Αµφίδροµες Υπηρεσίες σε Σύγχρονα Ασύρµατα ίκτυα: Τεχνικές Προκλήσεις και Πιθανά Επιχειρησιακά Οφέλη

Transcript

1 Αµφίδροµες Υπηρεσίες σε Σύγχρονα Ασύρµατα ίκτυα: Τεχνικές Προκλήσεις και Πιθανά Επιχειρησιακά Οφέλη Κώστας Ψάννης Τµήµα ιοίκησης Τεχνολογίας Πανεπιστήµιο Μακεδονίας Αδάµ Βρεχόπουλος Τµήµα ιοικητικής Επιστήµης και Τεχνολογίας Οικονοµικό Πανεπιστήµιο Αθηνών Περίληψη Κατά τη διάρκεια του 2005, πολλές εταιρίες κινητών τηλεπικοινωνιών προώθησαν τις κινητές υπηρεσίες TV που επιτρέπουν στους χρήστες να έχουν πρόσβαση σε ψηφιακό περιεχόµενο πολυµέσων (ήχος, βίντεο) στα κινητά τερµατικά τους. Οι υπηρεσίες φωνής και µηνυµάτων, η υπηρεσία ροής πληροφορίας πραγµατικού χρόνου καθώς και το κατέβασµα (download) πληροφορίας, είναι βασισµένες στην από <<σηµείο-σε-σηµείo>> (P2P) επικοινωνία. Τα τελικά σηµεία επικοινωνίας είναι είτε δύο κινητά τηλέφωνα στην περίπτωση υπηρεσιών φωνής και µηνυµάτων, είτε πελάτη-διακοµιστή (client-server) στην περίπτωση πληροφορίας (on demand) και (download). Από την άλλη πλευρά, ευρυζωνικές (broadband) και πολλαπλής διανοµής (multicast) υπηρεσίες είναι βασισµένες στην από σηµείο-σεπολλαπλά σηµεία (P2Μ) επικοινωνία όπου τα πακέτα δεδοµένων διαβιβάζονται ταυτόχρονα από µια ενιαία πηγή στους πολλαπλάσιους προορισµούς.. Για την οργάνωση του όλου εγχειρήµατος ευρυζωνικής και πολλαπλής διανοµής ασύρµατης µετάδοσης έχει θεσπιστεί ειδικός µη- κερδοσκοπικός οργανισµός µε την ονοµασία Third Generation Partnership Project (3GPP) του οποίου µέληµα είναι η παρακολούθηση και η καθοδήγηση των εξελίξεων στην συγκεκριµένη τεχνολογική περιοχή. Σε αυτό το άρθρο οι συντάκτες δίνουν µια επισκόπηση των σύγχρονων ασύρµατων δικτύων που διευκρινίζονται από την High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) και το High Speed Uplink Packet Access (HSUPA) τεχνολογίες αντίστοιχα. Επιπλέον, παρουσιάζονται τα επιχειρησιακά οφέλη από την εφαρµογή καινοτόµων δικτυακών υπηρεσιών που εφαρµόζονται παγκοσµίως (Ιαπωνία, Κίνα, Ευρωπαϊκή Ένωση, Αµερική), καθώς επίσης και µελλοντικές ερευνητικές κατευθύνσεις µέσα από το πρίσµα της θεωρίας της διάχυσης της καινοτοµίας. Λέξεις-κλειδιά: Σύγχρονα Ασύρµατα ίκτυα, Αµφίδροµες Υπηρεσίες, Επιχειρηµατικά Οφέλη, ιάχυση Καινοτοµίας 1. Εισαγωγή Όταν πριν από µερικά χρόνια, ορισµένοι κατασκευαστές κινητών τηλεφώνων ανακοίνωναν ότι προσεχώς η τεχνολογία της κινητής τηλεφωνίας θα συγκλίνει απόλυτα µε αυτή του Internet και των ηλεκτρονικών υπολογιστών, πολλοί αντιδρούσαν µε δυσπιστία. Κανένας δεν θα πίστευε τότε ότι θα έφτανε η µέρα που θα πλοηγούµασταν ασύρµατα στο Internet, σε ταχύτητες ίδιες µε αυτές που µας προσφέρει µια σταθερή γραµµή ISDN ή ADSL. Η έννοια του streaming audio και video σε ένα κινητό τηλέφωνο ήταν άγνωστη, ενώ η δυνατότητα παρακολούθησης της εικόνας του συνοµιλητή µας σε πραγµατικό χρόνο, δεν διέφερε σε τίποτα, από µια ταινία επιστηµονικής φαντασίας [1] ιάφορες πρόσφατα προωθηµένες υπηρεσίες κινητών τηλεφώνων είναι παρόµοιες µε τις παραδοσιακές υπηρεσίες ραδιοφωνικής και τηλεοπτικής µετάδοσης. Όπως το ράδιο και η ψηφιακή TV, κατά το ίδιο τρόπο, αθροίζουν το περιεχόµενο στα ασύρµατα κανάλια τα οποία διαχέουν στους συνδροµητές πληροφορίες (βίντεο και ήχο ) [2]-[4]. Οι χρήστες κινητών

2 τερµατικών στην Ιαπωνία, παραδείγµατος χάριν, λαµβάνουν διάφορα είδη περιεχοµένων πληροφορίας (βίντεο, ήχου και εικόνες) στα τερµατικά τους [5] - [7]. Στην Ευρώπη, ένας αριθµός τηλεπικοινωνιακών εταιριών έχει λανσάρει υπηρεσίες που παρέχουν αθλητικές πληροφορίες οι οποίες προωθούν σύντοµα video clip των κυριότερων σηµείων των παιχνιδιών µέσω MMS [8]. Πρέπει να διευκρινιστεί, εντούτοις, ότι υπάρχουν διάφοροι τύποι αναδυόµενων επιχειρησιακών προτύπων (π.χ. σχέσεις, πρότυπα εισοδήµατος, δράσεις, κ.λπ.) στην τηλεπικοινωνιακή βιοµηχανία. Το πρόγραµµα συνεργασίας τρίτης γενεάς (3GPP) έχει τυποποιήσει τέσσερις τύπους υπηρεσιών και τεχνολογιών παράδοσης οπτικού περιεχοµένου [1]-[3]. Circuit-switched multimedia telephony End-to-End packet-switched streaming (PSS) Multimedia messaging service (MMS) Multimedia broadcast/multicast service (MBMS) Οι πρώτες τρεις εφαρµογές κινητών υιοθετούν το από σηµείο σε σηµείο πρότυπο, όπου δύο ενιαία σηµεία τέλους (π.χ. πελάτη-διακοµιστή) επικοινωνούν το ένα µε το άλλο. Από την άλλη πλευρά, όπως υποδεικνύει το όνοµά του, το MBMS έχει δύο τρόπους µετάδοσης εκποµπής και πολυεκποµπής (broadcast/multicast). Μια υπηρεσία εκποµπής (broadcast) µπορεί να γενικευτεί για να σηµάνει ένα οµοιοκατευθυνόµενο σηµείο σε -πολυσηµειακή υπηρεσία στην οποία το στοιχείο διαβιβάζεται από µια ενιαία πηγή στα πολλαπλάσια τερµατικά στη σχετική περιοχή υπηρεσιών. Από την άλλη πλευρά, µια πολλαπλής διανοµής ή πολυεκποµπής (multicast) υπηρεσία µπορεί να οριστεί ως µια οµοιοκατευθυνόµενη point-to-multipoint υπηρεσία στην οποία το στοιχείο διαβιβάζεται από µια ενιαία πηγή σε µια πολλαπλής διανοµής οµάδα στη σχετική πολλαπλής διανοµής περιοχή υπηρεσιών [9], [10]. Μόνο οι χρήστες που εγγράφονται στη συγκεκριµένη πολλαπλής διανοµής υπηρεσία έχουν πρόσβαση και µπορούν να λάβουν συγκεκριµένη πληροφορία Σαν διαφορά, µια υπηρεσία broadcast µετάδοσης µπορεί να παραληφθεί χωρίς χωριστή ένδειξη από τους πελάτες. Στην πράξη οι χρήστες πολλαπλής διανοµής χρειάζονται ένα κανάλι επιστροφής για τις διαδικασίες αλληλεπίδρασης προκειµένου να είναι σε θέση να εγγραφούν στις επιθυµητές υπηρεσίες [11] - [13]. Οι επιπτώσεις από την χρήση τέτοιου είδους καινοτόµων εφαρµογών στις επιχειρήσεις είναι τεράστιες. Για παράδειγµα, η ασύρµατη ροή ψηφιακής πληροφορίας µπορεί να χρησιµοποιηθεί στην παράδοση ζωτικών πληροφοριών στους υπαλλήλους µιας εταιρίας ανεξάρτητα από τη θέση (οπουδήποτε), και τον χρόνο τους (οποτεδήποτε). Επίσης η έγκαιρη πρόσβαση σε µια πηγή πληροφοριών µπορεί να αυξήσει την αξία της επιχείρησης. Μερικά παραδείγµατα των οφελών που αποκοµίζονται από την ασύρµατη ροή ψηφιακής πολλαπλής πληροφορίας περιλαµβάνουν [14]: Οι βελτιωµένες επιχειρηµατικές επικοινωνίες επιτυγχάνονται όταν κάθε υπάλληλος έχει την ευκαιρία να συµµετέχει στα επιχειρηµατικά γεγονότα σε πραγµατικό χρόνο. Η οποτεδήποτε (anytime) και οπουδήποτε (anywhere) παράδοση πληροφοριών εκπαιδευτικού περιεχοµένου µεγιστοποιεί την αξία της επιχείρησης και του εκπαιδευτικού υλικού αποφεύγοντας την αναποτελεσµατικότητα των αυστηρά προγραµµατισµένων εκπαιδευτικών συνεδριών. Τα τοπικά ασύρµατα δίκτυα καθώς και το ασύρµατο Internet µπορούν να χρησιµοποιηθούν για να βελτιώσουν τους τρόπους µετάδοσης web-based περιεχοµένου όπως ειδήσεις επιχειρήσεων ή ψυχαγωγία. Η έννοια του Mass Customization [26] (δηλ. εξατοµίκευση του µίγµατος Μάρκετινγκ σε individualized επίπεδο) αποκτά τεράστια περιθώρια εφαρµογής λόγω των εκτεταµένων δυνατοτήτων παραµετροποίησης των συστατικών στοιχείων του µίγµατος (δηλ. των διαχειριζόµενων µεταβλητών) λαµβάνοντας υπόψη νέες µεταβλητές όπως «τοποθεσία» (π.χ. Location-based εφαρµογές στα πλαίσια του Ubiquitous commerce ) κάτι που δεν είναι εφικτό, σε αυτό τον βαθµό τουλάχιστον, στο «παραδοσιακό» Web commerce. Επιπλέον, τέτοιου είδους υπηρεσίες κινητών µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την ενίσχυση 2

3 των συνεργατών επιχειρήσεων (π.χ. προµηθευτές). Για παράδειγµα, ο προµηθευτής θα µπορούσε να πουλήσει διαφηµιστικό χώρο στην επιφάνεια εφαρµογών των κινητών (π.χ. banners) µε έναν τρόπο που προσδίδει προσωπικό χαρακτήρα. Συγκεκριµένα, το διαφηµιστικό πρακτορείο θα µπορούσε να κλείσει διόδους (slots) συγκεκριµένου χρόνου ή συγκεκριµένες περιοχές σχετικές µε το περιεχόµενο, στην επιφάνεια από όπου η διαφήµιση θα έφτανε στο επιθυµητό κοινό. Τέλος, ένα παράδειγµα µιας location-based εφαρµογής θα µπορούσε να είναι η εξατοµικευµένη προώθηση των προϊόντων ενός καταστήµατος στα κινητά τηλέφωνα των καταναλωτών εκείνων οι οποίοι βρίσκονται τον συγκεκριµένο χρόνο στην συγκεκριµένη οδό όπου βρίσκεται το συγκεκριµένο κατάστηµα (εντοπισµός καταναλωτή µε GPS και αποστολή εξατοµικευµένου content εφαρµόζοντας πάντα αρχές Permission Marketing ). Εν τέλει, όσον αφορά στους καταναλωτές, οι έννοιες του «πανταχού παρών εµπορίου» και της «µαζικής παραγωγής πελατών» (π.χ. εξατοµίκευση του µείγµατος του µάρκετιν) θα µπορούσαν να εφαρµοστούν αποτελεσµατικά. Σε αυτό το άρθρο οι συντάκτες δίνουν µια επισκόπηση ασύρµατων δικτύων και των τεχνικών προδιαγραφών των νέων κινητών ευρυζωνικών υπηρεσιών που διευκρινίζονται από το 3GPP και το HSDPA πρότυπα [14] - [19]. Επιπλέον, η εργασία παρουσιάζει τα πιθανά επιχειρηµατικά οφέλη και τις καινοτόµες εφαρµογές που υιοθετούνται παγκοσµίως από τις εταιρίες τηλεπικοινωνιών (Ιαπωνία, Ε.Ε., Κίνα και Η.Π.Α.). Στη δεύτερη ενότητα παρουσιάζεται µια σύντοµη ιστορική αναδροµή των ασύρµατων τηλεπικοινωνιών. Στην ενότητα 3 αναλύονται οι τεχνικές προκλήσεις των σύγχρονων ασύρµατων δικτύων καθώς και τα πιθανά επιχειρηµατικά οφέλη. Τέλος, στην τελευταία ενότητα συνοψίζεται το σύνολο και την αξία του ερευνητικού έργου και προτείνοναι πιθανές κατευθύνσεις για µελλοντική πορεία έρευνα. 2. Ιστορική Αναδροµή Η καθηµερινή µας ζωή πλαισιώνεται από µια εκπληκτική εφεύρεση που ακούει στο όνοµα κινητό τηλέφωνο. Από τη στιγµή που θα ξυπνήσουµε, έως ότου πούµε το τελευταίο «καληνύχτα», η µικρή αυτή συσκευή «κολλάει» µαζί µας και δεν την αποχωριζόµαστε ποτέ. Είναι αποδεδειγµένο πλέον πως το κινητό τηλέφωνο αποτελεί ένα από τα σηµαντικότερα στοιχεία της ζωής µας, και το δέσιµο πια µαζί του είναι αναπόσπαστο. Η ιστορία των κινητών τηλεφώνων εντοπίζεται ήδη από το δεύτερο µισό του 19 ου αιώνα, όταν άρχισαν να ξεπηδούν τεχνολογίες κι εφευρέσεις όπως το τηλέφωνο, ο τηλέγραφος ή η ανακάλυψη και µελέτη των ηλεκτροµαγνητικών κυµάτων. Τα ονόµατα µεγάλων και πρωτοπόρων, όπως του Αλεξάντερ Γκράχαµ Μπελ, του Γουλιέλµου Μαρκόνι, του Ενρίκου Χερτζ κ.α. χαράχτηκαν µαζί µε τις βάσεις της σύγχρονης εποχής στις τηλεπικοινωνίες. Είναι χαρακτηριστικό το ότι σχεδόν παράλληλα µε την ανάπτυξη του τηλεφώνου, υπήρξε κι η ιδέα για ασύρµατη τηλεπικοινωνία, αν και οι αντίστοιχες τεχνολογίες εµφανίστηκαν αρκετά αργότερα [21]. O Αλεξά-ντερ Γκράχαµ Μπελ, ο οποίος επινόησε το τηλέφωνο, επιχειρώντας να ξεπεράσει τις δυνατότητες του τηλέγραφου. Ο τελευταίος αποτελούσε µια διάταξη που αναπτύχθηκε κι εξελίχθηκε κατά το 1938 από τον Αµερικανό Μορς (Samuel Finley Breese Morse, ) και ήταν δυνατόν να µεταφέρει µόνο σήµα-τα. Επιχειρώντας να µεταδώσει τη φωνή λοιπόν, ο Μπέλ οδηγήθηκε στο τηλέφωνο, κατά το Επόµενος σηµαντικός σταθµός ήταν το 1885, όταν ο Γουλιέλµος Μαρ-κόνι (Giuglielmo Marconi) κατάφερε να απελευθερώσει από τα σύρµατα την επικοινωνία και πραγµατοποί-ησε το 1901 µέσω ραδιοκυµάτων την αποστολή µηνύµατος από την Αγγλία στη Αµερική, που ήταν η πρώτη υπε-ρατλαντική εκποµπή µηνύµατος. Τα ίδια τα ραδιοκύµατα έχουν τις ρίζες τους στο Νικολάι Τέσλα, ο οποίος αναγνώρισε την ύπαρξή τους, την «όλη βάση της ασύρµατης τηλεπι-κοινωνίας». Το 1903, οι Γερµανικές AEG και Siemens&Halske ιδρύουν την Deutsche Telefunken GmbH και σε συνεργασία µε την Lorezn AG πραγµατοποιούν την πρώτη εκποµπή ήχου και οµιλίας µόλις 3 χρόνια µετά. Όταν η Αµερικανική Τηλεφωνική και Τηλεγραφική Εταιρεία AT&T 3

4 συνεργάστηκε µαζί τους, το κατόρθωµα αυτό βελτιώθηκε, οδηγώντας στην πρώτη υπερατλαντική µετάδοση ήχου, από τις Η.Π.Α. στη Γαλλία. Επισήµως µπορούµε να τοποθετήσουµε τη γένεση της κινητής τηλε-φωνίας, όπως την αντιλαµβανόµα-στε σήµερα, γύρω στα 1918, αν και µετά το δεύτερο µισό του 20ού αι-ώνα συνέβησαν οι πιο σηµαντικές εξελίξεις. Είναι χαρακτηριστικό ότι εγκαταστάσεις κινητής τηλεφωνίας υπήρχαν σε τρένα. Από την άλλη µεριά ο εξοπλισµός που υπήρχε στα τρένα ήταν τερά-στιος σε διαστάσεις, ενώ και το κό-στος χρήσης ήταν ανάλογα µεγάλο. Για να πραγµατοποιήσει κάποιος µια κλήση, χρειαζόταν να χρησιµοποιή-σει µια ειδική καµπίνα στο τρένο, µε ένα συµβατικό σετ συσκευής τηλεφώνου. Στη συνέχεια, το σήµα µεταδιδόταν µέσω καλωδίων στην οροφή του τρένου, όπου υπήρχαν στερεωµένα διάφορα καλώδια. Στη συνέχεια, κε-ραίες µετέδιδαν το σήµα σε τηλεφωνικές γραµµές, οι οποίες βρίσκονταν δίπλα στις σιδηροτρο-χιές. Αυτού του τύπου η κινητή τηλεφωνία συ-νιστά την 1 η γενεά των κινητών τηλεπικοινωνιών [22]. 3. Σύγχρονα Ασύρµατα ίκτυα Περνώντας τώρα πλέον καθαρά στη 2 η γενιά, το GSM αποτελεί ένα τεράστιο βήµα µπροστά και ισοδυναµεί µε τον προποµπό της 3 ης γενιάς. Η ανάπτυξη του GSM ξεκίνησε το 1982 και η εµπορική εκµετάλλευση ξεκίνησε στα µέσα του Το GSM (Global System for Mobile Communications η υπεύθυνη επι-τροπή Groupe Spéciale Mobile) άρχισε να αναπτύσσεται γύρω στα µέσα της δεκαετίας του 80, µε συµφωνίες χωρών για συνεργασία από τις αρχές του 90. Με την έλευση της 2 ης γενιάς, το GSM ονοµάστηκε Παγκόσµιο Πρότυπο Σύστηµα για την κινητή τηλεπικοινωνία και κατά το κaι καθιερώθηκε ως ένας νέος θεσµός. Σχηµατίστηκε κι υποστηρίχθηκε από πολλούς φορείς του χώρου (διαµορφώθηκε δηλ. το business model δηλ. παίκτες, ροές και αρχιτεκτονική ανάµεσά τους), όπως βιοµηχανίες, δίκτυα, εταιρείες παροχής υπηρεσιών κι οµάδες κα-ταναλωτών, ενώ αντίστοιχα, η επιτροπή Groupe Spéciale Mobile µετονοµάστηκε σε SMG (Special Mobile Group) [23] Στην µεταβατική γενιά (2,5G) αρχίζει να κυριαρχεί η τεχνολογία του GPRS (General Packet Radio Service), που προεκτείνει τις δυνατότητες του GSM, και γι αυτό πολλές φορές λέγεται και «GSM Φάση 2+». Το GPRS γεννήθηκε από την ανάγκη για υψηλότερη ταχύτητα δεδοµένων. Το GSM, που κύριος στόχος του ήταν η µετάδοση της φωνής, µπορούσε να µεταφέρει δεδοµένα σε µικρή ταχύτητα, της τάξης των 9,2kbit/s. Αυτό σήµαινε πως η αποστολή/ λήψη δεδοµένων µεγαλύτερου µε-γέθους αργούσε περισσότερο, κό-στιζε παραπάνω και το µέγεθος των µεταφερόµενων δεδοµένων ήταν περιορισµένο. Το GPRS αλλάζει τη φιλοσοφία του GSM. Προηγουµένως, µία συχνότητα εκποµπής µοιραζόταν σε έως και 7 χρήστες και στον κάθε χρήστη παραχωρούνταν µία ολόκληρη χρο-νοθυρίδα. Έτσι, εκείνος στην ουσία δέσµευε ένα ολόκληρο κανάλι µε-τάδοσης για την πλήρη διάρκεια της σύνδεσής του, ακόµη κι αν δεν µετέδιδε δεδοµένα. Έτσι, µε το GPRS ο σκοπός ήταν να ξεπεραστεί αυτή η αδράνεια στις χρονοθυρίδες τοποθετώντας µερικούς χρήστες σε ένα κανάλι µετάδοσης την ίδια χρονική στιγµή [24] Η 3 η γενιά κινητής τηλεφωνίας έχει αρχίσει από το έτος 2002, στην Ιαπωνία και Κίνα να κάνει δυναµικά την εµφάνισή της. Εδώ, εφ όσον η µετάδοση φωνής και δεδοµένων σε µικρές ταχύτητες είναι κάτι το αυτονόητο, οπότε πλέον, οι στόχοι εντοπίζονται στη µετάδοση δεδοµένων σε µεγάλη ταχύτητα και σε υπηρεσίες πολυµέσων (multimedia), όπως ζωντανή µετάδοση ήχου, εικόνας, βί-ντεο κ.λ.π. 3.1 Τεχνικές Προκλήσεις Όµως ενώ όλα αυτά κάποτε ακούγονταν σαν υπερβολικά σενάρια, τα οποία πολλοί αµφέβαλλαν αν θα δουν στην πραγµατικότητα, σήµερα κανείς δεν µπορεί να αρνηθεί ότι έχουν αρχίσει να γίνονται τρόπος ζωής. Η 3η γενιά κινητής τηλεφωνίας είναι ήδη εδώ, επιτρέποντας τη µετάδοση δεδοµένων σε ταχύτητες που πρακτικά φθάνουν τα 384 Kbps. Τι σηµαίνει αυτό; Με λίγα λόγια, µια νέα γκάµα υπηρεσιών, που έχουν ήδη αρχίσει να λανσάρονται και οι οποίες θα συνεχίσουν να εµπλουτίζονται στο πολύ κοντινό µέλλον [25]. 4

5 Ο όρος UMTS προέρχεται από τα αρχικά των λέξεων "Universal Mobile Telecommunications System" (Παγκόσµιο Σύστηµα Κινητών Τηλεπικοινωνιών). Πρόκειται για την εξέλιξη σε σχέση µε την χωρητικότητα, την ταχύτητα µετάδοσης των δεδοµένων και την ύπαρξη νέων υπηρεσιών, των κινητών δικτύων δεύτερης γενιάς. Σήµερα, περισσότερα από εξήντα 3G/UMTS δίκτυα που χρησιµοποιούν την WCDMA τεχνολογία λειτουργούν σε 25 χώρες. Για την οργάνωση του όλου εγχειρήµατος έχει θεσπιστεί ειδικός µη κερδοσκοπικός οργανισµός µε την ονοµασία Third Generation Partnership Project (3GPP) του οποίου µέληµα είναι η παρακολούθηση και η καθοδήγηση των εξελίξεων στην συγκεκριµένη τεχνολογική περιοχή. Ανάµεσα στα πλεονεκτήµατα των UMTS δικτύων ξεχωρίζουµε τους αυξηµένους ρυθµούς µετάδοσης των δεδοµένων και την ταυτόχρονη υποστήριξη µεγαλύτερου όγκου δεδοµένων και φωνής. Πιο συγκεκριµένα, το UMTS δίκτυο στην αρχική του φάση, θεωρητικά προσφέρει ρυθµούς µετάδοσης δεδοµένων έως και 384 kbps σε περιπτώσεις όπου παρατηρείται αυξηµένη κινητικότητα του χρήστη. Αντίθετα, όταν ο χρήστης παραµένει ακίνητος οι ρυθµοί µετάδοσης αυξάνουν κατά πολύ φθάνοντας την τιµή των 2 Mbps. Εκτιµάται ότι στο µέλλον θα υπάρξει περαιτέρω αύξηση των ρυθµών µετάδοσης δεδοµένων. Ήδη, ο 3GPP έχει θέσει σαν standard δύο νέες τεχνολογίες. Πρόκειται για το High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) και το High Speed Uplink Packet Access (HSUPA) αντίστοιχα. Οι συγκεκριµένες τεχνολογίες ουσιαστικά αποτελούν εξέλιξη του UMTS, αφού υπόσχονται ρυθµούς µετάδοσης των δεδοµένων έως και 14,4 Mbps στο downlink και 5.8 Mbps στο uplink [13]-[15]. Συνοπτικά, το HSDPA ή High-Speed Downlink Packet Access είναι η τεχνολογία που «αναβαθµίζει» τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας WCDMA (τρίτης γενιάς), επιτρέποντας στον τελικό χρήστη την ασύρµατη λήψη δεδοµένων σε ταχύτητες, που θεωρητικά, µπορούν να φθάσουν τα 14,4Mbps. Πρακτικά, σε πρώτο στάδιο, ο ρυθµός µεταφοράς δεδοµένων θα κυµαίνεται µεταξύ 550kbps και 1100kbps, δηλαδή θα είναι 2 έως 5 φορές ταχύτερος από αυτόν που επιτρέπουν τα «κοινά» δίκτυα WCDMA. Ουσιαστικά, θα µπορούσε να ειπωθεί ότι το HSDPA είναι για τα δίκτυα 3G, ότι και το EDGE για τα δίκτυα GSM/GPRS. Εκτός από τη σηµαντική αύξηση του ρυθµού µεταφοράς των δεδοµένων, το HSDPA βελτιστοποιεί τη φασµατική απόδοση (spectral efficiency) των συχνοτήτων, µε αποτέλεσµα να επιτυγχάνεται η µέγιστη δυνατή διεπκπεραιωτικότητα (throughput) και κατά συνέπεια να αυξάνεται η χωρητικότητα των δικτύων όσον αφορά την εξυπηρέτηση χρηστών, που επιχειρούν την πρόσβαση σε υπηρεσίες δεδοµένων. Ένα ακόµη σηµαντικό πλεονέκτηµα του HSDPA έναντι των υπολοίπων τεχνολογιών, είναι η χαµηλή λανθάνουσα καθυστέρηση (low latency), η οποία κυµαίνεται µεταξύ 100 και 200 χιλιοστών του δευτερολέπτου [16],[24]. Το HSDPA εισάγει ένα νέο «υψίρρυθµο µεριζόµενο κανάλι κατερχόµενης ζεύξης» (High- Speed Downlink Shared Channel, HS-DSCH) στα δίκτυα WCDMA, που λειτουργεί διαφορετικά από τα υπάρχοντα, ωστόσο επιτυγχάνει την αύξηση του ρυθµού µετάδοσης των δεδοµένων µόνο κατά τη µεταφορά πληροφοριών από το δίκτυο προς το τερµατικό του τελικού χρήστη. Το κανάλι HS-DSCH εκµεταλλεύεται µόνο δύο από τα βασικά χαρακτηριστικά των καναλιών WCDMA - το µεταβαλλόµενο παράγοντα εξάπλωσης (spreading factor) και το γρήγορο έλεγχο ισχύος - ενώ εισάγει την χρήση της προσαρµοστικής διαµόρφωσης και κωδικοποίησης των µεταδιδόµενων πληροφοριών (Adaptive Modulation and Coding, AMC) το γρήγορο χρονοπρογραµµατισµό (scheduling) στο σταθµό βάσης και τις ταχύτερες δυνατές επανεκποµπές των πληροφοριών. Με αυτούς τους τρόπους επιτυγχάνεται η σηµαντική αύξηση του ρυθµού µεταφοράς των δεδοµένων και η βελτιστοποίηση της διεκπεραιωτικότητας [25]. Στο σχήµα 1. παρουσιάζεται η σύγκριση χρόνου σε δευτερόλεπτα για το κατέβασµα (download) αρχείων, µε χρήση δικτύων GPRS, UMTS και HSDPA, αντίστοιχα. 5

6 Σχήµα 1: Σύγκριση χρόνου σε δευτερόλεπτα για το download αρχείων, µε χρήση δικτύων GPRS, UMTS και HSDPA. 3.2 Αναδυόµενες Υπηρεσίες Καταναλωτή και Πιθανά Επιχειρηµατικά Οφέλη Το µυστικό της επιτυχίας της νέας αυτής τεχνολογίας δεν είναι άλλο από τη γρήγορη µετάδοση δεδοµένων, καθώς και την απουσία χρονοχρέωσης. Ως εκ τούτου, ο χρήστης αποκτά πρόσβαση σε µια µεγάλη γκάµα υπηρεσιών, µε υψηλότερη ποιότητα και πλουσιότερο περιεχόµενο, από αυτό που είχε συνηθίσει να χρησιµοποιεί µέχρι σήµερα και ανεξάρτητα του location που βρίσκεται. Συγκεντρωτικά, οι υπηρεσίες αυτές είναι οι εξής: - Ταχύτατη λήψη αρχείων κάθε είδους, από απλές εικόνες, µέχρι και video clips ή έγγραφα µε πλούσιο περιεχόµενο σε γραφικά. - υνατότητα αγοράς µουσικής online και download ολόκληρων albums σε πολύ µικρό διάστηµα. - Βιντεοκλήσεις µε υψηλότερη ποιότητα εικόνας και ήχου, ταχύτερο frame-rate, µε ανύπαρκτες σχεδόν διακοπές. - Συµµετοχή σε υπηρεσίες µε αλληλεπίδραση (interactive), όπως online games και διαγωνισµοί µε ενηµέρωση σε πραγµατικό χρόνο. - Online συζητήσεις και χρήση προγραµµάτων instant messaging µε υποστήριξη για µετάδοση εικόνας και ήχου - Περιήγηση σε e-shops µε πολυάριθµες εικόνες, προβολή δειγµάτων των υπό αγορά προϊόντων και online παραγγελία τους και πληρωµή. - Online µετάδοση ταινιών και τηλεοπτικών προγραµµάτων σε υψηλή ποιότητα, χωρίς διακοπές ή παραµορφώσεις στην εικόνα. - Παρακολούθηση εκπαιδευτικών προγραµµάτων και σεµιναρίων (e-learning) Σε όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά, προσθέστε το γεγονός ότι η αξιοποίησή τους θα γίνεται εν κινήσει, χωρίς να καθυστερείτε από άλλες εργασίες και µετακινήσεις σας. 4. Συµπεράσµατα και Μελλοντική Έρευνα Σε αυτό το άρθρο επιχειρήθηκε µια γενική επισκόπηση των ασύρµατων δικτύων. Συγκεκριµένα παρουσιαστήκαν τεχνικές προκλήσεις των σύγχρονων ασύρµατων δικτύων καθώς και τα πιθανά επιχειρηµατικά οφέλη που προκύπτουν από την υιοθέτηση και ικανοποίηση από τη χρήση συγκεκριµένων υπηρεσιών από τον τελικό καταναλωτή. Η τεχνολογία εξελίσσεται διαρκώς και παρά το γεγονός ότι η τρίτη γενιά δεν είναι ακόµη σε πλήρη λειτουργία, η ακαδηµαϊκή εξερεύνηση της 4G κινητής επικοινωνίας έχει ήδη ξεκινήσει. Καταρχήν η τρίτη γενιά ασφαλώς ήταν το βασικότερο βήµα για την επίτευξη των προσωπικών τηλεπικοινωνιών, αλλά ωστόσο δεν κατάφερε να τις κάνει πραγµατικότητα. Ο κόσµος των τηλεπικοινωνιών είναι ένας χώρος συνεχούς εξέλιξης και δηµιουργικής πρωτοτυπίας. Ο αρχικός στόχος, που ήταν η µµετάδοση της φωνής όσο πιο καθαρά και πιστά 6

7 γίνεται, έχει επιτευχθεί. Τα γεγονότα τρέχουν, οι τε-χνολογικές καινοτοµίες διαδέχονται η µία την άλλη και οι δυνατότητες αυξάνονται, µε αποτέλεσµα να κινούµαστε σε µια αέναη πορεία προς το µέλλον. Αναµφισβήτητα όµως η επανάσταση αυτή στις τηλεπικοινωνίες θα συνεχίσει να επηρεάζει τη ζωή µας σε µέγιστο βαθµό. Τέλος, σύµφωνα µε τη θεωρία της «ιάχυσης της Καινοτοµίας» [20], οι B2C «κινητές» υπηρεσίες που προσφέρονται σήµερα στο τελικό καταναλωτή απoτελούν ένα καινοτόµο προϊόν/υπηρεσία που ανάλογα τις ιδιαιτερότητες κάθε αγοράς (π.χ. βαθµός διείσδυσης, κουλτούρα, οικονοµικοί δείκτες, εκπαίδευση, κ.α.) βρίσκεται σε διαφορετικά στάδια διάχυσης σύµφωνα πάντα µε το σχετικό θεωρητικό υπόδειγµα (π.χ. innovators, early adopters,, laggards). Μελλοντική έρευνα θα µπορούσε να εντοπίσει το στάδιο υιοθέτησης της εκάστοτε αγοράς και να αναπτύξει τα προφίλ των αντίστοιχων τµηµάτων προσφέροντας χρήσιµα managerial implications στους άµεσα εµπλεκόµενους. Για παράδειγµα, είναι σκόπιµο ένα πολυεθνικός mobile provider να εφαρµόζει µια ενιαία στρατηγική προώθησης των νέων υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας (δηλ. για εξασφάλιση οικονοµιών κλίµακας και για «χτίσιµο» ενός global brand name ) ή θα πρέπει η στρατηγική αυτή να προσαρµόζεται στις εκάστοτε ιδιαιτερότητες της αγοράς στόχου και εάν ναι µε ποιον τρόπο; Βιβλιογραφικές Αναφορές 1 S. Lu and V. Bharghavan, Fair scheduling in wireless packet net-works, IEEE/ACM Trans. Networking, vol. 7, no. 4, pp , GPP, Codec for Circuits Switched Multimedia Telephone Service; General Description, Tech.spec., Group Services and Systems Aspects, June 2002, TS GPP, Transparent End-to-End Packet-switched streaming service stage 1, Tech. spec. Group Services and System Aspects, Mar. 2002, TS GPP, Multimedia Messaging Service (MMS); Stage 1, 3 rd generation partnership project; tech. spec., Group Services and System Aspects, Dec 2002, TS Internet Group Management Protocol, Version 2, W.Fernner, RFC 2236, November Coding of Moving Pictures and Associated Audio for Digital Storage Media at up to About 1.5Mbits/s, (MPEG-1), Oct Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio. ISO/IEC , (MPEG-2), Nov Coding of Moving Pictures and Associated Audio.MPEG98/W21994, (MPEG-4), Mar T. Stockhammer and N. M Hannuksela, H.264/AVC Video for wireless Transmission, IEEE Wireless Communications, August 2005, pp GPP, S-CCPCH Performance for MBMS, Tech. spec, Group Radio Access Network, Mar 2004, TR v Kostas Psannis, elt A New Methodology for Implementing Interactive Operations of MPEG-2 Compressed Video, In Proc IEEE Second International Workshop on Digital and Computational Video, Tampa, USA, Feb2001, pp Kostas Psannis, etl, MPEG-2 Streaming Of Full Interactive Content, IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, ISSN: ,. vol.16. no 2, pp (February 2006). 13 Kostas Psannis, etl, Delay and Jitter Management in 3G+ and beyond Wireless Networks, EURASIP journal on wireless communications and networking, ISSN: (in print Sept. 2006) 14 Kostas. Psannis, etl A Novel Method for supporting Full Interactive Media Stream over IP Network, International Journal on Graphics, Vision and Image Processing, Vol. 4, pp 25-31, (2005) 15 Kostas Psannis,etl, MPEG-4 Interactive Video Streaming Over Wireless Networks, WSEAS transactions of Information Science and Applications, Issue 8, Vol.2, ISSN , pp ( July 2005) 7

8 16 Kostas Psannis, etl Transmitting Additional Data of MPEG-2 Compressed Video to Support Interactive Operations. In: Proc. IEEE ISIMP01, Hong Kong, May 2004,pp G.de los Reyes et.al., Error- Resilient transcoding for video over wireless channels, IEEE JSAC, vol 18, no.6, June 2000, pp S.Dogan et al, Error- Resilient Video Transcoding for Robust internetwork Communications using GPRS, IEEE transaction Circuits Sys. Video Tech, vol 12, no 6, June 2002, pp 453, G. Cote, S. Shirami, and F. Kossentini,, Optimal Mode Selection and Synchronization for Robust Video Communications over error-phone networks, IEEE JSAC, vol 18, no 6, 2000, pp Rogers, E.M. (1983) Diffusion of Innovations, 3 rd edition, New York: The Free Press. 21 Eryl Davis, «ΕΦΕΥΡΕΣΕΙΣ», σειρά βιβλίων STUDIA, εκδ. Πατάκη, 1996 (Dorling Kindersley, 1995) 22 Ισαάκ Ασίµωφ, «Το χρονικό των Επιστηµονικών Ανακαλύψεων», Πανεπιστηµιακές Εκδόσεις Κρήτης, P. Bender, et al. CDMA/HDR: A bandwidth efficient high speed data service for nomadic users, IEEE Commun. Mag., Vol. 38, No. 7, pp , July Motorola and Nokia, 3GPP2 1xTREME Presantation C , Mar Motorola, Feasibility study of advanced technique for High Speed Downlink Packet Access, TSG-R WG1 document, R1556, April, 2000, Seoul, Korea. 26 Judy Strauss, Adel El-Ansary and Raymond Frost, E-Marketing, 4th edition (International Edition), Pearson-Prentice Hall,