ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΘΕΜΑ "Διαδικτυακό Πληροφορικό Σύστημα Αξιολόγησης Δικτύων Κινητής Τηλεφωνίας από Πλευράς Χρηστών" Πεντεδήμος Φώτης ΑΕΜ : 4495 Επιβλέπων Καθηγητής : Κος Ρέκανος Ιωάννης ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΠΕΡΙΛΗΨΗ...3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η διαδικτυακή χαρτογραφία (web mapping & web cartography) Γενικά Το λογισμικό Google Maps Google Maps API...7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ ΣΤΗΝ ΚΙΝΗΤΗ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑ Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 1G Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 2G Το πρότυπο GSM (Global System for Mobile communications) Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 2.5G Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 2.75G Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 3G UMTS: Η εξέλιξη του GSM Το πρωτόκολλο CDMA Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 3.5G Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 4G ΕΝΤΑΣΗ ΙΣΧΥΟΣ ΣΗΜΑΤΟΣ Η ΜΟΝΑΔΑ ASU ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 5G...22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ο ΙΣΤΟΤΟΠΟΣ GRateSignal ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟΥ ΚΩΔΙΚΑ ΤΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ JOOMLA! ΤΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ FABRIK Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΔΙΑΔΙΚΤΎΑΚΟΥ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Το Fabrik ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΔΙΑΔΙΚΤΎΑΚΟΥ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΙΑ ΠΡΩΤΗ ΕΠΑΦΗ ΜΕ ΤΗΝ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΑ ΕΓΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΧΩΡΗΣΗ ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ...39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ, ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΕΙΣ Αποτελέσματα Συμπεράσματα Μελλοντικές δυνατότητες εξέλιξης Επίλογος...48 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο ιστότοπος GRateSignal δημιουργήθηκε στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας του φοιτητή Πεντεδήμου Φώτη με τίτλο : "Διαδικτυακό Πληροφορικό Σύστημα Αξιολόγησης Δικτύων Κινητής Τηλεφωνίας από Πλευράς Χρηστών". Σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν να δημιουργηθεί ένας τρόπος καταγραφής, αποθήκευσης και απεικόνισης σε χάρτη των στοιχείων των δικτύων κινητής τηλεφωνίας απο πλευράς του χρήστη όπως αυτά μπορούν να προκύψουν εύκολα απο το κινητό τηλέφωνό του.τα στοιχεία αυτά είναι ο πάροχος, δηλαδή η εταιρία κινητής τηλεφωνίας που χρησιμοποιεί ο χρήστης, ο τύπος του δικτύου που προσφέρεται ( GSM, 3G, 4G ) και μια ποσοτική μέτρηση της έντασης ισχύος του σήματος όπως αυτήν εκφράζεται σε dbm και μπορεί να προκύψει απευθείας απο το κινητό τηλέφωνο.παράληλα με την καταχώρηση εκ μέρους του χρήστη μιας ποιοτικής αξιολόγησης του δικτύου κινητής τηλεφωνίας όπως αυτήν εκφράζεται απο την καθημερινή χρήση και το ποσοστό ικανοποίησης των αναγκών του και σε συνδυασμό με την καταγραφή της τοποθεσίας του έχουμε πλέον ένα σύνολο πληροφοριών τα οποία μπορούμε να αποθηκεύσουμε σε μια βάση δεδομένων και να τα απεικονίσουμε σε έναν γεωγραφικό χάρτη. Στόχος του διαδικτυακού πληροφοριακού συστήματος είναι αφενός μεν να προσφέρει στους χρήστες κινητής τηλεφωνίας την δυνατότητα επιλογής του καλύτερου δυνατού παρόχου με βάση την τοποθεσία τους και τις καταχωρήσεις που έχουν γίνει στην περιοχή αφετέρου δε να παρέχει στις εταιρείες κινητής τηλεφωνίας έναν τρόπο μέτρησης των υπηρεσιών που προσφέρουν όπως αυτές καταγράφονται και αξιολογούνται απο τους ίδιους τους χρήστες ώστε να έχουν την δυνατότητα βελτίωσης αλλά και αξιοποίησης αυτών. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στην διαδικτυακή χαρτογραφία και το λογισμικό Google Maps που έχει κυριαρχήσει λόγω της τεχνολογίας που χρησιμοποιεί και αναπτύσσει συνεχώς με νέα εργαλεία και δυνατότητες για την βελτιστοποίηση της παρουσίασης των χαρτογραφικών αποτελεσμάτων και της ταχύτατης αναζήτησης γεωγραφικών δεδομένων. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται η εξέλιξη του σήματος των κινητών τηλεφώνων, γίνεται αναφορά στην μονάδα μέτρησης της ισχύος αυτού σε dbm,asu και στην αναλογία ως προς την ποιότητα του εκπεμπόμενου σήματος τόσο σε 3G όσο και σε 4G και τέλος καταγράφονται μελλοντικές τεχνολογίες. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο τρόπος κατασκευής και λειτουργίας του ιστοτόπου.γίνεται αναφορά στα προγράμματα ανοικτού κώδικα (open source) Joomla και Fabrik που χρησιμοποιήθηκαν για την περάτωση του διαδικτυακού πληροφοριακού συστήματος και εξετάζεται ένα παράδειγμα χρήσης αυτού. Τέλος εξετάζεται η αποτελεσματικότητα της εφαρμογής, συμπεράσματα από την υλοποίηση της και πιθανοί τομείς που μπορούν να εξελιχθούν μελλοντικά. 3

4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Η διαδικτυακή χαρτογραφία (web mapping & web cartography) 1.1.Γενικά Η Διαδικτυακή χαρτογράφηση (web mapping) είναι η διαδικασία της σχεδίασης,εφαρμογής, δημιουργίας και παροχής χαρτών στο διαδίκτυο και τα παράγωγά του. Ενώ η διαδικτυακή χαρτογράφηση κατά κύριο λόγο ασχολείται με τεχνολογικά ζητήματα, η διαδικτυακή χαρτογραφία (web cartography) εμβαθύνει στο θεωρητικό υπόβαθρο της διαδικασίας μελετώντας επιπλέον: την χρήση των χαρτών στο διαδίκτυο, την αξιολόγηση και βελτιστοποίηση των τεχνικών και των ροών εργασίας, την χρηστικότητα των διαδικτυακών χαρτών, κοινωνικές πτυχές, κ.α. Το Web GIS είναι συναφές με την διαδικτυακή χαρτογράφηση, δίνοντας περισσότερη έμφαση στην ανάλυση, και την διαδικασία της προβολής συγκεκριμένων γεωδεδομένων και διερευνητικών παραμέτρων.συχνά οι όροι του Web GIS και της Διαδικτυακής χαρτογράφησης χρησιμοποιούνται ως συνώνυμα, ακόμη κι αν δεν σημαίνουν ακριβώς το ίδιο. Στην πραγματικότητα η διάκριση μεταξύ τους είναι σχετικά θολή. Η Διαδικτυακή χαρτογράφηση αποτελεί συχνά μέσο παρουσίασης ενός συστήματος Web GIS (Neumann, 2008). Οι διαδικτυακοί χάρτες κερδίζουν όλο και περισσότερες αναλυτικές ικανότητες. Μια ειδική περίπτωση διαδικτυακών χαρτών είναι οι φορητοί χάρτες, όπως τους συναντούμε πλέον σε πλήθος φορητών υπολογιστικών συσκευών, όπως τα κινητά «έξυπνα» τηλέφωνα, οι φορητοί υπολογιστές τύπου ταμπλέτας, καθώς και οι συσκευές GPS. Όταν οι χάρτες στις παραπάνω συσκευές προβάλλονται μέσω προγράμματος περιήγησης ιστού (web browser), μπορούν να θεωρηθούν ως φορητοί διαδικτυακοί χάρτες. Ενώ αν οι διαδικτυακοί αυτοί χάρτες έχουν την δυνατότητα εύρεσης της θέσης του χρήστη, τότε χρησιμοποιείται συχνά ο όρος Location Based Services (LBS) Η χρήση του διαδικτύου ως μέσο διάδοσης των χαρτών μπορεί να θεωρηθεί ως ένα σημαντικό βήμα προόδου στη χαρτογραφία και ανοίγει πολλές νέες ευκαιρίες, όπως η αναζήτηση χαρτών σε πραγματικό χρόνο και χωρίς κόστος πρόσβασης, η συχνότερη και φθηνότερη ενημέρωση των δεδομένων και του λογισμικού στο οποίο εμφανίζονται και η εξατομίκευση του περιεχόμενου του χάρτη. Επιπλέον, εμπλέκει πολλές προκλήσεις λόγω τεχνικών περιορισμών των φορητών υπολογιστικών συσκευών όπως οι οθόνες πεπερασμένης ανάλυσης σε 4

5 ιχνοστοιχεία (pixels) και περιορισμοί στην ταχύτητα των δεδομένων, τα πνευματικά δικαιώματα, καθώς και θέματα ασφάλειας, θέματα αξιοπιστίας και τεχνικής πολυπλοκότητας του εγχειρήματος. Ενώ οι πρώτοι διαδικτυακοί χάρτες ήταν στατικοί κατά κύριο λόγο, σήμερα μπορούν να είναι πλήρως διαδραστικοί και να αφορούν την ενσωμάτωση πολλαπλών μέσων. Αυτό σημαίνει ότι και η Διακτυακή χαρτογράφηση και η Διαδικτυακή χαρτογραφία κρίνεται σκόπιμο να ασχοληθούν με θέματα που αφορούν την διαδραστικότητα, τη χρηστικότητα και συχνά την πολυμεσική υλοποίηση των χαρτών. Ανάπτυξη και υλοποίηση Η έλευση της Διαδικτυακής χαρτογράφησης μπορεί να θεωρηθεί ως μια σημαντική νέα τάση στη χαρτογραφία. Μέχρι τα τέλη του περασμένου αιώνα, η χαρτογραφία περιορίζονταν σε λίγες εταιρείες, ινστιτούτα και χαρτογραφικές υπηρεσίες, που απαιτούν δαπανηρό και περίπλοκο υλικοτεχνικό εξοπλισμό και λογισμικό, καθώς και εξειδικευμένους χαρτογράφους και μηχανικούς. Με την άνοδο της Διαδικτυακής χαρτογράφησης, έχουμε και την ανάπτυξη μιας σειράς νέων δεδομένων και τεχνολογίας: από τα ελεύθερα δεδομένα του OpenStreetMap μέχρι τα ιδιόκτητα δεδομένα εταιριών όπως η Google, Navtech, Waze κ.α.. Αναπτύσσεται παράλληλα και μια σειρά από ελεύθερο λογισμικό αναπαραγωγής χαρτών καθώς και περισσότερο πολύπλοκα εργαλεία όπως το ArcGIS. Ως αποτέλεσμα η ευκολότερη προσβασιμότητα στη δημιουργία χαρτών μέσω του διαδικτύου βοήθησε στο να ξεπεραστούν αρκετοί «σκοπέλοι» της παραδοσιακής χαρτογραφίας και περισσότεροι χρήστες να εμπλακούν στην διαδικασία αυτή. 1.2.Το λογισμικό Google Maps Εισαγωγή H Google όντας μια από τις μεγαλύτερες εταιρείες διαδικτυακών υπηρεσιών παγκοσμίως, αποφάσισε τον Φεβρουάριο του 2005 αφού πρώτα εξαγόρασε μια εταιρεία πρωτοποριακής χαρτογράφησης και μια εταιρεία οπτικοποίησης γεωδεδομένων, να παρουσιάσει μια νέα χαρτογραφική εφαρμογή, το Google Maps. Η εφαρμογή είχε την δυνατότητα να λειτουργεί εξολοκλήρου διαδικτυακά χωρίς να απαιτείται από τον χρήστη να εγκαταστήσει κάποιο λογισμικό στον υπολογιστή του. Από το 2005 οι λειτουργίες που παρέχει το Google Maps είναι ολοένα και αυξανόμενες. Οι κυριότερες αποτελούν τη παγκόσμια κάλυψη με δορυφορικές εικόνες, χαρτογράφηση του οδικού δικτύου (σε πολλές χώρες είναι χαρτογραφημένες και οι δημόσιες συγκοινωνίες), ο εντοπισμός επιχειρήσεων στις 5

6 περισσότερες χώρες του αναπτυγμένου κόσμου, ο σχεδιασμός διαδρομής με αναλυτικές οδηγίες και πρόσφατα η δυνατότητα σφαιρικής κάλυψης 360 με εικόνες από την επιφάνεια του εδάφους (street view). Οι δορυφορικές εικόνες που χρησιμοποιούνται δεν είναι πραγματικού χρόνου. Παρόλα αυτά η Google προσπαθεί να ενημερώνει την γεωβάση δεδομένων της ανά τακτικά διαστήματα, ενώ και το μεγαλύτερο ποσοστό των εικόνων αυτών δεν είναι παλαιότερες των τριών ετών. Η εφαρμογή Το λογισμικό Google Maps χρησιμοποιεί σε μεγάλο ποσοστό την γλώσσα προγραμματισμού JavaScript. Όταν ο χρήστης περιηγείται στο χάρτη, αυτός αποτελείται από κάνναβο εικόνων που ανεβαίνουν από τον διακομιστή και εισέρχονται στην σελίδα. Όταν ο χρήστης προσπαθήσει να αναζητήσει κάποια επιχείρηση ή τοποθεσία, τα αποτελέσματα φορτώνουν στο παρασκήνιο και εμφανίζονται στο πλαϊνό χώρο της ιστοσελίδας, χωρίς να απαιτείται και η επαναφόρτωση της με τις εικόνες του χάρτη. Αντίστοιχες λειτουργίες για τη βελτιστοποίησης της απόδοσης του λογισμικού είναι: με χρήση Iframe του περιηγητή, με χρήση JSON για μεταφορά δεδομένων αντί της XML για την συμπλήρωση φορμών που διατηρούν το ιστορικό Οι τεχνικές αυτές βελτιστοποίησης της απόδοσης με ανάκτηση και αποστολή δεδομένων μιας διαδικτυακής εφαρμογής από τον διακομιστή χωρίς να απαιτεί την επαναφόρτωση των δεδομένων της ιστοσελίδας περιλαμβάνονται στη λεγόμενη Ajax. Ο όρος που δημιουργήθηκε για να περιγράψει το αποτέλεσμα των τεχνικών αυτών για την παραγωγή χαρτών είναι slippy map και εφαρμόστηκε ευρέως και σε άλλα αντίστοιχα projects όπως αυτό των OpenLayers.Τον Οκτώβριο του 2011, η Google ανακοίνωσε MapsGL, μια έκδοση του WebGL Maps με καλύτερες απεικονίσεις και ομαλότερη περιήγηση. Επεκτασιμότητα και παραμετροποίηση Ενώ το Google Maps είναι κωδικοποιημένο σχεδόν εξ ολοκλήρου σε JavaScript και XML,ορισμένοι τελικοί χρήστες ανέστρεψαν την μηχανική του και κατάφεραν να δημιουργήσουν client-side scripts και server-side hooks τα οποία επιτρέπουν στο χρήστη ή την ιστοσελίδα να εισαγάγουν επεκτάσεις ή προσαρμοσμένες δυνατότητες στο περιβάλλον εργασίας του Google Maps. Χρησιμοποιώντας ως βάση τον πυρήνα των Google Maps και τη χαρτογραφική του γεωβάση, αναπτύχθηκαν εργαλεία που μπορούν να εισάγουν προσαρμοσμένα 6

7 εικονίδια,συντεταγμένες συνόλου σημείων, μεταδεδομένα, ακόμα και προσαρμοσμένες πηγές εικόνων. Το δημοφιλέστερο εργαλείο για την εισαγωγή κώδικα χρήστη και παραμετροποίηση στο Google Maps είναι το Greasemonkey, το οποίο παρέχει έτοιμες βιβλιοθήκες κώδικά. 1.3.Google Maps API Η Google το 2005 αποφάσισε να εκδώσει το Google Maps API,για να δώσει τη δυνατότητα της ενσωμάτωσης των Google Maps σε κάποιο τρίτο ιστοχώρο ή ξένη εφαρμογή. Με κωδικοποίηση σε γλώσσα προγραμματισμού Javascript το ΑΡΙ παρέχει υπηρεσίες εντοπισμού θέσης και υψομέτρου, σχεδιασμού διαδρομής σε επιλεγμένο προορισμό, και επιλογής υποβάθρου. Πάνω από 1,000,000 ιστοσελίδες ενσωματώνουν το Google Maps API καθιστώντας την πρώτη σε χρήση διαδικτυακή εφαρμογή. Αν και προς το παρόν η χρησιμοποίηση της από τρίτους είναι δωρεάν υπό όρους και δεν το εκμεταλλεύεται μέσω ενσωμάτωσης διαφημίσεων, οι ιστότοποι που κάνουν μαζική χρήση της εφαρμογής ή χρεώνουν για την χρήση των εφαρμογών που το χρησιμοποιούν, είναι αναγκασμένοι να αγοράσουν την εμπορική εκδοχή Google Maps API for Business. Η επιτυχία του Google Maps API έχει γεννήσει μια σειρά ανταγωνιστικών εναλλακτικών λύσεων, συμπεριλαμβανομένης του Yahoo! Maps API, Bing Maps Platform, ΜapQuest Development Platform και των OpenLayers. Μειονεκτήματα και περιορισμοί των API s Οι εφαρμογές Google Maps, Yahoo! Maps, Bing Maps, ήακόμα και η εφαρμογή API του Google Earth είναι δωρεάν μόνο σε ορισμένες περιπτώσεις, ενώ και η άδεια χρήσης τους επιβάλλει περιορισμούς για τους χρήστες που περιορίζουν την χρήση των API μόνο για ορισμένους τύπους εφαρμογών. Για παράδειγμα, τα παραπάνω APIs δεν είναι δωρεάν για εμπορικές χρήσεις, καθώς και οι ιδιώτες χρήστες περιορίζονται στην καθημερινή συχνότητα χρήσης (αριθμός των αιτήσεων χάρτη) από τις υπηρεσίες που προσφέρονται μέσω αυτών των API (Steiniger και Hunter, 2012). Η πληρωμή τελών για τις άδειες των εμπορικών εφαρμογών ΑΡΙ γενικά παρέχει στον πελάτη-επιχείρηση μια διαδικτυακή πλατφόρμα χαρτογράφησης χωρίς παρουσία διαφημίσεων από τρίτους, όπως είναι συνήθως η κύρια πηγή εσόδων των προγραμματιστών API. Ένα πρόσφατο παράδειγμα για την αλλαγή της άδειας είναι το Google Maps API. Μέχρι Οκτώβριο 2011 δεν υπήρξαν όρια συναλλαγών για τους χάρτες που δημιουργούνται με το API, ενώ τώρα υπάρχουν. 7

8 Επιπλέον, θα πρέπει να αναφέρουμε ότι τα εν λόγω API δεν είναι ελεύθερα όσον αφορά την πρόσβαση στους αλγόριθμους και τις διαδικασίες που ανακαλούν οι εφαρμογές αυτές όταν χρησιμοποιούνται. Έτσι, αυτά τα εργαλεία διαδικτυακής χαρτογράφησης λειτουργούν ως μαύρα κουτιά και δεν δίνουν στους χρήστες την ελευθερία να τα μελετήσουν ή και να τα τροποποιήσουν. Επιπλέον, τα ΑΡΙ συντηρούνται αποκλειστικά από τους παρόχους τους. Έτσι αν κάποια στιγμή αποφασίσουν ότι δεν είναι προς όφελος τους να τα συντηρούν ή και να τα λειτουργούν μπορούν ανά πάσα στιγμή να τα τερματίσουν, αν και βάση της κερδοφορίας τους αυτό είναι μάλλον αμφίβολο. Συμπερασματικά Μια μερίδα χρηστών που πραγματοποιώντας διαδικτυακές εφαρμογές θέλουν να ενσωματώσουν σε αυτές κάποιο κομμάτι χαρτογραφικού υπόβαθρου μέσω των παραπάνω APIs, ίσως βρουν αρκετά δεσμευτικό το πλαίσιο στο οποίο μπορούν να κινηθούν λόγω των περιορισμών που αναφέρθηκαν. Στην πλειονότητα των χρηστών όμως έχει ήδη αποδειχθεί από την ανταπόκριση που λαμβάνουν από το διαδίκτυο τα παραπάνω ΑΡΙs και ειδικότερα το Google Maps API, ότι τα μειονεκτήματα αυτά είναισχετικά μικρά αν λάβουμε υπόψη μας την τεράστια ώθηση που έχουν δώσει στον τομέα της χαρτογραφίας και την είσοδο του σε αυτήν ενός πρωτόγνωρα μεγάλου κοινού. 8

9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ ΣΤΗΝ ΚΙΝΗΤΗ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑ Τα κινητά συστήματα επικοινωνιών έφεραν επανάσταση στον τρόπο που οι άνθρωποι επικοινωνούν, συνδυάζοντας την επικοινωνία και την κινητικότητα. Μια μακρά πορεία σε εξαιρετικά σύντομο χρονικό διάστημα έχει επιτευχθεί στην ιστορία των ασύρματων επικοινωνιών.η εξέλιξη των τεχνολογιών ασύρματης πρόσβασης έχει αισείως φτάσει στην τέταρτη γενιά του (4G). Κοιτάζοντας το παρελθόν, οι ασύρματες τεχνολογίες πρόσβασης έχουν ακολουθήσει διαφορετικές εξελικτικές πορείες με έναν ενιαία στόχο: τις επιδόσεις και την αποδοτικότητα σε υψηλό περιβάλλον κινητικότητας. Η πρώτη γενιά (1G) έχει εκπληρώσει την ανάγκη για βασική μετάδοση φωνής, ενώ η δεύτερη γενιά (2G) εισήγαγε την χωρητικότητα και την κάλυψη. Αυτό ακολουθείται από την τρίτη γενιά (3G), η οποία στόχευε για δεδομένα σε υψηλότερες ταχύτητες ώστε να ανοίξει τις πύλες για μια πραγματικά "mobile broadband» εμπειρία, η οποία θα πραγματοποιηθεί περαιτέρω από την τέταρτη γενιά (4G).Η τέταρτη γενιά (4G) παρέχει πρόσβαση σε ευρύ φάσμα τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών, συμπεριλαμβανομένων των προηγμένων κινητών υπηρεσιών, που υποστηρίζονται από κινητά και σταθερά δίκτυα, μαζί με μια υποστήριξη για low to high mobile εφαρμογές και μεγάλο εύρος τιμών της ροής δεδομένων, σε συμφωνία με τις απαιτήσεις των υπηρεσιών σε περιβάλλον πολλών χρηστών. Στη συνέχεια παρέχεται μια επισκόπηση της εξέλιξης στα Κινητά Ασύρματα Δίκτυα Επικοινωνιών από 1G σε 4G. 9

10 2.1.Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 1G Το 1980 η κινητή δορυφορική εποχή είχε αρχίσει, και από τότε οι κινητές επικοινωνίες έχουν υποστεί σημαντικές αλλαγές και γνώρισαν τεράστια ανάπτυξη. Τα κινητά συστήματα πρώτης γενιάς χρησιμοποιούν αναλογική μετάδοση για τις υπηρεσίες ομιλίας. Το 1979, το πρώτο κυψελοειδές σύστημα στον κόσμο άρχισε να λειτουργεί από την Nippon Telephone and Telegraph (NTT) στο Τόκιο, Ιαπωνία. Δύο χρόνια αργότερα και στην Ευρώπη. Τα δύο πιο δημοφιλή αναλογικά συστήματα ήταν το Nordic Mobile Telephones (ΝΜΤ) και το Total Access Communication Systems (TACS). Εκτός από τα ΝΜΤ και TACS, κάποια άλλα αναλογικά συστήματα εισήχθησαν επίσης το 1980 σε όλη την Ευρώπη. Όλα αυτά τα συστήματα πρόσφεραν μεταπομπή και δυνατότητες περιαγωγής, αλλά τα κυψελοειδή δίκτυα δεν ήταν σε θέση να λειτουργήσουν μεταξύ των χωρών. Αυτό ήταν ένα από τα αναπόφευκτα μειονεκτήματα των δικτύων κινητής τηλεφωνίας πρώτης γενιάς. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το σύστημα Advanced Mobile Phone (AMPS) ξεκίνησε το Στο σύστημα είχε κατανεμηθεί ένα εύρος ζώνης 40-MHz στην περιοχή συχνοτήτων 800 έως 900 MHz από την Ομοσπονδιακή Επιτροπή Επικοινωνιών (FCC) για AMPS. Το 1988, ένα πρόσθετο εύρος ζώνης 10 MHz, με την ονομασία Διευρυμένο Φάσμα (ES) διατέθηκε για το AMPS.Αναπτύχθηκε για πρώτη φορά στο Σικάγο, με μια περιοχή εξυπηρέτησης 2100 τετραγωνικών μιλίων.το AMPS προσφέρει 832 κανάλια, με ένα ρυθμό δεδομένων 10 kbps. Αν και κατευθυντικές κεραίες Omni χρησιμοποιήθηκαν στις προηγούμενες AMPS εφαρμογές, έγινε αντιληπτό ότι η χρήση κατευθυντικών κεραιών θα αποδώσει καλύτερα στην επαναχρησιμοποίηση των κυψελών.στην πραγματικότητα, ο μικρότερος παράγοντας επαναχρησιμοποίησης που θα μπορούσε να εκπληρώσει την αναλογία 18dB σήματος προς παρεμβολή (SIR) χρησιμοποιώντας κατευθυντικές κεραίες 120 μοιρών βρέθηκε να είναι 7. Ως εκ τούτου, ένα σχέδιο επαναχρησιμοποίησης 7-κυψελών εγκρίθηκε για το AMPS. Μεταδόσεις από τους σταθμούς βάσης προς κινητά πραγματοποιούνται χρησιμοποιώντας συχνότητες μεταξύ MHz στο καναλι προώθησης(forward channel). Το κανάλι επιστροφής (reverse channel ) χρησιμοποιείται για μεταδόσεις από κινητά στο σταθμό βάσης, χρησιμοποιώντας συχνότητες μεταξύ MHz. Τα AMPS και TACS χρησιμοποιoύν την τεχνική διαμόρφωσης συχνότητας (FM) για την μετάδοση και το σύστημα Frequency Division Multiplex Access ( FDMA ) για το διαχωρισμό των καναλιών.. 10

11 2.2.Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 2G Η κύρια διαφοροποίηση από τα προηγούμενα συστήματα κινητών τηλεφώνων, γνωστά ως πρώτης γενιάς 1G, είναι ότι τα ραδιοσήματα που χρησιμοποιούν τα δίκτυα πρώτης γενιάς είναι αναλογικά, ενώ τα δεύτερης γενιάς δίκτυα χρησιμοποιούν ψηφιακά. Και τα δύο συστήματα χρησιμοποιούν την ψηφιακή σηματοδότηση για να συνδέσουν τους ραδιοπύργους (που επικοινωνούν με τα κινητά τηλέφωνα) με το υπόλοιπο τηλεφωνικό σύστημα. Η χρησιμοποίηση των ψηφιακών σημάτων μεταξύ των τηλεφώνων και των πύργων αυξάνει την ικανότητα των συστημάτων με δύο βασικούς τρόπους: Τα ψηφιακά δεδομένα φωνής μπορούν να συμπιεστούν και πολυπλεχθούν αποτελεσματικότερα από τις αναλογικές κωδικοποιήσεις φωνής μέσω της χρήσης διάφορων κωδικοποιητών και έτσι επιτρέπεται σε περισσότερες κλήσεις να συγκεντρώνονται στο ίδιο ποσό εύρους ζώνης. Τα ψηφιακά συστήματα σχεδιάστηκαν για να εκπέμπουν τα τηλέφωνα λιγότερη ραδιοδύναμη Αυτό σήμαινε ότι οι κυψέλες θα μπορούσαν να είναι μικρότερες, έτσι περισσότερες θα μπορούσαν να τοποθετηθούν στο ίδιο διάστημα. Αυτό επιτεύχθηκε επίσης επειδή οι πύργοι κυψελών και ο σχετικός εξοπλισμός έγιναν φθηνότερα Το πρότυπο GSM (Global System for Mobile communications) Tο Ευρωπαϊκό Τηλεπικοινωνιακό Συμβούλιο το 1982, άρχισε την μελέτη για την δημιουργία ενός κοινού Ευρωπαϊκού ψηφιακού συστήματος κινητής τηλεφωνίας δεύτερης γενιάς (2G) και τότε αυτό το σύστημα ονομάστηκε αρχικά Group Special Mobile (GSM). Το GSM είναι ένα κυψελοειδές ψηφιακό σύστημα κινητής τηλεφωνίας δεύτερης γενιάς (2G) κάνοντας χρήση ηλεκτρομαγνητικών σημάτων χρησιμοποιώντας την τεχνική πολλαπλής πρόσβασης με διαχωρισμό του διαθέσιμου φάσματος συχνοτήτων σε ένα αριθμό καναλιών και την διαίρεση αυτών σε χρονοθυρίδες για την μετάδοση σημάτων. Το 1989 η ευθύνη του GSM ανατέθηκε στο Ευρωπαϊκό Τηλεπικοινωνιακό Ινστιτούτο 11

12 Προτύπων (ETSI) και το 1990 ανακοινώθηκε επίσημα για πρώτη φόρα το πρότυπο και τα χαρακτηριστικά του GSM. Το 1991 λοιπόν άρχισε η εμπορική του διάθεση στην Ευρώπη.Tο πρότυπο GSM δεν ήταν μόνο ένα Ευρωπαϊκό πρότυπο μόνο, αφού υιοθετήθηκε από πολλές άλλες χώρες των άλλων Ηπείρων, εκμεταλεύοτας διάφορες ζώνες συχνοτήτων. Zώνες Συχνοτήτων GSM 900 Τα πρώτα δίκτυα GSM το 1990 άρχισαν να λειτουργούν στη ζώνη συχνοτήτων των 900MHz. Η Διεθνής Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU) παραχώρησε ένα ζεύγος συχνοτήτων, από τα 890 έως τα 915 MHz και από τα 935 έως τα 960 MHz. Η πρώτη περιοχή χρησιμοποιείται για την επικοινωνία του κινητού με τον σταθμό βάσης (Uplink), ενώ η δεύτερη για την επικοινωνία του σταθμού βάσης με το κινητό (downlink). Οι περιοχές(ζώνες) των 25ΜΗz υποδιαιρούνται η καθεμία σε (1 ελεύθερο) κανάλια συχνότητας και κάθε κανάλι έχει εύρος ζώνης 200 KHz. Όλο αυτό το σύστημα ονομάστηκε GSM 900 ή Standard GSM. GSM 1800 Στη συνέχεια, το 1991, αναπτύχθηκε το DCS 1800 σύστημα, όπου διατηρείται η δομή ενός GSM 900 δικτύου αλλά χρησιμοποιούνται διαφορετικά ζεύγη συχνοτήτων, από τα 1710 έως τα 1785 MHz Uplink και από τα 1805 έως τα 1880 MHz Downlink. Οι περιοχές των 75MHz υποδιαιρούνται η καθεμία σε 374+ (1 ελεύθερο) κανάλια και κάθε κανάλι έχει εύρος ζώνης 200KHz. Αυτή η αλλαγή στην ζώνη συχνοτήτων έγινε διότι οι ζώνες του GSM 900 στην Ευρώπη ήταν πιασμένες από άλλους παροχής κινητής τηλεφωνίας. 'Όπως και στην χώρα μας σήμερα όλες οι εταιρίες κινητής τηλεφωνίας χρησιμοποιούν και τα δύο συστήματα(gsm 900/GSM 1800) στα δίκτυα τους αυξάνοντας αισθητά τη χωρητικότητά στα δίκτυα τους. Στα τέλη δεκαετίας του 1990 το GSM World Association αποφάσισε να μετονομάσει το DCS 1800 σε GSM 1800 για να φανεί η δυναμικότητα και η παγκοσμιότητα του GSM. GSM 1900 Στο GSM 1900 χρησιμοποιείται σε αρκετές χώρες της Αμερικής, διατηρείται και πάλι η δομή ενός GSM 900 δικτύου, αλλά χρησιμοποιούνται και εδώ διαφορετικά ζεύγη συχνοτήτων: Από τα 1850 έως τα 1910 MHz για Uplink και από τα 1930 έως τα 1990 MHz για Downlink. Οι περιοχές των 60MHz υποδιαιρούνται η καθεμία σε 299+ (1 ελεύθερο) κανάλια συχνότητας και κάθε κανάλι έχει εύρος ζώνης 200KHz. Στα τέλη δεκαετίας του 1990 το GSM World Association απεφάσισε να μετονομάσει το PCS 1900 που λεγότανε παλιότερα σε GSM 1900 για να φανεί η δυναμικότητα και η παγκοσμιότητα του GSM. 12

13 E-GSM Extended-GSM Εκτεταμένη ζώνη GSM Το E-GSM καθορίστηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή Ράδιο Επικοινωνιών στα τέλη της δεκαετίας του 1990 για να «αντικαταστήσει» το κλασικό GSM 900 διατηρώντας βέβαια την δομή του αυξάνοντας όμως τις περιοχές συχνοτήτων από 880 έως 915 MHz για Uplink και 925 έως 960 MHz Downlink. Έτσι επέτρεψε στα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας να αυξήσουν τη χωρητικότητά τους και να καλύψουν τις ανάγκες από την αυξημένη κίνηση των πελατών τους. 2.3.Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 2.5G Η υπηρεσία δεδομένων GPRS Το General Packet Radio Service (GPRS) είναι μια κινητή υπηρεσία δεδομένων διαθέσιμη στους χρήστες των κινητών τηλεφώνων GSM και IS-136. Παρέχει ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων από 56 μέχρι 114 Kbps. Η μεταφορά δεδομένων GPRS χρεώνεται τυπικά ανά kilobyte των μεταφερόμενων δεδομένων, ενώ η μετάδοση δεδομένων μέσω του παραδοσιακού circuit switching τιμολογείται ανά λεπτό του χρόνου σύνδεσης, ανεξάρτητα από το εάν ο χρήστης έχει μεταφέρει πραγματικά τα δεδομένα ή αν βρισκόταν σε κατάσταση αναμονής. Το GPRS μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τις υπηρεσίες όπως το Wireless Application Protocol (WAP), το Short Message Service (SMS), το Multimedia Message Service (mms), και για τις υπηρεσίες επικοινωνίας Διαδικτύου όπως η πρόσβαση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου και World Wide Web. Τα κυψελοειδή συστήματα δεύτερης γενιάς που συνδυάζονται με GPRS περιγράφονται συχνά ως "2.5G", δηλαδή μια τεχνολογία μεταξύ της δεύτερης και τρίτης γενιάς της κινητής τηλεφωνίας. Παρέχει μέτρια ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων, με τη χρησιμοποίηση Time Division Multiple Access (TDMA)καναλιών, παραδείγματος χάριν το σύστημα GSM. Αρχικά υπήρξε κάποια σκέψη επέκτασης του GPRS για να καλύψει άλλα πρότυπα, αλλά αντ' αυτού εκείνα τα δίκτυα μετατρέπονται για να χρησιμοποιήσουν το πρότυπα GSM, έτσι ώστε το GSM να είναι το μόνο είδος δικτύου όπου χρησιμοποιείται το GPRS. Το GPRS είναι ενσωματωμένο στο GSM Release 97 και τις νεώτερες εκδόσεις. Τυποποιήθηκε αρχικά από το European Telecommunications Standards Institute (ETSI), αλλά τώρα είναι τυποποιημένο από το 3rd Generation Partnership Project (3GPP). 13

14 2.4.Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 2.75G E-GPRS ή EDGE Το E-GPRS ή EDGE, είναι μια περαιτέρω εξέλιξη του GPRS και είναι βασισμένο σε πιό σύγχρονους τρόπους κωδικοποίησης. Με το EDGE οι πραγματικές ταχύτητες μεταφοράς πακέτων κυμαίνονται στα 180 Kbit/s. Τα συστήματα EDGE αναφέρονται συχνά ως "συστήματα 2.75G". 2.5.Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 3G Τα τελευταία χρόνια έχουν παρατηρηθεί ραγδαίες εξελίξεις στις τεχνολογίες κινητής και ασύρματης επικοινωνίας με κορυφαία αυτή της έναρξης λειτουργίας των δικτύων 3ης γενιάς (3G). Η νέα τεχνολογία UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) ήρθε να συμπληρώσει, να βελτιώσει και να επεκτείνει τις δυνατότητες επικοινωνίας των συνδρομητών κινητής τηλεφωνίας.καθώς τα κινητά τηλέφωνα 2ης γενιάς έγιναν πιο διαδεδομένα και οι άνθρωποι άρχισαν να τα χρησιμοποιούν στην καθημερινή τους ζωή, η ζήτηση για περισσότερες υπηρεσίες δεδομένων (όπως η πρόσβαση στο Διαδίκτυο) αυξανόταν. Επιπλέον η εμπειρία από τις σταθερές ευρυζωνικές υπηρεσίες έδειχνε ότι θα υπάρχει και αυξανόμενη ζήτηση για μεγαλύτερες ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων. Η τεχνολογία δεύτερης γενιάς δεν μπορούσε να ανταποκριθεί, και ξεκίνησαν να αναπτύσσεται η επόμενη γενιά τεχνολογιών, γνωστή και ως 3η γενιά (3G). Η κυριότερη τεχνολογική διαφορά της 3ης από τη 2η γενιά είναι η χρήση τεχνολογίας μεταγωγής πακέτων για τη μεταφορά δεδομένων αντί της τεχνολογίας μεταγωγής κυκλωμάτων. Επιπλέον η διαδικασία προτυποποίησης επικεντρώθηκε περισσότερο στις απαιτήσεις και λιγότερο στην τεχνολογία (π.χ. 2 Mbit/s η ανώτερη ταχύτητα εντός κτιρίου και 384 Kbit/s η ανώτερη ταχύτητα εκτός κτιρίου) UMTS: Η εξέλιξη του GSM Το UMTS, που χρησιμοποιεί το W-CDMA, υποστηρίζει ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων έως14,0 Mbit/s θεωρητικά (με HSDPA), αν και προς το παρόν οι χρήστες στα επεκταμένα δίκτυα μπορούν να έχουν ταχύτητα μεταφοράς μέχρι 384 Kbit/s για R99 τηλέφωνα, και 3,6 Mbit/s για τα τηλέφωνα HSDPA στη σύνδεση downlink. Αυτό είναι ακόμα πολύ μεγαλύτερο από τα 9,6 Kbit/s ενός GSM καναλιού 14

15 δεδομένων και επομένως μπορεί και προσφέρει πρόσβαση στο World Wide Web και άλλες υπηρεσίες δεδομένων στις κινητές συσκευές. Το UMTS συνδυάζει το W-CDMA, το TD-CDMA, ή τις διεπαφές αέρα TDSCDMA, τον Mobile Application Part (MAP) core του GSM και την οικογένεια κωδικοποιητών ομιλίας του GSM. Στη δημοφιλέστερη έκδοση UMTS στα κινητά τηλέφωνα, χρησιμοποιείται το W-CDMA χρησιμοποιείται αυτήν την περίοδο. Σημειώστε ότι άλλα ασύρματα πρότυπα χρησιμοποιούν το W-CDMA ως διεπαφή αέρα, συμπεριλαμβάνοντας και το FOMA. Το UMTS πέρα από το W-CDMA χρησιμοποιεί ένα ζευγάρι καναλιών 5 MHz. Αντίθετα, το ανταγωνιστικό σύστημα CDMA2000 χρησιμοποιεί ένα ή περισσότερα αυθαίρετα κανάλια 1,25 MHz για κάθε κατεύθυνση της επικοινωνίας. Το UMTS και άλλα συστήματα W- CDMA επικρίνονται ευρέως για τη μεγάλη χρήση φάσματός τους, η οποία έχει καθυστερήσει την επέκταση στις χώρες που ενέργησαν σχετικά αργά να διαθέσουν νέες συχνότητα συγκεκριμένα για 3G υπηρεσίες (όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες). Οι συγκεκριμένες ζώνες συχνότητας που καθορίζονται αρχικά από τα πρότυπα UMTS είναι MHz για το uplink και MHz για το downlink. Στις ΗΠΑ, MHz και MHz θα χρησιμοποιηθούν αντ' αυτού, δεδομένου ότι η ζώνη των 1900 MHz ήταν ήδη χρησιμοποιημένη.πρόσθετα, σε μερικές χώρες χειριστές UMTS χρησιμοποιούν τα 850 MHz και τα 1900 MHz (ανεξάρτητα, εννοώντας ότι uplink και downlink είναι μέσα στην ίδια ζώνη) Το πρωτόκολλο CDMA2000 Το CDMA2000 είναι ένα υβριδικό 2.5G/3G πρωτόκολλο των κινητών προτύπων τηλεπικοινωνιών που χρησιμοποιούν CDMA, ένα πολλαπλό σχέδιο πρόσβασης για τα ψηφιακά ραδιοκύματα, για την αποστολή φωνής, και δεδομένων μεταξύ των κινητών τηλεφώνων. Το CDMA2000 θεωρείται πρωτόκολλο 2.5G σε 1xRTT και ένα 3G πρωτόκολλο σε EVDO. Το Code Division Multiple Access (CDMA)είναι μια κινητή ψηφιακή ραδιο τεχνολογία όπου τα κανάλια καθορίζονται με κώδικες (ακολουθίες PN). To CDMA επιτρέπει πολλές ταυτόχρονες συσκευές αποστολής σημάτων στο ίδιο κανάλι συχνότητας, σε αντίθεση με το Time Division Multiple Access (TDMA), που χρησιμοποιείται στο GSM και το D-AMPS, και το FDMA, που χρησιμοποιείται σε AMPS. Δεδομένου ότι περισσότερα τηλέφωνα μπορούν να εξυπηρετηθούν από λιγότερες περιοχές κυψελών, τα πρότυπα που βασίζονται στο CDMA έχουν ένα σημαντικό οικονομικό πλεονέκτημα συγκριτικά με αυτά που βασίζονται σε TDMA ή FDMA. 15

16 Το CDMA2000 έχει μια σχετικά μακροχρόνια τεχνική ιστορία, και παραμένει συμβατό με τις παλαιότερες μεθόδους τηλεφωνίας CDMA (όπως cdmaone) που αναπτύχθηκαν πρώτα από Qualcomm, μια εμπορική επιχείρηση, και κάτοχο αρκετών βασικών διεθνών διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας στην τεχνολογία. Τα CDMA2000 πρότυπα CDMA2000 1xRTT, CDMA2000 EV-DO, και CDMA2000 ΕV-DV είναι εγκεκριμένες ραδιο διεπαφές για την τυποποίηση του ITU, IMT-2000 και ένας άμεσος διάδοχος του 2G CDMA, IS-95 (cdmaone). Το CDMA2000 τυποποιείται από το 3GPP Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 3.5G Στα μέσα της δεκαετίας του 2000 ξεκίνησε να αναπτύσσεται μια μετεξέλιξη της τεχνολογίας 3ης γενιάς με το όνομα HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access). Ένα ενισχυμένο πρωτόκολλο επικοινωνίας κινητών τηλεφώνων που ανήκει στην οικογένεια προτύπων HSPA ( High-Speed Packet Access) που αλλιώς ονομάστηκαν 3.5G, 3G+, ή turbo 3G που επιτρέπουν στα δίκτυα που είναι βασισμένα στο UMTS (Universal Mobile Telecommunications System, ένα σύστημα για 3ης γενιάς δίκτυα βασισμένα στο πρότυπο GSM) να έχουν υψηλότερες ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων και μεγαλύτερη χωρητικότητα. Η τεχνολογία αυτή επιτρέπει ταχύτητες λήψης 1.8, 3.6, 7.2 και 14 Mbit/s. Για ακόμα υψηλότερες ταχύτητες η τεχνολογία HSPA+ (Evolved High-Speed Packet Access) υποστηρίζει μέγιστες θεωρητικές ταχύτητες 168 Mbit/s για λήψη και 22 Mbit/s για αποστολή δεδομένων σύμφωνα με την έκδοση 10 των προτύπων 3GPP και ακόμα μεγαλύτερες με τις νεότερες εκδόσεις. 2.7.Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 4G Με το τέλος του 2009 ήταν φανερό πως τα δίκτυα 3ης γενιάς δεν θα μπορούσαν αν ανταπεξέλθουν στην αυξανόμενη ζήτηση για εφαρμογές και υπηρεσίες που απαιτούσαν υψηλές ταχύτητες και μεγάλο όγκο μετάδοσης δεδομένων. Επομένως ξεκίνησε η ανάπτυξη τεχνολογιών που αναμενόταν να ξεπεράσουν μέχρι και 10 φορές τις ταχύτητες των δικτύων 3ης γενιάς. Η τεχνολογία κινητών τηλεφώνων 4ης γενιάς είναι μια ομάδα προτύπων τα οποία παρέχουν ευρυζωνική πρόσβαση στο Διαδίκτυο σε φορητές συσκευές όπως κινητά τηλέφωνα και tablet pc. 16

17 Oι πρώτες 2 τεχνολογίες που χαρακτηρίστηκαν σαν 4ης γενιάς ήταν η WiMax που τέθηκε σε λειτουργία στις Ηνωμένες Πολιτείες από την εταιρεία Sprint και το πρότυπο LTE (Long Term Evolution),το οποίο τέθηκε σε λειτουργία στην Σκανδιναβία από την εταιρεία TeliaSonera. Σύμφωνα με τα πρότυπα IMT-A (International Mobile Telecommunication Advanced) της ITU για να χαρακτηριστεί μια φορητή συσκευή σαν συσκευή 4ης γενιάς θα πρέπει να είναι IP-based και θα πρέπει να υποστηρίζει ταχύτητα μέχρι 100 Mbps (Megabits per second) όταν ό χρήστης βρίσκεται εν κινήσει και μέχρι 1 Gbps (Gigabit per second) όταν ο χρήστης είναι σε σταθερό σημείο. Επίσης θα πρέπει να υποστηρίζουν ψηφιακή μετάδοση φωνής και πολυμέσων, όπως οι ιστοσελίδες με βίντεο streaming ή expandable banners. Επιπλέον θα πρέπει να έχουν συγκεκριμένους τύπους ασφάλειας κατά τη μετάδοση δεδομένων. Υπάρχει επίσης και ένας αριθμός τεχνικών χαρακτηριστικών που πρέπει να πληρούν οι συσκευές για να χαρακτηριστούν ως 4ης γενιάς, όπως το πρότυπο ασύρματης πρόσβασης στο Διαδίκτυο, η τεχνολογία που χρησιμοποιεί για την πρόσβαση σε δίκτυα κινητών τηλεφώνων μέσω δορυφόρου (radio interface) και το φάσμα συχνοτήτων που χρησιμοποιεί. Το πρώτο κινητό τηλέφωνο που υποστήριζε σύνδεση σε δίκτυο 4ης γενιάς μέσω τεχνολογίας WiMAX ήταν το HTC MAX 4G. Οι υψηλότερη ταχύτητα που παρέχουν οι τεχνολογίες 4ης γενιάς βασίζεται στην κύρια τεχνολογική διαφορά τους με τα δίκτυα 3ης γενιάς, την κατάργηση της τεχνολογίας μεταγωγής πακέτων και την χρήση all-ip δικτύων. Έτσι η τεχνολογία 4ης γενιάς χειρίζεται τις τηλεφωνικές κλήσεις όπως και όλα τα άλλα δεδομένα ήχου, με μεταγωγή πακέτων μέσω Διαδικτύου, και των δικτύων LAN ή WAN μέσω VoIP. Συγκριτικά με την τεχνολογία 3ης γενιάς, η κύρια διαφορά για τον τελικό χρήστη είναι οι πολύ υψηλότερες ταχύτητες που υποστηρίζονται. Αυτό σημαίνει ότι οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση σε πιο εξελιγμένες εφαρμογές και υπηρεσίες, που απαιτούν μεγάλο εύρος ζώνης και σε μικρό χρόνο. Ανάλογα με τον πάροχο, οι συσκευές 4ης γενιάς έχουν περιορισμένη χρήση καθώς τα δίκτυα 4ης γενιάς καλύπτουν αρκετά μικρότερη γεωγραφική έκταση από τα δίκτυα 3ης γενιάς. Επίσης αρκετές συσκευές 4ης γενιάς έχουν μπαταρίες μικρότερου χρόνου ζωής από τις περισσότερες συσκευές 3ης γενιάς. Συγκεντρωμένα τα πρότυπα επικοινωνίας των δικτύων κινητών τηλεφώνων βρίσκονται στον παρακάτω πίνακα. Στην πρώτη στήλη είναι οι τεχνολογικές γενιές και στην δεύτερη τα δίκτυα των οποίων η επικοινωνία βασίζεται στα πρότυπα που βρίσκονται στην τρίτη στήλη. 17

18 18

19 2.8.ΕΝΤΑΣΗ ΙΣΧΥΟΣ ΣΗΜΑΤΟΣ ΓΕΝΙΚΑ Το σήμα του κινητού τηλεφώνου (επίσης γνωστό ως λήψη και εξυπηρέτηση) είναι η ένταση του σήματος (που μετράται σε dbm) που έλαβε το κινητό τηλέφωνο από το δίκτυο κάλυψης του παρόχου. Ανάλογα με διάφορους παράγοντες, όπως η εγγύτητα προς μία κεραία κινητής τηλεφωνίας, εμπόδια, όπως κτίρια ή δέντρα, κ.λπ., η ισχύς του σήματος θα ποικίλει. Οι περισσότερες κινητές συσκευές χρησιμοποιούν ένα σύνολο ράβδων αύξανόμενου ύψους για να εμφανιστεί η κατά προσέγγιση δύναμη του λαμβανόμενου σήματος προς τον χρήστη του κινητού τηλεφώνου. Παραδοσιακά χρησιμοποιoύνται πέντε ράβδοι. Σε γενικές γραμμές, ισχυρότερο σήμα στο κινητό τηλέφωνο είναι εύκολο να επιτευχθεί σε μια αστική περιοχή, αν και οι αστικές περιοχές έχουν κάποια «νεκρές ζώνες», όπου δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί καμία λήψη. Δεδομένου ότι το σήμα των κινητών τηλεφώνων έχει σχεδιαστεί ώστε να είναι ανθεκτικό σε θέματα λήψης πολλαπλών διοδεύσεων (multipath issues ), αυτό πιθανότατα να οφείλεται σε κάποιο εμπόδιο όπως ένα μεγάλο κτίριο. Αντίθετα, πολλές αγροτικές ή ελάχιστα κατοικημένες περιοχές στερούνται σήματος ή έχουν πολύ αδύναμη λήψη.πολλοί πάροχοι κινητής τηλεφωνίας προσπαθούν να κατασκευάσουν κεραίες σε μέρη αυτών των περιοχών που πιθανό να καταληφθούν από τους χρήστες, όπως κατά μήκος των μεγάλων αυτοκινητοδρόμων. Σε μια περιοχή όπου η λήψη του σήματος θα έπρεπε κανονικά να είναι ισχυρή, ορισμένα άλλα στοιχεία ενδέχεται να έχουν επιπτώσεις, καθιστώντας έτσι το σήμα είτε ασθενέστερο ή ανύπαρκτο. Για παράδειγμα, ένα κτίριο με χοντρούς τοίχους ή κυρίως μεταλλικός κατασκευασμένο (ή με πυκνή οπλισμό στο σκυρόδεμα) μπορεί να αποτρέψει ένα κινητό τηλέφωνο από το να χρησιμοποιηθεί. Υπόγειες περιοχές, όπως σήραγγες και σταθμοί του μετρό παρουσιάζουν έλλειψη υποδοχής, εκτός εάν έχουν τις κατάλληλες υποδομές για τα σήματα των κινητών. Μπορεί επίσης να υπάρχουν κενά, όπου τα περιγράμματα των υπηρεσιών των επιμέρους σταθμών βάσης του φορέα κινητής τηλεφωνίας (ή / και τους εταίρους περιαγωγής του) δεν επικαλύπτονται απολύτως. Επιπλέον, ο καιρός μπορεί να επηρεάσει την ισχύ του σήματος, λόγω των αλλαγών στη διάδοση των σημάτων που προκαλείται από τα σύννεφα, η υγρασία και μεταβολές θερμοκρασίας. 19

20 2.9.Η ΜΟΝΑΔΑ ASU Η μονάδα μέτρησης ASU ( Arbitrary Strength Unit ) είναι ένας ακέραιος αριθμός με τιμή ανάλογη προς την ισχύ του λαμβανόμενου σήματος όπως αυτό μετράται από το κινητό τηλέφωνο.είναι δυνατόν να υπολογιστεί η πραγματική ισχύς σήματος σε dbm (και ως εκ τούτου ισχύς σε Watt) από έναν μαθηματικό τύπο. Ωστόσο, υπάρχουν διαφορετικοί μαθηματικοί τύποι για τα δίκτυα 2G και 3G. Στα δίκτυα GSM ( 2G ) η μονάδα ASU αντιστοιχεί στο RSSI (Received Signal Strength Indicator) και η ισχύς του σήματος σε dbm υπολογίζεται ως εξής : dbm = 2 ASU - 113, με τις τιμες του ASU να κυμαίνονται απο 0,31 μέχρι 99 ( για μηδενικό σήμα ) Αντίστοιχα στα δίκτυα UMTS ( 3G ) η μοναδα ASU αντιστοιχεί στο RSCP (Received Signal Code Power) και η ισχύς σήματος σε dbm είναι : dbm = ASU - 116, με τιμές για την μονάδα ASU από -5,91 μέχρι 255 ( για μηδενικό σήμα ) Τέλος στα LTE δίκτυα ( 4G ) η μονάδα ASU αντιστοιχεί στο RSRP (Reference Signal Received Power ). Οι τιμές τιμές του ASU κυμαίνονται απο 0 μέχρι 97 ενώ για τις τιμές απο το 1 μέχρι 96 η ισχύς του σήματος σε dbm είναι : (ASU - 141) dbm < (ASU - 140) 20

21 Στην συνέχεια παρουσιάζονται συνοπτικά σε 2 εικόνες η αντιστοιχεία που υπάρχει ανάμεσα στην τάξη μεγέθους της ισχύος του σήματος ενός κινητού τηλεφώνου σε dbm και της ποιότητας αυτού, τόσο για 3G όσο και για 4G δίκτυα. 3G 4G 21

22 2.10.ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ Ψηφιακά δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 5G Το πρότυπο 5G (δίκτυα κινητής τηλεφωνίας πέμπτης γενιάς ή ασύρματα συστήματα 5ης γενιάς) είναι η επόμενη σημαντική φάση των κινητών τηλεπικοινωνιακών πέρα από τις τρέχουσες 4G / IMT-Advanced τεχνολογίες. Η Next Generation Mobile Networks ή NGMN έχει καθορίσει τις απαιτήσεις του δικτύου 5G όπως: Ταχύτητες δεδομένων κατά αρκετές δεκάδες Mb / s πρέπει να υποστηριχθούν για δεκάδες χιλιάδες χρήστες Ταχύτητες 1 Gbit / s που θα προσφέρονται, ταυτόχρονα σε δεκάδες χρήστες στον ίδιο όροφο /γραφείο. Αρκετές εκατοντάδες χιλιάδες ταυτόχρονες συνδέσεις που πρέπει να υποστηριχθούν. Η φασματική απόδοση θα πρέπει να βελτιωθεί σημαντικά σε σύγκριση με το 4G. Η περιοχές κάλυψης πρέπει να βελτιωθούν. Να ενισχυθεί η αποδοτικότητα του σήματος των κινητών τηλεφώνων Η συμμαχία Next Generation Mobile Networks πιστεύει ότι το πρότυπο 5G θα πρέπει να εφαρμοσθεί από το 2020 για την κάλυψη των επιχειρήσιακών και καταναλωτικών απαιτήσεων. Εκτός από την απλή παροχή γρηγορότερης ταχύτητας, προβλέπουν ότι τα δίκτυα 5G θα πρέπει, επίσης, να καλύψουν τις ανάγκες για νέες χρήσεις, σε περιπτώσεις όπως το Internet of Things, καθώς και broadcast-like υπηρεσίες και lifeline επικοινωνιών σε περιπτώσεις φυσικών καταστροφών. Για να ανταποκριθούν σε αυτές τις απαιτήσεις, τα δίκτυα 5G θα πρέπει να υιοθετήσουν τις νέες τεχνολογίες, όπως το mesh networking, σύμφωνα με το οποίο οι συσκευές επικοινωνούν μεταξύ τους απευθείας αντί να στηρίζονται στους σταθμούς βάσης των φορέων παροχής δικτύου. Αυτό θα αυξήσει το διαθέσιμο εύρος ζώνης, θα ελλατώσει την κατανάλωση ενέργειας, θα μείωσει το κόστος των υποδομών, θα βελτιώσει τη φασματική αποδοτικότητα και θα αυξησει την ανθεκτικότητα του δικτύου, αλλά θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει σε υψηλότερες καθυστερήσεις ( latencies ). 22

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΙΣΤΟΤΟΠΟΣ GRateSignal 3.1.ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Το διαδικτυακό πληροφορικό σύστημα για την αξιολόγηση του σήματος των κινητών συσκευών από πλευράς του χρήστη δημιουργήθηκε με την μορφή του ιστοτόπου GRateSignal. Το όνομα της ιστοσελίδας αποτελεί τον συνδυασμό 3 λέξεων. Το πρώτο γράμμα G προέρχεται από το Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ), γνωστό ευρέως και ως G.I.S. Geographic Information Systems το οποίο είναι ένα σύστημα διαχείρισης χωρικών δεδομένων (spatial data) και συσχετισμένων ιδιοτήτων. Στην πιο αυστηρή μορφή του είναι ένα ψηφιακό σύστημα, ικανό να ενσωματώσει, αποθηκεύσει, προσαρμόσει, αναλύσει και παρουσιάσει γεωγραφικά συσχετισμένες (geographically-referenced) πληροφορίες. Σε πιο γενική μορφή, ένα ΣΓΠ είναι ένα εργαλείο "έξυπνου χάρτη", το οποίο επιτρέπει στους χρήστες του να αποτυπώσουν μια περίληψη του πραγματικού κόσμου, να δημιουργήσουν διαδραστικά ερωτήσεις χωρικού ή περιγραφικού χαρακτήρα (αναζητήσεις δημιουργούμενες από τον χρήστη), να αναλύσουν τα χωρικά δεδομένα (spatial data), να τα προσαρμόσουν και να τα αποδώσουν σε αναλογικά μέσα (εκτυπώσεις χαρτών και διαγραμμάτων) ή σε ψηφιακά μέσα (αρχεία χωρικών δεδομένων, διαδραστικοί χάρτες στο Διαδίκτυο).Τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΓΠΣ) είναι πληροφοριακά συστήματα (Information Systems) που παρέχουν την δυνατότητα συλλογής, διαχείρισης, αποθήκευσης, επεξεργασίας, ανάλυσης και οπτικοποίησης, σε ψηφιακό περιβάλλον, των δεδομένων που σχετίζονται με τονχώρο.τα δεδομένα αυτά συνήθως λέγονται γεωγραφικά ή χαρτογραφικά ή χωρικά (spatial) και μπορεί να συσχετίζονται με μια σειρά από περιγραφικά δεδομένα τα οποία και τα χαρακτηρίζουν μοναδικά.η χαρακτηριστική δυνατότητα που παρέχουν τα GIS είναι αυτή της σύνδεσης της χωρικής με την περιγραφική πληροφορία (η οποία δεν έχει από μόνη της χωρική υπόσταση). Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την λειτουργία αυτή βασίζεται : Είτε στο σχεσιακό (relational) μοντέλο δεδομένων, όπου τα περιγραφικά δεδομένα πινακοποιούνται χωριστά και αργότερα συσχετίζονται με τα χωρικά δεδομένα μέσω κάποιων μοναδικών τιμών που είναι κοινές και στα δύο είδη δεδομένων. 23

24 Είτε στο αντικειμενοστραφές (object-oriented) μοντέλο δεδομένων, όπου τόσο τα χωρικά όσο και τα περιγραφικά δεδομένα συγχωνεύονται σε αντικείμενα, τα οποία μπορεί να μοντελοποιούν κάποια αντικείμενα με φυσική υπόσταση (π.χ. κατηγορία = "δρόμος", όνομα = "Πανεπιστημίου", γεωμετρία = "[Χ1,Υ1], [Χ2,Υ2]...", πλάτος = "20μέτρα") Το αντικειμενοστραφές μοντέλο τείνει να χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο σε εφαρμογές GIS εξαιτίας των αυξημένων δυνατοτήτων του σε σχέση με το σχεσιακό μοντέλο της δυνατότητας που παρέχει για την εύκολη και απλοποιημένη μοντελοποίηση σύνθετων φυσικών φαινομένων και αντικειμένων με χωρική διάσταση. Πολλές φορές η ολοκληρωμένη έννοια των GIS (integrated GIS concept) επεκτείνεται για να συμπεριλάβει τόσο τα δεδομένα (που αποτελούν ουσιαστικά τον πυρήνα τους), το λογισμικό και τον μηχανικό εξοπλισμό, όσο και τις διαδικασίες και το ανθρώπινο δυναμικό, που αποτελούν αναπόσπαστα τμήματα ενός οργανισμού, ο οποίος έχει σαν πρωταρχική του δραστηριότητα την διαχείριση πληροφορίας με την βοήθεια GIS. Το δεύτερο κομμάτι του ονόματος είναι η αγγλικη λέξη Rate που στα ελληνικά σημαίνει αξιολογώ και αναφέρεται στην δυνατότητα που παρέχεται στους χρήστες να βαθμολογήσουν οι ίδιοι την εμπειρία που τους παρέχει η εταιρία κινητής τηλεφωνίας που χρησιμοποιούν στην καθημερινότητά τους μέσω της χρήσης του τηλεφώνου τους σύμφωνα με την τοποθεσία τους. Τέλος η τρίτη και τελευταία λέξη είναι ο αγγλικός όρος Signal που σημαίνει σήμα, αντιστοιχεί στο πραγματικό σήμα που λαμβάνει η κινητή συσκευή από το δίκτυο και στην δυνατότητα μέσω της εφαρμογής να καταγραφεί τόσο ο τύπος αυτού 2G, 3G, 4G όσο και η ισχύς του σε dbm που μπόρει εύκολα να προκύψει απο την ίδια την συσκευή ακολουθώντας κάποιες απλές οδηγίες που παρέχονται στο site. Όλες οι παραπάνω πληροφορίες αποθηκεύονται στην βάση δεδομένων της ιστοσελίδας και μέσω κατάλληλου προγραμματισμού και φιλτραρίσματος απεικονίζονται σε αντίστοιχους γεωγραφικούς χάρτες με την χρήση του Google Maps API. Στην συνέχεια του κεφαλαίου γίνεται μια γενική αναφορά στα προγράμματα ανοικτού κώδικα ( open source ) και ειδικά στις εφαρμογές JOOMLA και FABRIK που χρησιμοποιήθηκαν για την δημιουργία της ιστοσελίδας, περιγράφεται ο τρόπος κατασκευής της και παρουσιάζονται οι διαφορετικοί χάρτες με τις αντίστοιχες πληροφορίες που παρέχουν.τέλος εξετάζεται ένα παράδειγμα χρήσης του διαδικτυακού πληροφοριακού συστήματος. 24

25 3.2.ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟΥ ΚΩΔΙΚΑ Γενικά Στον χώρο της πληροφορικής και των ηλεκτρονικών υπολογιστών, με τον όρο λογισμικό ανοικτού κώδικα (αγγλ.: Open Source Software, OSS) εννοείται λογισμικό του οποίου ο πηγαίος κώδικας διατίθεται με κάποιον τρόπο ελεύθερα σε όσους ζητούν να τον εξετάσουν. Κατά καιρούς έχουν εμφανιστεί αρκετές διαφορετικές άδειες χρήσης σχεδιασμένες να συνοδεύουν λογισμικό ανοικτού κώδικα. Μερικές από αυτές επιτρέπουν στους χρήστες και να τροποποιήσουν τον κώδικα ή και να τον αξιοποιήσουν σε άλλες εφαρμογές. Το λογισμικό ανοικτού κώδικα δεν σημαίνει απαραιτήτως δωρεάν λογισμικό, ούτε Ελεύθερο Λογισμικό σύμφωνα με τον ορισμό που δίνει στο Ελεύθερο Λογισμικό το Ίδρυμα Ελεύθερου Λογισμικού, αλλά αναφέρεται μόνο στο γεγονός πως επιτρέπεται σε κάθε χρήστη να εξετάσει και να χρησιμοποιήσει τη γνώση και τις δυνατότητες που προσφέρει ο παρεχόμενος πηγαίος κώδικας. Στην πράξη, τα περισσότερα προγράμματα ανοιχτού κώδικα παρέχονται δωρεάν και μπορούν να χαρακτηριστούν ελεύθερα Ιστορία Στις δεκαετίες του 1950, του 1960, και του 1970, ήταν φυσιολογικό για τους χρήστες των υπολογιστών να έχουν τις ελευθερίες του λογισμικού που συνδέονται με το ελεύθερο λογισμικό. Το Λογισμικό μοιράζονταν ευρέως από τα άτομα που χρησιμοποιούσαν τους υπολογιστές και από τους κατασκευαστές του τεχνικού εξοπλισμού που καλωσόριζαν το γεγονός ότι οι άνθρωποι έγραφαν λογισμικό που έκανε τον εξοπλισμό τους χρήσιμο. Οργανώσεις από χρήστες και προμηθευτές, για παράδειγμα, η SHARE, σχηματίστηκαν για να διευκολύνουν την ανταλλαγή του λογισμικού. Στα τέλη όμως της δεκαετίας του 1960, η εικόνα άλλαξε: τα κόστη του λογισμικού ανέβαινα δραματικά, και μια αναπτυσσόμενη βιομηχανία λογισμικού ανταγωνίζονταν με τους κατασκευαστές του εξοπλισμού συσκευασμένα προϊόντα λογισμικού (δωρεάν από την άποψη ότι το κόστος περιλαμβάνονταν στο κόστος του εξοπλισμού), μισθωμένες μηχανές απαιτούσαν υποστήριξη λογισμικού ενώ δεν παρείχαν κανένα έσοδο για το λογισμικό, και μερικοί πελάτες που είχαν την δυνατότητα να ανταποκριθούν στις ιδιαίτερες ανάγκες τους δεν ήθελαν τα κόστη του ελεύθερου λογισμικού να έρχονται ως ενιαία δέσμη με το κόστος των προϊόντων 25

26 εξοπλισμού υπολογιστών. Στην απόφαση Ηνωμένες Πολιτείες vs. IBM, που αρχειοθετήθηκε στις 17 Ιανουαρίου, 1969, η κυβέρνηση κατηγόρησε την εταιρεία ότι το "λογισμικό σε πακέτο" ήταν εναντίον του ανταγωνισμού.κι ενώ κάποια λογισμικά θα μπορούσαν πάντα να είναι ελεύθερα, παράλληλα δινόταν η δυνατότητα να παραχθεί ένα διαρκώς αυξανόμενο σε ποσότητα λογισμικό που ήταν μόνον προς πώληση. Στις δεκαετίας του 1970 και νωρίς του 1980, η βιομηχανία λογισμικού άρχισε να χρησιμοποιεί τεχνικά μέτρα (τέτοια όπως την διανομή μόνον δυαδικών αντιγράφων από τα προγράμματα υπολογιστών) για να αποτρέψουν τους χρήστες από την μελέτη και τροποποίηση του λογισμικού. Το 1980 η νομοθεσία οριζόμενη ως πνευματική ιδιοκτησία, επεκτάθηκε και στα προγράμματα υπολογιστών. To 1983,Ρίτσαρντ Στάλλμαν, για πολλά χρόνια μέλος της κοινότητας των χάκερ στο Εργαστήριο Τεχνητής Νοημοσύνης του MIT, ανακοίνωσε το GNU Project, λέγοντας ότι είχε απογοητευθεί με τα αποτελέσματα στην αλλαγή της κουλτούρας της βιομηχανίας των υπολογιστών και των χρηστών της. Η ανάπτυξη του λογισμικού για το GNU άρχισε τον Ιανουάριο του 1984, και το Ίδρυμα Ελεύθερου Λογισμικού(FSF) ιδρύθηκε τον Οκτώβριο του Αυτός ανέπτυξε ένα ορισμό για το ελεύθερο λογισμικό και την έννοια του "copyleft", σχεδιασμένη ειδικά για να διασφαλίσει τηνελευθερία του λογισμικού για όλους. Η οικονομική βιωσιμότητα του ελεύθερου λογισμικού έχει αναγνωριστεί από μεγάλες εταιρείες όπως η IBM, η Red Hat, και η Sun Microsystems.Πολλές εταιρίες που η κύρια δραστηριότητά τους δεν είναι στον τομέα IT επιλέγουν το ελεύθερο λογισμικό για την Διαδικτυακή τους πληροφορία και τις ιστοσελίδες των πωλήσεων, λόγω του χαμηλότερου αρχικού κεφαλαίου επένδυσης και την ικανότητα να προσαρμόζουν ελεύθερα τα πακέτα εφαρμογών του. Επίσης, μερικές βιομηχανίες (όχι λογισμικού) αρχίζουν να χρησιμοποιούν τεχνικές παρόμοιες με αυτές που χρησιμοποιήθηκαν στην ανάπτυξη του ελεύθερου λογισμικού για τις έρευνές τους και την αναπτυξιακή διαδικασία. Οι επιστήμονες, για παράδειγμα, αναζητούν ακόμα περισσότερο ανοιχτές διαδικασίες ανάπτυξης, και σε εξοπλισμό όπως τα μικροτσίπ αρχίζουν να αναπτύσσονται με εξειδικεύσεις όρων που δημοσιεύονται κάτω από άδειες copyleft (δείτε το εγχείρημα OpenCores, για παράδειγμα). Τα Creative Commons και το free culture movement έχουν επίσης επηρεαστεί σε μεγάλο βαθμό από το κίνημα του ελεύθερου λογισμικού 26

27 3.2.1.ΤΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ JOOMLA! Το Joomla! είναι ένα ελεύθερο και ανοικτού κώδικα σύστημα διαχείρισης περιεχομένου. Χρησιμοποιείται για τη δημοσίευση περιεχομένου στον παγκόσμιο ιστό (World Wide Web) και σε τοπικά δίκτυα -intranets. Είναι γραμμένο σε PHP και αποθηκεύει τα δεδομένα του στη βάση MySQL. Το βασικό χαρακτηριστικό του είναι ότι οι σελίδες που εμφανίζει είναι δυναμικές, δηλαδή δημιουργούνται την στιγμή που ζητούνται. Ενα σύστημα διακομιστή(server) όπως είναι ο Apache λαμβάνει τις αιτήσεις των χρηστών και τις εξυπηρετεί. Με ερωτήματα προς τη βάση λαμβάνει δεδομένα τα οποία μορφοποιεί και αποστέλλει στον εκάστοτε φυλλομετρητή (web browser) του χρήστη. Το Joomla! έχει και άλλες δυνατότητες εμφάνισης όπως η προσωρινή αποθήκευση σελίδας, RSS feeds, εκτυπώσιμες εκδόσεις των σελίδων, ειδήσεις, blogs, δημοσκοπήσεις, έρευνες, καθώς και πολύγλωσση υποστήριξη των εκδόσεών του. Ο ιστότοπος δημιουργήθηκε πάνω στο ελεύθερο και δωρεάν λογισμικό διαχείρισης περιεχομένου (content management framework-cmf) Joomla, για την εύκολη δημοσίευση της εφαρμογής και της βάσης δεδομένων που την συνοδεύει, στο διαδίκτυο.το Joomla αποτελείται από δύο ξεχωριστές πλευρές: α) την ιστοσελίδα (front-end) όπου ο χρήστης μπορεί να χρησιμοποιήσει την εφαρμογή, 27

28 β) την διαχειριστική (back-end) όπου οι διαχειριστές της ιστοσελίδας μπορούν να επεξεργαστούν τις εισροές των καταχωρήσεων απο τους χρήστες. Στο πυρήνα της χαρτογραφικής εφαρμογής βρίσκεται το δημοφιλές Google Maps Application Programmer Interface (API) μαζί με σημαντικές λειτουργίες παρασκηνίου που επιτρέπουν στον προγραμματιστή να εκμεταλλευτεί στο έπακρο τις δυνατότητες του Google Maps και παράλληλα να προβάλλει δεδομένα από διαφορετικές πηγές με τρόπο αποτελεσματικό και εύχρηστο. Η διαδικτυακή client χαρτογραφική εφαρμογή πραγματοποιήθηκε με την χρήση διαδικτυακής τεχνολογίας Asychronous Javascript και XML (Ajax). Η γενική διάταξη (layout) του ιστότοπου δημιουργήθηκε με την χρήση γλώσσας HTML μαζί με την βοήθεια της γλώσσας Cascade Style Sheets (CSS) για τον έλεγχο της εμφάνισης, ενώ η παρουσίαση της εφαρμογής γίνεται σε ένα φιλικό προς τον χρήστη περιβάλλον χρησιμοποιώντας την γλώσσα προγραμματισμού Javascript 28