ξπζκφο ιήςεο δεδνκέλσλ αγγίδνληαο ηα 45Mbps, ε ηαρχηεηα απνζηνιήο ησλ δεδνκέλσλ παξακέλεη ρακειή. Άκεζε Δνξπθνξηθή Σύλδεζε κέζω ISP. ε απηή ηελ πεξίπησζε (Δηθφλα 86) ν ISP δηαζέηεη έλα δνξπθνξηθφ πηάην επηθνηλσλίαο κε ην δνξπθφξν. Ζ θιήζε θάζε ρξήζηε πνπ ζπλδέεηαη κε ηνλ Internet Provider θζάλεη κέζσ ησλ ηειεθσληθψλ γξακκψλ απφ ην modem ηνπ ρξήζηε ζην δηαθνκηζηή ηνπ ISP. Αλ ηα δεδνκέλα πνπ ν ρξήζηεο δεηά βξίζθνληαη ήδε απνζεθεπκέλα ζην δηαθνκηζηή ηφηε επηζηξέθνληαη ζην ρξήζηε. Γηαθνξεηηθά ε αίηεζε ηνπ ρξήζηε κεηαθέξεηαη ζην δνξπθφξν. Μφιηο ηα δεδνκέλα πνπ ν ρξήζηεο αλαδεηά ζπγθεληξσζνχλ απνζηέιινληαη ζηνλ ππνινγηζηή ηνπ ρξήζηε. High Speed Channel Satellite ISP Caching Proxy Servers Ethernet ISP Gateway Router Uplink ηαθμός Router Low Speed Internet Access Telephone Platform Internet Internet Service Provider Dedicated Link User's PC Δηθόλα 86: ρεκαηηθό άκεζεο δνξπθνξηθήο ζύλδεζεο κέζσ ISP. 214

215 Παξαηεξνχκε ινηπφλ φηη ζε απηή ηελ πεξίπησζε δελ έρνπκε κηα θαζαξά δνξπθνξηθή ζχλδεζε αιιά έλα ζπλδπαζκφ επίγεησλ θαη δνξπθνξηθψλ ζπλδέζεσλ κε απνηέιεζκα ε απφδνζε ηεο ζχλδεζεο λα επεξεάδεηαη απφ ηνπο πεξηνξηζκνχο ησλ dial-up επίγεησλ ζπλδέζεσλ (φπσο γηα παξάδεηγκα ηαρχηεηεο πνπ ν επηιεγκέλνο ISP πξνζθέξεη θαη θίλεζε ζην Γηαδίθηπν ηε ζπγθεθξηκέλε ρξνληθή ζηηγκή). Φπζηθά ε απφδνζε ηεο ζχλδεζεο εμαξηάηαη θαη απφ ηηο ηαρχηεηεο uplink & downlink πνπ ν θάζε ISP κπνξεί λα πξνζθέξεη. Οη ηαρχηεηεο απηέο κπνξνχλ λα θζάλνπλ έσο θαη ηα 5Mbps γηα uplink, ελψ αγγίδνπλ ηα 45Mbps γηα downlink. Ζ ζπλνιηθή ηαρχηεηα κπνξεί λα πξνζδηνξηζηεί σο έλαο κέζνο φξνο ησλ ελδηάκεζσλ ηαρπηήησλ πνπ παξαηεξνχληαη θαη θπζηθά αλαθέξνληαη ζε ηδαληθέο ζπλζήθεο. Ζ δήηεζε ζε δνξπθνξηθφ Internet ηα πξνζερή ρξφληα ζα παίμεη κεγάιν ξφιν ζηε δεκηνπξγία αληαγσληζκνχ αλάκεζα ζηνπο ISPs αλάινγα βέβαηα κε ηηο απαηηήζεηο ησλ ρξεζηψλ θαη ηε δπλαηφηεηά ηνπο λα πιεξψλνπλ ηηο πξνζθεξφκελεο ππεξεζίεο. Έκκεζε Δνξπθνξηθή Σύλδεζε κέζω ISP. ε απηή ηελ πεξίπησζε ν ISP δε δηαζέηεη δνξπθνξηθφ πηάην επηθνηλσλίαο κε ην δνξπθφξν αιιά ζπλδέεηαη είηε δνξπθνξηθά είηε επίγεηα κε θάπνηα εηαηξεία πνπ δηαζέηεη απεπζείαο ζχλδεζε κε θάπνην δνξπθφξν. Ζ θιήζε θάζε ρξήζηε πνπ ζπλδέεηαη κε ηνλ Internet Provider θζάλεη κέζσ ησλ ηειεθσληθψλ γξακκψλ απφ ην modem ηνπ ρξήζηε ζην δηαθνκηζηή ηνπ ISP. Αλ ηα δεδνκέλα πνπ ν ρξήζηεο δεηά βξίζθνληαη ήδε απνζεθεπκέλα ζην δηαθνκηζηή ηφηε επηζηξέθνληαη ζην ρξήζηε. Γηαθνξεηηθά ε αίηεζε ηνπ ρξήζηε κεηαθέξεηαη ζην δηαθνκηζηή ηεο εηαηξείαο πνπ παξέρεη ην δνξπθφξν. Δθεί γίλεηαη εθ λένπ έλαο έιεγρνο γηα ην αλ ηα δεηνχκελα δεδνκέλα βξίζθνληαη απνζεθεπκέλα ζηνλ εθεί δηαθνκηζηή. Αλ λαη ηφηε ζπιιέγνληαη θαη κεηαδίδνληαη ζηνλ ππνινγηζηή ηνπ ρξήζηε. Γηαθνξεηηθά ε αίηεζε ηνπ ρξήζηε πξνσζείηαη γηα εμππεξέηεζε ζην δνξπθφξν. Ζ επηζηξνθή ησλ δεδνκέλσλ κπνξεί λα γίλεη θαη απεπζείαο κέζσ ηνπ δνξπθφξνπ ζην ρξήζηε αλ απηφο δηαζέηεη δνξπθνξηθή θεξαία, δηαθνξεηηθά επηζηξέθνληαη κέζα απφ επίγεηεο ζπλδέζεηο. Παξαηεξνχκε ινηπφλ φηη θαη ζε απηή ηελ πεξίπησζε έρνπκε κηα πβξηδηθή ζχλδεζε επίγεησλ θαη δνξπθνξηθψλ ζπλδέζεσλ κε απνηέιεζκα ε απφδνζε ηεο ζχλδεζεο λα επεξεάδεηαη ηφζν απφ ηνπο πεξηνξηζκνχο ησλ dial-up επίγεησλ ζπλδέζεσλ φζν θαη απφ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο δνξπθνξηθήο ζχλδεζεο ηεο εηαηξείαο. Απφ ηηο δχν παξαπάλσ ζπλδέζεηο ζίγνπξα θαιχηεξε θαη ηαρχηεξε εκθαλίδεηαη ε πξψηε αθνχ κεηψλεη ηνλ αξηζκφ θαη ηελ πνιππινθφηεηα ησλ ρξεζηκνπνηνχκελσλ ζπλδέζεσλ Απαηηνύκελνο εμνπιηζκόο θαη θόζηνο αλάπηπμεο Οη πεξηζζφηεξν ρξεζηκνπνηνχκελνη δνξπθφξνη ζην Internet over Satellite είλαη γεσζηαηηθήο ηξνρηάο (GEO). Αλ θαη ην θφζηνο ηνπνζέηεζεο ηέηνησλ δνξπθφξσλ ζε ηξνρηά γχξσ απφ ηε γε είλαη κεγάιν ν ζπλδπαζκφο κε ρακεινχ θφζηνπο ζηαζκνχο ιήςεο απνηειεί κηα αληαγσληζηηθή πξφηαζε ζε ζρέζε κε ηηο πξνζθεξφκελεο επίγεηεο ιχζεηο ησλ Αζπκκεηξηθψλ Φεθηαθψλ πλδξνκεηηθψλ Γξακκψλ (ADSL- Asymmetric Digital Subscriber Line), δεδνκέλνπ φηη απηέο δελ παξέρνπλ multicast & broadcast κεηάδνζε δεδνκέλσλ. Ζ ηνπνζέηεζε απηψλ ησλ γξακκψλ πξνυπνζέηεη θπζηθά ηε δπλαηφηεηα ησλ ηειηθψλ ρξεζηψλ λα κπνξνχλ λα πιεξψζνπλ ηελ εγθαηάζηαζή ηνπο. πσο πξνεγνπκέλσο πεξηγξάςακε ζηα είδε ζπλδέζεσλ, δελ έρνπκε θαζαξά δνξπθνξηθέο ζπλδέζεηο αιιά έλα ζπλδπαζκφ επίγεησλ θαη δνξπθνξηθψλ δηθηχσλ. Απηφ ζεκαίλεη φηη ν ηειηθφο ρξήζηεο δηαηεξεί ηνλ εμνπιηζκφ πνπ ήδε έρεη, κφληεκ 215

216 θαη ζχλδεζε ζην δίθηπν (κέζσ ISP ή κηζζσκέλσλ γξακκψλ), πξνθεηκέλνπ λα κπνξεί λα ζηέιλεη δεδνκέλα πξνο ην δνξπθφξν, αθνχ νη ζεκεξηλέο ζπλδέζεηο είλαη κνλφδξνκεο. Απηφ απνηειεί πιενλέθηεκα αθνχ δελ απαηηείηαη πιήξεο αιιαγή ησλ ζεκεξηλψλ ρξεζηκνπνηνχκελσλ ζπλδέζεσλ. Σν θφζηνο αλάπηπμεο επνκέλσο κπνξεί λα ρσξηζηεί ζην θφζηνο εμνπιηζκνχ θαη πξνζθνξάο ππεξεζηψλ επίγεησλ ζπλδέζεσλ (γηα παξάδεηγκα, πεξηιακβάλεη ζχλδεζε κε θάπνηνλ ISP θαη modem), θαη ζε θφζηνο εμνπιηζκνχ θαη πξνζθνξάο δνξπθνξηθψλ ππεξεζηψλ (γηα παξάδεηγκα, πεξηιακβάλεη ζχλδεζε κε θάπνηα εηαηξεία θαη δνξπθνξηθφ δέθηε). ηα πξνεγνχκελα ζρήκαηα είδακε ηελ χπαξμε κηαο πιαηθφξκαο δηαρείξηζεο πνιπκεζηθψλ δεδνκέλσλ γηα κεηάδνζε ζε δνξπθνξηθά θαλάιηα. Ζ πιαηθφξκα απηή είλαη ε Digital Video Broadcast (DVB), ε νπνία δηαρεηξίδεηαη ακθίδξνκεο ππεξεζίεο Internet θαη άιιεο ππεξεζίεο, φπσο εθπνκπή MPEG2 DVB ξνψλ πιεξνθνξίαο. Ζ πιαηθφξκα είλαη ηδηαίηεξα ρξήζηκε γηα εθαξκνγέο ηειε-εθπαίδεπζεο, ηειεελεκέξσζεο θαη γεληθά ππεξεζηψλ πνπ απαηηνχλ πξνζθνξά εηθφλαο θαη ήρνπ πςειήο πνηφηεηαο ζηνπο ηειηθνχο ρξήζηεο Σαρύηεηεο Οη ηαρχηεηεο πνπ ην Internet over Satellite ππφζρεηαη είλαη αξθεηά δειεαζηηθέο, κε απνηέιεζκα αξθεηνί ISPs λα επελδχνπλ ζε αλαπηπζζφκελεο δνξπθνξηθέο ιχζεηο. κσο δε ζα πξέπεη λα μερλάκε φηη νη ηαρχηεηεο απηέο ραξαθηεξίδνπλ ηδαληθέο ζπλζήθεο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ, φπνπ δελ παξαηεξείηαη ζπκθφξεζε ή απψιεηα παθέησλ. Φπζηθά είλαη πνιχ λσξίο λα κηιάκε γηα ζπκθφξεζε ζηα δνξπθνξηθά δίθηπα κε ηε δεδνκέλε δήηεζε θαη ρξήζε αιιά δελ μέξνπκε ηη ζα γίλεη ηα επφκελα ρξφληα. Οη απαηηήζεηο ησλ ηειηθψλ ρξεζηψλ γηα ηηο πξνζθεξφκελεο ππεξεζίεο είλαη απηέο πνπ ζα δηακνξθψζνπλ ηηο ζπλζήθεο. ηηο κέξεο καο νη ηαρχηεηεο ιήςεο δεδνκέλσλ απφ έλα δνξπθφξν ζηνλ ππνινγηζηή ηνπ ηειηθνχ ρξήζηε θζάλνπλ ηα 45Mbps, ελψ νη ηαρχηεηεο απνζηνιήο δεδνκέλσλ απφ έλαλ ζηαζκφ ζην δνξπθφξν πεξηνξίδνληαη ζηα 5Mbps. Φπζηθά ε ζπλνιηθή ηαρχηεηα επεξεάδεηαη απφ ηε κνξθή ηεο ζχλδεζεο θαη κπνξεί λα εθθξαζηεί σο ν κέζνο φξνο ησλ ηαρπηήησλ κεηαθνξάο δεδνκέλσλ ζε φιεο ηηο ελδηάκεζεο ζπλδέζεηο. Γπν ηερληθέο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε κείσζε ηεο θαζπζηέξεζεο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ ζηα δνξπθνξηθά δίθηπα είλαη: α) ε ηερληθή ηεο απνζήθεπζεο ζπρλά ρξεζηκνπνηνχκελσλ παθέησλ δεδνκέλσλ ζηνπο δηαθνκηζηέο (Intelligent Caching) θαη β) ε απνζηνιή παθέησλ ρσξίο λα είλαη πάληα απαξαίηεηα ε ιήςε επηβεβαηψζεσλ, κεηψλνληαο ην ρξφλν πνπ κεζνιαβεί αλάκεζα ζηελ απνζηνιή δηαδνρηθψλ παθέησλ. Μηα επίζεο παξάκεηξνο πνπ πξέπεη λα ιεθζεί ζνβαξά ππ φςηλ είλαη φηη αλ θαη κηιάκε γηα άπεηξν εχξνο δψλεο ζηελ πξαγκαηηθφηεηα απηφ ππφθεηηαη ζε κηα πνιηηηθή ρνξήγεζεο αδεηψλ γηα ζπγθεθξηκέλεο ζπρλφηεηεο θαζψο νξηζκέλεο είλαη ήδε δεζκεπκέλεο γηα εξεπλεηηθνχο θαη ζηξαηησηηθνχο ζθνπνχο Θέκαηα Αζθάιεηαο εκαληηθφ ζέκα πξνβιεκαηηζκνχ απνηειεί ε εμαζθάιηζε ηεο αζθάιεηαο ησλ κεηαδηδφκελσλ δεδνκέλσλ πάλσ απφ δνξπθνξηθά δίθηπα. Ζ αζχξκαηε θχζε κεηάδνζεο ησλ δεδνκέλσλ επηηξέπεη ηελ παξαθνινχζεζε ελφο θαλαιηνχ επηθνηλσλίαο ρσξίο λα είλαη δπλαηή ε αλίρλεπζε. 216

217 Μηα πξνηεηλφκελε ιχζε είλαη ε θξππηνγξάθεζε ησλ δεδνκέλσλ απφ ηνλ πνκπφ θαη ε απνθξππηνγξάθεζε απφ ην δέθηε, είηε κε δεκφζηα είηε κε ηδησηηθά θιεηδηά, ε νπνία εμαζθαιίδεη αζθαιή κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ θαη απνθπγή ππνθινπψλ. Μέζα ζηελ πξνζπάζεηα πξσηνηππνπνίεζεο ησλ πξσηνθφιισλ γηα δνξπθνξηθά δίθηπα εληάζζεηαη θαη ε αλάπηπμε ελφο πξσηνθφιινπ αζθάιεηαο Qos ζην Internet over Satellite Ζ δπλαηφηεηα ησλ δνξπθνξηθψλ δηθηχσλ λα θαιχπηνπλ κεγάιεο πεξηνρέο, θαζψο θαη ρξήζηεο νη νπνίνη βξίζθνληαη ζε γεσγξαθηθά απνκαθξπζκέλα ζεκεία, νδεγεί ζηελ αλάπηπμε ηνπ Internet over Satellite. Αξθεηνί επηζηήκνλεο αζρνινχληαη κε ηελ επέθηαζε θαη βειηίσζε ηνπ TCP πξσηνθφιινπ ψζηε λα είλαη δπλαηή ε απνδνηηθή ρξήζε ηνπ ζε δνξπθνξηθέο ζπλδέζεηο. Σν απμεκέλν εχξνο δψλεο πνπ πξνζθέξνπλ ηα δνξπθνξηθά δίθηπα, ζα νδεγήζεη ζηε δηέιεπζε κεγάινπ αξηζκνχ δεδνκέλσλ ηνπ Internet κέζσ δνξπθνξηθψλ θφκβσλ ζηα επφκελα ρξφληα. Σν κεγάιν γηλφκελν θαζπζηέξεζεο αλάδξαζεο x εχξνο δψλεο θαη ε απψιεηα παθέησλ, πνπ εκθαλίδνληαη ζηηο δνξπθνξηθέο ζπλδέζεηο επεξεάδνπλ ην Quality of Service (QoS) ζην Internet over Satellite. Ζ αλάπηπμε κεραληζκψλ πνπ ζα πξνζθέξνπλ QoS ζε έλα πιήζνο εθαξκνγψλ αιιά θαη ζπλφινπ ρξεζηψλ ηνπ Internet over Satellite απνηειεί αληηθείκελν κειέηεο αξθεηψλ εξεπλεηψλ. Οη κεραληζκνί πνπ ζα αλαπηπρζνχλ ζα πξέπεη λα ηθαλνπνηνχλ ηα αθφινπζα πέληε ραξαθηεξηζηηθά ηνπ Quality of Service: Σαρχηεηα κεηάδνζεο. Ο ειάρηζηνο απνηειεζκαηηθφο ξπζκφο δεδνκέλσλ πνπ πξέπεη λα παξέρεηαη καδί κε έλα αλεθηφ αλψηαην φξην. ξηα ζηελ θαζπζηέξεζε θαη δηαθχκαλζή ηεο. Ζ κέγηζηε απνηειεζκαηηθή δηαθνπή πνπ επηηξέπεηαη, εηδηθά γηα video θαη άιια ζήκαηα πνπ κεηαθέξνπλ πιεξνθνξίεο πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ. Throughput. Σν πνζφ ησλ δεδνκέλσλ ηα νπνία κεηαδίδνληαη ζε κηα θαζνξηζκέλε ρξνληθή πεξίνδν. Schedule. Οη ρξφλνη έλαξμεο θαη ιήμεο γηα κηαλ αηηνχκελε ππεξεζία. Loss rate. Ο κέγηζηνο αλακελφκελνο ξπζκφο απψιεηαο παθέησλ ζε έλα θαζνξηζκέλν ρξνληθφ δηάζηεκα (εηδηθά ζηηο δνξπθνξηθέο ζπλδέζεηο ζηηο νπνίεο ε απψιεηα παθέησλ κπνξεί λα νθείιεηαη είηε ζηε ζπκθφξεζε είηε ζηε δεκηνπξγία ιαζψλ ή ζηηο πξνβιεκαηηθέο ζπλδέζεηο). Ζ απαίηεζε γηα πςειφ QoS απμάλεη θαη ην θφζηνο παξνρήο ππεξεζηψλ, ην νπνίν πξέπεη λα είλαη μεθάζαξν ζηνπο ρξήζηεο, ψζηε απηνί λα κελ απαηηνχλ πςειφηεξν επίπεδν ππεξεζηψλ απφ φηη πξαγκαηηθά ρξεηάδνληαη. Απηφ απηφκαηα δηαρσξίδεη ηνπο ρξήζηεο ζε έλα ζχλνιν δηαθνξεηηθψλ θιάζεσλ. Κάζε θιάζε ραξαθηεξίδεηαη απφ έλα αλψηαην φξην ζηελ θαζπζηέξεζε κεηάδνζεο ησλ δεδνκέλσλ, έλαλ αλψηαην φξην απψιεηαο παθέησλ θαη έλα δηαζέζηκν εχξνο δψλεο γηα ηηο αηηνχκελεο ππεξεζίεο, ην νπνίν κνηξάδεηαη κε έλαλ ηεξαξρηθφ ηξφπν αλάκεζα ζηνπο ρξήζηεο ηεο θιάζεο. Δμαηηίαο ηεο θαζπζηέξεζεο ζηε ιήςε επηβεβαηψζεσλ ζηηο δνξπθνξηθέο ζπλδέζεηο, ε ηεξαξρηθή ζχλδεζε ησλ ρξεζηψλ πνπ αλήθνπλ ζε κηα θιάζε, επηηξέπεη ηε ρξεζηκνπνίεζε ηνπ εχξνπο δψλεο πνπ έλαο ρξήζηεο δε ρξεζηκνπνηεί γηα θάπνην ρξνληθφ δηάζηεκα, απφ ηνπο άιινπο ρξήζηεο κε απνηέιεζκα ηελ αχμεζε ηεο απφδνζεο ηνπ TCP πξσηνθφιινπ. Απηφ επηηπγράλεηαη κε ηε βνήζεηα αιγνξίζκσλ πνπ απνδίδνπλ «δίθαηα» ηνπο πφξνπο ηνπ δηθηχνπ. 217

218 εκαληηθφ ζέκα έξεπλαο ζην Internet over Satellite, απνηειεί θαη ε δξνκνιφγεζε ησλ παθέησλ δεδνκέλσλ. Οη δνξπθφξνη πνπ δε βξίζθνληαη ζε γεσζηαηηθή ηξνρηά αιιάδνπλ δπλακηθά ηηο ηνπνινγίεο ησλ δνξπθνξηθψλ δηθηχσλ κε απνηέιεζκα λα ρξεηάδνληαη ζπρλή αιιαγή θαη νη πίλαθεο δξνκνιφγεζεο (routing tables). Ζ δηαηήξεζε ησλ πηλάθσλ δξνκνιφγεζεο κέζα ζηνπο δνξπθφξνπο δελ είλαη ζπκθέξνπζα θαζψο δελ είλαη εχθνιε ε αλαλέσζε θαη ελεκέξσζή ηνπο φηαλ νη δνξπθφξνη βξίζθνληαη ζε ηξνρηά. Μηα θαιή ιχζε είλαη ε ρξεζηκνπνίεζε ελφο ηδηαίηεξνπ ηξφπνπ δξνκνιφγεζεο, φπσο ην Network Address Translation (NAT). ε απηή ηελ ηερληθή ε αλαγθαία πιεξνθνξία γηα ηε δξνκνιφγεζε πξνέξρεηαη απφ ην ίδην ην δίθηπν. Ο ΝΑΣ router ιακβάλεη ηα δεδνκέλα θαη ππνινγίδεη θάζε θνξά ηηο δηεπζχλζεηο ιήςεο αιιά θαη πξννξηζκνχ ησλ παθέησλ. Ζ δηαδηθαζία είλαη ακθίδξνκε θαη παξνπζηάδεηαη ζηελ Δηθφλα 87. satellites user user INTERNET NAT router user user NAT router INTERNET rew rites source addresses and checksum rew rites source addresses and checksum Δηθόλα 87: ρεκαηηθό δηάγξακκα ηεο ΝΑΣ ηερληθήο. Αλ θαη ε ΝΑΣ ηερληθή ιχλεη ην πξφβιεκα δξνκνιφγεζεο ζηα δνξπθνξηθά δίθηπα (θαζψο θαη ζε ηδησηηθά θηλεηά δίθηπα) ην κφλν κεηνλέθηεκα είλαη ε απμεκέλε πνιππινθφηεηα ησλ ππνινγηζκψλ πνπ εκπιέθνληαη ζε απηή. Λχζε ζε απηφ ην πξφβιεκα κπνξεί λα πξνζθέξεη ε ελζσκάησζε κεραληζκψλ γηα switching & routing κέζα ζηνπο ίδηνπο ηνπο δνξπθφξνπο, πνπ ζα ρεηξίδεηαη ηε κεηαμχ ηνπο επηθνηλσλία θαη κεηαθνξά παθέησλ δεδνκέλσλ. Απηφ ήδε απνηειεί εξεπλεηηθφ ζηφρν ησλ επηζηεκφλσλ γηα ηα επφκελα ρξφληα Πξνζθεξόκελεο Τπεξεζίεο ζην Internet over Satellite Σν κεγάιν εχξνο δψλεο πνπ εμαζθαιίδεη ην Internet over Satellite, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε έλα ζχλνιν ππεξεζηψλ πξνζθεξφκελεο είηε πξνο κεκνλσκέλνπο ηειηθνχο ρξήζηεο (ηδηψηεο) είηε πξνο επηρεηξήζεηο. Σηο δπλαηφηεηεο ηνπ Internet over Satellite, δελ εθκεηαιιεχνληαη φκσο ην ίδην θαιά φιεο νη εθαξκνγέο, αιιά πεξηζζφηεξν φζεο έρνπλ ην ραξαθηεξηζηηθφ ηεο multicast θαη broadcast κεηάδνζεο. Απηέο νη εθαξκνγέο κπνξνχλ λα ρσξηζηνχλ ζε δχν θαηεγνξίεο: α) ηηο κνλφδξνκεο, φπσο ε δνξπθνξηθή ηειεφξαζε θαη β) ηηο ακθίδξνκεο ή αιιηψο δηαδξαζηηθέο (interactive), φπσο ε εμ απνζηάζεσο εθπαίδεπζε, ε ηειε-ηαηξηθή θαη ε ηειε-εξγαζία. 218

219 Οη κνλφδξνκεο εθαξκνγέο ρξεζηκνπνηνχλ ηηο δνξπθνξηθέο ζπλδέζεηο κφλν σο πξνο ηε κηα θαηεχζπλζε (downlink), ελψ νη ακθίδξνκεο ρξεζηκνπνηνχλ θαη ηηο δπν θαηεπζχλζεηο (uplink & downlink), κε απνηέιεζκα λα απαηηνχλ πην αθξηβέο ζπλδέζεηο ζε ζρέζε κε ηηο αληίζηνηρεο επίγεηεο. Σφζν νη ακθίδξνκεο φζν θαη νη κνλφδξνκεο εθαξκνγέο είλαη γλσζηέο θαη σο αζπκκεηξηθέο. Οξηζκέλεο απφ ηηο πξνζθεξφκελεο εθαξκνγέο είλαη νη αθφινπζεο: Γίθηπν θνξκνχ γηα εθπνκπή Internet κε κεγάιε ηαρχηεηα γηα ISP s (ISP Backbone Service). Δθπνκπή ζε εηαηξηθά δίθηπα (Intranets). Δθπνκπή κέζσ Γηαδηθηχνπ (Web casting). Γνξπθνξηθά πνιπκέζα Σειε-εθπαίδεπζε 219

220

221 Κ Δ Φ Α Λ Α Η Ο 9: Α Τ Ρ Μ Α Σ Α Κ Η Ν Ζ Σ Α Γ Η Κ Σ ΤΑ 221

222

223 9. Αζύξκαηα Κηλεηά Γίθηπα 9.1. ΔΗΑΓΧΓΖ Ζ αζχξκαηε επηθνηλσλία απνθηά ηδηαίηεξε αμία ζε κηα ρψξα φπσο ε Διιάδα, πνπ ε κνξθνινγία ηνπ εδάθνπο ηεο δελ επηηξέπεη πνιιέο θνξέο ηε ρξήζε ελαιιαθηηθψλ κέζσλ κεηάδνζεο φπσο γηα παξάδεηγκα νη νπηηθέο ίλεο. Δηδηθφηεξα νη ηνκείο ηεο θηλεηήο ηειεθσλίαο θαη ησλ αζχξκαησλ ηνπηθψλ δηθηχσλ είλαη ηαρχηαηα εμειηζζφκελνη ηνκείο νη νπνίνη ζηηο κέξεο καο βξίζθνληαη ζε έλα ζηάδην κεηεμέιημήο ηνπο. ηελ κεγάιε εμέιημε ησλ δχσ απηψλ ηνκέσλ ζπκβάινπλ ηα κέγηζηα θαη νη απαηηήζεηο ησλ ζχγρξνλσλ θαηξψλ γηα έλα ελνπνηεκέλν θαη ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα θηλεηήο ηειεθσλίαο παξέρνληαο πιεζψξα ππεξεζηψλ ζηνπο πειάηεο ρξήζηεο ηνπ. πγθεθξηκέλα ζην θεθάιαην απηφ ζα αλαθεξζνχκε ζην ζχζηεκα θηλεηήο ηειεθσλίαο GPRS, νπνίν θαη ρξεζηκνπνηείηαη ζήκεξα ζηελ ψξα καο θαζψο θαη ζην πψο κπνξεί ην ζχζηεκα απηφ λα κεηεμειηρζεί ζην UMTS, ην πξφηππν θηλεηήο ηειεθσλίαο ηξίηεο γεληάο. Δπηπιένλ ζα επηρεηξεζεί κηα εηζαγσγή ζηα αζχξκαηα ηνπηθά δίθηπα θαη ζπγθεθξηκέλα ζην αζχξκαηα ηνπηθά δίθηπα ζπκβαηά κε ην πξφηππν IEEE ΚΗΝΖΣΑ ΓΗΚΣΤΑ ΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΧΝ Ζ αλάπηπμε θπςεισηψλ ζπζηεκάησλ δεχηεξεο γεληάο, θαζνδεγήζεθε απφ ηελ αλάγθε γηα ηε βειηίσζε ηεο πνηφηεηαο κεηάδνζεο, ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ ζπζηήκαηνο θαη ηεο θάιπςεο. Πεξαηηέξσ εμειίμεηο ζηελ ηερλνινγία ησλ εκηαγσγψλ θαη ζηηο ζπζθεπέο κηθξνθπκάησλ, έθεξαλ ηελ ςεθηαθή κεηάδνζε ζηηο θηλεηέο επηθνηλσλίεο. Ζ κεηάδνζε νκηιίαο, αθφκα θπξηαξρεί ζηνλ αέξα, αιιά νη απαηηήζεηο γηα ηειενκνηνηππία, κηθξά κελχκαηα θαη κεηάδνζε δεδνκέλσλ, απμάλνληαη ξαγδαία. πκπιεξσκαηηθέο ππεξεζίεο φπσο ε πξφιεςε απάηεο θαη ε θξππηνγξάθεζε ησλ δεδνκέλσλ ρξήζηε, έρνπλ γίλεη δεδνκέλα ραξαθηεξηζηηθά πνπ είλαη ζπγθξίζηκα κε απηά ζηα ζηαζεξά δίθηπα. Σα θπςεισηά ζπζηήκαηα δεχηεξεο γεληάο, πεξηιακβάλνπλ ηα: GSM, Φεθηαθφ - AMPS (D-AMPS), Πνιιαπιή Πξφζβαζε Γηαίξεζεο Κψδηθα ( Code Division Multiple Access - CDMA) θαη Πξνζσπηθή Φεθηαθή Δπηθνηλσλία ( Personal Digital Communication PDC). ήκεξα, πνιιαπιά πξφηππα πξψηεο θαη δεχηεξεο γεληάο, ρξεζηκνπνηνχληαη παγθνζκίσο ζηηο θηλεηέο επηθνηλσλίεο. Γηαθνξεηηθά πξφηππα, εμππεξεηνχλ δηαθνξεηηθέο εθαξκνγέο, κε δηαθνξεηηθά επίπεδα θηλεηηθφηεηαο, ρσξεηηθφηεηαο θαη πεξηνρήο εμππεξέηεζεο (ζπζηήκαηα ηειεεηδνπνίεζεο, αζχξκαηα ηειέθσλα, αζχξκαηνη ηνπηθνί βξφρνη, ηδησηηθφο θηλεηφο αζχξκαηνο, θπςεισηά ζπζηήκαηα θαη θηλεηά δνξπθνξηθά ζπζηήκαηα). Πνιιά πξφηππα ρξεζηκνπνηνχληαη κφλν ζε κία ρψξα ή πεξηνρή θαη ηα πεξηζζφηεξα είλαη αζχκβαηα κεηαμχ ηνπο. Σν GSM είλαη ε πην επηηπρεκέλε νηθνγέλεηα θπςεισηψλ πξνηχπσλ (GSM900, GSM-ζηδεξφδξνκνο [GSM Railway, GSM-R], GSM1800, GSM1900 θαη GSM400), ππνζηεξίδνληαο πεξίπνπ 250 εθαηνκκχξηα, απφ ηα 450 εθαηνκκχξηα ζπλδξνκεηψλ, κε δηεζλή πεξηαγσγή (roaming) ζε πεξίπνπ 140 ρψξεο θαη 400 δίθηπα. H πξψηε θάζε ηεο πξνηππνπνίεζεο ηνπ GSM900, νινθιεξψζεθε απφ ην Δπξσπατθφ Ηλζηηηνχην Σειεπηθνηλσληαθψλ Πξνηχπσλ (European Telecommunications Standards Institute ETSI ) ην 1990 θαη εκπεξηείρε φινπο ηνπο απαξαίηεηνπο νξηζκνχο γηα ηηο δηθηπαθέο ιεηηνπξγίεο ηνπ GSM. Αξθεηέο ηειέ ππεξεζίεο θαη ππεξεζίεο θνξέα έρνπλ

224 νξηζηεί (ζπκπεξηιακβαλνκέλεο θαη ηεο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ κε ηαρχηεηα κέρξη θαη 9.6 kbps), αιιά κφλν κεξηθέο ζπκπιεξσκαηηθέο ππεξεζίεο πξνζθέξνληαλ. αλ απνηέιεζκα, ηα πξφηππα ηνπ GSM, εληζρχζεθαλ ζηελ δεχηεξε θάζε (1995) γηα λα ελζσκαηψζνπλ κία κεγάιε πνηθηιία ζπκπιεξσκαηηθψλ ππεξεζηψλ, νη νπνίεο ήηαλ ζπγθξίζηκεο κε ηα πξφηππα ηνπ (ζηαζεξνχ) ςεθηαθνχ δηθηχνπ νινθιεξσκέλσλ ππεξεζηψλ ( Integrated Services Digital Network ISDN). Σν 1996, ην ETSI απνθάζηζε λα εληζρχζεη πεξαηηέξσ ην GSM κε εηήζηεο δηαηάμεηο θάζεο 2+, πνπ ελζσκαηψλνπλ δπλαηφηεηεο ηξίηεο γεληάο. Οη δηαηάμεηο ηεο θάζεο 2+, έρνπλ εηζάγεη ζεκαληηθά ραξαθηεξηζηηθά ηξίηεο γεληάο φπσο ππεξεζίεο έμππλνπ δηθηχνπ ( Intelligent Network IN ), κε Πξνζαξκνδφκελε Δθαξκνγή γηα Κηλεηή Δπαπμεκέλε Λνγηθή ( Customized Application for Mobile Enhanced Logic CAMEL), βειηησκέλε ζπκπίεζε / απνζπκπίεζε νκηιίαο (COmpression / DECompression CODEC), Δπαπμεκέλν Πιήξε Ρπζκφ (Enhanced Full Rate EFR) θαη Πξνζαξκνζηηθφ Πνιιαπιφ Ρπζκφ (Adaptive Multirate AMR), ππεξεζίεο δεδνκέλσλ πςεινχ ξπζκνχ θαη λέεο αξρέο κεηάδνζεο κε Γεδνκέλα Μεηαγσγήο Κπθιψκαηνο Τςειήο Σαρχηεηαο (High - Speed Circuit Switched Data HSCSD), Γεληθή Τπεξεζία Αζχξκαηνπ Παθέηνπ ( General Packet Radio Service GPRS ) θαη Δπαπμεκέλνη ξπζκνί Γεδνκέλσλ γηα Δμέιημε ηνπ GSM ( Enhanced Data rates for GSM Evolution EDGE. Σν UMTS είλαη έλα δηάδνρν πξφηππν ηεο ηξίηεο γεληάο ηνπ GSM, πνπ είλαη πξνο ηα θάησ ζπκβαηφ κε ην GSM, ρξεζηκνπνηψληαο ηνλ επαπμεκέλν ππξήλα δηθηχνπ ηεο θάζεο 2+ ηνπ GSM Γεληθή Τπεξεζία Αζπξκάηνπ Παθέηνπ (GPRS) Έρεη πξνβιεθζεί φηη ε ηάζε πνπ παξαηεξείηαη ζηα ζηαζεξά δίθηπα φπνπ ε κεηαθνξά δεδνκέλσλ μεπεξλά ζε φγθν ηε κεηαθνξά θσλήο ζα εκθαληζηεί θαη ζηα αζχξκαηα δίθηπα. Απηή ε κεηάβαζε αλακελφηαλ ζηα ζηαζεξά δίθηπα, πεξίπνπ ζην Ζ κεηάβαζε ζηα αζχξκαηα δίθηπα, ζα αθνινπζήζεη ζχληνκα. Δλ ηνχηνηο, κία πξφθιεζε πνπ νθείιεηαη ζ απηήλ ηελ ηάζε, είλαη φηη νη παξνχζεο αζχξκαηεο ππνδνκέο πξέπεη λα εμειηρζνχλ, ψζηε λα αληεπεμέιζνπλ ζηελ πξνβιεπφκελε θπθινθνξία δεδνκέλσλ, ελψ ηαπηφρξνλα λα κεηαθέξνπλ θσλεηηθή θπθινθνξία κε απνδνηηθφ θαη ηαρχ ηξφπν. Οη δηαθνξεηηθέο πξνζεγγίζεηο ζηα αζχξκαηα ζπζηήκαηα ηξίηεο γεληάο, έγηλαλ κε ηελ πξφζεζε λα απεπζπλζνχλ ζηελ πξφθιεζε ηεο ελζσκάησζεο θαη κείμεο θσλήο θαη δεδνκέλσλ. Δλ ηνχηνηο, ε πνιππινθφηεηα ησλ λέσλ ηερλνινγηψλ, έρεη θαζπζηεξήζεη ηελ αλάπηπμε θαη ηελ επξεία δηάδνζή ηνπο. Γηα παξάδεηγκα, νη δηεζλείο βηνκεραληθνί νξγαληζκνί ηππνπνίεζεο, δελ κπφξεζαλ λα απνδερηνχλ φια ηα απαηηνχκελα πξφηππα. Δηδήζεηο ζρεηηθά κε απνδεθηά πξσηφηππα ζπζηεκάησλ ηξίηεο γεληάο εκθαλίδνληαη, εηδηθά απφ ηελ Κνξέα θαη ηελ Ηαπσλία, αιιά θαλέλα ζχζηεκα ή δίθηπν ηξίηεο γεληάο δελ έρεη αλαπηπρζεί αθφκα. Γηα λα ειαηησζεί ε ζπλέπεηα ηεο θαζπζηέξεζεο ζηελ πινπνίεζε ησλ αζπξκάησλ ζπζηεκάησλ ηξίηεο γεληάο, ην GPRS εηζάγεηαη σο ελδηάκεζν βήκα γηα ηελ απνδνηηθή κεηάδνζε δεδνκέλσλ πςειήο ηαρχηεηαο πάλσ απφ ηηο παξνχζεο ππνδνκέο GSM θαη TDMA. Ζ ζεκαηνδνζία θαη ε δηαθίλεζε δεδνκέλσλ ηνπ GPRS δελ γίλεηαη κέζσ ηνπ δηθηχνπ GSM. Σν GSM ρξεζηκνπνηείηαη απιά γηα εχξεζε ζε πίλαθεο, ζηηο βάζεηο δεδνκέλσλ ησλ θαηαρσξεηψλ ηνπνζεζίαο, ησλ πξνθίι ρξήζηε. Σν GPRS ρξεζηκνπνηεί 1 έσο 8 ζρηζκέο ρξφλνπ ζε αζχξκαην θαλάιη, πνπ κπνξνχλ λα κνηξάδνληαη ζε πνιιαπινχο ρξήζηεο. Μεηαηξέπεη ηα δεδνκέλα ρξήζηε ζε παθέηα θαη 224

225 ηα κεηαθέξεη πάλσ απφ Γεκφζηα Δπίγεηα Κηλεηά Γίθηπα (PLMN), ρξεζηκνπνηψληαο έλαλ θνξκφ ΗΡ. Απφ εθεί, δηαζπλδέεηαη κε άιια Γεκφζηα Γίθηπα Γεδνκέλσλ (PDN), ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θαη ηνπ Γηαδηθηχνπ. Χο απνηέιεζκα, ην GPRS δχλαηαη λα πξνζθέξεη ηαρχηεηεο απφ bps, πνπ επηηξέπνπλ άλεηε πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν κε ηε ρξήζε αζχξκαησλ ζπζθεπψλ. Σν πεδίν ππνζηεξηδφκελσλ επξψλ δψλεο πνπ πξνζθέξεηαη, επηηξέπεη κηθξή «εθξεθηηθή» θπθινθνξία, φπσο ειεθηξνληθφ ηαρπδξνκείν θαη πεξηήγεζε ζηνλ παγθφζκην ηζηφ, φπσο θαη κεηαθίλεζε κεγάισλ φγθσλ δεδνκέλσλ. Δπηπξνζζέησο, επεηδή ππνζηεξίδεηαη πνηφηεηα ππεξεζίαο, νη παξνρείο κπνξνχλ λα παξέρνπλ επηιεθηηθά ππεξεζίεο ζηνπο ρξήζηεο. Σέινο, επεηδή ην GPRS έρεη γξήγνξε εγθαηάζηαζε ζχλδεζεο, ν ρξήζηεο έρεη ηελ εληχπσζε φηη είλαη πάληα ζπλδεδεκέλνο, γηα ζπλερή ιεηηνπξγία. Κύξηα ραξαθηεξηζηηθά γηα ην ρξήζηε ηνπ GPRS Σαρύηεηα πσο πξναλαθέξζεθε, ην GPRS πξνζθέξεη αξθεηά κεγάιε ηαρχηεηα ζηνπο ρξήζηεο ηνπ. πγθξηηηθά κε ηα ζηαζεξά δίθηπα, πξνζθέξεη πεξίπνπ ηξεηο θνξέο κεγαιχηεξνπο ξπζκνχο κεηάδνζεο, ελψ ζπγθξηηηθά κε ηα αζχξκαηα δίθηπα κεηαγσγήο θπθιψκαηνο πάλσ ζην GSM, είλαη πεξίπνπ δέθα θνξέο ηαρχηεηαο. Δπηηξέπνληαο πην γξήγνξε, άκεζε θαη απνδνηηθή κεηάδνζε δεδνκέλσλ, ην GPRS ελδέρεηαη λα είλαη κία θηελφηεξε ππεξεζία δεδνκέλσλ, ζπγθξηηηθά κε ην SMS θαη ηα δεδνκέλα κεηαγσγήο θπθιψκαηνο. Ακεζόηεηα Ζ ακεζφηεηα απνηειεί έλα πνιχ ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα ηνπ GPRS (αιιά θαη ηνπ SMS). Ζ ακεζφηεηα είλαη έλα ζεκαληηθφ ραξαθηεξηζηηθφ γηα ρξνληθά θξίζηκεο εθαξκνγέο, φπσο απνκαθξπζκέλε έγθξηζε πηζησηηθήο θάξηαο, φπνπ ζα ήηαλ κε απνδεθηφ ην λα αλακέλεη ν πειάηεο, αθφκα θη αλ ε αλακνλή πεξηνξηδφηαλ ζε 30 δεπηεξφιεπηα. Νέεο, θαιύηεξεο εθαξκνγέο Σν GPRS δηεπθνιχλεη δηάθνξεο λέεο εθαξκνγέο πνπ παιαηφηεξα δελ ήηαλ δηαζέζηκεο ζηα δίθηπα GSM, ιφγσ ησλ πεξηνξηζκψλ ηαρχηεηαο ζηα Γεδνκέλα Μεηαγσγήο Κπθιψκαηνο (9.6 kbps) θαη ην κήθνο κελχκαηνο ησλ 160 ραξαθηήξσλ ηνπ SMS. To GPRS θαζηζηά δπλαηή ηε ρξήζε φισλ ησλ δηαδηθηπαθψλ εθαξκνγψλ πνπ είλαη ζπλεζηζκέλεο ζηα επηηξαπέδηα ζπζηήκαηα ππνινγηζηψλ, απφ ηελ πεξηήγεζε, κέρξη ηε ζπλνκηιία (chat). Άιιεο λέεο εθαξκνγέο ζπκπεξηιακβάλνπλ ηε κεηαθνξά αξρείσλ θαη ηελ νηθηαθή απηνκαηνπνίεζε ηε δπλαηφηεηα απνκαθξπζκέλεο ρξήζεο νηθηαθψλ ζπζθεπψλ θαη κεραλεκάησλ. Πξόζβαζε ζηηο Υπεξεζίεο Γηα ηε ρξήζε ηνπ GPRS, ρξεηάδνληαη νπσζδήπνηε ηα παξαθάησ: Έλα θηλεηφ ηειέθσλν ή ηεξκαηηθφ πνπ ππνζηεξίδεη GPRS (ηα ππάξρνληα ηειέθσλα GSM δελ ην ππνζηεξίδνπλ) Μία ζπλδξνκή ζε δίθηπν θηλεηήο ηειεθσλίαο πνπ ππνζηεξίδεη GPRS Ζ ρξήζε ηνπ GPRS πξέπεη λα ελεξγνπνηεζεί γηα ηνλ ζπγθεθξηκέλν ρξήζηε. Απηφκαηε πξφζβαζε ζην GPRS κπνξεί λα είλαη επηηξεπηή απφ θάπνηνπο δηαρεηξηζηέο δηθηχσλ θηλεηήο ηειεθσλίαο, ελψ άιινη κπνξεί λα ηελ επηηξέπνπλ σο επηπξφζζεηε παξνρή. 225

226 Γλψζε ηνπ πψο λα ζηαιεί ή / θαη λα ιεθζεί πιεξνθνξία GPRS ρξεζηκνπνηψληαο ην ζπγθεθξηκέλν κνληέιν θηλεηνχ ηειεθψλνπ πνπ ν ρξήζηεο θαηέρεη, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ θαη ησλ ξπζκίζεσλ πιηθνχ / ινγηζκηθνχ ( απηφ δεκηνπξγεί θαη ηελ απαίηεζε γηα ππεξεζία εμππεξέηεζεο πειαηψλ). Μία δηεχζπλζε γηα ιήςε / απνζηνιή πιεξνθνξίαο κέζσ ηνπ GPRS. Δλψ ζην SMS απηή ζπλήζσο ήηαλ ν αξηζκφο ελφο άιινπ θηλεηνχ ηειεθψλνπ, ζηελ πεξίπησζε ηνπ GPRS, είλαη πνιχ πηζαλφ λα είλαη κία δηαδηθηπαθή δηεχζπλζε, αθνχ ην GPRS ζρεδηάζηεθε γηα λα θάλεη ην δηαδίθηπν πιήξσο δηαζέζηκν ζηνπο ρξήζηεο θηλεηψλ γηα πξψηε θνξά. Δμ αξρήο, νη ρξήζηεο GPRS κπνξνχλ λα απνθηήζνπλ πξφζβαζε ζε ηζηνζειίδεο ή ζε άιιεο δηαδηθηπαθέο εθαξκνγέο. Κύξηα δηθηπαθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ GPRS Μεηαγσγή παθέηνπ Σν GPRS επηθαιχπηεη ην ππάξρνλ GSM δίθηπν κεηαγσγήο θπθιψκαηνο, κε κία δηεπαθή βαζηδφκελε ζε παθέην. Έηζη, δίλεηαη ζην ρξήζηε ε δπλαηφηεηα λα ρξεζηκνπνηήζεη κία ππεξεζία δεδνκέλσλ βαζηζκέλε ζε παθέηα. Ζ ζπκπιήξσζε κίαο αξρηηεθηνληθήο δηθηχνπ βαζηδφκελεο ζε κεηαγσγή θπθιψκαηνο κε κεηαγσγή παθέηνπ, είλαη αξθεηά ζεκαληηθή αλαβάζκηζε. Δλ ηνχηνηο, ην πξφηππν ηνπ GPRS δίλεηαη κε αξθεηά θνκςφ ηξφπν, απαηηψληαο απφ ηνπο δηαρεηξηζηέο δηθηχσλ λα ηνπνζεηήζνπλ κφλν δχν θφκβνπο ππνδνκήο θαη λα θάλνπλ κία αλαβάζκηζε ινγηζκηθνχ ζε θάπνηα άιια ζηνηρεία ηνπ δηθηχνπ. Απνδνηηθόηεηα θάζκαηνο Ζ κεηαγσγή παθέηνπ, ζπλεπάγεηαη φηη νη πφξνη ηνπ ζπζηήκαηνο ρξεζηκνπνηνχληαη κφλν φηαλ νη ρξήζηεο ζηέιλνπλ ή δέρνληαη δεδνκέλα. Αληί λα αθηεξψλεηαη έλα αζχξκαην θαλάιη ζε θάπνηνλ ρξήζηε, γηα κία ζηαζεξή ρξνληθή πεξίνδν, νη δηαζέζηκνη πφξνη κπνξνχλ λα κνηξαζηνχλ ζε πνιινχο ρξήζηεο ηαπηφρξνλα. Απηή ε απνδνηηθή ρξήζε ησλ πφξσλ, ζπλεπάγεηαη φηη κεγάινη αξηζκνί ρξεζηψλ ηνπ GPRS κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηήζνπλ ην ίδην εχξνο δψλεο θαη λα εμππεξεηεζνχλ απφ κία κνλαδηθή θπςέιε. Ο πξαγκαηηθφο αξηζκφο ησλ ρξεζηψλ πνπ κπνξνχλ λα εμππεξεηεζνχλ, εμαξηάηαη απφ ηνλ ηχπν ηεο εθαξκνγήο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη θαη απφ ηελ πνζφηεηα δεδνκέλσλ πνπ κεηαθέξεηαη. Λφγσ ηεο απνδνηηθφηεηαο θάζκαηνο ηνπ GPRS, ππάξρεη ιηγφηεξε αλάγθε γηα ηε δηαηήξεζε θελήο ρσξεηηθφηεηαο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηηο ψξεο αηρκήο. Έηζη, ην GPRS, παξέρεη ζηνπο δηαρεηξηζηέο δηθηχσλ ηε δπλαηφηεηα λα κεγηζηνπνηήζνπλ ηε ρξήζε ησλ πφξσλ ηνπ δηθηχνπ ηνπο κε έλαλ δπλακηθφ θαη επέιηθην ηξφπν. Σν GPRS αλακέλεηαη λα βειηηψζεη ηελ κέγηζηε ρσξεηηθφηεηα ζην ρξφλν ελφο δηθηχνπ GSM, εθ φζνλ ηαπηφρξνλα: Γηαλέκεη ηνπο πφξνπο πην απνδνηηθά, ππνζηεξίδνληαο εηθνληθή ζπλδεζηκφηεηα. Μεηαθέξεη θπθινθνξία πνπ δηαθηλείην κέζσ Γεδνκέλσλ Μεηαγσγήο Κπθιψκαηνο ζην GPRS, θαη κεηψλεη ην θφξην ηνπ θέληξνπ SMS θαη ηνπ θαλαιηνχ ζεκαηνδνζίαο, κεηαθέξνληαο θάπνηα θπθινθνξία ε νπνία δηαθηλείην κέζσ SMS ζην GPRS, ρξεζηκνπνηψληαο ηε δηαζχλδεζε GPRS / SMS, πνπ ππνζηεξίδεηαη απφ ηα πξφηππα ηνπ GPRS. 226

227 Γλσξίδεη ην Γηαδίθηπν Γηα πξψηε θνξά, ην GPRS επηηξέπεη ηελ ιεηηνπξγία ησλ θηλεηψλ ζην Γηαδίθηπν, επηηξέπνληαο ηε δηαδηθηχσζε ηνπ Γηαδηθηχνπ θαη ηνπ λένπ δηθηχνπ GPRS. Κάζε ππεξεζία πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζήκεξα ζην Γηαδίθηπν, ζα είλαη δηαζέζηκε ζηνλ ίδην βαζκφ ζηα θηλεηά ηειέθσλα, κέζσ ηνπ GPRS. Δθ φζνλ ην GPRS ιεηηνπξγεί κε ηα ίδηα πξσηφθνιια κε ην Γηαδίθηπν, κπνξεί λα ζεσξεζεί σο ππνδίθηπφ ηνπ. Απηφ ζεκαίλεη, φηη ππάξρεη ε δπλαηφηεηα θάζε ηεξκαηηθφ GPRS λα έρεη ηε δηθή ηνπ δηεχζπλζε ΗΡ θαη λα είλαη πξνζβάζηκν κε απηφλ ηνλ ηξφπν. Τπνζηεξίδεη TDMA θαη GSM Θα πξέπεη λα ηνληζηεί φηη ην GPRS δελ είλαη ζρεδηαζκέλν κφλν γηα λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε δίθηπα θηλεηήο ηειεθσλίαο πνπ βαζίδνληαη ζην GSM. Σν πξφηππν IS 136 TDMA, δεκνθηιέο ζηελ Ακεξηθαληθή ήπεηξν, επίζεο ζα ππνζηεξίμεη ην GPRS. Απηφ γίλεηαη ζε ζπλέπεηα κίαο ζπκθσλίαο πνπ έγηλε ζηηο αξρέο ηνπ 1999, ψζηε λα αθνινπζεζεί ε ίδηα νδφο εμέιημεο πξνο ηα ζπζηήκαηα ηξίηεο γεληάο, ε νπνία έγηλε απφ ηηο βηνκεραληθέο νκάδεο πνπ ππνζηεξίδνπλ ηνπο δχν ηχπνπο δηθηχσλ. Πεξηνξηζκνί ηνπ GPRS Μεησκέλε ρσξεηηθόηεηα θπςειώλ γηα όινπο ηνπο ρξήζηεο Σν GPRS έρεη αληίθηππν ζηελ ππάξρνπζα ρσξεηηθφηεηα θπςειψλ ηνπ δηθηχνπ. Τπάξρνπλ πεξηνξηζκέλνη πφξνη πνπ λα κπνξνχλ λα αθηεξσζνχλ ζε δηαθνξεηηθέο ρξήζεηο. Γηα παξάδεηγκα, νη θσλεηηθέο θιήζεηο θαη νη θιήζεηο GPRS, ρξεζηκνπνηνχλ θαη νη δχν ηνπο ίδηνπο δηθηπαθνχο πφξνπο. Ζ έθηαζε ηνπ αληηθηχπνπ, εμαξηάηαη απφ ηνλ αξηζκφ ησλ ρξνληθψλ ζρηζκψλ, αλ ππάξρνπλ, πνπ δεζκεχνληαη γηα απνθιεηζηηθή ρξήζε ηνπ GPRS. Δλ ηνχηνηο, ην GPRS δηαρεηξίδεηαη δπλακηθά ηελ δηαλνκή θαλαιηψλ θαη επηηξέπεη κείσζε ζην θφξην ηνπ θαλαιηνχ ζεκαηνδνζίαο ζε ψξεο αηρκήο, ζηέιλνληαο κηθξά κελχκαηα πάλσ απφ θαλάιηα GPRS. Απνηέιεζκα: Αλάγθε γηα ην SMS, σο ζπκπιεξσκαηηθφ θνξέα πνπ ρξεζηκνπνηεί δηαθνξεηηθφ ηχπν πφξσλ. Οη πξαγκαηηθέο ηαρύηεηεο είλαη πνιύ κηθξόηεξεο Ζ επίηεπμε ηνπ ζεσξεηηθνχ κέγηζηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο ηνπ GPRS, ζα απαηηνχζε απφ έλαλ θαη κφλν ρξήζηε λα θαηέρεη θαη ηηο 8 ρξνληθέο ζρηζκέο, ρσξίο πξνζηαζία απφ ζθάικαηα. Φπζηθά, είλαη κάιινλ απίζαλν φηη έλαο δηαρεηξηζηήο δηθηχνπ ζα επηηξέςεη έλαο ρξήζηεο λα ρξεζηκνπνηήζεη θαη ηηο 8 ζρηζκέο. Δπηπξνζζέησο, ηα πξψηα ηεξκαηηθά GPRS, αλακέλεηαη λα έρνπλ πνιχ πεξηνξηζκέλεο δπλαηφηεηεο, ππνζηεξίδνληαο κέρξη 3 ζρηζκέο ρξφλνπ. Έηζη, ην εχξνο δψλεο πνπ ζα είλαη πξαγκαηηθά δηαζέζηκν, ζα είλαη ζεκαληηθά πεξηνξηζκέλν. Γηα απηνχο ηνπο ιφγνπο, νη ζεσξεηηθέο κέγηζηεο ηηκέο, ζα πξέπεη λα ειεγρζνχλ κε βάζε ηνπο πεξηνξηζκνχο ζηα δίθηπα θαη ζηα ηεξκαηηθά. Ζ πξαγκαηηθφηεηα είλαη φηη ηα θηλεηά δίθηπα είλαη πάληα πην πηζαλφ λα έρνπλ ρακειφηεξεο ηαρχηεηεο απφ ηα ζηαζεξά. Απνηέιεζκα: Οη ζρεηηθά πςειέο ηαρχηεηεο δεδνκέλσλ ζηα θηλεηά ηειέθσλα, κπνξεί λα κελ είλαη δηαζέζηκεο ζηνπο ρξήζηεο, κέρξη ηελ εηζαγσγή ηνπ EDGE ή ηνπ UMTS. Ζ ππνζηήξημε ηνπ ηεξκαηηζκνύ GPRS, δελ είλαη επηβεβαησκέλε Χο απηή ηε ζηηγκή, δελ έρεη ππάξμεη επηβεβαίσζε απφ ηνπο παξνρείο ζπζθεπψλ, φηη θιήζεηο GPRS ηεξκαηηδφκελεο ζε θηλεηφ (ιήςε θιήζεσλ GPRS ζην θηλεηφ 227

228 ηειέθσλν), ζα ππνζηεξίδνληαη απφ ηα αξρηθά ηεξκαηηθά. Ζ δηαζεζηκφηεηα απηνχ ηνπ ραξαθηεξηζηηθνχ, είλαη έλα θαίξην εξψηεκα, κε θξίζηκν αληίθηππν ζε ζέκαηα φπσο ε κεηαθνξά εθαξκνγψλ απφ άιινπο θνξείο ζην GPRS. Απνηέιεζκα: Ζ ρξεζηηθφηεηα θαη σο ζπλέπεηα θαη ε βησζηκφηεηα ηνπ GPRS, απεηιείηαη. Με βέιηηζηε θσδηθνπνίεζε Σν GPRS βαζίδεηαη ζε κία θσδηθνπνίεζε πνπ θαιείηαη GMSK. Σν EDGE βαζίδεηαη ζε έλαλ λέν ηξφπν θσδηθνπνίεζεο, νλνκαδφκελν 8 PSK, ν νπνίνο επηηξέπεη αθφκα κεγαιχηεξν ξπζκφ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Ο 8 PSK, ζα ρξεζηκνπνηεζεί επίζεο γηα ην δίθηπν UMTS, νπφηε νη δηαρεηξηζηέο δηθηχσλ ζα πξέπεη θάπνηα ζηηγκή λα ηνλ εηζάγνπλ, ψζηε λα κπνξέζνπλ λα κεηαβνχλ ζηα ζπζηήκαηα ηξίηεο γεληάο. Απνηέιεζκα: Αλάγθε γηα ην EDGE. Καζπζηεξήζεηο κεηαθνξάο Σα παθέηα ηνπ GPRS ζηέιλνληαη ζε δηάθνξεο θαηεπζχλζεηο γηα λα θηάζνπλ ζηνλ ίδην πξννξηζκφ. Απηφ εκπεξηέρεη ηε δπλαηφηεηα γηα έλα ή πεξηζζφηεξα παθέηα κα ραζνχλ ή λα ππνζηνχλ βιάβε θαηά ηε δηάξθεηα ηεο κεηάδνζεο. Σα πξφηππα ηνπ GPRS αλαγλσξίδνπλ απηήλ ηελ πηζαλφηεηα θαη εκπεξηέρνπλ ζηξαηεγηθέο αλακεηάδνζεο θαη αθεξαηφηεηαο δεδνκέλσλ. Δλ ηνχηνηο, σο απνηέιεζκα, κπνξεί λα ζπκβνχλ θαζπζηεξήζεηο κεηάδνζεο. Έηζη, γηα εθαξκνγέο φπσο κεηάδνζε βίληεν, κία κέζνδνο ηαρείαο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ κε κεηαγσγή θπθιψκαηνο, φπσο ην HSCSD, είλαη πην θαηάιιειε. Απνηέιεζκα: Αλάγθε γηα HSCSD Όρη απνζήθεπζε θαη πξνώζεζε Δλψ ε κεραλή απνζήθεπζεο θαη πξνψζεζεο είλαη ε θαξδηά ηνπ θέληξνπ SMS θαη θχξην ραξαθηεξηζηηθφ ηεο ππεξεζίαο SMS, δελ ππάξρεη θάηη αληίζηνηρν ζην GPRS, εθηφο απφ ηελ ελζσκάησζε δηαζχλδεζεο κεηαμχ SMS θαη GPRS. Απνηέιεζκα: Αλάγθε γηα SMS Εθαξκνγέο γηα ην GPRS Έλα επξχ πεδίν εκπνξηθψλ θαη θαηαλαισηηθψλ εθαξκνγψλ είλαη δηαζέζηκεο γηα ηηο ππεξεζίεο θηλεηήο ηειεθσλίαο. Οη αθφινπζεο, είλαη νη πιένλ θαηάιιειεο γηα ην GPRS. Τπεξεζίεο ζπδήηεζεο κέζσ θεηκέλνπ (chat) Πιεξνθνξία ζε νπηηθή κνξθή θαη ζε κνξθή θεηκέλνπ ηαζεξέο εηθφλεο Kηλνχκελεο εηθφλεο Πεξηήγεζε ζηνλ Παγθφζκην Ηζηφ Γηακνίξαζε θεηκέλνπ / ζπλεξγαζία Ήρνο πςειήο πνηφηεηαο Απνζηνιή εμσηεξηθψλ ππαιιήισλ ζε εξγαζίεο Δηαηξηθφ Ζιεθηξνληθφ Σαρπδξνκείν 228

229 Γηαδηθηπαθφ Ζιεθηξνληθφ Σαρπδξνκείν Απνκαθξπζκέλε πξφζβαζε ζε ηνπηθά δίθηπα Μεηαθνξά αξρείσλ Απηνκαηνπνίεζε Καηνηθίαο Αξρηηεθηνληθή Σπζηήκαηνο Με ζθνπφ ηελ ελζσκάησζε ηνπ GPRS ζηελ ππάξρνπζα αξρηηεθηνληθή ηνπ GSM, κία λέα θιάζε θφκβσλ δηθηχνπ, νη νπνίνη θαινχληαη «Κφκβνη Τπνζηήξημεο GPRS (GSN)», εηζάγεηαη. Οη GSN είλαη ππεχζπλνη γηα ηελ παξάδνζε θαη δξνκνιφγεζε ησλ παθέησλ δεδνκέλσλ, κεηαμχ ησλ θηλεηψλ ζηαζκψλ θαη ησλ εμσηεξηθψλ δηθηχσλ κεηαγσγήο παθέησλ δεδνκέλσλ (PDN). Ζ αξρηηεθηνληθή θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 88. Δηθόλα 88. Ζ αξρηηεθηνληθή ηνπ GPRS Έλαο ππεξεηψλ GSN (SGSN), είλαη ππεχζπλνο γηα ηελ κεηαθνξά ησλ παθέησλ δεδνκέλσλ, απφ θαη πξνο ηνπο θηλεηνχο ζηαζκνχο πνπ βξίζθνληαη ζηελ πεξηνρή ππεξεζίαο ηνπ. Οη εξγαζίεο ηνπ ζπκπεξηιακβάλνπλ δξνκνιφγεζε θαη κεηαθνξά παθέησλ, έιεγρνο θηλεηηθφηεηαο (πξνζάξηεζε / απνπξνζάξηεζε θαη δηαρείξηζε ηνπνζεζίαο), δηαρείξηζε ινγηθνχ ζπλδέζκνπ θαη ιεηηνπξγίεο επηβεβαίσζεο ηαπηφηεηαο θαη ρξέσζεο. Ο θαηαρσξεηήο ηνπνζεζίαο ηνπ SGSN θαηαρσξεί πιεξνθνξίεο ζρεηηθά κε ηελ ηνπνζεζία ( ηξέρνπζα θπςέιε, ηξέρσλ VLR) θαη ηα πξνθίι ρξεζηψλ (IMSI, δηεπζχλζεηο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζην δίθηπν δεδνκέλσλ παθέησλ), φισλ ησλ ρξεζηψλ πνπ έρνπλ θαηαρσξεζεί ζε απηφ ην SGSN. Έλαο GSN πχιεο (GGSN), ιεηηνπξγεί σο δηαζχλδεζε κεηαμχ ηνπ θνξκνχ ηνπ δηθηχνπ GPRS θαη ησλ εμσηεξηθψλ δηθηχσλ δεδνκέλσλ παθέησλ. Μεηαηξέπεη ηα παθέηα GPRS πνπ πξνέξρνληαη απφ ην SGSN ζε παθέηα ηνπ θαηαιιήινπ πξσηνθφιινπ (PDP), γηα παξάδεηγκα X.25 ή IP θαη ηα κεηαδίδεη ζην θαηάιιειν δίθηπν δεδνκέλσλ. Πξνο ηελ αληίζεηε θαηεχζπλζε, νη PDP δηεπζχλζεηο ησλ εηζεξρνκέλσλ παθέησλ, κεηαηξέπνληαη ζηε GSM δηεχζπλζε ηνπ ρξήζηε ζηνλ νπνίνλ πξννξίδνληαη. Σα επαλαδηεπζπλζηνδνηεκέλα παθέηα, απνζηέιινληαη ζην ππεχζπλν SGSN. Γηα απηφ ην ζθνπφ, ην GGSN απνζεθεχεη ηελ ηξέρνπζα δηεχζπλζε SGSN θαη ην πξνθίι ηνπ ρξήζηε, ζηνλ θαηαρσξεηή ηνπνζεζίαο. Σo GGSN εθηειεί επίζεο ιεηηνπξγίεο 229

230 επηβεβαίσζεο ηαπηφηεηαο θαη ρξέσζεο. Γεληθά, ππάξρεη κία ζρέζε πνιιά πξνο πνιιά, κεηαμχ ησλ SGSN θαη ησλ GGSN: Έλα GGSN είλαη ε δηαζχλδεζε κε ηα εμσηεξηθά δίθηπα γηα πνιιά SGSN, ελψ έλα SGSΝ κπνξεί λα δξνκνινγήζεη ηα παθέηα ηνπ κέζσ πνιιψλ GGSN, γηα λα ηα ζηείιεη ζε δηαθνξεηηθά δίθηπα. ηελ Δηθφλα 88, θαίλνληαη επίζεο θαη νη δηαζπλδέζεηο κεηαμχ ησλ λέσλ θφκβσλ θαη ηνπ δηθηχνπ GSM, ζχκθσλα κε ηνλ νξηζκφ ηνπο απφ ηελ ETSI. Ζ δηαζχλδεζε Gb, ελψλεη ην BSC κε ην SGSN. Μέζσ ησλ δηαζπλδέζεσλ Gn θαη Gp, δεδνκέλα ρξήζηε θαη ζεκαηνδνζίαο, κεηαδίδνληαη κεηαμχ ησλ GSN. Ζ δηαζχλδεζε Gn ζα ρξεζηκνπνηεζεί εάλ ην SGSN θαη ην GGSN βξίζθνληαη ζην ίδην PLMN, ελψ ζηελ αληίζεηε πεξίπησζε ζα ρξεζηκνπνηεζεί ε Gp. ια ηα GSN ζπλδένληαη κέζσ ελφο δηθηχνπ θνξκνχ GPRS, βαζηζκέλνπ ζην ΗΡ. Μέζα ζηνλ θνξκφ, ηα GSN ελζπιαθψλνπλ ηα παθέηα PDN θαη ηα κεηαδίδνπλ ρξεζηκνπνηψληαο ην πξσηφθνιιν ζήξαγγαο GTP ηνπ GPRS. Τπάξρνπλ δχν είδε θνξκψλ GPRS: Γίθηπα θνξκνχ κέζα ζηα PLMN, ηα νπνία ζπλδένπλ ηα GSN ηνπ ίδηνπ PLMN θαη έηζη απνηεινχλ ηδησηηθά IP δίθηπα ηνπ παξνρέα δηθηχνπ GPRS. Γίθηπα θνξκνχ κεηαμχ PLMN, ηα νπνία ζπλδένπλ GSN απφ δηαθνξεηηθά PLMN. Μία ζπκθσλία πεξηπιάλεζεο κεηαμχ ησλ δχν παξνρέσλ δηθηχσλ GPRS, είλαη απαξαίηεηε γηα ηελ εγθαηάζηαζε απηνχ ηνπ θνξκνχ. ηελ Δηθφλα 89, θαίλνληαη δχν δίθηπα θνξκνχ κέζα ζε δηαθνξεηηθά PLMN, πνπ ζπλδένληαη κε έλα δίθηπν θνξκνχ κεηαμχ PLMN. Οη πχιεο κεηαμχ ησλ PLMN θαη ηνπ εμσηεξηθνχ θνξκνχ κεηαμχ PLMN, ιέγνληαη ζπλνξηαθέο πχιεο. Μεηαμχ άιισλ, εθηεινχλ ιεηηνπξγίεο αζθαιείαο, γηα λα πξνζηαηεχζνπλ ηνπο ηδησηηθνχο εζσηεξηθνχο θνξκνχο, απφ επηζέζεηο θαη κε εμνπζηνδνηεκέλνπο ρξήζηεο. Σν εηθνλνγξαθεκέλν παξάδεηγκα δξνκνιφγεζεο, ζα εμεγεζεί πην θάησ. Δηθόλα 89. Γηαζύλδεζε κε δίθηπα θνξκνύ Οη δηαζπλδέζεηο Gn θαη Gp, νξίδνληαη επίζεο θαη κεηαμχ δχν SGSN. Απηφ επηηξέπεη ζε δχν SGSN λα αληαιιάμνπλ πξνθίι ρξήζηε, φηαλ έλαο θηλεηφο ζηαζκφο κεηαθηλεζεί απφ ηελ πεξηνρή ηνπ ελφο SGSΝ ζε απηή ηνπ άιινπ. Μέζσ ηεο 230

231 δηαζχλδεζεο Gf, ην SGSN κπνξεί λα εξσηήζεη ην IMEI ελφο θηλεηνχ ζηαζκνχ ν νπνίνο επηρεηξεί λα θαηαρσξεζεί ζην δίθηπν. Ζ δηαζχλδεζε Gi ζπλδέεη ην PLMN κε εμσηεξηθά δεκφζηα ή ηδησηηθά PDN, φπσο ην Γηαδίθηπν, ή εηαηξηθά δίθηπα. Γηαζπλδέζεηο γηα δίθηπα IP (v4 θαη v6) θαη Υ.25, ππνζηεξίδνληαη. Σν HLR απνζεθεχεη ην πξνθίι ρξήζηε, ηελ παξνχζα δηεχζπλζε ηνπ SGSN θαη ηηο δηεπζχλζεηο PDP γηα θάζε ρξήζηε GPRS ζην PLMN. Ζ δηαζχλδεζε Gr, ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα αληαιιαρζεί απηή ε πιεξνθνξία κεηαμχ HLR θαη SGSN. Γηα παξάδεηγκα, ην SGSN ελεκεξψλεη ην HLR γηα ηελ παξνχζα ηνπνζεζία ηνπ θηλεηνχ. ηαλ ην θηλεηφ θαηαρσξεζεί ζε λέν SGSN, ην HLR ζα απνζηείιεη ην πξνθίι ρξήζηε ζην λέν SGSN. Σν κνλνπάηη ζεκαηνδνζίαο κεηαμχ GGSN θαη HLR (δηαζχλδεζε Ge), κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί απφ ην GGSN γηα λα δεηήζεη ηελ ηνπνζεζία θαη ην πξνθίι ελφο ρξήζηε, ψζηε λα ελεκεξψζεη ηνλ θαηαρσξεηή ηνπνζεζίαο ηνπ. Δπηπξνζζέησο, ηα MSC θαη VLR, κπνξνχλ λα επεθηαζνχλ κε ιεηηνπξγίεο θαη θαηαρσξήζεηο, πνπ επηηξέπνπλ απνδνηηθφ ζπληνληζκφ κεηαμχ ππεξεζηψλ κεηαγσγήο παθέηνπ (GPRS) θαη κεηαγσγήο θπθιψκαηνο (ζπκβαηηθφ GSM). Παξαδείγκαηα απηνχ είλαη ζπλδπαζκέλεο GPRS θαη κε GPRS ελεκεξψζεηο ηνπνζεζίαο θαη ζπλδπαζκέλεο δηαδηθαζίεο ζχλδεζεο. Δπηπξνζζέησο, αηηήζεηο ηειεεηδνπνίεζεο θιήζεσλ κεηαγσγήο θπθιψκαηνο GSM, κπνξνχλ λα γίλνπλ κέζσ ηνπ SGSN. Γη απηφ ην ζθνπφ, ε δηαζχλδεζε Gs, ζπλδέεη ηηο βάζεηο δεδνκέλσλ ησλ SGSN θαη MSC/VLR. Γηα ηελ αληαιιαγή κελπκάησλ ηεο ππεξεζίαο SMS κέζσ GPRS, ε δηαζχλδεζε Gd νξίδεηαη. Γηαζπλδέεη ηελ πχιε SMS MSC, (SMS-GMSC), κε ην SGSN. Υπεξεζίεο Τπεξεζίεο θνξέα θαη πκπιεξσκαηηθέο Τπεξεζίεο Οη ππεξεζίεο θνξέα ηνπ GPRS, πξνζθέξνπλ άθξν πξνο άθξν κεηαθνξά δεδνκέλσλ κεηαγσγήο παθέηνπ. Τπάξρνπλ δχν είδε: Ζ ππεξεζία ζεκείνπ πξνο ζεκείν (PTP) θαη ε ππεξεζία ζεκείνπ πξνο πνιιαπιά ζεκεία (PTM). Ζ ηειεπηαία ζα γίλεη δηαζέζηκε ζε κειινληηθέο εθδφζεηο ηνπ GPRS. Ζ ππεξεζία PTP, πξνζθέξεη κεηαθνξά παθέησλ δεδνκέλσλ κεηαμχ δχν ρξεζηψλ. Γηαηίζεηαη ζε θαηάζηαζε κε ζχλδεζε (PTP-CONS), γηα παξάδεηγκα γηα ην Υ.25 θαη ρσξίο ζχλδεζε (PTP-CLNS), γηα παξάδεηγκα γηα ην IP. Ζ ππεξεζία PTM, πξνζθέξεη κεηαθνξά παθέησλ απφ έλαλ ζε πνιινχο ρξήζηεο. Τπάξρνπλ δχν είδε ππεξεζηψλ PTM: Με ρξήζε ηεο ππεξεζίαο εθπνκπήο πξνο πνιινχο (Multicast, PTM-M), παθέηα δεδνκέλσλ εθπέκπνληαη ζε κία ζπγθεθξηκέλε γεσγξαθηθή πεξηνρή. Έλαο πξνζδηνξηζηήο νκάδαο, νξίδεη εάλ ηα παθέηα πξννξίδνληαη γηα φινπο ηνπο ρξήζηεο ή γηα νκάδα ρξεζηψλ. Υξεζηκνπνηψληαο ηελ ππεξεζία θιήζεο νκάδαο (PTM-G), παθέηα δεδνκέλσλ ιακβάλνπλ ηε δηεχζπλζε κίαο νκάδαο ρξεζηψλ (νκάδα PTM) θαη απνζηέιινληαη ζηηο γεσγξαθηθέο πεξηνρέο φπνπ βξίζθνληαη ηα κέιε ηεο νκάδαο. Δίλαη επίζεο πηζαλή ε απνζηνιή κελπκάησλ SMS κέζσ GPRS. Δπηπξνζζέησο, ζρεδηάδεηαη ε πινπνίεζε ζπκπιεξσκαηηθψλ ππεξεζηψλ, φπσο άλεπ φξσλ πξνψζεζε θιήζεσλ (CFU), πξνψζεζε θιήζεσλ φηαλ ν ζπλδξνκεηήο είλαη κε πξνζβάζηκνο (CFNRc) θαη θιεηζηή νκάδα ρξεζηψλ (CUG). Δπίζεο, έλαο παξνρέαο ππεξεζηψλ GPRS, κπνξεί λα πξνζθέξεη ζπκπιεξσκαηηθέο, κε πξνηππνπνηεζείζεο ππεξεζίεο, φπσο πξφζβαζε ζε βάζεηο δεδνκέλσλ, ππεξεζίεο 231

232 κελπκάησλ θαη ππεξεζίεο ηειε δξάζεο, φπσο επηβεβαίσζε αξηζκνχ πηζησηηθήο θάξηαο, ειεθηξνληθά ζπζηήκαηα επνπηείαο θαη παξαθνινχζεζεο θαη άιιεο. Πνηόηεηα Τπεξεζίαο (QoS) Οη απαηηήζεηο πνηφηεηαο ππεξεζίαο γηα ηηο ηππηθέο εθαξκνγέο κεηαγσγήο παθέησλ ζηελ θηλεηή ηειεθσλία, πνηθίιινπλ ζε κεγάιν βαζκφ. Έηζη, ε ππνζηήξημε δηαθνξεηηθψλ θιάζεσλ πνηφηεηαο ππεξεζίαο, είλαη έλα ζεκαληηθφ ραξαθηεξηζηηθφ. Σν GPRS επηηξέπεη ηνλ θαζνξηζκφ πξνθίι QoS κε βάζε ηηο παξακέηξνπο: Αθνινπζία εμππεξέηεζεο, αμηνπηζηία, θαζπζηέξεζε θαη φγθνο έξγνπ (throughput). H αθνινπζία εμππεξέηεζεο είλαη ε πξνηεξαηφηεηα κίαο εμππεξέηεζεο ζε ζρέζε κε κία άιιε. Τπάξρνπλ ηξία είδε πξνηεξαηφηεηαο: Τςειή, θαλνληθή θαη ρακειή. Ζ αμηνπηζηία ππνδεηθλχεη ηα ραξαθηεξηζηηθά κεηάδνζεο πνπ απαηηνχληαη απφ κία εθαξκνγή: Σξεηο θιάζεηο αμηνπηζηίαο νξίδνληαη, πνπ εγγπψληαη νξηζκέλεο κέγηζηεο ηηκέο γηα ηελ πηζαλφηεηα απψιεηαο, δηπιαζηαζκνχ, αιινίσζεο ηεο ζεηξάο θαη βιάβεο (κε αληρλεχζηκν ζθάικα) παθέησλ. Οη παξάκεηξνη θαζπζηέξεζεο, νξίδνπλ κέγηζηεο ηηκέο γηα ηε κέζε θαζπζηέξεζε θαη ηελ θαζπζηέξεζε ηνπ 95%. Ζ ηειεπηαία, είλαη ε κέγηζηε εγγπεκέλε θαζπζηέξεζε γηα ην 95% ησλ κεηαθνξψλ. Ζ θαζπζηέξεζε νξίδεηαη σο ε απ άθξν ζε άθξν θαζπζηέξεζε κεηαμχ δχν επηθνηλσλνχλησλ θηλεηψλ ζηαζκψλ, ή κεηαμχ ελφο θηλεηνχ ζηαζκνχ θαη ηεο δηαζχλδεζεο Gi πξνο έλα εμσηεξηθφ δίθηπν παθέησλ. Απηή ζπκπεξηιακβάλεη φιεο ηηο θαζπζηεξήζεηο εληφο ηνπ δηθηχνπ GPRS, αιιά φρη ηηο θαζπζηεξήζεηο εθηφο απηνχ. Ο φγθνο έξγνπ, θαζνξίδεη ην κέγηζην ξπζκφ bits θαζψο θαη ην κέζν ξπζκφ. Υξεζηκνπνηψληαο απηέο ηηο θιάζεηο, πξνθίι πνηφηεηαο ππεξεζίαο κπνξνχλ λα γίλνπλ αληηθείκελν δηαπξαγκάηεπζεο κεηαμχ ηνπ ρξήζηε θαη ηνπ δηθηχνπ γηα θάζε ζχλνδν, αλάινγα κε ηελ ππάξρνπζα δήηεζε γηα πνηφηεηα ππεξεζίαο θαη ηνπο δηαζέζηκνπο πφξνπο ηνπ δηθηχνπ. Ζ ρξέσζε ηεο ππεξεζίαο, βαζίδεηαη ηφηε ζηνλ φγθν ηεο κεηαδηδφκελεο πιεξνθνξίαο, ηνλ ηχπν ηεο ππεξεζίαο θαη ην επηιεγκέλν πξνθίι πνηφηεηαο. Σαπηόρξνλε ρξήζε Τπεξεζηώλ Μεηαγσγήο Παθέηνπ θαη Τπεξεζηώλ Μεηαγσγήο Κπθιώκαηνο. ε έλα δίθηπν GSM/GPRS, ζπκβαηηθέο ππεξεζίεο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο (νκηιία, δεδνκέλα, SMS) θαη ππεξεζίεο GPRS, κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ παξάιιεια. Σξεηο θιάζεηο θηλεηψλ ζηαζκψλ νξίδνληαη: Έλαο ζηαζκφο θιάζεο A, ππνζηεξίδεη ηαπηφρξνλε ρξήζε ζπκβαηηθψλ ππεξεζηψλ GSM θαη ππεξεζηψλ GPRS Έλαο ζηαζκφο θιάζεο B, κπνξεί λα θαηαρσξεζεί ζην δίθηπν κε δπλαηφηεηα ρξήζεο θαη ησλ δχν ππεξεζηψλ, αιιά ζε θάζε δεδνκέλε ρξνληθή ζηηγκή, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεί κφλν ηε κία εθ ησλ δχν ππεξεζηψλ Έλαο ζηαζκφο θιάζεο C, κπνξεί λα πξνζαξηεζεί ζην δίθηπν είηε γηα ρξήζε ζπκβαηηθνχ GSM, είηε γηα ρξήζε GPRS. Σαπηφρξνλε πξνζάξηεζε θαη γηα ηηο δχν ππεξεζίεο δελ είλαη δπλαηή, κε ηε κφλε εμαίξεζε ησλ κελπκάησλ SMS, πνπ κπνξνχλ λα απνζηέιινληαη νπνηεδήπνηε. 232

233 Βειηησκέλνη ξπζκνί δεδνκέλσλ γηα ηελ εμέιημε ηνπ GSM Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE) Δίλαη γεληθά απνδεθηφ φηη ε θχξηα κνξθή θπθινθνξίαο ζηα θηλεηά δίθηπα ζην κέιινλ, ζα είλαη ε θπθινθνξία δεδνκέλσλ, ε νπνία έρεη ήδε αξρίζεη λα ππνζθειίδεη ηελ θπθινθνξία θσλήο. Με ζθνπφ ηε δπλαηφηεηα ρξήζεο πξνεγκέλσλ εθαξκνγψλ θαη ππεξεζηψλ, νη νπνίεο απαηηνχλ ζπλήζσο κεγάιν εχξνο δψλεο θαη πνιπκεζηθέο δπλαηφηεηεο, ε ηξίηε γεληά ζπζηεκάησλ θηλεηήο ηειεθσλίαο, βξίζθεηαη ππφ αλάπηπμε. Γηα λα γεθπξσζεί ην ράζκα κεηαμχ δεχηεξεο θαη ηξίηεο γεληάο θαη λα κεησζνχλ νη ζπλέπεηεο ηεο θαζπζηέξεζεο εηζαγσγήο ζπζηεκάησλ ηξίηεο γεληάο, νη ηερλνινγίεο GPRS θαη HSCSD εηζήρζεζαλ, πξνζθέξνληαο θάπνηεο απφ ηηο δπλαηφηεηεο ηεο ηξίηεο γεληάο, κε βάζε ηελ ππάξρνπζα ππνδνκή. Σν EDGE, είλαη κία ηερλνινγία πνπ νπζηαζηηθά αλαβαζκίδεη ην GSM θαη ηηο GPRS θαη HSCSD, ρηίδνληαο πάλσ ζηελ ππάξρνπζα βάζε ηνπ GSM. Έηζη, δελ ρξεηάδεηαη λέα δηθηπαθά ζηνηρεία. Δπίζεο, παξέρεη ηε δπλαηφηεηα αμηνπνίεζεο ησλ ππαξρνπζψλ δσλψλ ζπρλνηήησλ κε κεγαιχηεξε απνδνηηθφηεηα θαη ρσξίο ηελ αλάγθε γηα άδεηα ρξήζεο άιισλ δσλψλ, πνπ ηα ζπζηήκαηα ηξίηεο γεληάο απαηηνχλ. Έηζη, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί αληί ηνπ UMTS, ή αθφκα θαη ζε ζπλδπαζκφ κε απηφ, ρξεζηκνπνηψληαο γηα παξάδεηγκα ην UMTS ζε πςεινχ θφξηνπ αζηηθέο πεξηνρέο θαη ην EDGE ζε αγξνηηθέο πεξηνρέο. Εμέιημε δεύηεξεο γεληάο ζην UMTS/ IMT 2000 Ζ ππνζηήξημε επηθνηλσλίαο δεδνκέλσλ ζηα ζπζηήκαηα δεχηεξεο γεληάο, βειηηψλεηαη κε ηαρχηαηνπο ξπζκνχο. κσο, δεδνκέλνπ φηη θαη ην HSCSD θαη ην GPRS βαζίδνληαη ζε θσδηθνπνίεζε GMSK, αθφκα θαη κε ρξήζε πνιιψλ ρξνληθψλ ζρηζκψλ, πνιχ πςεινί ξπζκνί κεηάδνζεο δεδνκέλσλ δελ είλαη δπλαηνί. Η νπηηθή γωλία ηεο αζύξκαηεο επηθνηλωλίαο Απφ ηελ πιεπξά ηεο αζχξκαηεο πξφζβαζεο, ε πξνζζήθε δπλαηνηήησλ ηξίηεο γεληάο ζηα παξφληα ζπζηήκαηα, ζεκαίλεη θπξίσο ηελ ππνζηήξημε αθφκα πςειφηεξσλ ξπζκψλ κεηάδνζεο. Πηζαλά ζελάξηα βαζίδνληαη ζηελ δηαζεζηκφηεηα θάζκαηνο γηα ην δηαρεηξηζηή δηθηχνπ. Αλάινγα κε ηελ θαηάζηαζε ηνπ θάζκαηνο, δχν δηαθνξεηηθά ζελάξηα κεηάβαζεο πξέπεη λα ππνζηεξηρζνχλ: Αλαδηάξζξσζε ησλ ππαξρνπζψλ δσλψλ ζπρλνηήησλ θαη Νέεο ή ηξνπνπνηεκέλεο δψλεο ζπρλνηήησλ Γηα λα ππνζηεξηρζνχλ ηα δηαθνξεηηθά ζελάξηα θάζκαηνο, δχν βαζηθά θαηαζθεπαζηηθά ζηνηρεία έρνπλ αληρλεπζεί: Σν EDGE ρξεζηκνπνηεί πςεινχ επηπέδνπ θσδηθνπνίεζε ζε TDMA 200 khz θαη είλαη βαζηζκέλν ζε άκεζα ζπλδεφκελν εμνπιηζκφ αλακεηαδνηψλ, επηηξέπνληαο ηελ εμέιημε ππαξρφλησλ επξψλ δψλεο ζε κηθξά ηκήκαηα ηνπ θάζκαηνο. To UMTS είλαη έλα λέν δίθηπν αζχξκαηεο πξφζβαζεο, πνπ βαζίδεηαη ζε WCDMA 5 Μhz θαη βειηηζηνπνηεκέλν γηα απνδνηηθή ππνζηήξημε ππεξεζηψλ ηξίηεο γεληάο. Μπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη ζε λέα θαη ζε ππάξρνληα θάζκαηα. 233

234 Η ηερλνινγία ηνπ EDGE Σερληθά, ην EDGE είλαη θπξίσο κία βειηίσζε πάλσ ζηελ αζχξκαηε δηαζχλδεζε, αιιά πην γεληθά κπνξεί λα ζεσξεζεί σο ζχιιεςε ζπζηήκαηνο πνπ επηηξέπεη ζηα GSM θαη TDMA/136 λα πξνζθέξνπλ έλα ζχλνιν λέσλ θνξέσλ αζχξκαηεο πξφζβαζεο ζηνπο δηθηπαθνχο ππξήλεο ηνπο. Σερληθέο δπλαηόηεηεο βειηίσζεο ησλ ππαξρόλησλ αζύξκαησλ δηαζπλδέζεσλ Έλα ζεκειηψδεο ραξαθηεξηζηηθφ ελφο ζπζηήκαηνο θηλεηήο ηειεθσλίαο, είλαη φηη δηαθνξεηηθνί ρξήζηεο ηείλνπλ λα έρνπλ δηαθνξεηηθέο πνηφηεηεο θαλαιηψλ, ζε ιφγν ζήκαηνο πξνο παξεκβνιή, ιφγσ δηαθνξψλ ζηελ απφζηαζε απφ ηελ ζηαζκφ βάζεο, ηηο παξεκβνιέο θαη ηελ ειάηησζε ηεο ηζρχνο ηνπ ζήκαηνο. Παξ φιεο ηηο πξνζπάζεηεο πνπ έρνπλ θαηαβιεζεί γηα ηνλ έιεγρν ηεο πνηφηεηαο θαλαιηνχ κέζσ ειέγρνπ ηζρχνο, ηππηθά ζα ππάξρεη κία θαηαλνκή ηεο πνηφηεηαο θαλαιηνχ κέζα ζην ζχζηεκα, γηα παξάδεηγκα ζχκθσλα κε ηελ Δηθφλα 90 (αξηζηεξά). Μία παξαδνζηαθή ππεξεζία φπσο ε νκηιία, απαηηεί έλα ζπγθεθξηκέλν επίπεδν πνηφηεηαο, θάησ απ ην νπνίν ε ππεξεζία είλαη κε απνδεθηή, ελψ πάλσ απφ απηφ, ε ππεξεζία είλαη θαιή, αλεμάξηεηα απφ ηηο δηαθπκάλζεηο ηεο πνηφηεηαο. Έηζη, ν δηαρεηξηζηήο ηνπ δηθηχνπ πξέπεη λα θξνληίζεη ψζηε ειάρηζηνη ρξήζηεο λα έρνπλ θαθή πνηφηεηα θαλαιηνχ. Γπζηπρψο, απηφ νδεγεί ζην ζχλεζεο θαηλφκελν έλα κεγάιν πνζνζηφ ρξεζηψλ λα έρνπλ ηέιεηα πνηφηεηα ππεξεζίαο, ηελ νπνία δελ κπνξνχλ λα εθκεηαιιεπηνχλ. Σν EDGE είλαη ζρεδηαζκέλν λα βειηηψζεη ηελ θαηάζηαζε, ρξεζηκνπνηψληαο έιεγρν πνηφηεηαο ζπλδέζκνπ. Απηφο πξνζαξκφδεη ηελ πξνζηαζία δεδνκέλσλ ζηελ πνηφηεηα ηνπ θαλαιηνχ, επηηπγράλνληαο βέιηηζην ξπζκφ δεδνκέλσλ ζε φια ηα θαλάιηα. Ζ αξρή θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 90 (δεμηά), δείρλνληαο πνηφηεηα ρξήζηε ζε φξνπο ξπζκνχ δεδνκέλσλ κε EDGE θαη GPRS, ζε ζπλάξηεζε κε ηελ πνηφηεηα ηνπ θαλαιηνχ. Γηα λα πεηχρεη απηά ηα ραξαθηεξηζηηθά, ην EDGE πξέπεη λα εηζάγεη ξπζκνχο κεηάδνζεο κε αξθεηά πςειφηεξνπο ξπζκνχο κεηάδνζεο απφ απηνχο ησλ GSM θαη TDMA/136. Απηφο είλαη θη ν ιφγνο γηα ηελ εηζαγσγή ηνπ ππξήλα ηεο ηδέαο ηνπ EDGE, ηεο θσδηθνπνίεζεο 8PSK. Δηθόλα 90. Λόγνο ζήκαηνο πξνο παξεκβνιή 234

235 Βαζηθέο παξάκεηξνη ηεο αζύξκαηεο δηαζύλδεζεο Ζ αζχξκαηε δηαζχλδεζε ηνπ EDGE, είλαη ζρεδηαζκέλε έηζη ψζηε λα δηεπθνιχλεη πςειφηεξνπο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ απφ απηνχο πνπ κπνξνχλ λα επηηεπρζνχλ ζηα ππάξρνληα ζπζηήκαηα θηλεηήο ηειεθσλίαο. Με ζθνπφ ηελ αχμεζε ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, ην 8PSK, κία γξακκηθή θσδηθνπνίεζε πςεινχ επηπέδνπ έρεη εηζαρζεί. To 8PSK επηιέρηεθε, δηφηη πξνζθέξεη πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο, κεγάιε απνδνηηθφηεηα θάζκαηνο θαη κέηξηα πνιππινθφηεηα πινπνίεζεο. Ζ θσδηθνπνίεζε GMSK φπσο νξίδεηαη ζην GSM, απνηειεί επίζεο κέξνο ηεο ζχιιεςεο ηνπ EDGE. Ο ξπζκφο ζπκβφισλ είλαη 271 ksps θαη γηα ηηο δχν θσδηθνπνηήζεηο, νδεγψληαο ζε κεηθηνχο ξπζκνχο δεδνκέλσλ αλά ρξνληθή ζρηζκή, 22.8 kbps θαη 69.2 kbps γηα ην GMSK θαη ην 8PSK αληίζηνηρα. Σν ζρήκα ηνπ παικνχ 8PSK είλαη γξακκηθνπνηεκέλν GMSK, επηηξέπνληάο ηνπ λα ρσξά ζηε θαζκαηηθή κάζθα ηε GSM. Πνιιέο παξάκεηξνη ηνπ θπζηθνχ κέζνπ, ζπκπίπηνπλ κε απηέο ηνπ GSM. ρεδηαζκόο πξσηνθόιινπ αζπξκάηνπ Δηθόλα 91. 8PSK δηάηαμε Ζ ζηξαηεγηθή ηνπ πξσηνθφιινπ αζπξκάηνπ γηα ην EDGE, είλαη ε επαλαρξεζηκνπνίεζε πξσηνθφιισλ ησλ GSM θαη GPRS φηαλ απηφ είλαη δπλαηφ, ειαρηζηνπνηψληαο έηζη ηελ αλάγθε γηα πινπνίεζε λέσλ πξσηνθφιισλ. Δλ ηνχηνηο, ιφγσ ησλ πςειφηεξσλ ξπζκψλ κεηάδνζεο θαη ησλ λέσλ εμειίμεσλ ζηνλ ηνκέα ησλ αζχξκαησλ πξσηνθφιισλ, θάπνηα πξσηφθνιια αιιάδνπλ γηα βειηηζηνπνίεζε ηεο απφδνζεο. Ζ ζχιιεςε EDGE ζπκπεξηιακβάλεη έλαλ ηξφπν ιεηηνπξγίαο κεηαγσγήο παθέηνπ θαη έλαλ ηξφπν ιεηηνπξγίαο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο, πνπ νλνκάδνληαη βειηησκέλν GPRS (EGPRS) θαη βειηησκέλα δεδνκέλα κεηαγσγήο θπθιψκαηνο (Enhanced Circuit Switched Data ECSD), αληίζηνηρα. EGPRS Λφγσ ησλ πςειφηεξσλ ξπζκψλ κεηάδνζεο θαη ηεο αλάγθεο γηα πξνζαξκνγή ηεο πξνζηαζίαο δεδνκέλσλ ζηελ πνηφηεηα ηνπ θαλαιηνχ, ην πξσηφθνιιν RLC ηνπ EDGE, δηαθέξεη ειαθξψο απφ ην αληίζηνηρν ηνπ GPRS. Οη θχξηεο αιιαγέο ζρεηίδνληαη κε ηηο βειηηψζεηο ζην ζρήκα ειέγρνπ πνηφηεηαο ζπλδέζκνπ. Παξαδείγκαηα ηερληθψλ ειέγρνπ πνηφηεηαο ζπλδέζκνπ, είλαη ε πξνζαξκνγή ζπλδέζκνπ (link adaptation) θαη ν απμεηηθφο πιενλαζκφο (incremental redundancy). Έλα ζρήκα πξνζαξκνγήο ζπλδέζκνπ, εθηηκά ζε θαλνληθά δηαζηήκαηα ηελ πνηφηεηα ηνπ ζπλδέζκνπ θαη ειέγρεη σο ζπλέπεηα ηελ πην θαηάιιειε θσδηθνπνίεζε, επηηπγράλνληαο πςειφηεξνπο ξπζκνχο. ε έλα ζρήκα απμεηηθνχ πιενλαζκνχ, ε πιεξνθνξία ζηέιλεηαη κε πνιχ ιίγε θσδηθνπνίεζε, επηηπγράλνληαο κεγάιν ξπζκφ 235

236 δεδνκέλσλ αλ ε απνθσδηθνπνίεζε είλαη απ επζείαο επηηπρήο. Δάλ απηή απνηχρεη, επηπξφζζεηα θσδηθνπνηεκέλα bits απνζηέιινληαη (πιενλαζκφο), έσο ε απνθσδηθνπνίεζε λα επηηχρεη. ζν πεξηζζφηεξα ζηνηρεία ζηέιλνληαη, ηφζν κηθξφηεξνο είλαη ν ξπζκφο κεηάδνζεο θαη ηφζν κεγαιχηεξε ε θαζπζηέξεζε. Σν EGPRS ππνζηεξίδεη κία κέζνδν πνπ απνηειεί ζπλδπαζκφ ησλ δχν παξαπάλσ κεζφδσλ. Σα πιενλεθηήκαηά ηεο, είλαη ν ζπλδπαζκφο ηεο ζηαζεξφηεηαο θαη ηνπ πςεινχ throughput ηεο ιεηηνπξγίαο απμεηηθνχ πιενλαζκνχ κε ηηο ρακειφηεξεο θαζπζηεξήζεηο θαη απαηηήζεηο κλήκεο ηεο πξνζαξκνγήο ζπλδέζκνπ. ρήκαηα θσδηθνπνίεζεο θαίλνληαη ζηελ Δηθφλα 92. ECSD Δηθόλα 92. ρήκαηα θσδηθνπνίεζεο ηνλ ηξφπν ιεηηνπξγίαο ECSD, ν ζθνπφο είλαη λα δηαηεξεζνχλ ηα ππάξρνληα πξσηφθνιια ηνπ GSM θαηά ην δπλαηφλ αλέπαθα. Σξία λέα 8PSK ζρήκαηα θσδηθνπνίεζεο θαλαιηψλ νξίδνληαη παξάιιεια κε ηα ηέζζεξα ήδε ππάξρνληα ηνπ GSM. πσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 93, ν ξπζκφο κεηάδνζεο πνηθίιιεη απφ kbps αλά ρξνληθή ζρηζκή. Γηα αδηαθαλή κεηάδνζε, ε ππφζεζε είλαη φηη ην πξσηφθνιιν αζπξκάηνπ ζπλδέζκνπ ηνπ GSM ρξεζηκνπνηείηαη. Δηθόλα 93. Νέα ζρήκαηα 8PSK 236

237 Σππηθέο εθαξκνγέο ησλ EGPRS θαη ΔCSD Οξηζκέλεο ηππηθέο εθαξκνγέο ησλ EGPRS θαη ECSD, θαίλνληαη ζηνλ παξαθάησ πίλαθα: EGPRS On line ειεθηξνληθφ ηαρπδξνκείν Παγθφζκηνο Ηζηφο Βειηησκέλα κηθξά κελχκαηα Αζχξκαηε εηθνλνγξαθία κε ζηηγκηαίεο εηθφλεο Τπεξεζίεο βίληεν Γηακνηξαζκφο θεηκέλσλ θαη πιεξνθνξηψλ Παξαθνινχζεζε/ Δπνπηεία Φσλή πάλσ απφ ην Γηαδίθηπν Δθπνκπή ECSD «Καηέβαζκα» θαη «αλέβαζκα» ειεθηξνληθνχ ηαρπδξνκείνπ Κηλεηή πξφζβαζε πςειήο ηαρχηεηαο ζε ηνπηθά δίθηπα, κε εμαζθαιηζκέλν εχξνο δψλεο Μεηαθνξά αξρείσλ Κάζεηεο εθαξκνγέο, φπσο πιεξνθνξίεο πσιήζεσλ ηχπνπ δέζκεο, ή κεηαθνξά εγγξάθσλ Δθαξκνγέο πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ πνπ απαηηνχλ ζηαζεξφ ξπζκφ δεδνκέλσλ θαη θαζπζηέξεζε κεηάδνζεο Κξίζηκε ρξνληθά αζχξκαηε εηθνλνγξάθεζε Κηλεηή βηληενηειεθσλία Βίληεν επί ηε απαηηήζεη Ρεχκα δσληαλνχ βίληεν Πίλαθαο 5. Σππηθέο εθαξκνγέο EGPRS θαη ECSD Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) Σν UMTS είλαη έλα απφ ηα ζεκαληηθφηεξα ζπζηήκαηα ηεο ηξίηεο γεληάο (γλσζηά θαη ζαλ IMT2000), πνπ αλαπηχρζεθε κε βάζε ηα πξφηππα πνπ θαζηέξσζε ην ITU. Τπήξμε ην αληηθείκελν πνιιψλ,παγθνζκίσο, πξνζπαζεηψλ ζε έξεπλα θαη αλάπηπμε ηελ πεξαζκέλε δεθαεηία. Σν UMTS έρεη ηελ ππνζηήξημε πνιιψλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ρξεζηψλ θαη θαηαζθεπαζηψλ, αθνχ αληηπξνζσπεχεη κία κνλαδηθή επθαηξία γηα δεκηνπξγία κηαο καδηθήο αγνξάο κε θηιηθή πξνο ην ρξήζηε πξφζβαζε, ζηελ θνηλφηεηα πιεξνθνξηψλ. Σν UMTS επηδηψθεη ηελ επέθηαζε ησλ δπλαηνηήησλ ησλ ζεκεξηλψλ θηλεηψλ θαζψο θαη ηελ επέθηαζε ησλ αζχξκαησλ θαη δνξπθνξηθψλ ηερλνινγηψλ, παξέρνληαο απμεκέλε ρσξεηηθφηεηα, ππνζηήξημε δεδνκέλσλ θαη κεγαιχηεξν εχξνο ππεξεζηψλ ρξεζηκνπνηψληαο έλα πξσηνπνξηαθφ ζρήκα ξάδην-πξφζβαζεο θαη έλα πξνεγκέλν αλαπηπζζφκελν θαισδηαθφ δίθηπν. Πξνηππνπνίεζε ζην ETSI Σερληθέο κειέηεο έρνπλ αλαπηπρζεί ζην ETSI απφ ην 1991, θαη ζηηο αξρέο ηνπ 1998 ην ETSI επέιεμε έλα θαηλνχξγην radio interface (ξαδηνθσληθή δηεπαθή) γηα ην UMTS ζαλ βάζε γηα κία παγθφζκηα επίγεηα πξφζβαζε ξαδηνθσληθνχ δηθηχνπ (RAN). Ζ επξέσο δηαβαζκηζκέλε ππνζηήξημε γηα ην UMTS απφ ηε βηνκεραλία ηειεπηθνηλσληψλ ήηαλ έλα πνιχ ζεκαληηθφ ζηνηρείν ζηε δνπιεηά ηνπ ETSI θαη ζηα 237

238 ζπλεξγαδφκελα εξεπλεηηθά πξνγξάκκαηα φπσο ην RACE I & ΗΗ θαη ην ACTS. Ζ ππνζηήξημε ηεο παγθνζκίσο ππαξθηήο GSM θνηλφηεηαο έρεη εθθξαζζεί απφ ηελ GSM MoU Association. Φάζκα ηνπ UMTS Σν 1992 ην WRC (World Radio Conference) αλαγλψξηζε ην εχξνο ζπρλνηήησλ ησλ MΖz θαη ησλ MHz γηα ηα κειινληηθά IMT-2000 ζπζηήκαηα. Δμ απηψλ νη ζπρλφηεηεο εχξνπο θαη MHz πξνβιέπνληαλ γηα ηα δνξπθνξηθά ηκήκαηα απηψλ ησλ κειινληηθψλ ζπζηεκάησλ. Ζ Δπξψπε θαη ε Ηαπσλία απνθάζηζαλ λα πινπνηήζνπλ ην επίγεην ηκήκα ηνπ UMTS, ην UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access ) ζηηο ζπλδπαδφκελεο ζπρλφηεηεο θαη MHz. Δπίζεο, ε Δπξψπε απνθάζηζε λα πινπνηήζεη ην UTRA ζηα μερσξηζηά εχξε ζπρλνηήησλ MHz θαη MHz. ηηο αξρέο ηνπ 1998, ε Δπξσπατθή Δπηηξνπή ( European Commission EC) δεκνζίεπζε ηελ «EC πξφηαζε γηα ηελ εηζαγσγή ζην UMTS» γηα λα εμαζθαιίζεη φηη ηα Δπξσπατθά θξάηε ζα αθνινπζήζνπλ ηα ζσζηά βήκαηα φζνλ αθνξά ηηο απνθάζεηο γηα ηε ρξήζε ηνπ θάζκαηνο. Απηφ ζα εμαζθαιίζεη φ,ηη νη UMTS ππεξεζίεο κπνξνχλ λα αξρίζνπλ ην ηε USA νπνηαδήπνηε εμνπζηνδφηεζε είλαη ειεχζεξε λα πινπνηήζεη φπνηα ηερλνινγία επηζπκεί. Μεξηθά ελδερνκέλσο ππνςήθηα εχξε γηα ηελ ηξίηε γεληά είλαη ηα PCS, ηα WCS θαη κέξε ηα UHF ηεο ηειεφξαζεο. Ζ θνηλφηεηα ηνπ UMTS επέιεμε δπλακηθή εηζαγσγή ηνπ UMTS πξνθεηκέλνπ λα αληηκεησπηζηνχλ νη απαηηήζεηο ησλ πειαηψλ ζηηο αξρέο ηνπ 21νπ αηψλα. Ζ εκεξνκελία γηα ηελ παξνπζίαζή ηνπ θαζνξίζηεθε ην έηνο 2002 θαη βαζίδεηαη ζε ήδε ππάξρνληα ζηνηρεία, φπσο είλαη ε αλάπηπμε ηεο ηερλνινγίαο, ε πξνηππνπνίεζε, ε εμνπζηνδφηεζε, νη θαλνληζκνί θαη ε θαηαλνκή εχξνπο. Σν UMTS ηειηθά απμάλεη ηηο δπλαηφηεηέο ηνπ θαη εμειίζζεηαη ελζσκαηψλνληαο λέεο ηερλνινγίεο φηαλ απηέο γίλνληαη απαξαίηεηεο κε ηνλ ίδην αθξηβψο ηξφπν φπσο ην GSM (9.6Kbps ) εμειίζζεηαη ζην GPRS (115Kbps) θαη ελ ζπλερεία ζην EDGE (384 Kbps). To «handover» αλάκεζα ζην UMTS θαη ζην GSM ππνζηεξίδεηαη, ελψ ην «handover» αλάκεζα ζην UMTS θαη άιια ζπζηήκαηα ηξίηεο γεληάο ( MC-CDMA) ζα ππνζηεξηρζνχλ πξνθεηκέλνπ λα επηηεπρζεί πξαγκαηηθή πξφζβαζε παγθνζκίσο. Αξρηηεθηνληθή Δηθηύνπ UMTS Σν UMTS ελζσκαηψλεη ζηνηρεία απφ ην GSM ηεο θάζεο 2+, ην GPRS θαη ην CAMEL δίθηπν. Απηφ επηηξέπεη ζηνπο ρεηξηζηέο ηνπ δηθηχνπ λα απνιακβάλνπλ ηε ρξήζε ηνπ απνδνηηθνχ UMTS δηθηχνπ, πξνζηαηεχνληαο παξάιιεια ηηο επελδχζεηο ζηα ζπζηήκαηα δεχηεξεο γεληάο θαη κεηψλνληαο ην ξίζθν ηεο πινπνίεζεο. Σν 1999 παξνπζηάδεηαη ην UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network RAN ). Σν UTRAN ζπλδέεηαη κέζσ ηνπ Iu ζην GSM ηεο θάζεο 2+, εζσηεξηθφ δίθηπν (Core Network) - CN). Σν Iu είλαη ην πεξηβάιινλ αιιειεπίδξαζεο κεηαμχ ηνπ ξάδην-ειεγθηή ηνπ δηθηχνπ (Radio Network Controller - RNC) θαη ηνπ CN. Σν πεξηβάιινλ αιιειεπίδξαζεο ηνπ UTRAN κεηαμχ RNC θαη ηνπ πεδίνπ κεηαγσγήο παθέηνπ (packet switched -PS) ηνπ CN (Iu PS) ρξεζηκνπνηείηαη γηα PS δεδνκέλα ελψ ην πεξηβάιινλ αιιειεπίδξαζεο αλάκεζα ζην RNC θαη ηνπ πεδίνπ κεηαγσγήο θπθιψκαηνο (circuit switched -CS) ηνπ CN (Iu CS) ρξεζηκνπνηείηαη γηα CS δεδνκέλα. Οη θηλεηνί ζηαζκνί ( mobile stations) ηνπ GSM ζπλδένληαη ζην δίθηπν 238

239 κέζσ ηνπ ελαέξηνπ GSM (Um). Ο δηπιήο θαηάζηαζεο UMTS/GSM εμνπιηζκφο ηνπ ρξήζηε ( user equipment - UE) ζπλδέεηαη κε ην δίθηπν κέζσ ηνπ ελαέξηνπ UMTS (Uu) κε πςεινχο ξπζκνχο δεδνκέλσλ (έσο θαη 2Mbps). Δθηφο ηεο πεξηνρήο εμππεξέηεζεο ηνπ UMTS, ν UMTS/GSM UE ζα παξακέλεη ζπλδεδεκέλνο ζην δίθηπν κέζσ ηνπ Um ζε ρακειφηεξνπο ξπζκνχο δεδνκέλσλ. Οη κέγηζηνη ξπζκνί δεδνκέλσλ είλαη ηα 115Kbps γηα CS δεδνκέλα απφ ην HSCSD, 171 Kbps γηα PS δεδνκέλα απφ ην GPRS θαη 553Kbps απφ ηνedge. Δηθόλα 94. Μέγηζηνη ξπζκνί κεηάδνζεο Σν δεκφζην θηλεηφ δίθηπν (Public Land Mobile Network) πνπ πεξηγξάθεηαη ζηo UMTS (1999), πεξηιακβάλεη ηξεηο βαζηθέο θαηεγνξίεο απφ ζηνηρεία ηνπ δηθηχνπ: Σα ζηνηρεία ηνπ GSM CN ηεο θάζεο ½: δειαδή ηνλ VLR (location register), ην MSC (mobile services switching center), ηνλ VLR (visitor location register), ην AC (authentication center ) θαη ηνλ EIR (equipment identity register) Σηο εμειίμεηο ηνπ GSM θάζεο 2+: GPRS, ηε gateway ηνπ GPRS θαη ην πεξηβάιινλ ππεξεζηψλ ηνπ CAMEL. Σηο θαζνξηζκέλεο ηξνπνπνηήζεηο θαη βειηηψζεηο ηνπ UMTS, ηδηαηηέξσο ηνπ UTRAN. ηε ζπλέρεηα ζα αθνινπζεί πεξαηηέξσ αλάιπζε ησλ παξαπάλσ ζηνηρείσλ. Σηνηρεία ηνπ GSM ηεο θάζεο ½ Σν GSM ηεο θάζεο ½ απνηειείηαη απφ ηξία ππνζπζηήκαηα: ην BSS (the base station subsystem), ην NSS (network and switching subsystem) θαη ην OSS (operations support system). Σν BSS απνηειείηαη απφ ιεηηνπξγηθέο κνλάδεο: ηνλ BSC (base station controller ), ηνλ BTS (base transceiver station) θαη ηε κνλάδα TRAU (transcoder and rate adapter unit). Ο NSS απνηειείηαη απφ ιεηηνπξγηθέο κνλάδεο: MSC, VLR, HLR, EIR, θαη ηνλ AC. Ο MSC παξέρεη ιεηηνπξγίεο φπσο switching, signaling, paging, θαη inter MSC handover. Ο OSS απνηειείηαη θέληξα OMC 239

240 (operation and maintenance centers) ηα νπνία είλαη γηα δηαρείξηζε, ππνζηήξημε, θαη απνκαθξπζκέλε ιεηηνπξγία. Δηθόλα 95. Αξρηηεθηνληθή δηθηύνπ ηεο πξώηεο θάζεο Σηνηρεία ηνπ GSM ηεο θάζεο 2+ Σν βαζηθφηεξν βήκα εμέιημεο ηνπ GSM πξνο ην UMTS είλαη ην GPRS. Σν GPRS εηζάγεη PS ζην GSM CN επηηξέπνληαο άκεζε πξφζβαζε ζε δίθηπα PDN (Packet Data Networks). Απηφ επηηξέπεη πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Γχν ιεηηνπξγηθέο κνλάδεο εθηείλνπλ ηε GSM NSS αξρηηεθηνληθή γηα ππεξεζίεο GPRS PS: ην GGSN θαη ην SGSN. Σν GGSN έρεη ιεηηνπξγίεο παξφκνηεο κε ην MSC. Σν SGSN πξαγκαηνπνηεί δξνκνινγήζεηο θαη δηαρείξηζε θηλεηηθφηεηαο. Σηνηρεία ηνπ UMTS ηεο πξώηεο θάζεο UTRAN Σν πξφηππν UMTS κπνξεί λα ζεσξεζεί ζαλ κηα επέθηαζε ησλ ήδε ππαξρφλησλ δηθηχσλ. Γχν λέα ζηνηρεία δηθηχνπ εηζάγνληαη κε ην UTRAN: Σν RNC θαη ν θφκβνο Β (Node B). Σν UTRAN ππνδηαηξείηαη ζε μερσξηζηά RNSs (Radio Network Systems ),φπνπ ην θάζε RNC ειέγρεηαη απφ έλα RNC. Σν RNC ζπλδέεηαη ζε έλα ζχλνιν ζηνηρείσλ θφκβνπ Β, ην θαζέλα εθ ησλ νπνίσλ κπνξεί λα εμππεξεηήζεη κία ή αξθεηέο θπςέιεο. 240

241 Δηθόλα 96. Σν δίθηπν UTRAN Σν RNC επηηξέπεη θεληξηθφ έιεγρν γηα ηα ζηνηρεία RNS, δηαρεηξίδεηαη ηελ αληαιιαγή ησλ πξσηνθφιισλ θαη είλαη ππεχζπλν γηα ηε δηαηήξεζε θαη ιεηηνπξγία νιφθιεξνπ ηνπ δηθηχνπ RNS. Ο θφκβνο Β είλαη ε θπζηθή κνλάδα γηα ξάδην κεηάδνζεο / απνδνρήο κε ηηο θπςέιεο. Αλάινγα κε ηε δνκή, κία ή πεξηζζφηεξεο θπςέιεο κπνξνχλ λα εμππεξεηεζνχλ απφ έλα θφκβν Β. Υπεξεζίεο Δηθόλα 97. Node B Γηαθξίλνληαη 6 βαζηθέο θαηεγνξίεο πνπ αλαπαξηζηνχλ ηε ζεκαληηθφηεηα ησλ 3G ππεξεζηψλ γηα ηα επφκελα 5 ρξφληα. Τπάξρεη έλα ινγηθφ ζρήκα γηα ηηο 6 θαηεγνξίεο θαη απηφ θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα

242 Παξέρνληαο νπνηαδήπνηε ρξνληθή ζηηγκή, νπνπδήπνηε, ζπλδεζηκφηεηα κε ην δηαδίθηπν απνηειεί έλα ζεκαληηθφ ξφιν γηα ηε ηξίηε γεληά. Οη ρξήζηεο ζα κπνξνχλ λα πξνζζέζνπλ θηλεηηθφηεηα ζηελ ήδε ππάξρνπζα εκπεηξία ηνπο κε ην δηαδίθηπν (Internet), αμηνπνηψληαο ηελ θηλεηή πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν (Mobile Internet Access) γηα ην νηθηαθφ ηκήκα ηεο αγνξάο θαη ηελ θηλεηή εζσηεξηθή/ εμσηεξηθή πξφζβαζε (Mobile Intranet/Extranet Access) γηα ην επαγγεικαηηθφ ηκήκα Ζ επθηλεζία σζηφζν, δελ απνηειεί ην κνλαδηθφ φθεινο ησλ θπςεισηψλ δηθηχσλ. Σα θηλεηά θπςεισηά δίθηπα έρνπλ δχν ηδηαίηεξα ραξαθηεξηζηηθά πνπ ηα δηαρσξίδνπλ απφ ηα θαζνξηζκέλα δίθηπα. Σν θηλεηφ ηεξκαηηθφ ζρεηίδεηαη κε έλα άηνκν θπξίσο παξά κε κία ηνπνζεζία, ελψ παξάιιεια ην δίθηπν γλσξίδεη ηελ ηζρχνπζα ηνπνζεζία ηνπ ηεξκαηηθνχ. Απηά είλαη ζεκαληηθά ραξαθηεξηζηηθά, ηδηαίηεξα ζην πεξηβάιινλ εηθφλαο θαη ήρνπ ησλ 3G ηερλνινγηψλ. Ζ ζπζρέηηζε ελφο ηεξκαηηθνχ κε έλα άηνκν, επηηξέπεη ηελ πξφβιεςε ελφο θαζνιηθνχ εχξνπο ππεξεζηψλ βαζηδφκελεο ζην δηαδίθηπν, κε βάζε ηηο αλάγθεο ηνπ ρξήζηε θαη ηθαλνπνίεζε ησλ αλαγθψλ απηψλ κέζσ θηλεηψλ portal. Απηέο είλαη ππεξεζίεο πνπ πξνζαξκφδνληαη κε βάζε ηεο απαηηήζεηο (Customized Infotainment Services). Απηέο νη ππεξεζίεο πνπ βαζίδνληαη ζε θηλεηά portals απνηεινχλ κηα ζεκαληηθή επθαηξία γηα απηνχο πνπ παξέρνπλ ηηο ππεξεζίεο. Δηθόλα 98. Οη ππεξεζίεο ηνπ UMTS Ζ ζπζρέηηζε ελφο ηεξκαηηθνχ κε έλα άηνκν δεκηνπξγεί επίζεο ηελ επθαηξία γηα ππεξεζίεο κελπκάησλ αλάκεζα ζε θιεηζηά ζχλνια ρξεζηψλ ή αλάκεζα ζε θνηλφηεηεο θαζνξηζκέλνπ ελδηαθέξνληνο. Ζ δξακαηηθή αλάπηπμε ηεο ππεξεζίαο SMS (short message service) ζε GSM δίθηπα, ζα επηηξέςεη ηθαλφηεηεο ζηηγκηαίσλ κελπκάησλ, ελψ νη πςεινί ξπζκνί δεδνκέλσλ ζα πξνζζέζνπλ εηθφλα θαη ήρν δεκηνπξγψληαο έηζη ηελ ππεξεζία Multimedia Messaging. Ζ γλψζε ηεο ηζρχνπζαο ηνπνζεζίαο ελφο θηλεηνχ ηεξκαηηθνχ παξάγεη έλα πινχζην ραξηνθχιαθα απφ ππεξεζίεο βαζηδφκελεο ζηελ ηνπνζεζία ( Location-Based Services). 242

243 Ζ θσλή εμαθνινπζεί λα είλαη κία ζεκαληηθή ππεξεζία παξερφκελε απφ ην πεξηβάιινλ ηεο ηξίηεο γεληάο. Οη πςεινί ξπζκνί δεδνκέλσλ ζα επηηξέςνπλ ηελ ζπκπιήξσζε ππεξεζηψλ βίληεν, ζηηο παξαδνζηαθέο ππεξεζίεο νκηιίαο. Έηζη δεκηνπξγείηαη ε ππεξεζία πινχζηαο θσλήο (Rich Voice Service). ηε ζπλέρεηα δίλεηαη κία πεξηγξαθή ησλ παξαπάλσ ελλνηψλ. Μultimedia Messaging Service Πξφθεηηαη γηα κία ππεξεζία πνπ πξνζθέξεη multimedia messaging ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν. Οη ελεξγέο δπλαηφηεηεο ηεο ππεξεζίαο απηήο επηηξέπνπλ ηελ παξνρή ζηηγκηαίσλ κελπκάησλ θαη ηε δεκηνπξγία εχθνισλ θαηαλεκεκέλσλ ιηζηψλ. Δπηπξφζζεηα ε ππεξεζία απηή παξέρεη κηα πξφηππε ππεξεζία αλάπηπμεο θαη έλα αλαπηπγκέλν πεξηβάιινλ γηα ζρεδηαζηέο εθαξκνγψλ θαη επαγγεικαηηθνχο ζπλαδέιθνπο θαζψο θαη έλα πςειφ εχξνο κεηάδνζεο κελπκάησλ. Έηζη παξέρεη κία δξακαηηθή αχμεζε ζηε ήδε πςειή απαίηεζε γηα απνζηνιή κελπκάησλ κέζσ ηνπ θηλεηνχ. Location-Based Services Οη Location-Based Services είλαη ππεξεζίεο γηα θαηαλαισηέο θαη εηαηξείεο πνπ επηηξέπνπλ ζε ρξήζηεο ή κεραλέο λα εληνπίδνπλ άιινπο αλζξψπνπο ή κεραλέο ή λα δίλνπλ ηε δπλαηφηεηα ζε άιινπο λα εληνπίδνπλ ηνπο ρξήζηεο θαζψο επίζεο θαη λα κπνξνχλ νη ίδηνη νη ρξήζηεο λα εληνπίδνπλ πνπ βξίζθνληαη νη ίδηνη. Ζ ππεξεζίεο απηέο πεξηιακβάλνπλ φιεο ηηο ππεξεζίεο θσλήο θαη δεδνκέλσλ εκπινπηηζκέλεο κε ηελ ηηκή ηεο πιεξνθνξίαο γηα ηελ ηνπνζεζία, ε νπνία θπιάζζεηαη ζε κία βάζε απφ ηνλ παξνρέα ηεο ππεξεζίαο. Απηή κπνξεί λα πεξηιακβάλεη πιεξνθνξίεο φπσο ε δηάγλσζε ηνπ θαηξνχ, πιεξνθνξίεο γηα ηα εζηηαηφξηα θαη μελνδνρεία, θαζψο θαη άιιεο ρξήζηκεο πιεξνθνξίεο. Rich Voice Service Πξφθεηηαη γηα κία ππεξεζία πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ γηα εηαηξείεο θαη θαηαλαισηέο πνπ παξέρεη εμειηγκέλεο θσλεηηθέο δπλαηφηεηεο ρξεζηκνπνηψληαο VoIP, πξφζβαζε ζε θσλεηηθά δίθηπα (voice activated net access ) θαη θσλεηηθέο θιήζεηο. Έηζη κπνξεί λα πξνζθέξεη θαη ηα πξνεγνχκελα παξαδνζηαθά ραξαθηεξηζηηθά, πνπ αθνξνχλ ηε θσλή(ιεηηνπξγηθέο ππεξεζίεο, πεξηήγεζε θ.α.). Mobile Intranet/Extranet Access Ζ ππεξεζία απηή είλαη έλα παθέην δπλαηνηήησλ πνπ πεξηιακβάλεη ηνπιάρηζηνλ θηλεηή πξφζβαζε ζε εθαξκνγέο desktop ( , θχιια εξγαζηψλ θ.α., πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν θαη αζθαιή πξφζβαζε ζε Intranet/Extranet portals. Customized Infotainment Services Ζ ππεξεζία απηή απεπζχλεηαη ζηνλ θαηαλαισηή θαη παξέρεη πξφζβαζε ζε αηνκηθέο πιεξνθνξίεο νπνπδήπνηε θαη νπνηαδήπνηε ρξνληθή ζηηγκή. Απηφ επηηπγράλεηαη κέζσ δνκεκέλσλ κεραληζκψλ πξφζβαζεο πνπ βαζίδνληαη ζε θηλεηά portals ηα νπνία κπνξνχλ εχθνια λα πξνζπειάζνπλ θαη λα δηαρεηξηζηνχλ νη ηειηθνί ρξήζηεο ( end users). Ζ εμαηνκίθεπζε επηηξέπεη ζηνπο ρξήζηεο λα ειέγρνπλ ηελ πξφζβαζε ηνπο ζε πεξηερφκελα, αλεμαξηήησο ζπζθεπήο ή πξσηνθφιινπ. Mobile Internet Access Ζ ππεξεζία απηή παξέρεη πιήξσο θαζνξηζκέλεο ISP (Internet Service Provider) ππεξεζίεο κε πνηφηεηα θαη ιεηηνπξγηθφηεηα θνληηλήο κεηάδνζεο. Πξνζθέξεη επίζεο 243

244 πιήξε πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν θαη πεξηιακβάλεη δπλαηφηεηεο φπσο είλαη ε κεηαθνξά αξρείσλ, ηα θαη ξνή απφ video/audio. Ζ Mobile Internet Access, επεθηείλεη βαζηθά θαζνξηζκέλε εκπεηξία ηνπ θαηαλαισηή ζην πεξηβάιινλ ηνπ θηλεηνχ, παξέρνληαο έλαλ ελαιιαθηηθφ κεραληζκφ πξφζβαζεο ζην ήδε ππαξθηφ πεξηερφκελν. Σπκπεξάζκαηα ηε επφκελε θάζε απηφ πνπ πεξηκέλνπκε είλαη λα δνχκε ππεξεζίεο θαη hardware ηνπ UMTS κε θάιπςε, δπλαηφηεηεο θαη αξηζκνχο ρξεζηψλ πνπ ζα απμάλνληαη κε ην πέξαζκα ηνπ ρξφλνπ. Απηφ ζα κεηψζεη ην ξίζθν ησλ UMTS ρεηξηζηψλ θαζψο θαη θαηαζθεπαζηψλ. Σν UMTS ζα πξέπεη επίζεο λα είλαη ηθαλφ λα εμαζθαιίζεη ηε ζπλεξγαζία ηνπ κε ηα ππάξρνληα ζπζηήκαηα επηθνηλσλίαο ηεο δεχηεξεο γεληάο ψζηε νη ρεηξηζηέο λα κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηήζνπλ ηελ ππάξρνπζα ππνδνκή θαη ηελ εκπεηξία ηνπο. Έλαο αξηζκφο απφ ηερλνινγίεο απαηηνχληαη ζε ζρέζε κε ην radio-interface ζην νπνίν έρεη επηθεληξσζεί πξφζθαηα ην ελδηαθέξνλ. Δπηπιένλ νη ηερλνινγίεο απφ άιια πεδία (πρ IP) ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα λα απμήζνπλ ηελ απφδνζε ηνπ UMTS Σέηαξηε Γεληά, 4G Ζ ηερλνινγία εμειίζζεηαη δηαξθψο θαη παξά ην γεγνλφο φηη ε ηξίηε γεληά δελ είλαη αθφκε ζε πιήξε ιεηηνπξγία, ε αθαδεκατθή εμεξεχλεζε ηεο 4G θηλεηήο επηθνηλσλίαο έρεη ήδε μεθηλήζεη. Καηαξρήλ ε ηξίηε γεληά αζθαιψο ήηαλ ην βαζηθφηεξν βήκα γηα ηελ επίηεπμε ησλ πξνζσπηθψλ ηειεπηθνηλσληψλ, αιιά σζηφζν δελ θαηάθεξε λα ηηο θάλεη πξαγκαηηθφηεηα. Ζ ηέηαξηε γεληά ζα πξνζεγγίζεη πεξηζζφηεξν ηηο πξνζσπηθέο επηθνηλσλίεο παξέρνληαο επηθνηλσλία νπνηαδήπνηε κνξθήο, ζε θάζε ρψξν θαη ρξφλν, κε νπνηνλδήπνηε. Θα απαηηήζεη επίζεο θαιή απφδνζε επηθνηλσλίαο, πνπ ζα αθνξά θπξίσο media παξά θσλή. Δπηπξφζζεηα ζα είλαη πςειφηεξνπ ηερλνινγηθνχ επηπέδνπ απφ ηα 3G ζπζηήκαηα. Γηα παξάδεηγκα ζε ζρέζε κε ηελ ξαδην-ηερλνινγία, ε αξρή ηνπ θπςεισηνχ δηθηχνπ ζα μεπεξαζηεί πξνθεηκέλνπ λα επηηεπρζεί θαιχηεξε θάιπςε. ηε ρσξεηηθφηεηα ην SDMA ( Space Division Multiple Access ) κπνξεί λα εηζαρζεί ζε βάζε ηα FDMA, TDMA, CDMA. Σν SDMA ζα έρεη πξνζαξκνζηηθή εθπνκπή, ζπλδένληαο ηνλ θάζε ρξήζηε ζαλ λα βξίζθεηαη ζε έλα αζχξκαην θαιψδην, θαη ζα απμάλεη ηε ρσξεηηθφηεηα ηνπ αζχξκαηνπ ζπζηήκαηνο θαηά θαλφλα 1-2 θνξέο πεξηζζφηεξν. Σα CN (core networks) ζα πηνζεηήζνπλ ηε κεηαγσγή παθέηνπ (θάηη ζαλ cell switching) ψζηε λα επηηξέςνπλ ηελ θαηαλνκή ηνπ εχξνπο θαηά απαίηεζε. ηηο εθαξκνγέο ηα ηεξκαηηθά ηεο ηέηαξηεο γεληάο δε ζα παξέρεη κφλν νκηιία ή εηθφλα αιιά επηπιένλ ζα πξνεηδνπνηεί θαη ζα ελεκεξψλεη ην ρξήζηε. Σα ηεξκαηηθά κπνξεί αθφκα λα γίλνπλ κέξνο ηνπ αλζξψπηλνπ ζψκαηνο, ελεκεξψλνληαο ην ρξήζηε γηα ηελ πίεζή ηνπ, ηε ζεξκνθξαζία ηνπ θ.α. Κάπσο κπνξνχκε λα θαληαζηνχκε ηελ 4G επηθνηλσλία. πσο ππνινγίδεηαη ε γεληά απηή ζα θάλεη ηελ εκθάληζή ηεο ζηα επφκελα 5 ρξφληα. 244

245 Δηθόλα 99. Σν όξακα ησλ δηθηύσλ 4 εο γεληάο 9.3. ΑΤΡΜΑΣΑ ΣΟΠΗΚΑ ΓΗΚΣΤΑ ΤΜΒΑΣΑ ΜΔ ΣΟ ΠΡΟΣΤΠΟ ΗΔΔΔ Σν είλαη ην φλνκα ηνπ project ηεο νκάδαο εξγαζίαο ηνπ ΗΔΔΔ (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Ηλζηηηνχην Ζιεθηξνιφγσλ θαη Ζιεθηξνληθψλ Μεραληθψλ). Γεκηνπξγήζεθε ηνλ Ηνχλην ηνπ 1997, έρεη ηαρχηεηα 2Μbps, απνηειεί ην πξψην πξφηππν γηα αζχξκαηε δηθηχσζε θαη αθνινπζείηαη απφ ηα πεξηζζφηεξα αζχξκαηα δίθηπα κέρξη θαη ζήκεξα. ηελ ζπλέρεηα δεκηνπξγήζεθαλ ππνπξφηππα ηνπ ΗΔΔΔ , φπσο ην ΗΔΔΔ a, IEEE b, IEEE e, IEEE f, IEEE g, IEEE i. ήκεξα ηα αζχξκαηα δίθηπα πνπ βαζίδνληαη ζε απηήλ ηελ νηθνγέλεηα πξνηχπσλ είλαη ηα πιένλ δηαδεδνκέλα, ελψ θπθινθνξεί κεγάιε πνηθηιία ζρεηηθψλ πξντφλησλ ζηελ αγνξά. Με άιια ιφγηα ην πξφηππν απηφ ζέηεη ην πιαίζην γηα κηα πξνηππνπνηεκέλε αζχξκαηε δηθηπαθή επηθνηλσλία επξείαο δψλεο. ηηο παξαθάησ ζειίδεο δίδεηαη αλαιπηηθή πεξηγξαθή ηνπ πξσηνθφιινπ, θαη επεθηείλνπκε ηελ έξεπλά καο ζηηο ηξνπνπνηήζεηο ηνπ ( κέιε ηεο νηθνγέλεηαο ηνπ ) ΓΗΑΣΡΧΜΑΣΧΖ πσο φια ηα πξφηππα 802 ηεο IEEE, έηζη θαη ην επηθεληξψλεηαη ζηα δχν ρακειφηεξα ζηξψκαηα ηνπ κνληέινπ δηαζηξσκάησζεο OSI ( Open System Interconnection ), δειαδή ζην θπζηθφ ζηξψκα (Physical Layer PHY) θαη ζην ππφζηξσκα MAC (Medium Access Control) ηνπ ζηξψκαηνο δεχμεο δεδνκέλσλ (Data Link Layer), φπσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα

246 Δηθόλα 100. Μνληέιν Αλαθνξάο OSI Σν άιιν ππφζηξσκα ηνπ ζηξψκαηνο δεχμεο δεδνκέλσλ, δειαδή ην ππφζηξσκα ειέγρνπ ινγηθήο δεχμεο (Logical Link Control LLC), είλαη απηφ πνπ έρεη πξνηππνπνηεζεί σο ΗΔΔΔ θαη ρξεζηκνπνηείηαη ζε ζπλδπαζκφ κε φια ηα δηαθνξεηηθά MAC ηεο ζεηξάο IEEE 802, φπσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα Logical Link Control (LLC) Data Link Layer MAC & PHY MAC & PHY FHSS PHY DSSS PHY MAC IR PHY a PHY b PHY Physical Layer Δηθόλα 101. Γηαζηξσκάησζε ηνπ πξνηύπνπ Ζ θηινζνθία πνπ αθνινπζεί ην πξφηππν είλαη ε χπαξμε ελφο κφλν MAC πνπ φκσο ππνζηεξίδεη πεξηζζφηεξα ηνπ ελφο θπζηθά ζηξψκαηα. Κάζε θπζηθφ ζηξψκα ρσξίδεηαη ζε δχν ππνζηξψκαηα, φπσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 102. Σν ππφζηξσκα PLCP (Physical Layer Convergence Procedure) ρξεζηκεχεη ζηελ πξνζαξκνγή ησλ δηαθφξσλ θπζηθψλ ζηξσκάησλ ζην θνηλφ MAC. Σν ππφζηξσκα PMD (Physical Medium Dependent) πεξηέρεη φιεο ηηο ιεηηνπξγίεο πνπ απαηηνχληαη γηα ηε κεηάδνζε ηεο πιεξνθνξίαο απφ ην εθάζηνηε θπζηθφ ζηξψκα. MAC Sublayer Data Link Layer PLCP Physical Layer PMD Δηθόλα 102. Φπζηθό ζηξώκα ηνπ πξνηύπνπ

247 ΒΑΗΚΔ ΜΟΝΑΓΔ Σα αζχξκαηα δίθηπα απνηεινχληαη απφ ηηο θάησζη ηέζζεξηο βαζηθέο κνλάδεο: εκείν πξφζβαζεο (Access Point AP): Σν AP είλαη ε κνλάδα πνπ παίδεη ην ξφιν γέθπξαο κεηαμχ ηνπ ελζχξκαηνπ θαη ηνπ αζχξκαηνπ δηθηχνπ, κεηαηξέπνληαο θαηάιιεια ηα πιαίζηα πνπ αληαιιάζζνληαη κεηαμχ απηψλ. Δπηηειεί θαη πνιιέο άιιεο ιεηηνπξγίεο ζην αζχξκαην δίθηπν πνπ ζα αλαθεξζνχλ ζηε ζπλέρεηα. χζηεκα δηαλνκήο (Distribution System): Σν ζχζηεκα δηαλνκήο ελψλεη ηα δηάθνξα AP ηνπ ίδηνπ δηθηχνπ, επηηξέπνληάο ηνπο λα αληαιιάζζνπλ πιαίζηα. Σν δελ πξνζδηνξίδεη ηνλ ηξφπν πνπ ζα γίλεηαη απηφ. Αζχξκαην κέζν κεηάδνζεο (Wireless Medium): Έρνπλ νξηζηεί δηάθνξα θπζηθά ζηξψκαηα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ είηε ξαδηνζπρλφηεηεο είηε ππέξπζξεο αθηίλεο γηα ηε κεηάδνζε ησλ πιαηζίσλ κεηαμχ ησλ ζηαζκψλ ηνπ αζχξκαηνπ δηθηχνπ. ηαζκνί (Stations): Οη ζηαζκνί πνπ αληαιιάζζνπλ πιεξνθνξία κέζσ ηνπ αζπξκάηνπ δηθηχνπ ζπλήζσο είλαη θνξεηέο ζπζθεπέο (γηα παξάδεηγκα laptops), ρσξίο φκσο απηφ λα είλαη απαξαίηεην. Ζ βαζηθή δνκηθή κνλάδα θάζε δηθηχνπ απνθαιείηαη Basic Service Set (BSS) θαη απνηειείηαη απφ κία νκάδα ζηαζκψλ πνπ επηθνηλσλνχλ κεηαμχ ηνπο. Σα φξηα ηνπ BSS θαζνξίδνληαη απφ ηελ πεξηνρή ξαδηνθάιπςεο, πνπ νλνκάδεηαη Basic Service Area (BSA). Έλαο ζηαζκφο ζε έλα BSS κπνξεί λα επηθνηλσλεί κε νπνηνλδήπνηε άιιν ζηαζκφ ζην ίδην BSS ΣΟΠΟΛΟΓΗΑ ΑΡΥΗΣΔΚΣΟΝΗΚΖ Δίλαη γλσζηφ πσο ππάξρνπλ δχν βαζηθέο ηνπνινγίεο, βάζεη ησλ νπνίσλ νξίδνληαη δχν είδε αζπξκάησλ δηθηχσλ. Πξφθεηηαη γηα ηα αλεμάξηεηα δίθηπα (independent networks) θαη ηα δίθηπα ππνδνκήο (infrastructure networks). ε έλα independent δίθηπν θάζε ζηαζκφο επηθνηλσλεί απεπζείαο κε φινπο ηνπο ππφινηπνπο. Σν BSS ζε απηήλ ηελ πεξίπησζε νλνκάδεηαη θαη IBSS (Independent BSS) ή ad-hoc BSS ή πην απιά ad-hoc δίθηπν. Σν IBSS απνηειείηαη ην ιηγφηεξν απφ δχν ζηαζκνχο θαη ζπλήζσο είλαη πξνζσξηλφ, δειαδή δεκηνπξγείηαη γηα θάπνην ζθνπφ θαη κεηά δηαιχεηαη. Δίλαη ν απινχζηεξνο ηχπνο αζχξκαηνπ δηθηχνπ. Έλα IBSS θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 103. Δηθόλα 103. Σνπνινγία IBSS 247

248 Ο άιινο ηχπνο δηθηχνπ είλαη ην infrastructure δίθηπν. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε ην BSS δηαθξίλεηαη απφ ηελ παξνπζία ελφο AP ζε απηφ. Σν AP, εθηφο απφ ην φηη ζπλδέεη ην BSS κε ην ελζχξκαην δίθηπν, είλαη ππεχζπλν γηα ηελ αληαιιαγή πιαηζίσλ κεηαμχ ησλ ζηαζκψλ θαη γεληθφηεξα γηα ηνλ θεληξηθφ έιεγρν ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ BSS. ηαλ έλαο ζηαζκφο ζέιεη λα ζηείιεη έλα πιαίζην ζε έλαλ άιιν ζηαζκφ, ην πιαίζην αξρηθά απνζηέιιεηαη ζην AP θαη απηφ κε ηελ ζεηξά ηνπ ην ζηέιλεη ζηνλ ηειηθφ πξννξηζκφ ηνπ. Ζ BSA ζε απηήλ ηελ πεξίπησζε είλαη ε πεξηνρή φπνπ ππάξρεη ξαδηνθάιπςε απφ ην AP. Έηζη ζε αληίζεζε κε ην IBSS, φπνπ φινη νη ζηαζκνί πξέπεη λα βξίζθνληαη ζηελ πεξηνρή ξαδηνθάιπςεο ησλ ππνινίπσλ, γηα λα επηθνηλσλήζνπλ κε απηνχο, εδψ αξθεί λα βξίζθνληαη ζηελ πεξηνρή ξαδηνθάιπςεο ηνπ AP, άζρεηα κε ηελ κεηαμχ ηνπο απφζηαζε. Γηα λα ζπκκεηέρεη έλαο ζηαζκφο ζην BSS πξέπεη λα αθνινπζήζεη ηε δηαδηθαζία ηνπ association (ζηελ νπνία ζα αλαθεξζνχκε παξαθάησ) κε ην AP. Ζ δηαδηθαζία απηή μεθηλάεη πάληα κε πξσηνβνπιία ηνπ ζηαζκνχ θαη είλαη απφθαζε ηνπ AP αλ ν ζηαζκφο ζα γίλεη ηειηθά δεθηφο ζην BSS. Σν δελ νξίδεη κέγηζην αξηζκφ ζηαζκψλ πνπ κπνξνχλ λα ζπκκεηάζρνπλ ζε έλα BSS, αιιά ηίζεληαη πεξηνξηζκνί ζηηο δηάθνξεο πινπνηήζεηο AP. Έλα infrastructure δίθηπν θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 104. Δηθόλα 104. Σνπνινγία infrastructure BSS ηελ πεξίπησζε infrastructure δηθηχσλ έλαο αξηζκφο απφ BSSs κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ θαη λα απνηειέζνπλ έλα Extended Service Set (ESS). Απηφ δεκηνπξγείηαη ελψλνληαο ηα APs ησλ BSSs κέζσ ελφο ελζχξκαηνπ δηθηχνπ θνξκνχ, πνπ νλνκάδεηαη χζηεκα Γηαλνκήο ( Distribution System DS ). Με απηφλ ηνλ ηξφπν είλαη εθηθηή ε επηθνηλσλία κεηαμχ ζηαζκψλ πνπ αλήθνπλ ζε δηαθνξεηηθά BSSs αιιά ζην ίδην ESS. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε πξέπεη ηα APs λα επηθνηλσλνχλ ζην ζηξψκα δεχμεο δεδνκέλσλ κέζσ ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ, επηηειψληαο ηε ιεηηνπξγία ηεο γέθπξαο γηα ηνπο ζηαζκνχο δηαθνξεηηθψλ BSSs. Σν ESS ηειεηψλεη φηαλ παξεκβιεζεί κεηαμχ ησλ AP s νληφηεηα δηθηχνπ πνπ ιεηηνπξγεί ζε πςειφηεξν ζηξψκα, φπσο είλαη ν δξνκνινγεηήο (router). Σα παξαπάλσ θαίλνληαη θαιχηεξα ζηελ Δηθφλα

249 Δηθόλα 105. Σνπνινγία infrastructure δύν BSSs Σν πξνζθέξεη θηλεηηθφηεηα ζε έλα ESS, αξθεί ην δίθηπν θνξκνχ λα είλαη έλα απιφ LAN ή θαη VLAN (Virtual LAN). ε θάζε άιιε πεξίπησζε ε ζχλδεζε ζηα αλψηεξα επίπεδα ζα ραζεί, εθηφο θη αλ ρξεζηκνπνηείηαη θάπνηα άιιε ηερλνινγία φπσο ην Mobile IP ΤΣΖΜΑ ΓΗΑΝΟΜΖ Σν ζχζηεκα δηαλνκήο παίδεη πνιχ ζεκαληηθφ ξφιν ζηε ιεηηνπξγία ηνπ , αλ θαη δελ πεξηγξάθεηαη ζην πξφηππν ε πινπνίεζή ηνπ, αιιά κφλν νη ππεξεζίεο πνπ πξέπεη λα πξνζθέξεη ζηνπο αζχξκαηνπο ζηαζκνχο. πσο αλαθέξζεθε ιίγν πην πάλσ, ην ζχζηεκα δηαλνκήο είλαη ππεχζπλν γηα ηε δηαζχλδεζε APs, δειαδή BSSs, θαη ηε δεκηνπξγία ESSs. Με απηφλ ηνλ ηξφπν θαζηζηά δπλαηή ηελ αληαιιαγή πιαηζίσλ αλάκεζα ζε ζηαζκνχο πνπ αλήθνπλ ζε δηαθνξεηηθά BSSs εληφο ηνπ ηδίνπ ESS. Γηα ηε ζσζηή παξάδνζε ησλ πιαηζίσλ, ηα APs πξέπεη λα επηθνηλσλνχλ κεηαμχ ηνπο κέζσ ηνπ ζπζηήκαηνο δηαλνκήο. Απηή ε επηθνηλσλία γίλεηαη κε ρξήζε ελφο πξσηνθφιινπ πνπ νλνκάδεηαη Inter Access Point Protocol (IAPP), γλσζηφ θαη σο ΗΔΔΔ f ( ζα γίλεη αλαθνξά ζε επφκελε ελφηεηα) ην νπνίν δελ έρεη πξνδηαγξαθεί ζην αξρηθφ Δθφζνλ αλά πάζα ζηηγκή θάζε ζηαζκφο κπνξεί λα αλήθεη ζε έλα κφλν BSS, έρνληαο πξνρσξήζεη ζην association κε ην αληίζηνηρν AP, πξέπεη φια ηα APs λα ελεκεξψλνληαη κέζσ ηνπ ζπζηήκαηνο δηαλνκήο, ψζηε λα πξνσζνχλ ηα πιαίζηα πξνο ην ζπγθεθξηκέλν ζηαζκφ ζην θαηάιιειν AP. ηελ Δηθφλα 106 θαίλεηαη θαιχηεξα ε ιεηηνπξγία ηνπ ζπζηήκαηνο δηαλνκήο. Backbone Network Bridge Distribution System Wireless Medium STA1 STA2 STA3 Δηθόλα 106. ύζηεκα δηαλνκήο 249

250 Σα APs παίδνπλ ην ξφιν γέθπξαο κεηαμχ ηνπ ζπζηήκαηνο δηαλνκήο θαη ηνπ αζπξκάηνπ δηθηχνπ. Μπνξνχλ λα ζεσξεζνχλ θαη απηά σο κέξε ηνπ ζπζηήκαηνο δηαλνκήο, ηνπιάρηζηνλ φζν αλαθνξά ην interface ηνπο πξνο ην ελζχξκαην LAN πνπ απνηειεί ην κέζν κεηάδνζεο ηνπ ζπζηήκαηνο δηαλνκήο. ηελ Δηθφλα 106 ηα βέιε αληηπξνζσπεχνπλ ξνή πιαηζίσλ απφ θαη πξνο ην ζχζηεκα δηαλνκήο κέζσ ελφο AP. Αλ ν ζηαζκφο STA1 ζέιεη λα ζηείιεη έλα πιαίζην ζηνλ STA2 απηφ πξέπεη λα πάεη ζην αληίζηνηρν AP, λα κεηαηξαπεί ζε πιαίζην ηνπ κέζνπ κεηάδνζεο ηνπ ζπζηήκαηνο δηαλνκήο (ζπλήζσο Ethernet), λα κεηαδνζεί ζην AP πνπ εμππεξεηεί ην STA2, λα κεηαηξαπεί μαλά ζε πιαίζην θαη λα κεηαδνζεί απφ ην AP ζηνλ STA2. Σν ζχζηεκα δηαλνκήο είλαη δπλαηφλ λα είλαη θη απηφ αζχξκαην δίθηπν. Σέηνηα πεξίπησζε είλαη ε δηαζχλδεζε δχν LANs ζε δηαθνξεηηθέο θπζηθέο ηνπνζεζίεο κέζσ κηαο αζχξκαηεο δεχμεο ζεκείν πξνο ζεκείν. Σφηε ην αζχξκαην δίθηπν ρξεζηκεχεη σο γέθπξα πνπ ελψλεη ηα δχν LANs ζην ζηξψκα δεχμεο δεδνκέλσλ. Ο κεραληζκφο απηφο νλνκάδεηαη wireless bridging. εκεηψλεηαη ηέινο φηη νη ζηαζκνί ρξεζηκνπνηνχλ θαλνληθέο 48-κπηηεο δηεπζχλζεηο MAC, θάηη πνπ θάλεη ηε ζεψξεζε ηνπ αζχξκαηνπ δηθηχνπ σο επέθηαζε ηνπ ελζχξκαηνπ επθνιφηεξε ΤΠΖΡΔΗΔ ΑΤΡΜΑΣΟΤ ΓΗΚΣΤΟΤ Σν αζχξκαην δίθηπν πξνζθέξεη ελλέα βαζηθέο ππεξεζίεο. Οθείινπκε λα επηζεκάλνπκε φηη ηξεηο απφ απηέο ζρεηίδνληαη κε ηε κεηαθνξά δεδνκέλσλ θαη νη ππφινηπεο έμη ζρεηίδνληαη κε ηε δηαρείξηζε. Οη ππεξεζίεο απηέο είλαη νη εμήο: Distribution: Ζ ππεξεζία απηή είλαη απαξαίηεηε γηα ηελ παξάδνζε ελφο πιαηζίνπ απφ ην AP ζηνλ ηειηθφ πξννξηζκφ ηνπ. πλίζηαηαη ζηνλ εληνπηζκφ ηνπ παξαιήπηε, ψζηε λα γίλεη εθηθηή ε ηειηθή παξάδνζε ηνπ πιαηζίνπ. Έηζη ιακβάλεηαη απφθαζε αλ έλα πιαίζην πξέπεη λα ζηαιεί ζην ίδην BSS ή πξέπεη λα ζηαιεί ζην DS πξνο παξάδνζε ζε ζηαζκφ ζπζρεηηδφκελν κε άιιν AP. Integration: Ζ ππεξεζία απηή παξέρεηαη απφ ην ζχζηεκα δηαλνκήο. Δίλαη ππεχζπλε γηα ηε δηαζχλδεζε ηνπ ζπζηήκαηνο δηαλνκήο DS ζε έλα δίθηπν δηαθνξεηηθφ ηνπ ηελ νπζία είλαη ππεχζπλε γηα ηελ κεηάθξαζε ησλ πιαηζίσλ απφ ηνλ έλα ηχπν ζηνλ άιιν. MSDU Delivery: Ζ παξάδνζε ησλ πιαηζίσλ MAC (MAC Service Data Unit) ζηνλ ηειηθφ πξννξηζκφ ηνπο. Association: Απαξαίηεηε δηαδηθαζία ζπζρεηηζκνχ ελφο ζηαζκνχ κε ην AP, πξνθεηκέλνπ λα είλαη ζε ζέζε λα ζηείιεη θαη λα δερηεί πιαίζηα κέζσ ηνπ αζπξκάηνπ δηθηχνπ. ηαλ έλαο ζηαζκφο είλαη ζπζρεηηζκέλνο κε έλα AP, δεκηνπξγείηαη ηφηε κηα ινγηθή ζρέζε κεηαμχ ηνπο, ψζηε ην DS λα γλσξίδεη πνπ θαη πψο λα παξαδψζεη δεδνκέλα ζε έλαλ αζχξκαην ζηαζκφ. Reassociation: Υξεζηκνπνηείηαη απφ ηνπο θηλεηνχο ζηαζκνχο ζε πεξίπησζε κεηαθίλεζεο απφ κία BSS ζε κία άιιε. Δίλαη κέξνο ηνπ κεραληζκνχ ηεο δηαπνκπήο. Disassociation: Ζ δηαδηθαζία απηή αθαηξεί έλαλ ζηαζκφ απφ ην δίθηπν. Σν MAC ηνπ κπνξεί λα ρεηξηζηεί θαη ζηαζκνχο πνπ εγθαηαιείπνπλ ην δίθηπν ρσξίο λα θάλνπλ πξψηα disassociation. 250

251 Authentication: Αλ απαηηείηαη απφ ην δηαρεηξηζηή ηνπ δηθηχνπ, πξέπεη θάζε ρξήζηεο λα πηζηνπνηεί ηελ ηαπηφηεηά ηνπ πξηλ λα πξνρσξήζεη ζηε δηαδηθαζία ηνπ association. Deauthentication: Σεξκαηηζκφο κηαο ηζρχνπζαο θαηάζηαζεο authentication. Σεξκαηίδεη επίζεο θαη ην association, εθφζνλ ην authentication είλαη πξναπαηηνχκελν απηνχ. Privacy: Λφγσ ηνπ αζχξκαηνπ πεξηβάιινληνο κεηάδνζεο έρεη νξηζηεί απφ ην κία πξναηξεηηθή ππεξεζία θξππηνγξάθεζεο ησλ δεδνκέλσλ πνπ νλνκάδεηαη WEP (Wired Equivalent Privacy). Σν WEP δελ πξνζθέξεη ζε θακία πεξίπησζε αζθαιήο κεηαθνξά δεδνκέλσλ θαη ήδε κειεηάηαη ε αληηθαηάζηαζή ηνπ ΤΠΟΣΡΧΜΑ MAC TOY Σν ππφζηξσκα MAC ηνπ είλαη ίζσο ην πην ζεκαληηθφ θνκκάηη ηεο πξνηππνπνίεζεο. Τπνζηεξίδεη φια ηα θπζηθά ζηξψκαηα θαη πξνζθέξεη ππεξεζίεο αμηφπηζηεο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ θαη πξφζβαζεο ζην κέζν ζηα αλψηεξα ζηξψκαηα. Οη φπνηεο δηαθνξνπνηήζεηο ηνπ απφ ην αληίζηνηρν MAC ελζχξκαησλ δηθηχσλ νθείινληαη ζηηο ηδηαηηεξφηεηεο ηνπ αζχξκαηνπ κέζνπ κεηάδνζεο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζην θπζηθφ επίπεδν. αλ κεραληζκφο πξφζβαζεο ζην κέζν έρεη επηιερηεί ν CSMA (Carrier Sense Multiple Access). Γηα λα απνθεπρζνχλ φζν ην δπλαηφλ πεξηζζφηεξν νη ζπγθξνχζεηο αληί γηα ην κεραληζκφ αλίρλεπζεο ζπγθξνχζεσλ CD (Collision Detection) πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζην επηιέρηεθε ν κεραληζκφο απνθπγήο ζπγθξνχζεσλ CA (Collision Avoidance). Αηηία γηα ηελ επηινγή απηή είλαη ε αδπλακία ηνπ δέθηε λα αληηιακβάλεηαη ηελ θαηάζηαζε ηνπ αζχξκαηνπ κέζνπ ηελ ρξνληθή ζηηγκή πνπ κεηαδίδεη θάπνηα πιεξνθνξία. Δπνκέλσο, ην θαηλφκελν ηεο ζχγθξνπζεο (πνπ ιακβάλεη ρψξα φηαλ δπν ή πεξηζζφηεξνη ζηαζκνί κεηαδίδνπλ ηελ ίδηα αθξηβψο ρξνληθή ζηηγκή) γίλεηαη αληηιεπηφ απφ ηνπο ζηαζκνχο εξγαζίαο κφλν εθ ηνπ απνηειέζκαηνο πνπ είλαη θπζηθά ε κε παξάδνζε ησλ παθέησλ ηεο πιεξνθνξίαο. Δπηπιένλ ε αμηφπηζηε κεηαθνξά δεδνκέλσλ κεηαμχ ησλ δηαθφξσλ ζηαζκψλ δπζρεξαίλεηαη αθφκα πεξηζζφηεξν εμαηηίαο ηνπ αζχξκαηνπ θπζηθνχ κέζνπ. Πξνβιήκαηα φπσο ε θαθή πνηφηεηα ηεο αζχξκαηεο δεχμεο ιφγσ ζνξχβνπ ή παξεκβνιψλ, ε πηζαλφηεηα θάπνηνο θφκβνο λα βγεη πξνζσξηλά εθηφο ηεο πεξηνρήο θάιπςεο ηνπ δηθηχνπ θαη ε χπαξμε θξπκκέλσλ θφκβσλ (hidden nodes) δελ ππάξρνπλ ζε ελζχξκαηα δίθηπα. Γηα λα αληηκεησπηζηνχλ ηα παξαπάλσ ην MAC πξνζθέξεη ηνπο θαηάιιεινπο κεραληζκνχο, φπσο ε ζεηηθή επηβεβαίσζε (positive acknowledgment) θάζε πιαηζίνπ θαη ηελ αληαιιαγή πιαηζίσλ RTS (Request To Send) θαη CTS (Clear To Send) πξηλ ηελ κεηάδνζε θάπνηνπ πιαηζίνπ. ηελ ζπλέρεηα ηνπ θεθαιαίνπ ζα αλαθεξζνχκε ιεπηνκεξψο ζηνπο παξαπάλσ κεραληζκνχο. Πξόζβαζε ζην Μέζν πσο αλαθέξζεθε ήδε ν κεραληζκφο πξφζβαζεο ζην κέζν πνπ ρξεζηκνπνηείηαη απφ ην MAC είλαη ν CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance). Έρνπλ πξνβιεθζεί δχν ηξφπνη ιεηηνπξγίαο, έλαο απνθεληξσκέλνο κέζσ ηνπ αιγνξίζκνπ DCF (Distributed Coordination Function) θαη έλαο κε θεληξηθφ έιεγρν κέζσ ηνπ αιγνξίζκνπ PCF (Point Coordination Function) πνπ απνηειεί 251

252 πξνέθηαζε ηνπ DCF. Ο αιγφξηζκνο PCF εθηειείηαη κφλν ζε AP, νπφηε κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί κφλν ζε infrastructure δίθηπα. Μία ηξίηε επηινγή πξνζθέξεηαη ζην ππνπξφηππν e, ην νπνίν ζπκπιεξψλεη ην MAC ππφζηξσκα ηνπ θαη νξίδεη έλαλ επηπιένλ κεραληζκφο ειέγρνπ πξφζβαζεο κέζσ ηνπ αιγνξίζκνπ HCF (Hybrid Coordination Function). Ο αιγφξηζκνο DCF είλαη θαηάιιεινο γηα εμππεξέηεζε αζχγρξνλεο θίλεζεο, ελψ ν PCF είλαη θαηάιιεινο γηα ζχγρξνλε θίλεζε. Ο HCF εηζάγεη έλα ζρήκα πξνηεξαηνηήησλ γηα λα πξνζθέξεη ζπγθεθξηκέλε πνηφηεηα ππεξεζίαο (Quality of Service QoS). Φξόλνη Αλακνλήο (Interframe Spacing) Οη παξαπάλσ αιγφξηζκνη ρξεζηκνπνηνχλ δηάθνξεο ρξνληθέο πεξηφδνπο γηα ηνλ έιεγρν ηεο πξφζβαζεο ζην κέζν. Γεληθά, θάζε ζηαζκφο πνπ ζέιεη λα κεηαδψζεη θάπνην πιαίζην πξέπεη πξψηα λα πεξηκέλεη έλα νξηζκέλν ρξνληθφ δηάζηεκα (interframe space) θαη αλ δελ αληρλεχζεη άιιε κεηάδνζε ζε απηφ ηφηε λα πξνρσξήζεη ζην επφκελν βήκα ηεο δηαδηθαζίαο απφθηεζεο πξφζβαζεο ζην κέζν, πνπ δηαθέξεη αλάινγα κε ηνλ αιγφξηζκν πνπ ρξεζηκνπνηείηαη (DCF ή PCF). Σν ρξνληθφ δηάζηεκα απηφ πνηθίιεη αλάινγα κε ηνλ ηχπν ηνπ πιαηζίνπ πνπ πξφθεηηαη λα κεηαδνζεί. Οη ρξφλνη αλακνλήο πνπ νξίδνληαη απφ ην πξφηππν είλαη νη αθφινπζνη: Short Interframe Space (SIFS): Ο κηθξφηεξνο ρξφλνο αλακνλήο. Υξεζηκνπνηείηαη γηα κεηαδφζεηο κέγηζηεο πξνηεξαηφηεηαο, φπσο είλαη ηα πιαίζηα RTS/CTS θαη νη επηβεβαηψζεηο. PCF Interframe Space (PIFS): Μεγαιχηεξν ρξνληθφ δηάζηεκα απφ ην SIFS, ρξεζηκνπνηείηαη ζε ζπλδπαζκφ κε ηνλ αιγφξηζκν PCF. Οη ζηαζκνί πεξηκέλνπλ PIFS ρξφλν πξηλ κεηαδψζνπλ θαηά ηελ πεξίνδν πνπ ηελ πξφζβαζε ζην κέζν ειέγρεη ν θεληξηθφο απηφο αιγφξηζκνο (πεξίνδνο ρσξίο αληαγσληζκφ - contention free period), απνθηψληαο πξνηεξαηφηεηα έλαληη απηψλ πνπ πξνζπαζνχλ λα κεηαδψζνπλ κε ρξήζε ηνπ DCF. DCF Interframe Space (DIFS): Ο κηθξφηεξνο ρξφλνο αλακνλήο γηα ιεηηνπξγία κε βάζε ηνλ αιγφξηζκν DCF (πεξίνδνο κε αληαγσληζκφ - contention period). Μεγαιχηεξνο ζε δηάξθεηα απφ ηνπο δχν πξνεγνχκελνπο ρξφλνπο. Extended Interframe Space (EIFS): Ο κέγηζηνο ρξφλνο αλακνλήο, δελ έρεη θάπνηα ζπγθεθξηκέλε ηηκή θαη ρξεζηκνπνηείηαη φηαλ ζπκβεί θάπνην ζθάικα θαηά ηελ κεηάδνζε ηνπ πιαηζίνπ. Απφ ηα παξαπάλσ είλαη πξνθαλέο φηη θάζε ζηαζκφο πξέπεη λα έρεη ηε δπλαηφηεηα λα αληρλεχεη αλ ππάξρεη θάπνηα άιιε κεηάδνζε ζε εμέιημε πξηλ αξρίζεη λα κεηαδίδεη απηφο. Γηα ηνλ ζθνπφ ινηπφλ απηφ ν κεραληζκφο αλίρλεπζεο θέξνληνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη παξνπζηάδεη κεγάιν ελδηαθέξνλ θαη ζπλεπψο παξνπζηάδεηαη αλαιπηηθά ζηελ επφκελε παξάγξαθν. Μεραληζκόο Αλίρλεπζεο Φέξνληνο Δίλαη γλσζηφ πσο ζηα ελζχξκαηα δίθηπα ν ηξφπνο ιεηηνπξγίαο ηνπ κεραληζκνχ αλίρλεπζεο θέξνληνο είλαη ζρεηηθά απιφο. Κάζε ζηαζκφο παξαθνινπζεί ην κέζν κεηάδνζεο θαη αλ εληνπίζεη ζήκα ζπγθεθξηκέλεο ηζρχνο θαηαιαβαίλεη φηη θάπνηα κεηάδνζε πιαηζίνπ βξίζθεηαη ζε εμέιημε. ηαλ φκσο ην κέζν κεηάδνζεο γίλεη αζχξκαην ηφηε απηφο ν κεραληζκφο δελ είλαη επαξθήο. Δμαηηίαο ηνπ κεγάινπ αξηζκνχ ζηα ζρήκαηα δηακφξθσζεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη, ησλ δηαθφξσλ πεξηπηψζεσλ φζν αθνξά ηηο απνζηάζεηο κεηαμχ ησλ ζηαζκψλ αιιά θαη κε ην πξφβιεκα ησλ hidden 252

253 nodes είλαη πνιχ δχζθνιν λα δεκηνπξγεζεί αμηφπηζηνο κεραληζκφο αλίρλεπζεο θέξνληνο πνπ λα ιεηηνπξγεί απνθιεηζηηθά ζην θπζηθφ επίπεδν. Γη απηφ ην ιφγν ην πξφηππν πξνβιέπεη θαη έλαλ δεχηεξν κεραληζκφ αλίρλεπζεο θέξνληνο πνπ ιεηηνπξγεί φκσο ζην ππφζηξσκα MAC. Ο εηθνληθφο κεραληζκφο αλίρλεπζεο θέξνληνο (virtual carrier sensing) ρξεζηκνπνηεί έλαλ κεηξεηή ρξφλνπ πνπ νλνκάδεηαη NAV (Network Allocation Vector). ηελ νπζία πξφθεηηαη γηα κηα δνκή δεδνκέλσλ, ε νπνία θαηαζθεπάδεηαη κε βάζε ηα φζα «αθνχλ»νη δηάθνξνη ζηαζκνί ηνπ δηθηχνπ απφ κεηαδφζεηο πιαηζίσλ RTS/CTS/DATA/ACK θαζέλα απφ ηα νπνία πεξηιακβάλνπλ ηελ δηάξθεηα κηαο επεξρφκελεο κεηάδνζεο. Απηφο ν κεηξεηήο ζπκπεξηιακβάλεηαη ζηα πεξηζζφηεξα πιαίζηα πνπ αληαιιάζζνληαη. Κάζε ζηαζκφο ζέηεη ην πεδίν απηφ ίζν κε ην ρξφλν πνπ ζέιεη λα θξαηήζεη δεζκεπκέλν ην κέζν κεηάδνζεο, φηαλ απνθηήζεη βέβαηα δηθαίσκα λα ην θάλεη. Οη ππφινηπνη ζηαζκνί βιέπνληαο φηη ην πεδίν NAV είλαη κε κεδεληθφ θαηαιαβαίλνπλ φηη ην κέζν είλαη δεζκεπκέλν θαη μεθηλάλε έλαλ αληίζηξνθν ηνπηθφ κεηξεηή κε αξρηθή ηηκή ίζε κε NAV, αλ ε ηηκή ηνπ NAV είλαη κεγαιχηεξε απφ ηελ ππάξρνπζα ηηκή ηνπ ηνπηθνχ κεηξεηή απηνχ. Με ρξήζε ηνπ NAV νη ζηαζκνί κπνξνχλ λα επηηειέζνπλ ζπγθεθξηκέλεο ελέξγεηεο ρσξίο λα ράζνπλ ηνλ έιεγρν ηνπ κέζνπ κεηάδνζεο. Έλα ηέηνην παξάδεηγκα είλαη ε απνζηνιή ελφο πιαηζίνπ κε ρξήζε ηνπ κεραληζκνχ RTS/CTS, φπσο ζα δνχκε ζηελ Παξάγξαθν Γηα λα νινθιεξσζεί απηή ε ελέξγεηα νη δχν ζηαζκνί πξέπεη λα αληαιιάμνπλ ζπλνιηθά 4 πιαίζηα. Παίξλνληαο ηνλ έιεγρν κε ρξήζε ηνπ NAV κπνξνχλ λα ην θάλνπλ ρσξίο λα δηαθνπνχλ απφ άιιε κεηάδνζε. Πξόζβαζε ζην Μέζν κε ρξήζε ηνπ Αιγνξίζκνπ DCF ηελ παξάγξαθν απηή παξνπζηάδεηαη ν αιγφξηζκνο DCF, πξνθεηκέλνπ λα επηηεπρζεί ε πξφζβαζε ζην κέζν, δίδεηαη έκθαζε ζηελ αληηκεηψπηζε κηαο απνηπρεκέλεο πξνζπάζεηαο κεηάδνζεο θαη εηζάγεηαη ε έλλνηα ηνπ παξαζχξνπ αληαγσληζκνχ, ψζηε λα δνζεί κηα ιχζε ζε πεξίπησζε πνπ πεξηζζφηεξνη ηνπ ελφο ζηαζκνί δηεθδηθνχλ ηνλ έιεγρν ηνπ κέζνπ. Ο αιγόξηζκνο DCF Ο αιγφξηζκνο DCF, φπσο έρεη ήδε αλαθεξζεί, είλαη απνθεληξσκέλνο θαη έηζη κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε θάζε είδνπο αζχξκαην δίθηπν. Σα βαζηθά βήκαηα ηνπ, φπνπ πξέπεη λα αθνινπζήζεη θάζε ζηαζκφο πξηλ εθπέκςεη θάπνην πιαίζην είλαη ηα εμήο: Κάζε ζηαζκφο, πξηλ επηρεηξήζεη λα εθπέκςεη, ειέγρεη ην κέζν κεηάδνζεο γηα λα δεη αλ είλαη δηαζέζηκν. Ο έιεγρνο γίλεηαη θαη ζε θπζηθφ επίπεδν θαη κέζσ εηθνληθήο αλίρλεπζεο θέξνληνο. Αλ ην κέζν κεηάδνζεο είλαη δεζκεπκέλν ηφηε ν ζηαζκφο ζπλερίδεη λα ειέγρεη ην αζχξκαην κέζν πεξηνδηθά πεξηκέλνληαο λα ειεπζεξσζεί. Αλ ην κέζν είλαη δηαζέζηκν ν ζηαζκφο πεξηκέλεη έλα ρξνληθφ δηάζηεκα πνπ εμαξηάηαη απφ ην είδνο ηνπ πιαηζίνπ πνπ ζέιεη λα κεηαδψζεη (IFS) θαη ειέγρεη μαλά ην κέζν. Ο ρξφλνο αλακνλήο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο είλαη ν DIFS. ηελ πεξίπησζε πνπ ν ζηαζκφο ζέιεη λα ζηείιεη πιαίζην CTS, πιαίζην ζεηηθήο επηβεβαίσζεο (ACK), ή ηκήκα (fragment) κεγαιχηεξνπ πιαηζίνπ ηφηε ν ρξφλνο αλακνλήο είλαη ν SIFS. Σέινο, ζηελ πεξίπησζε πνπ ε κεηάδνζε ηνπ πξνεγνχκελνπ πιαηζίνπ πεξηείρε ιάζε ηφηε ν ρξφλνο αλακνλήο είλαη ν EIFS. Αλ πάιη ην κέζν είλαη ειεχζεξν ηφηε ν ζηαζκφο κεηαδίδεη ην πιαίζην πνπ ζέιεη. Αλ ην κέζν είλαη δεζκεπκέλν ν ζηαζκφο πεξηκέλεη κέρξη ην κέζν λα 253

254 Slot ΓΗΚΣΤΑ ΓΖΜΟΗΑ ΥΡΖΖ ΚΑΗ ΓΗΑΤΝΓΔΖ ΓΗΚΣΤΧΝ κείλεη ειεχζεξν γηα IFS. Σφηε μεθηλάεη ηε δηαδηθαζία ηεο δπαδηθήο εθζεηηθήο ππνρψξεζεο (binary exponential backoff) γηα λα θαζνξίζεη πφζν ζα είλαη ην επηπιένλ ρξνληθφ δηάζηεκα αλακνλήο. Απηφ γίλεηαη επηιέγνληαο ηπραία κηα ζρηζκή ηνπ παξαζχξνπ αληαγσληζκνχ (contention window). Αθνχ πεξάζεη θαη απηφ ην ηειεπηαίν ρξνληθφ δηάζηεκα, ν ζηαζκφο κεηαδίδεη ην πιαίζην πνπ ζέιεη. Αλ ε κεηάδνζε είλαη απνηπρεκέλε ζεσξείηαη φηη έρεη ζπκβεί ζχγθξνπζε (collision). Σφηε ν ζηαζκφο επηιέγεη πάιη ηπραία κηα ζρηζκή ηνπ contention window, ην νπνίν φκσο είλαη κεγαιχηεξν απηή ηε θνξά, θαη επηρεηξεί μαλά λα κεηαδψζεη. Απηή ε δηαδηθαζία επαλαιακβάλεηαη κέρξη λα ππάξμεη επηηπρήο κεηάδνζε ηνπ πιαηζίνπ ή λα απνξξηθζεί ην πιαίζην. Σα παξαπάλσ βήκαηα θαίλνληαη θαιχηεξα ζηελ Δηθφλα 107. Η πποηγούμενη μεηάδοζη έσει ηελειώζει EIFS Μέζο μεηάδοζηρ δεζμεςμένο EIFS Contention window DIFS DIFS SIFS SIFS... Υπόνορ Η μεηάδοζη ηος πλαιζίος ξεκινάει εδώ αν ηο μέζο είναι ελεύθεπο Έναπξη μεηάδοζηρ πλαιζίος 254 Δηθόλα 107. Γηαδηθαζία πξόζβαζεο ζην κέζν κε ρξήζε ηνπ αιγνξίζκνπ DCF Πξφθεηηαη γηα ηνλ βαζηθφ κεραληζκφ ψζηε λα κπνξέζεη έλαο ζηαζκφο λα απνθηήζεη ηνλ έιεγρν ηνπ κέζνπ. Τπάξρνπλ θαη άιινη θαλφλεο πνπ ζπκπιεξψλνπλ ηα παξαπάλσ θαη εμαξηψληαη απφ ηελ ζπγθεθξηκέλε θαηάζηαζε ή απφ ηελ θαηάιεμε ηεο πξνεγνχκελεο κεηάδνζεο. Μεξηθνί ηέηνηνη θαλφλεο παξαηίζεληαη ζηε ζπλέρεηα. Κάζε κεηάδνζε πιαηζίνπ ζεσξείηαη επηηπρεκέλε κφλν αλ ιεθζεί ζσζηά θαη ην αληίζηνηρν πιαίζην ACK. ια ηα πιαίζηα κνλνεθπνκπήο (unicast) πξέπεη λα επηβεβαηψλνληαη απφ ηνλ παξαιήπηε. Αληίζεηα, πιαίζηα ηχπνπ πνιπεθπνκπήο (multicast) θαη επξπεθπνκπήο (broadcast) δελ απαηηνχλ επηβεβαίσζε. Δίλαη επζχλε ηνπ απνζηνιέα λα μαλαζηείιεη ην πιαίζην αλ δελ ιεθζεί ε αλάινγε επηβεβαίσζε. Κάζε απνηπρία απνζηνιήο πνπ νθείιεηαη είηε ζε αδπλακία ειέγρνπ ηνπ κέζνπ είηε ζε κε ιήςε ACK απμάλεη έλαλ κεηξεηή (retry counter) πνπ ρξεζηκεχεη γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηνπ ρξφλνπ κέρξη ηελ επφκελε πξνζπάζεηα απνζηνιήο ηνπ πιαηζίνπ. Κάζε ζηαζκφο πνπ ζπκκεηέρεη ζηελ αληαιιαγή πνιιαπιψλ πιαηζίσλ κπνξεί λα αλαλεψλεη ην NAV κεηά απφ θάζε ιήςε πιαηζίνπ. Έηζη ν έιεγρνο ηνπ κέζνπ δηαηεξείηαη κέρξη λα νινθιεξσζεί ε αληαιιαγή. Ζ δηαηήξεζε ηνπ ειέγρνπ κπνξεί λα εμαζθαιηζηεί επηπιένλ κε ηε ρξήζε ηνπ SIFS ζηηο πεξηπηψζεηο πνπ έρνπλ ήδε αλαθεξζεί.

255 Τπάξρνπλ ζπγθεθξηκέλα θαηψθιηα κεγέζνπο γηα ηα πιαίζηα. Κάζε πιαίζην κεγαιχηεξν απφ ην θαηψθιη RTS πξέπεη λα ζηαιεί ρξεζηκνπνηψληαο ην κεραληζκφ RTS/CTS ( πνπ ζα παξνπζηαζηεί ζηε ζπλέρεηα). Κάζε πιαίζην κεγαιχηεξν απφ ην θαηψθιη θαηαθεξκαηηζκνχ (fragmentation threshold) δηαζπάηαη ζε κηθξφηεξα πιαίζηα πξηλ ζηαιεί. Αληηκεηώπηζε απνηπρεκέλεο πξνζπάζεηαο κεηάδνζεο πσο έρεη ήδε αλαθεξζεί, ν εληνπηζκφο θαη ε δηφξζσζε θάπνηνπ ιάζνπο θαηά ηε κεηάδνζε είλαη επζχλε ηνπ απνζηνιέα. ε πεξίπησζε πνπ ε απνζηνιή ελφο πιαηζίνπ δελ νινθιεξσζεί θαλνληθά ν απνζηνιέαο πξέπεη λα ην μαλαζηείιεη. Γηα ηνλ έιεγρν ηεο δηαδηθαζίαο απηήο θάζε πιαίζην έρεη έλαλ κεηξεηή (retry counter) ζπζρεηηζκέλν κε απηφ. Κάζε θνξά πνπ ην πιαίζην απηφ επαλεθπέκπεηαη ν retry counter πνπ ηνπ αληηζηνηρεί απμάλεηαη θαηά 1. Αλ ν κεηξεηήο μεπεξάζεη θάπνην πξνθαζνξηζκέλν φξην, ην πιαίζην απνξξίπηεηαη θαη ε απψιεηά ηνπ αλαθέξεηαη ζηα πςειφηεξα ζηξψκαηα. Κάζε ζηαζκφο δηαθξίλεη ηα πιαίζηα ζε short θαη long. Χο short ραξαθηεξίδνληαη ηα πιαίζηα πνπ έρνπλ κήθνο κηθξφηεξν απφ ην RTS threshold θαη σο long ηα ππφινηπα. Ο ζηαζκφο δηαηεξεί θαη δχν αληίζηνηρνπο κεηξεηέο, ηνπο short retry count θαη long retry count. Κάζε θνξά πνπ ε κεηάδνζε ελφο πιαηζίνπ απνηπγράλεη ν αληίζηνηρνο κεηξεηήο απμάλεηαη. Οη κεηξεηέο απηνί κεδελίδνληαη ζε ζπγθεθξηκέλεο πεξηπηψζεηο. Γηα ηνλ short retry count απηέο είλαη: Λήςε CTS πιαηζίνπ ζε απάληεζε ελφο RTS. Λήςε πιαηζίνπ ACK κεηά απφ κε θαηαθεξκαηηζκέλε κεηάδνζε πιαηζίνπ. Λήςε broadcast ή multicast πιαηζίνπ. Αληίζηνηρα, ν long retry count κεδελίδεηαη ζηηο αθφινπζεο πεξηπηψζεηο: Λήςε πιαηζίνπ ACK γηα πιαίζην κεγαιχηεξν ηνπ RTS threshold. Λήςε broadcast ή multicast πιαηζίνπ. ε πεξίπησζε θαηαθεξκαηηζκνχ ελφο πιαηζίνπ φια ηα fragments έρνπλ έλαλ κεηξεηή δηάξθεηαο δσήο (lifetime counter). Απηφο μεθηλάεη φηαλ κεηαδνζεί ην πξψην fragment. Αλ κέρξη λα κεδεληζηεί δελ έρεη κεηαδνζεί νιφθιεξν ην πιαίζην, απηφ απνξξίπηεηαη θαη δελ γίλεηαη πξνζπάζεηα κεηάδνζεο ησλ ππφινηπσλ fragments ηνπ. Παξάζπξν Αληαγσληζκνύ ε πξνεγνχκελε ελφηεηα ήδε έρεη αλαθεξζεί ε έλλνηα ηνπ παξαζχξνπ αληαγσληζκνχ (contention window) θαη πνπ ρξεζηκεχεη. Σν contention window ρσξίδεηαη ζε ζρηζκέο (slots) πνπ ε δηάξθεηά ηνπο είλαη εμαξηψκελε απφ ην θπζηθφ ζηξψκα. Κάζε ζηαζκφο δηαιέγεη κηα ζρηζκή θαη πεξηκέλεη ηε ζεηξά ηνπ πξηλ επηρεηξήζεη λα απνθηήζεη πξφζβαζε ζην κέζν κεηάδνζεο. Ζ επηινγή γίλεηαη ηπραία, κε ρξήζε κηαο δηαδηθαζίαο πνπ νλνκάδεηαη δπαδηθή εθζεηηθή ππνρψξεζε. Αλ πεξηζζφηεξνη ηνπ ελφο ζηαζκνί δηεθδηθνχλ ηνλ έιεγρν ηνπ κέζνπ, ληθεηήο ζα αλαδεηρζεί απηφο πνπ ζα επηιέμεη ηελ πξψηε ζρηζκή. Κάζε ζηαζκφο επηιέγεη ηε ζρηζκή ηνπ contention window κέζα απφ έλα εχξνο ηηκψλ πνπ απμάλεηαη φζν απνηπγράλεη ε επηζπκεηή κεηάδνζε πιαηζίνπ. Τπελζπκίδεηαη φηη ε κεηάδνζε ζεσξείηαη απνηπρεκέλε αλ δελ ιεθζεί έγθαηξα επηβεβαίσζε ή αλ ν ζηαζκφο δελ θαηαθέξεη λα πάξεη ηνλ έιεγρν ηνπ κέζνπ γηα λα κεηαδψζεη ην πιαίζην. Σν εχξνο ηηκψλ απφ ην νπνίν θαιείηαη λα επηιέμεη ηπραία ν θάζε ζηαζκφο είλαη πάληα 255

256 αξηζκφο θαηά έλα κηθξφηεξνο απφ θάπνηα δχλακε ηνπ 2. Κάζε θνξά πνπ ε κεηάδνζε απνηπγράλεη ην εχξνο ππνινγίδεηαη μαλά κε βάζε ηελ ακέζσο επφκελε δχλακε ηνπ 2. Απηφ γίλεηαη κέρξη λα θηάζεη ην εχξνο κία κέγηζηε ηηκή, νπφηε δελ κεγαιψλεη άιιν. Σν εχξνο απηφ επαλέξρεηαη ζηελ ειάρηζηε ηηκή ηνπ κεηά απφ επηηπρεκέλε κεηάδνζε ή απφ απφξξηςε ηνπ πξνο κεηάδνζε πιαηζίνπ. Κάζε θπζηθφ ζηξψκα ρξεζηκνπνηεί δηθέο ηνπ παξακέηξνπο γηα ηελ παξαπάλσ δηαδηθαζία. Με απηφλ ηνλ ηξφπν εμαζθαιίδεηαη ε ζηαζεξφηεηα ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ δηθηχνπ, αθφκε θαη θάησ απφ θαηαζηάζεηο έληνλεο θίλεζεο. 256 Πξόζβαζε ζην Μέζν κε ρξήζε ηνπ Αιγνξίζκνπ PCF Ο αιγφξηζκνο PCF είλαη ε ελαιιαθηηθή ιχζε ζην πξφβιεκα ηνπ ειέγρνπ ηεο πξφζβαζεο ζην κέζν. Ζ ιεηηνπξγία ηνπ κνηάδεη αξθεηά κε ζρήκαηα ειέγρνπ πξφζβαζεο κε ζθπηάιε (token based). Ο ζπγθεθξηκέλνο αιγφξηζκνο δελ ρξεζηκνπνηείηαη ηδηαίηεξα ζηα πξντφληα πνπ θπθινθνξνχλ ζηελ αγνξά, ελψ νη θαηαζθεπαζηέο δελ είλαη ππνρξεσκέλνη λα ηνλ ππνζηεξίμνπλ, αθνχ απνηειεί πξναηξεηηθφ κέξνο ηνπ πξνηχπνπ Δπηπιένλ, εθφζνλ απαηηεί θεληξηθφ έιεγρν απφ θάπνην AP, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί κφλν ζε infrastructure δίθηπα. θνπφο ηνπ PCF είλαη λα πξνζθέξεη πξφζβαζε ζην κέζν ρσξίο αληαγσληζκφ κεηαμχ ησλ ζηαζκψλ (contention - free medium access). Τινπνηείηαη ρξεζηκνπνηψληαο ηελ ππνδνκή ηνπ αιγνξίζκνπ DCF θαη πξνζζέηνληαο ηελ επηπιένλ ιεηηνπξγηθφηεηα. Ζ ρξήζε ηνπ ζπλεπάγεηαη ηε δεκηνπξγία ρξνληθψλ πεξηφδσλ ρσξίο αληαγσληζκφ (contention - free periods), ελψ θαηά ηνλ ππφινηπν ρξφλν ε πξφζβαζε ειέγρεηαη θαλνληθά απφ ηνλ DCF (contention periods). Τπάξρεη δπλαηφηεηα θαζνξηζκνχ ηεο ζρέζεο ησλ δχν παξαπάλσ ρξνληθψλ πεξηφδσλ αλάινγα κε ηε ρξήζε ηνπ δηθηχνπ. Απηέο νη πεξίνδνη επαλαιακβάλνληαη δηαδνρηθά, ελψ ε δηάξθεηά ηνπο θάζε θνξά νλνκάδεηαη contention - free repetition interval. Καηά ηε δηάξθεηα ηνπ contention - free period ε δηαδηθαζία πξφζβαζεο ζην κέζν γηα ηνπο ζηαζκνχο ειέγρεηαη απφ ην AP. ηελ αξρή ηεο πεξηφδνπ απηήο ην AP ζηέιλεη έλα πιαίζην Beacon ην νπνίν πεξηέρεη ηε κέγηζηε δηάξθεηα ηεο contention - free period. Οη ζηαζκνί ζέηνπλ ην NAV ζε απηήλ ηελ ηηκή απνηξέπνληαο ηελ πξφζβαζε κέζσ ηνπ DCF γη απηήλ ηελ πεξίνδν. ηαλ ην AP πάξεη ηνλ έιεγρν ηνπ κέζνπ δίλεη ηελ άδεηα ζε θάζε ζηαζκφ δηαδνρηθά λα κεηαδψζεη ζηέιλνληάο ηνπ έλα polling πιαίζην (CF Poll). Σα polling πιαίζηα πξέπεη λα επηβεβαησζνχλ απφ ηνπο ζηαζκνχο. Αλ θάπνηνο ζηαζκφο δελ ζηείιεη ACK αθνχ ιάβεη ην polling πιαίζην ην AP πξνρσξάεη ζηνλ επφκελν ζηαζκφ. ινη νη ζηαζκνί θαηά ηε δηαδηθαζία ηνπ association κε ην AP κπαίλνπλ ζε κία ιίζηα (polling list) ψζηε ην AP λα ηνπο δίλεη ην δηθαίσκα κεηάδνζεο θαηά ηελ contention - free period. εκεηψλεηαη φηη θάζε πιαίζην polling δίλεη ζην ζηαζκφ πνπ ην έιαβε δηθαίσκα κεηάδνζεο ελφο κφλν πιαηζίνπ. Γηα λα δηαζθαιηζηεί πεξηζζφηεξν φηη ν έιεγρνο ηνπ κέζνπ ζα κείλεη ζην AP θαηά ηελ contention - free period, φινη νη ρξφλνη αλακνλήο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη είλαη SIFS ή PIFS. Ο ρξφλνο αλακνλήο απφ ην AP γηα λα επηβεβαησζεί ην polling πιαίζην πνπ έζηεηιε είλαη ίζνο κε ηνλ PIFS ελψ φινη νη ππφινηπνη ρξφλνη αλακνλήο είλαη ίζνη κε SIFS. Ζ δηάξθεηα ηεο contention - free period πξέπεη λα είλαη ηνπιάρηζηνλ ίζε κε ην ρξφλν πνπ απαηηείηαη λα κεηαδνζεί θαη λα επηβεβαησζεί έλα πιαίζην κεγίζηνπ κεγέζνπο. ε πεξίπησζε πνπ ε contention period δελ ηειεηψζεη φηαλ πξέπεη λα αξρίζεη ε contention - free period, ε δεχηεξε έρεη κεησκέλε δηάξθεηα. Σν AP πνπ ηξέρεη ηνλ PCF κπνξεί λα

257 δηαθφςεη λσξίηεξα ηελ contention - free period γηα νπνηνδήπνηε ιφγν. Σέινο, γηα λα εθκεηαιιεχνληαη νη ζηαζκνί φζν ην δπλαηφλ πεξηζζφηεξν ηελ contention - free period είλαη ζχλεζεο λα ζπλδπάδνπλ ζε έλα πιαίζην επηβεβαηψζεηο, polling θαη κεηαθνξά δεδνκέλσλ, νπφηε πξνθχπηνπλ ζχλζεηα πιαίζηα κε πνιιέο ιεηηνπξγίεο. Γηα παξάδεηγκα έλαο ζηαζκφο κπνξεί λα ζπλδπάζεη ηε κεηαθνξά δεδνκέλσλ κε ηελ επηβεβαίσζε ηνπ πιαηζίνπ polling ζε έλα θνηλφ πιαίζην θαη λα ην ζηείιεη. Σν AP πνπ ζα ην ιάβεη κπνξεί λα ζηείιεη ζε θνηλφ πιαίζην ηελ επηβεβαίσζε ιήςεο ησλ δεδνκέλσλ ζηνλ απνζηνιέα θαη ηα δεδνκέλα ζηνλ παξαιήπηε. Πξόζβαζε ζην Μέζν κε ρξήζε ηνπ Αιγνξίζκνπ HCF Ο αιγφξηζκνο πξφζβαζεο HCF είλαη ν λεφηεξνο αιγφξηζκνο πξφζβαζεο πνπ ζα πξνζηεζεί ζην ππφζηξσκα MAC φηαλ νινθιεξσζνχλ νη εξγαζίεο ηεο νκάδαο e. Ολνκάδεηαη θαη Enhanced DCF (EDCF) θαη ζθνπφο ηνπ είλαη λα πξνζθέξεη πξφζβαζε ζην κέζν είηε κε αληαγσληζκφ είηε ρσξίο αληαγσληζκφ κεηαμχ ησλ ζηαζκψλ, πξνζθέξνληαο ηαπηφρξνλα έλαλ κεραληζκφ πξνηεξαηνηήησλ. Υξεζηκνπνηεί ζηνηρεία απφ ηνπο DCF θαη PCF θαη δηαηεξεί ηε ζπκβαηφηεηα κε απηνχο. Καηά ηε ιεηηνπξγία ηνπ EDCF νξίδνληαη θάπνηεο θαηεγνξίεο πξφζβαζεο (Access Categories ACs) θαη νη αληίζηνηρνη κεραληζκνί πξφζβαζεο. Κάζε AC αληηζηνηρίδεηαη κε ξνέο πιεξνθνξίαο ζπγθεθξηκέλεο πξνηεξαηφηεηαο (γηα παξάδεηγκα βέιηηζηεο πξνζπάζεηαο, video, θσλήο). Κάζε AC ρξεζηκνπνηεί κία παξαιιαγή ηνπ DCF γηα λα απνθηήζεη πξφζβαζε ζην κέζν. Τπάξρεη δηαθνξνπνίεζε ηφζν ηνπ contention window (CW), φζν θαη ηνπ IFS, πνπ ζε απηήλ ηελ πεξίπησζε νλνκάδεηαη arbitration IFS (AIFS), αλάινγα κε ηελ AC. Σν AIFS είλαη ηνπιάρηζηνλ ίζν κε DIFS. Δπηπιένλ, θάζε AC ζε έλαλ ζηαζκφ ζπκπεξηθέξεηαη ζαλ εηθνληθφο ζηαζκφο (virtual station), πξνζπαζψληαο λα απνθηήζεη πξφζβαζε ζην κέζν κε ηηο δηθέο ηηο παξακέηξνπο. Οη ζπγθξνχζεηο εληφο ηνπ ίδηνπ ζηαζκνχ δηεπζεηνχληαη ζαλ ηηο θιαζζηθέο ζπγθξνχζεηο ζην αζχξκαην κέζν. Γηα ηελ θεληξηθά ειεγρφκελε ιεηηνπξγία ηνπ αιγνξίζκνπ ρξεηάδεηαη, φπσο θαη ζηνλ PCF, έλα AP ζην νπνίν ζα ηξέρεη ν αιγφξηζκνο ειέγρνπ HC (Hybrid Coordinator). Ο ηειεπηαίνο έρεη πξφζβαζε ζην κέζν κε κεγαιχηεξε πξνηεξαηφηεηα απφ ηνλ EDCF θαη έρεη ηελ δπλαηφηεηα λα πξνζθέξεη QoS ραξαθηεξηζηηθά ζηελ θίλεζε απφ θαη πξνο ηνπο ζηαζκνχο. Μπνξεί λα ιεηηνπξγεί θαη ζε contention periods, ζε αληίζεζε κε ηνλ PCF. Μεραληζκόο RTS/CTS Γηα λα δηαζθαιηζηεί φηη κία ζπγθεθξηκέλε αληαιιαγή πιαηζίσλ ζα γίλεη ρσξίο δηαθνπή απφ κεηάδνζε ηξίηνπ ζηαζκνχ, ην πξφηππν ππνζηεξίδεη ην κεραληζκφ RTS/CTS. Απηφο ν κεραληζκφο δηαθνξνπνηεί ηελ δηαδηθαζία απνζηνιήο πιαηζίνπ πνπ είρε αλαθεξζεί ζε πξνεγνχκελε παξάγξαθν, εηζάγνληαο δχν επηπιένλ πιαίζηα, ηα RTS (Ready To Send) θαη CTS (Clear To Send). Πξνζηαηεχνληαο ηελ αληαιιαγή πιαηζίσλ, ν κεραληζκφο RTS/CTS βειηηψλεη ηελ απφδνζε ηεο ρξήζεο ηνπ αζχξκαηνπ δηθηχνπ ζε πεξηπηψζεηο κεγάινπ θφξηνπ εμαηηίαο ηεο χπαξμεο πνιιψλ ηεξκαηηθψλ θαη αληηκεησπίδεη ην πξφβιεκα ηνπ θξπκκέλνπ θφκβνπ. Αλ φκσο ρξεζηκνπνηείηαη ρσξίο ιφγν, έρεη ην αθξηβψο αληίζεην απνηέιεζκα, εθφζνλ πξνζζέηεη επηπιένλ θνξηίν ζην αζχξκαην δίθηπν. Ζ βαζηθή ηδέα είλαη φηη ν απνζηνιέαο ζηέιλεη αξρηθά έλα πιαίζην RTS ζηνλ παξαιήπηε πνπ δελ πεξηέρεη δεδνκέλα. Απηφ ην πιαίζην έρεη σο ζθνπφ λα δεζκεχζεη ν απνζηνιέαο ην κέζν κεηάδνζεο γηα φζν ρξφλν ππνινγίδεη φηη ζα δηαξθέζεη ε 257

258 απνζηνιή ηνπ πιαηζίνπ δεδνκέλσλ θαη λα ην αλαθνηλψζεη ζηνπο ππφινηπνπο ζηαζκνχο κέζσ ηνπ κεηξεηή NAV ζην πιαίζην RTS. Ο παξαιήπηεο ιακβάλνληαο ην RTS απαληάεη κε έλα πιαίζην CTS. Τπελζπκίδεηαη φηη ε απνζηνιή πιαηζίνπ CTS γίλεηαη κε ην ζπληνκφηεξν ρξφλν αλακνλήο SIFS. Σφηε ν απνζηνιέαο ζηέιλεη ην πιαίζην δεδνκέλσλ θαη πεξηκέλεη ηελ επηβεβαίσζε νξζήο ιήςεο ηνπ απφ ηνλ παξαιήπηε. Έηζη ε δηαδηθαζία απνζηνιήο πιαηζίνπ απαηηεί ηελ αληαιιαγή ηεζζάξσλ πιαηζίσλ γηα λα νινθιεξσζεί ζσζηά. Ζ παξαπάλσ δηαδηθαζία γίλεηαη θαηαλνεηή κε ην αθφινπζν παξάδεηγκα. ζνη ζηαζκνί αθνχλε ην πιαίζην CTS παξακέλνπλ ζησπεινί γηα λα κε δεκηνπξγεζεί ζχγθξνπζε θαηά ηελ κεηάδνζε ηνπ πιαηζίνπ δεδνκέλσλ απφ ηνλ ζηαζκφ C ζηνλ ζηαζκφ D, φπσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 108. Δπίζεο ζησπεινί παξακέλνπλ θαη φζνη ζηαζκνί αθνχλε ην πιαίζην RTS, πξνθεηκέλνπ λα κελ δεκηνπξγήζνπλ ζχγθξνπζε θαηά ηελ κεηάδνζε ηεο επηβεβαίσζεο ACK απφ ηνλ ζηαζκφ D ζηνλ C. Σν δηάζηεκα ζην νπνίν νη ζηαζκνί παξακέλνπλ ζησπεινί πεξηιακβάλεηαη ζε έλα πεδίν RTS/CTS πιαηζίσλ θαη εμαξηάηαη απφ ηελ δηάξθεηα ηνπ πιαηζίνπ πιεξνθνξίαο. Σν πιαίζην επηβεβαίσζεο ρξεζηκνπνηείηαη, δηφηη παξά ηελ χπαξμε ηνπ RTS/CTS κεραληζκνχ, ππάξρεη πάληα ε πηζαλφηεηα ιαζψλ ιφγσ ηνπ ζνξχβνπ ηνπ θαλαιηνχ θαζψο επίζεο θαη ε πηζαλφηεηα ζχγθξνπζεο. Αλ έλαο ζηαζκφο δελ ιάβεη πιαίζην επηβεβαίσζεο, επαλακεηαδίδεη ηφηε ην πιαίζην. A B C RTS D E A B C CTS D E A B DATA C D E A B C ACK D E F F F F Δηθόλα 108. Μεραληζκόο RTS/CTS Ο κεραληζκφο απηφο ελεξγνπνηείηαη απηφκαηα φηαλ ην κέγεζνο ελφο πιαηζίνπ είλαη κεγαιχηεξν απφ ην RTS threshold γηα λα δηαζθαιίζεη ηελ νκαιή απνζηνιή κεγάισλ πιαηζίσλ. Δπίζεο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε ζπλδπαζκφ κε ηνλ θαηαθεξκαηηζκφ. πλήζσο ηα θαηψθιηα RTS threshold θαη Fragmentation threshold ηίζεληαη ζηελ ίδηα ηηκή. Απηφ έρεη ζαλ απνηέιεζκα φια ηα fragments ελφο πιαηζίνπ λα κεηαδίδνληαη κε ηε ζεηξά πξνζηαηεπκέλα απφ ην κεραληζκφ RTS/CTS. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε ην πιαίζην RTS πνπ ζηέιλεη ν απνζηνιέαο ζηελ αξρή ηεο δηαδηθαζίαο δεζκεχεη ην κέζν γηα φζν ρξφλν απαηηεί ε απνζηνιή θαη ε επηβεβαίσζε ηνπ πξψηνπ ηκήκαηνο ηνπ πιαηζίνπ. ηαλ ν απνζηνιέαο πάξεη ην CTS αξρίδεη λα ζηέιλεη δηαδνρηθά ηα ηκήκαηα πεξηκέλνληαο θπζηθά θάζε θνξά γηα ην αληίζηνηρν πιαίζην ACK, ηνπ νπνίνπ ε απνζηνιή γίλεηαη κε ρξήζε ηνπ ρξφλνπ SIFS. Ο απνζηνιέαο θαη ν παξαιήπηεο αλαλεψλνπλ ην NAV θαηά ηε δηάξθεηα ηεο αληαιιαγήο πιαηζίσλ, εμαζθαιίδνληαο φηη ζα δηαηεξήζνπλ ηνλ έιεγρν ηνπ κέζνπ. Σν κέζν απνδεζκεχεηαη κε ηελ ιήςε απφ ηνλ απνζηνιέα ηνπ ηειεπηαίνπ πιαηζίνπ ACK απφ ηνλ παξαιήπηε. Έλαο άιινο ηξφπνο κεηάδνζεο ησλ ηκεκάησλ ελφο πιαηζίνπ είλαη λα δεζκεχζεη ν απνζηνιέαο ην κέζν κε ρξήζε ηνπ κεηξεηή NAV ζην πξψην ηκήκα πνπ ζα ζηείιεη. 258

259 Ο ελ ιφγσ κεραληζκφο αληηκεησπίδεη απνηειεζκαηηθά ην πξφβιεκα χπαξμεο θξπκκέλνπ θφκβνπ (hidden node). Σν πξφβιεκα απηφ απεηθνλίδεηαη ζηελ Δηθφλα 109. Πξφβιεκα θξπκκέλνπ θφκβνπ. Δηθόλα 109. Πξόβιεκα θξπκκέλνπ θόκβνπ πσο θαίλεηαη ζην ρήκα 4. 10, ν ζηαζκφο STA1 δελ γλσξίδεη ηελ χπαξμε ηνπ STA3, εθφζνλ απηφο είλαη έμσ απφ ηελ πεξηνρή θάιπςήο ηνπ. Σν ίδην ζπκβαίλεη θαη κε ηνλ STA3, ν νπνίνο δελ γλσξίδεη ηελ χπαξμε ηνπ STA1, γηα ηνλ ίδην ιφγν κε ηελ πξνεγνχκελε πεξίπησζε. Ο STA2 βξίζθεηαη ζηελ θνηλή πεξηνρή θάιπςεο ησλ STA1 θαη STA3 θαη ζπλεπψο κπνξεί λα αληαιιάζζεη πιαίζηα θαη κε ηνπο δχν. Σν πξφβιεκα δεκηνπξγείηαη ζηελ πεξίπησζε πνπ νη STA1 θαη STA3 επηρεηξνχλ λα επηθνηλσλήζνπλ κε ηνλ STA2 ηαπηφρξνλα. Σν απνηέιεζκα είλαη ε δεκηνπξγία ζπγθξνχζεσλ θαη ηα πιαίζηα πνπ έρνπλ εθπεκθζεί ράλνληαη. Σε ιχζε ινηπφ ζ απηφ ην πξφβιεκα έξρεηαη κα δψζεη ν κεραληζκφο RTS/CTS. χκθσλα κ απηφλ, ν θφκβνο STA2 ζα εθπέκςεη έλα πιαίζην CTS ζε απάληεζε ηνπ RTS πνπ ζα ηνπ έρεη ζηείιεη λσξίηεξα ν STA1. Απηφ ην πιαίζην CTS ζα ην ιάβεη θαη ν STA3 (θαζψο «αθνχεη»)θαη έηζη ζα απνθχγεη λα κεηαδψζεη θη απηφο θάπνην πιαίζην πνπ ζα πξνθαινχζε ζχγθξνπζε. Σνλ ίδην ξφιν παίδεη θαη ην πιαίζην RTS πνπ κεηαδίδεη ν STA1, δειαδή ελεκεξψλεη άιινπο θξπθνχο θφκβνπο πνπ κπνξεί λα βξίζθνληαη γχξσ ηνπ θαη δελ βιέπνπλ ηνλ STA2. Εμνηθνλόκεζε Ελέξγεηαο Δθφζνλ νη ζηαζκνί πνπ ρξεζηκνπνηνχλ έλα αζχξκαην δίθηπν είλαη θηλεηνί, πξέπεη λα ελδηαθεξζνχκε γηα ηελ φζν ην δπλαηφλ κηθξφηεξε θαηαλάισζε ηζρχνο απφ απηνχο, θάηη πνπ ζα επηκεθχλεη ηε δηάξθεηα δσήο ηεο κπαηαξίαο ηνπο θαη ζα απμήζεη ηελ απηνλνκία ηνπο. Δπίζεο είλαη γλσζηφ πσο ε κεγαιχηεξε θαηαλάισζε ηζρχνο ζε αζχξκαηα ζπζηήκαηα πξνέξρεηαη απφ ηνπο εληζρπηέο πνπ εληζρχνπλ ην ζήκα ακέζσο πξηλ ηελ εθπνκπή ή κεηά ηε ιήςε ηνπ. Γη απηφ ην ιφγν ινηπφλ, ζην πξφηππν ππάξρεη ε δπλαηφηεηα έλαο ζηαζκφο λα ζηακαηήζεη ηε ιεηηνπξγία ηνπ πνκπνδέθηε ηνπ γηα θάπνηα πεξίνδν, πνπ νλνκάδεηαη sleeping period. Παξάιιεια νη ζηαζκνί, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ θαη ησλ APs, έρνπλ ηε δπλαηφηεηα ηεο πξνζσξηλήο απνζήθεπζεο (buffering) ησλ πιαηζίσλ πνπ πξννξίδνληαη γηα ζηαζκνχο πνπ έρνπλ εηζέιζεη ζε sleeping period. Με απηφλ ηνλ ηξφπν νη ζηαζκνί κπνξνχλ λα «μππλνχλ» πεξηνδηθά θαη λα δέρνληαη ηα πιαίζηα πνπ έρεη απνζεθεχζεη ην AP ή λα ζηέιλνπλ νη ίδηνη πιαίζηα ζην AP. Έλαο ζηαζκφο πνπ κφιηο έρεη μππλήζεη κπνξεί λα δεηήζεη απφ ην AP λα ηνπ ζηείιεη φζα πιαίζηα έρεη απνζεθεπκέλα γηα απηφλ κε ηελ απνζηνιή ελφο PS-Poll πιαηζίνπ. Σν AP φηαλ ιάβεη έλα ηέηνην πιαίζην κπνξεί είηε λα αξρίζεη λα ζηέιλεη ακέζσο πιαίζηα ζηνλ ζηαζκφ, αλ θπζηθά ππάξρνπλ, ή λα ηνπ ζηείιεη άκεζα έλα πιαίζην ACK θαη λα ζηείιεη αξγφηεξα ηα απνζεθεπκέλα πιαίζηα. Ο ζηαζκφο ζηε δεχηεξε 259

260 πεξίπησζε πξέπεη λα πεξηκέλεη κέρξη λα ηνπ απνζηαινχλ ηα πιαίζηα ρσξίο θπζηθά λα μαλακπεί ζε sleeping period. Οη ζηαζκνί έρνπλ επίζεο ηελ ππνρξέσζε λα μππλνχλ θαηά πεξηφδνπο θαη λα ιακβάλνπλ Beacon πιαίζηα απφ ην AP. Απηά, πέξαλ ησλ άιισλ ιεηηνπξγηψλ πνπ επηηεινχλ, έρνπλ έλα πεδίν πνπ νλνκάδεηαη TIM (Traffic Indication Map). Δθεί ζεκεηψλεηαη θάζε ζηαζκφο γηα ηνλ νπνίν ην AP έρεη απνζεθεπκέλα πιαίζηα, ηα νπνία ν ζηαζκφο κπνξεί ζηε ζπλέρεηα λα ηα δεηήζεη κε έλα PS-Poll πιαίζην. Πιαηζίωζε Υπνζηξώκαηνο MAC Ζ γεληθή κνξθή ηνπ πιαηζίνπ ηνπ ππνζηξψκαηνο MAC ζην πξφηππν ΗΔΔΔ δίδεηαη ζηελ Δηθφλα 110. Δηθόλα 110. Γεληθή κνξθή πιαηζίνπ ππνζηξώκαηνο MAC ηνπ Δπηζεκαίλεηαη φηη ε παξαπάλσ κνξθή ρξεζηκνπνηείηαη ζε φινπο ηνπο ηχπνπο πιαηζίσλ (Data, Control, Management φπσο ζα δνχκε παξαθάησ), αιιά δελ ρξεζηκνπνηνχληαη φια ηα πεδία απφ θάζε ηχπν κε ηνλ ίδην ηξφπν ΓΗΑΓΗΚΑΗΑ ΠΡΟΒΑΖ ΣΟ ΓΗΚΣΤΟ Ζ δηαδηθαζία ηνπ association ελφο θηλεηνχ ζηαζκνχ κε έλα AP, φπσο είδακε ιίγν πην πάλσ, είλαη απαξαίηεηε πξνθεηκέλνπ λα απνθηήζεη ν ζηαζκφο πιήξε πξφζβαζε ζην αζχξκαην δίθηπν. Ζ πξφζβαζε φκσο ελφο ζηαζκνχ ζην αζχξκαην δίθηπν πεξηιακβάλεη θη άιια βήκαηα πνπ πξνεγνχληαη ηνπ association. Παξάιιεια ε δηαρείξηζε ηεο πξφζβαζεο ζην δίθηπν είλαη απαξαίηεηε γηα ηελ ππνζηήξημε ηεο θηλεηηθφηεηαο (mobility) ηνπ ζηαζκνχ θαη παίδεη ζεκαληηθφ ξφιν ζηνλ κεραληζκφ ηεο δηαπνκπήο (handover). ηελ ζπλέρεηα παξαηίζεληαη ηα βαζηθά βήκαηα γηα λα απνθηήζεη έλαο ζηαζκφο πξφζβαζε ζε έλα αζχξκαην δίθηπν Scanning Ο ζηαζκφο πξέπεη πξψηα λα εληνπίζεη ην δίθηπν ζην νπνίν ζέιεη λα απνθηήζεη πξφζβαζε. Γηα ηνλ ζθνπφ ινηπφλ απηφ πξέπεη λα εληνπίζεη φια ηα ππάξρνληα δίθηπα ζηελ πεξηνρή πνπ βξίζθεηαη. Τπάξρνπλ δχν παξαιιαγέο ηνπ scanning, ην ελεξγφ (active scanning) θαη ην παζεηηθφ (passive scanning). Καηά ην passive scanning ν ζηαζκφο δελ εθπέκπεη ηίπνηα, εμνηθνλνκψληαο έηζη ελέξγεηα. Παξαθνινπζεί ηα δηαζέζηκα θαλάιηα ςάρλνληαο γηα πιαίζηα Beacon πνπ δειψλνπλ ηελ χπαξμε θάπνηνπ δηθηχνπ. Σα πιαίζηα Beacon πεξηέρνπλ φιεο ηηο απαξαίηεηεο πιεξνθνξίεο γηα ην BSS απ φπνπ εθπέκπνληαη ψζηε ν ζηαζκφο λα 260