ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΓΗΚΣΤΑ ΤΦΖΛΧΝ ΣΑΥΤΣΖΣΧΝ

Transcript

1 ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΔΚΠΑΗΓΔΤΣΗΚΟ ΗΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΖΜΑ ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΗΑ ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΓΗΚΣΤΑ ΤΦΖΛΧΝ ΣΑΥΤΣΖΣΧΝ ΠΟΤΓΑΣΔ ΜΑΝΗΚΑ ΗΧΑΝΝΖ ΚΑΡΓΑ ΜΗΛΣΗΑΓΖ ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ ΚΑΘΖΓΖΣΖ Κνο ΒΡΑΓΔΛΖ ΚΑΒΑΛΑ 2010

2 Πίνακας περιεχομένων Πξφινγνο... 6 Δπραξηζηίεο... 7 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1 Ο : ΔΗΑΓΧΓΖ ΣΑ ΓΗΚΣΤΑ ΤΦΖΛΧΝ ΣΑΥΤΣΖΣΧΝ ΣΖΛΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΑΚΑ ΤΣΖΜΑΣΑ ΚΑΗ ΓΗΚΣΤΑ ΜΟΝΣΔΛΟ ISO/OSI Δηζαγσγή Πξφηππν OSI Φπζηθφ επίπεδν: Δπίπεδν Εεχμεο Γεδνκέλσλ (Data Link) Δπίπεδν Γηθηχνπ (Network) Δπίπεδν Μεηαθνξάο (Transport) Δπίπεδν πλφδνπ (Session) Δπίπεδν Παξνπζίαζεο (Presentation) Δπίπεδν Δθαξκνγψλ (Application) ΜΔΣΑΓΟΖ ΓΔΓΟΜΔΝΧΝ ΓΗΚΣΤΑ ΤΦΖΛΧΝ ΣΑΥΤΣΖΣΧΝ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2 Ο : FRAME RELAY ΔΗΑΓΧΓΖ Απν ην Υ.25 ζην Frame Relay Γηαθνξέο Υ.25 θαη Frame Relay Αξρηηεθηνληθή ηνπ Frame Relay ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3 ν : ΑΣΜ Δηζαγσγή Αξρηηεθηνληθή Πξσηνθφιινπ Καηαθφξπθν Δπίπεδν Υξήζηε (User Plane) Καηαθφξπθν Δπίπεδν Διέγρνπ (Control Plane) Καηαθφξπθν Δπίπεδν Γηαρείξηζεο (Management Plane)

3 Οξηδφληην Φπζηθφ Δπίπεδν (Physical Layer) Οξηδφληην Δπίπεδν ATM (ATM Layer) ATM ΤΝΓΔΔΗ Ζ Πνηφηεηα Τπεξεζηψλ ζην ΑΣΜ ΥΡΖΔΗ ΑΣΜ πγθξηηηθή Παξνπζίαζε ηνπ ΑΣΜ κε άιιεο Σερλνινγίεο ΑΣΜ θαη Μηζζσκέλεο γξακκέο (TDM) ΑΣΜ θαη Σερλνινγία κεηαγσγήο παθέησλ Υ ΑΣΜ θαη Σερλνινγία κεηαγσγήο παθέησλ Frame Relay ΑΣΜ θαη Σερλνινγίεο ηνπηθψλ δηθηχσλ (Token Ring, Ethernet, FDDI) πκπεξάζκαηα ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4 Ο : GIGABYTE ETHERNET Δηζαγσγή Ηζηνξηθή Αλαδξνκή Σερλνινγία ηνπ Gigabit Ethernet πζηάζεηο Αξρηηεθηνληθή Πιενλεθηήκαηα ηνπ Gigabit Ethernet Δχθνιε κεηάβαζε ζε πςειφηεξε απφδνζε Μνξθή πιαηζίνπ Ethernet Full- θαη Half-Duplex ιεηηνπξγία Αληηθείκελα δηαρείξηζεο Υακειφ θφζηνο ηδηνθηεζίαο Δγθαηεζηεκέλε βάζε Τπνζηήξημε λέσλ εθαξκνγψλ θαη ηχπσλ δεδνκέλσλ Δπέιηθην Internetworking θαη ζρεδηαζκφο δηθηχνπ ΑΠΟΓΟΖ GIGABIT ETHERNET ΚΔΦΑΛΑΗΟ 5 Ο : XWDM

4 5.1. ΔΗΑΓΧΓΖ ΟΠΣΗΚΔ ΗΝΔ ΣΟ ΦΤΗΚΟ ΔΠΗΠΔΓΟ ΓΗΚΣΤΧΝ Σχπνη νπηηθψλ ηλψλ Μεηάδνζε ηνπ θσηφο κέζσ νπηηθψλ ηλψλ εκαηνδφηεζε Οπηηθνί Γέθηεο Οπηηθνί Δληζρπηέο Γίθηπα Οπηηθψλ ηλψλ Ζ ΑΡΥΖ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ ΣΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ WDM Δμνπιηζκφο ηεο ηερλνινγίαο WDM Γηαρείξηζε Δχξνπο Εψλεο κε WDM ζε ηνπηθά δίθηπα (LAN) Καηεγνξίεο Πξσηνθφιισλ Γηαρείξεζεο ζε LAN WDM Networking Δηζαγσγή ζηα ζπζηήκαηα κεηάδνζεο ζε νπηηθέο επηθνηλσλίεο ΚΔΦΑΛΑΗΟ 6 ν : ΜPLS ΔΗΑΓΧΓΖ Γεληθά ζηνηρεία ηνπ MPLS πζηαηηθά ζηνηρεία ηνπ MPLS MPLS: ΠΡΧΣΟΚΟΛΛΟ ΚΑΗ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΔ Δηηθέηεο θαη αληηζηνίρεζε εηηθεηψλ ΠΛΔΟΝΔΚΣΖΜΑΣΑ ΣΟΤ MPLS ΔΦΑΡΜΟΓΔ ΣΟΤ MPLS ΠΡΧΣΟΚΟΛΛΟΤ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 7 ν : ΓΗΚΣΤΑ ΚΗΝΖΣΖ ΣHΛΔΦΧΝΗΑ ΣΡIΣΖ ΓΔΝΗΑ (UMTS) ΓΗΚΣΤΑ ΚΗΝΖΣΖ ΣΖΛΔΦΧΝΗΑ ΣΡΗΣΖ ΓΔΝΗΑ (UMTS) ΔΗΑΓΧΓΖ ΓΔΝΗΚΖ ΤΠΖΡΔΗΑ ΑΤΡΜΑΣΟΤ ΠΑΚΔΣΟΤ (GPRS) Κχξηα ραξαθηεξηζηηθά γηα ην ρξήζηε ηνπ GPRS

5 Σαρχηεηα Ακεζφηεηα Νέεο, θαιχηεξεο εθαξκνγέο Πξφζβαζε ζηηο Τπεξεζίεο Κχξηα δηθηπαθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ GPRS Μεηαγσγή παθέηνπ Απνδνηηθφηεηα θάζκαηνο Γλσξίδεη ην Γηαδίθηπν Τπνζηεξίδεη TDMA θαη GSM Πεξηνξηζκνί ηνπ GPRS Μεησκέλε ρσξεηηθφηεηα θπςειψλ γηα φινπο ηνπο ρξήζηεο Οη πξαγκαηηθέο ηαρχηεηεο είλαη πνιχ κηθξφηεξεο Με βέιηηζηε θσδηθνπνίεζε Καζπζηεξήζεηο κεηαθνξάο Όρη απνζήθεπζε θαη πξνψζεζε Δθαξκνγέο γηα ην GPRS Αξρηηεθηνληθή πζηήκαηνο Τπεξεζίεο Τπεξεζίεο θνξέα θαη πκπιεξσκαηηθέο Τπεξεζίεο Πνηφηεηα Τπεξεζίαο (QoS) Σαπηφρξνλε ρξήζε Τπεξεζηψλ Μεηαγσγήο Παθέηνπ θαη Τπεξεζηψλ Μεηαγσγήο Κπθιψκαηνο Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) Φάζκα ηνπ UMTS Αξρηηεθηνληθή Γηθηχνπ UMTS ΣΔΣΑΡΣΖ ΓΔΝΗΑ, 4G ΚΔΦΑΛΑΗΟ 8 Ο : WiMAX θαη ΗΔΔΔ ΔΗΑΓΧΓΖ

6 8.2. Υξήζεηο ηνπ WiMAX Γεληθά Υαξαθηεξηζηηθά ηνπ WiMAX Σαρχηεηεο Μεηάδνζεο, Πνηφηεηα Τπεξεζίαο θαη Αζθάιεηα Τπνζηήξημε ζπλδέζεσλ LOS, OLOS θαη NLOS Αλαιπηηθή παξνπζίαζε ηνπ πξφηππνπ ΗΔΔΔ Σν θπζηθφ επίπεδν ηνπ ΗΔΔΔ Σν επίπεδν MAC ηνπ πξνηχπνπ ΗΔΔΔ Τπφ-πξφηππα ΗΔΔΔ χγθξηζε ηνπ WiMAX κε ηα εδε ππάξρνληα πξφηππα αζχξκαηεο δηθηχσζεο ΚΔΦΑΛΑΗΟ 9 Ο : ΚΑΣΑΚΔΤΖ ΚΔΡΑΗΑ CANTENNA 2.4Ghz Πεξηγξαθή Τιηθά θαηαζθεπήο Γηαδηθαζία θαηαζθεπήο ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ

7 ΠΡΟΛΟΓΟ Ζ παξαθάησ εξγαζία έρεη σο ζέκα ηελ «ΓΗΚΣΤΑ ΤΦΖΛΧΝ ΣΑΥΤΣΖΣΧΝ». Ζ παξαθάησ εξγαζία πξαγκαηνπνηήζεθε ζηα πιαίζηα ηνπ πξνγξάκκαηνο ζπνπδψλ ηνπ ηκήκαηνο Ζιεθηξνινγίαο, ηεο ρνιήο Σερλνινγηθψλ Δθαξκνγψλ ηνπ Σ.Δ.Η. Καβάιαο. 6

8 ΔΤΥΑΡΗΣΗΔ ε απηφ ην ζεκείν ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηνλ θαζεγεηή θ. Βξαδέιε γηα ηελ πνιχηηκε βνήζεηα ηνπ ζηελ πξνζπάζεηα εθηέιεζεο ηεο πηπρηαθήο καο εξγαζίαο. Δπίζεο ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ φινπο ηνπο θαζεγεηέο κνπ ζην ΣΔΗ Καβάιαο θαη ηδηαίηεξα ηνπ Σκήκαηνο Ζιεθηξνινγίαο γηα ηελ ηερλνγλσζία θαη ηεο δεμηφηεηεο ηεο νπνίεο κνπ δίδαμαλ θαζ φιε ηελ δηάξθεηα ησλ ζπνπδψλ κνπ ψζηε λα κπνξέζσ λα εθπιεξψζσ ηελ πηπρηαθή κνπ. Δπραξηζηψ πνιχ ηελ Γξακκαηεία ηνπ Σκήκαηνο Ζιεθηξνινγίαο γηα ηελ παξνρή βνήζεηαο ζε νπνηνδήπνηε πξφβιεκα κνπ πξνέθππηε. 7

9 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1 Ο ΣΑΥΤΣΖΣΧΝ : ΔΗΑΓΧΓΖ ΣΑ ΓΗΚΣΤΑ ΤΦΖΛΧΝ 1.1. ΣΖΛΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΑΚΑ ΤΣΖΜΑΣΑ ΚΑΗ ΓΗΚΣΤΑ 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 ελφο κέζνπ δηάδνζεο. Ζ δνκή ελφο ηππηθνχ ηειεπηθνηλσληαθνχ ζπζηήκαηνο θαίλεηαη ζην ρήκα 1. Σρήκα 1 - Βαζηθό ηειεπηθνηλσληαθό ζύζηεκα Σν απιφ κνληέιν (ρήκα 1) θαιχπηεη ηηο αλάγθεο επηθνηλσλίαο κεηαμχ δχν ζπλδξνκεηψλ. Γηα λα θαιπθζνχλ φκσο νη αλάγθεο επηθνηλσλίαο πνιιψλ ζπλδξνκεηψλ γίλεηαη απαξαίηεηε ε δεκηνπξγία ελφο δηθηχνπ (ρήκα 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. 8

10 Σρήκα 2 - Γίθηπν Δπηθνηλσλίαο Γίθηπν ηειεπιεξνθνξηθήο είλαη έλα ζχζηεκα επηθνηλσληψλ ην νπνίν δηαζέηεη ζπζθεπέο ηειεπηθνηλσληψλ, ηειεπηθνηλσληαθνχο θφκβνπο, θαζψο θαη ηα θπζηθά κέζα 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 ηα ζχλνξα κεηαμχ ηεο πιεξνθνξηθήο θαη ησλ ηειεπηθνηλσληψλ 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. 9

11 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. Όκσο αθξηβψο απηή ε πξνζθεξφκελε δπλαηφηεηα φπνπ ν θαζέλαο κε κηα θζελή ηεξκαηηθή ζπζθεπή κπνξεί λα επηθνηλσλεί κε ππνινγηζηέο δεκηνπξγεί θαη πξνβιήκαηα. Αλαινγα κε ηελ πεξίπησζε, ρξεηάδνληαη κεγάιε πξνζνρή, ζαθείο θαλφλεο, απζηεξφηεηα θαη ζπλεπψο κεγάιε πνιππινθφηεηα γηα λα εμαζθαιηζζεί ε κε ζαθείο φξνπο ζπκκεηνρή ηνπ θαζελφο ζε έλα ηέηνην δίθηπν. Κάζε δίθηπν δεδνκέλσλ ζρεδηάδεηαη έηζη ψζηε λα εμππεξεηεί ηηο εθάζηνηε ιεηηνπξγηθέο απαηηήζεηο ησλ εθαξκνγψλ. Δπνκέλσο ζε θάζε δίθηπν ππάξρνπλ δηαθνξεηηθέο κέζνδνη πξνζπέιαζεο ηεο πιεξνθνξίαο, δηαθνξεηηθά πξσηφθνιια, δηαζπλδέζεηο, θπζηθά κέζα. Απηφ ην θαηλφκελν κε ηε πάξνδν ηνπ ρξφλνπ ηείλεη λα κεησζεί, θαζψο γίλνληαη ζπλερείο πξνζπάζεηεο γηα ηππνπνίεζε φισλ ησλ ζηνηρείσλ πνπ απαξηίδνπλ έλα δίθηπν δεδνκέλσλ. Σα δίθηπα δηαηξνχληαη ζε θαηεγνξίεο πνπ πξνζδηνξίδνληαη αλάινγα κε ηελ νπηηθή γσλία απφ ηελ νπνία ηα βιέπνπκε. Οη ζεκαληηθφηεξεο ππνδηαηξέζεηο 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 WAN), ηα αζηηθά δίθηπα (Metropolitan area network MAN) θαη ηα ηνπηθά δίθηπα (Local area network LAN). - 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 είλαη ην κεγαιχηεξν δίθηπν δεδνκέλσλ ηνπ πιαλήηε. - Σέινο σο πξνο ηελ ηερληθή πξνψζεζεο ηεο πιεξνθνξίαο ηα δηαθξίλνπκε ζε δίθηπα κεηαγσγήο θπθιψκαηνο (φπσο είλαη δνκεκέλν ην ηειεθσληθφ δίθηπν) θαη κεηαγσγήο παθέηνπ (φπσο είλαη δνκεκέλν ην Internet). 10

12 1.2. ΜΟΝΣΔΛΟ ISO/OSI ΔΗΑΓΧΓΖ 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 «Πξφηππν δηαζχλδεζεο αλνηθηψλ 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. Όηαλ 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). 11

13 ΠΡΟΣΤΠΟ OSI Ζ βαζηθή θηινζνθία πνπ δηέπεη ην πξφηππν OSI είλαη ηεο επηπεδνπνίεζεο (layering). Όιεο 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. ηo ρήκα 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. Σρήκα 3 - Πξόηππν OSI Σα 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. ηηο επφκελεο παξαγξάθνπο παξαηίζεηαη ζπλνπηηθή πεξηγξαθή ησλ επηά επηπέδσλ ηνπ OSI ΦΤΗΚΟ ΔΠΗΠΔΓΟ: Αθνξά ηε κεηάδνζε ησλ bit κέζσ ησλ δηαθφξσλ θπζηθψλ κέζσλ. πκπεξηιακβάλεη ηα ειεθηξηθά, κεραληθά θαη ιεηηνπξγηθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ δηαζπλδέζεσλ 12

14 (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 ΔΠΗΠΔΓΟ ΕΔΤΞΖ ΓΔΓΟΜΔΝΧΝ (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 κεηάδνζε - Έιεγρνο ζθαικάησλ θαη έιεγρνο ξνήο ησλ block ή frame ΔΠΗΠΔΓΟ ΓΗΚΣΤΟΤ (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 13

15 ζην δίθηπν πεξηιακβάλνπλ πνιιέο θπζηθέο ζπλδέζεηο θαη δεχμεηο δεδνκέλσλ (πξψην θαη δεχηεξν επίπεδν δειαδή). 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 - Έιεγρνο ξνήο δεδνκέλσλ ΔΠΗΠΔΓΟ ΜΔΣΑΦΟΡΑ (TRANSPORT) Παξέρεη εθείλεο ηηο δηαδηθαζίεο θαη ηα κέζα πνπ απαηηνχληαη, πξνθεηκέλνπ λα έρνπκε επηηπρεκέλε απφ άθξε ζε άθξε κεηαθνξά δεδνκέλσλ 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 14

16 ΔΠΗΠΔΓΟ ΤΝΟΓΟΤ (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 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 ΔΠΗΠΔΓΟ ΠΑΡΟΤΗΑΖ (PRESENTATION) Αζρνιείηαη κε ηελ αλαπαξάζηαζε ηεο πιεξνθνξίαο πνπ κεηαθέξεηαη απφ εθαξκνγή ζε εθαξκνγή, θαζψο επίζεο θαη κε ηε δνκή ησλ δεδνκέλσλ. Δπηρεηξεί δειαδή ηελ θαηάιιειε ηξνπνπνίεζε ησλ δεδνκέλσλ 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. 15

17 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) ΔΠΗΠΔΓΟ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ (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 1.3. 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 θαηεπζπλφκελα κέζα παξέρνπλ ηξφπνπο κεηάδνζεο ειεθηξνκαγλεηηθψλ θπκάησλ 16

18 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 θάζκα (spectrum). Σν πιάηνο ηνπ θάζκαηνο 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). Όζν 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. 17

19 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 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 Γηα λα κεηαθεξζνχλ ηα δεδνκέλα κέζσ ζεκάησλ είλαη αλαγθαία ε ρξήζε κεζφδσλ πνπ θσδηθνπνηνχλ ηα δεδνκέλα πάλσ ζην ρξεζηκνπνηνχκελν αλαινγηθφ ή ςεθηαθφ ζήκα. Ζ κεηάδνζε δεδνκέλσλ κε ρξήζε αλαινγηθψλ ζεκάησλ νλνκάδεηαη αλαινγηθή κεηάδνζε ελψ ε κεηάδνζε δεδνκέλσλ κε ρξήζε ςεθηαθψλ ζεκάησλ νλνκάδεηαη ςεθηαθή κεηάδνζε. 18

20 1.4. ΓΗΚΣΤΑ ΤΦΖΛΧΝ ΣΑΥΤΣΖΣΧΝ Οη αλάγθεο ησλ ρξεζηψλ γηα ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ ζπλερψο απμάλνληαη. Γηα ην ιφγν απηφ αλαπηχζζνληαη ηερλνινγίεο κε ζθνπφ ηελ ηαρχηαηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ, ζπρλά θαη ζε κεγάιεο απνζηάζεηο. Απηέο νη ηερλνινγίεο πξννξίδνληαη θπξίσο γηα δίθηπα επξείαο πεξηνρήο θαη ζπλδέζεηο νη νπνίεο εμππεξεηνχλ κεγάιν πιήζνο ρξεζηψλ. Με ηελ ηαρχηαηε εμάπισζε ηνπ Internet θαη ηε δηαζχλδεζε ησλ πεξηζζφηεξσλ έσο ηφηε θιεηζηψλ δηθηχσλ ζε απηφ, εκθαλίζηεθαλ πιήζνο λέσλ εθαξκνγψλ θαη δπλαηνηήησλ πνπ πξνζειθχνπλ νινέλα θαη πεξηζζφηεξνπο ρξήζηεο. Ζ ηάζε απηή είλαη βέβαην πσο ζα ζπλερηζηεί θαη ζην κέιινλ, θαζψο νινέλα θαη πεξηζζφηεξεο δξαζηεξηφηεηεο ζα πξαγκαηνπνηνχληαη πάλσ απφ δίθηπα θαη ζα θαζίζηαληαη πξνζηηέο ζε κεγάιε κάδα ρξεζηψλ, φπσο νη ηειεδηαζθέςεηο κε εηθφλα θαη ήρν, ε παξαθνινχζεζε ηειενπηηθνχ πξνγξάκκαηνο πάλσ απφ δίθηπα κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, ε peer-to-peer αληαιιαγή αξρείσλ κεηαμχ ρξεζηψλ. Σν ηη ζπληζηά έλα δίθηπν πςειήο ηαρχηεηαο είλαη δχζθνιν λα πξνζδηνξηζηεί, θαζψο εμαξηάηαη απφ ηελ νπηηθή γσλία ηνπ θαζελφο θαη ηηο ππάξρνπζεο ελαιιαθηηθέο ηερλνινγίεο. ηελ πηπρηαθή απηή πεξηγξάθνληαη νη βαζηθφηεξεο ηερλνινγίεο πνπ εκθαλίζηεθαλ θαη ρξεζηκνπνηήζεθαλ επξέσο ηα ηειεπηαία ρξφληα ζε δίθηπα επξείαο πεξηνρήο γηα ηε δηαζχλδεζε ρξεζηψλ-νξγαληζκψλ κε κεγάιεο απαηηήζεηο ζηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ. Έηζη πεξηγξάθεηαη ε ηερλνινγία ηνπ Frame Relay, ε ηερλνινγία ΑΣΜ, ην Gigabit Ethernet, νη ηερλνινγίεο πνιππιεμίαο κήθνπο θχκαηνο (Wavelength Division Multiplexing - WDM), ην MPLS, ην νπνίν έρεη θιεξνλνκήζεη πνιιέο απφ ηηο θαιέο ηδέεο ηνπ ΑΣΜ, ελψ ζην ηέινο αζρνινχκαζηε κε ηα αζχξκαηα δίθηπα. πγθεθξηκέλα ην αζρνινχκαζηε κε ηα δίθηπα θηλεηήο ηειεθσλίαο 3εο γεληάο, θαη ζπγθεθξηκέλα κε ηελ ηερλνινγία UMTS, ε νπνία απνηειεί ην δηάδνρν ηνπ GSM θαη ππνζηεξίδεη κεηάδνζε δεδνκέλσλ ζε πςειέο ηαρχηεηεο (νλνκαζηηθφ εχξνο δψλεο θνληά ζηα 2Mbps) γηα λα ππνζηεξηρηνχλ ππεξεζίεο φπσο ζπλνκηιίεο κε εηθφλα, θαη ηέινο παξνπζηάδεηαη ην πξφηππν ΗΔΔΔ (WiMAX) ην νπνίν απνηειεί ηνλ δηάδνρν ηνπ πξνηχπνπ ΗΔΔΔ γηα αζχξκαηα ηνπηθά δίθηπα. 19

21 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2 Ο : FRAME RELAY 2.1. ΔΗΑΓΧΓΖ Ζ κεηαγσγή πιαηζίνπ (Frame Relay) είλαη κία ηερλνινγία πνπ βαζίδεηαη ζηελ κεηαγσγή παθέηνπ παξέρνληαο ζρεηηθά πςειέο ηαρχηεηεο. Όπσο θαίλεηαη θαη απφ ην φλνκά ηεο ην Frame Relay βαζίδεηαη ζηε κεηαγσγή κνλάδσλ δεδνκέλσλ κεηαβιεηνχ κήθνπο, νη νπνίεο ιέγνληαη πιαίζηα. Ζ ηερλνινγία απηή αξρηθά εηζήρζε ην 1988 ζηα πιαίζηα ησλ ISDN δηθηχσλ σο κηα λέα κνξθή ππεξεζίαο θνξέα (bearer) κεηαγσγήο παθέησλ. Απφ ην 1988 έσο ζήκεξα έρεη ζεκεησζεί ζεκαληηθή πξφνδνο ζηνλ ηνκέα απηφλ θαη έρνπλ γίλεη πνιχ ζεκαληηθέο πξνζπάζεηεο ηππνπνίεζεο ηεο ηερλνινγίαο Frame Relay ηφζν απφ ηελ ITU-T φζν θαη απφ ηελ ANSI. Οη ηαρχηεηεο πνπ επηηπγράλνληαη θπκαίνληαη απφ 64Kbps κέρξη 45Mbps. Οπζηαζηηθά ην Frame Relay είλαη έλα πεξαηηέξσ ζηάδην εμέιημεο ηεο θιαζηθήο κεηαγσγήο παθέηνπ Υ.25 θαη είλαη κηα ππεξεζία ε νπνία ζηνρεχεη ζηε βειηίσζε ηεο επηθνηλσληαθήο απφδνζεο κεηψλνληαο ηηο θαζπζηεξήζεηο, παξέρνληαο δπλαηφηεηα θαιήο ρξήζεο ηνπ εχξνπο δψλεο θαη κεηψλνληαο ην θφζηνο ησλ επηθνηλσληαθψλ δηαηάμεσλ. Ζ κεηαγσγή πιαηζίνπ πινπνηείηαη ρξεζηκνπνηψληαο έλα ηδησηηθφ δίθηπν ή ιακβάλεηαη σο ππεξεζία απφ έλα δεκφζην δίθηπν. Οη δχν απηέο πεξηπηψζεηο θαίλνληαη ζηα ρήκα 4 θαη ρήκα 5. Σρήκα 4 - Frame Relay ρξεζηκνπνηώληαο δεκόζην δίθηπν 20

22 Σρήκα 5 - Frame Relay ζε ηδησηηθό δίθηπν 2.2. ΑΠΟ ΣΟ Υ.25 ΣΟ FRAME RELAY ΓΗΑΦΟΡΔ Υ.25 ΚΑΗ FRAME RELAY Ζ ηερλνινγία Frame Relay εηζήρζε σο κηα πξφηαζε βειηίσζεο θαη εμέιημεο ηεο θιαζηθήο ηερλνινγίαο κεηαγσγήο παθέησλ ε νπνία πεξηγξάθεηαη απφ ην πξφηππν Υ.25. Ζ ηερλνινγία απηή πξνέθπςε γηα λα ηθαλνπνηήζεη ηηο απμεκέλεο αλάγθεο γηα δηθηχσζε θαη δηαζχλδεζε ηνπηθψλ δηθηχσλ κε θαιή πνηφηεηα ππεξεζηψλ, ρσξίο θαζπζηεξήζεηο θαη φζν ην δπλαηφλ κεγαιχηεξε αμηνπηζηία. Δμεηάδνληαο ηζηνξηθά ην ζέκα βιέπνπκε φηη ε πξψηε ιχζε δηαζχλδεζεο ηνπηθψλ δηθηχσλ ήηαλ ε point-to-point ζχλδεζε γηα θάζε δεχγνο δηθηχσλ. Ζ ιχζε φκσο απηή γξήγνξα άξρηζε λα δεκηνπξγεί πνιιά πξνβιήκαηα θαζψο ν ζπλερψο απμαλφκελνο αξηζκφο ηνπηθψλ δηθηχσλ θαη ε αλάγθε γηα επξεία γεσγξαθηθή θάιπςε πνιχ ζχληνκα απέθιεηζε ηε ινγηθή απηή αθνχ ζχκθσλα κε απηή ζα απαηηνχληαλ ηεξάζηηνο αξηζκφο γξακκψλ δηαζχλδεζεο. Ζ επφκελε ιχζε ε νπνία ρξεζηκνπνηήζεθε ήηαλ ε θιαζηθή κεηαγσγή παθέηνπ ζχκθσλα κε ην πξφηππν X.25. Σα βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηεο ηερλνινγίαο απηήο είλαη: 21

23 - Πιαίζηα ειέγρνπ θιήζεο (call-control), ηα νπνία ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ εγθαηάζηαζε ησλ λνεηψλ θπθισκάησλ θαη γηα δηάθνξνπο ειέγρνπο (νη νπνίνη απαηηνχληαλ γηα λα ιεηηνπξγήζεη αμηφπηζηα ε θιαζηθή κεηαγσγή παθέησλ ζηα ηφηε επηθνηλσληαθά ζπζηήκαηα ηα νπνία παξνζίαδαλ πςειέο πηζαλφηεηεο ιαζψλ) κεηαθέξνληαη ζην ίδην θαλάιη θαη λνεηφ θχθισκα κε ηα παθέηα δεδνκέλσλ. - Ζ πνιππιεμία ησλ λνεηψλ θπθισκάησλ πξαγκαηνπνηείηαη ζην επίπεδν 3 - Μεραληζκνί ειέγρνπ-ξνήο θαη ειέγρνπ-ιαζψλ ππάξρνπλ ηφζν ζην 2ν φζν θαη ζην 3 ν επίπεδν. Απνηέιεζκα ησλ παξαπάλσ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπ Υ.25 ήηαλ ε δεκηνπξγία κεγάισλ επηβαξχλζεσλ (overhead). Παξάδεηγκα ησλ επηβαξχλζεσλ απηψλ θαίλεηαη ζην ρήκα 6. Σρήκα 6 - Δπηβαξύλζεηο ζην Χ.25 Σν ζρήκα απηφ δείρλεη ηε ξνή ησλ data-link πιαηζίσλ ηα νπνία απαηηνχληαη γηα ηε κεηάδνζε ελφο παθέηνπ δεδνκέλσλ απφ έλα ηειηθφ-ζχζηεκα (end system) πεγή ζε έλα ηειηθφ-ζχζηεκα (end system) πξννξηζκφ, θαη ηελ επηζηξνθή ελφο πιαηζίνπ αλαγλψξηζεο. ε θάζε βήκα (hop) κέζα ζην δίθηπν ζχκθσλα κε ην data link control πξσηφθνιιν πξέπεη λα αληαιιαρζνχλ έλα πιαίζην δεδνκέλσλ θαη έλα πιαίζην αλαγλψξηζεο. Δπηπιένλ, ζε θάζε ελδηάκεζν θφκβν πξέπεη λα δηαηεξνχληαη πίλαθεο 22

24 θαηαζηάζεσλ γηα θάζε λνεηφ θχθισκα γηα λα ηθαλνπνηνχληαη νη έιεγρνη ξνήο θαη ιαζψλ ζχκθσλα κε ην πξφηππν Υ.25. Όια απηά δεκηνπξγνχλ πνιχ κεγάιε επηβάξπλζε (overhead) ζην δίθηπν αθνχ έλα κεγάιν ηκήκα ηεο ρσξεηηθφηεηάο ηνπ απαζρνιείηαη κε πιενλάδνληα bits γηα αλίρλεπζε θαη δηφξζσζε ιαζψλ. Ζ επηβάξπλζε απηή κπνξεί λα ζεσξεζεί φηη είλαη απαξαίηεηε ζηα παιαηφηεξα επηθνηλσληαθά ζπζηήκαηα ηα νπνία παξνπζίαδαλ πνιιέο πηζαλφηεηεο ιαζψλ ψζηε λα ιεηηνπξγήζνπλ αμηφπηζηα. Όκσο πξνθαιεί κφλν πξνβιήκαηα ζηελ πεξίπησζε ελφο ISDN δηθηχνπ. Κη απηφ γηαηί ζην ISDN ρξεζηκνπνηείηαη αμηφπηζηε ηερλνινγία ςεθηαθήο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ πάλσ απφ πςειήο πνηφηεηαο αμηφπηζηεο ζπλδέζεηο, νη νπνίεο κάιηζηα πνιιέο θνξέο είλαη νπηηθέο ίλεο. Έηζη, φινη απηνί νη έιεγρνη πνπ εηζάγεη ην πξφηππν Υ.25 εθηφο απφ ην γεγνλφο φηη δελ είλαη απαξαίηεηνη, είλαη θαη κε ιεηηνπξγηθνί θαζψο φπσο αλαθέξζεθε θαη παξαπάλσ απαζρνινχλ κεγάιν κέξνο ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ δηθηχνπ. Αθφκε, έλα απφ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ISDN είλαη φηη κπνξνχλ λα επηηεπρζνχλ πςεινί ξπζκνί κεηάδνζεο θαη εηδηθφηεξα αλ ρξεζηκνπνηεζνχλ H θαλάιηα. Έηζη, ζην πεξηβάιινλ ηνπ ISDN κε ηα ραξαθηεξηζηηθά πνπ αλαθέξζεθαλ, ην Υ.25 φρη κφλν δελ είλαη αλαγθαίν αιιά θαη δελ επηηξέπεη ηελ επίηεπμε ησλ ξπζκψλ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ νη νπνίνη είλαη δπλαηφλ λα επηηεπρζνχλ κε ην ISDN. Δπίζεο θαζψο αξρίδνπλ λα κεγαιψλνπλ νη αλάγθεο ησλ ρξεζηψλ ησλ δηθηχσλ θαη θαζψο αξρίδνπλ λα εηζάγνληαη εθαξκνγέο (γξαθηθά, πνιπκέζα θ. ά.) πνπ απαηηνχλ κεγάιν εχξνο δψλεο ε επηβάξπλζε ηνπ X.25 δεκηνπξγεί επηπξφζζεηα πξνβιήκαηα. ε φια απηά ηα πξνβιήκαηα πνπ παξνπζίαδε ε θιαζηθή κεηαγσγή παθέηνπ ήξζε λα δψζεη ιχζε ε ηερλνινγία Frame Relay. Βαζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ηνπ Frame Relay είλαη ε δηαηήξεζε ηεο θηινζνθίαο ηεο κεηαγσγήο πιαηζίνπ κεηψλνληαο φκσο φζν είλαη δπλαηφ ηηο επηβαξχλζεηο πνπ εηζάγεη ην Υ.25. Οη βαζηθέο δηαθνξέο ησλ δχν ηερλνινγηψλ είλαη νη εμήο: i. Ζ ζεκαηνδνζία ειέγρνπ κεηαθέξεηαη ζε έλα ινγηθφ θαλάιη μερσξηζηφ απφ ην θαλάιη κεηάδνζεο ησλ δεδνκέλσλ. Απνηέιεζκα απηνχ ηνπ γεγνλφηνο είλαη νη ελδηάκεζνη θφκβνη λα κελ ρξεηάδεηαη λα ρξεζηκνπνηνχλ δηαδηθαζίεο ειέγρνπ θιήζεσλ (π.ρ. πίλαθεο θαηάζηαζεο θαη κελχκαηα πξνφδνπ) γηα θάζε αλεμάξηεηε ζχλδεζε. 23

25 ii. iii. Ζ πνιππιεμία θαη ε κεηαγσγή παθέησλ γίλεηαη ζην επίπεδν 2 αληί γηα ην επίπεδν 3 φπνπ γίλεηαη ζην Υ.25 κεηψλνληαο έηζη έλα νιφθιεξν επίπεδν επεμεξγαζίαο. Γελ ππάξρνπλ έιεγρνη ξνήο θαη ιάζνπο απφ ηκήκα-ζε-ηκήκα (hop-by-hop). Αλ απαηηνχληαη ηέηνηνη έιεγρνη ηφηε απηφ είλαη ππαηηηφηεηα ελφο αλψηεξνπ επηπέδνπ. Ζ ιεηηνπξγία ηνπ Frame Relay θαίλεηαη ζην ρήκα 7. Όπσο θαίλεηαη απφ ηελ πεγή ζην πξννξηζκφ ζηέιλεηαη κφλν έλα πιαίζην δεδνκέλσλ θαη έλα πιαίζην αλαγλψξηζεο, πνπ δεκηνπξγείηαη ζε έλα αλψηεξν επίπεδν, κεηαθέξεηαη πίζσ. Σρήκα 7 - Λεηηνπξγία Frame Relay Ζ ζχγθξηζε ησλ δχν ηερλνινγηψλ κε βάζε ηα 3 πξψηα επίπεδα ηνπ κνληέινπ OSI θαίλεηαη παξαζηαηηθά ζην ρήκα 8. Σρήκα 8 - Σύγθξηζε Frame Relay θαη Χ.25 24

26 - LAPF: Δίλαη ην πξφηππν ην νπνίν αθνινπζεί ε κεηαθεξφκελε πιεξνθνξία ζην Frame Relay. Σν πξφηππν απηφ επηηξέπεη ηε ινγηθή πνιππιεμία κέζα απφ κηα θπζηθή γξακκή. Έηζη, δίλεηαη ε δπλαηφηεηα ηεο ηαπηφρξνλεο κεηαθνξάο πνιιαπιψλ ινγηθψλ ζπλφδσλ κέζα απφ κηα θπζηθή γξακκή - LAPB: Δίλαη ην πξφηππν ην νπνίν αθνινπζεί ε κεηαθεξφκελε πιεξνθνξία ζην Υ.25. ην επίπεδν γξακκήο ην LAPB είλαη ππεχζπλν γηα ηελ αμηνπηζηία ζηε κεηάδνζε απφ ηε πεγή ηεο πιεξνθνξίαο ζην δίθηπν κεηαγσγήο πιαηζίνπ θαη απφ απηφ ζην πξννξηζκφ. Έλα κεηνλέθηεκα ηνπ Frame Relay κπνξεί θάπνηνο λα πεη φηη είλαη πσο δελ δίλεη ηε δπλαηφηεηα λα γίλεη έιεγρνο ξνήο θαη ειέγρνπ, αλ θαη απηφ κπνξεί λα γίλεη ζε θάπνην αλψηεξν επίπεδν. Αθφκε, έλα άιιν ραξαθηεξηζηηθφ ηνπ Υ.25 ην νπνίν δελ ππάξρεη ζην Frame Relay είλαη φηη ζην Υ.25 ζε θάζε βήκα (hop) κπνξεί λα γίλεη έιεγρνο ηεο αμηνπηζηίαο κε ην πξσηφθνιιν ειέγρνπ-ζχλδεζεο. ην Frame Relay δελ ππάξρεη απηφο ν hop-by-hop έιεγρνο. Απηά ηα κεηνλεθηήκαηα φκσο δελ είλαη ηφζν ζεκαληηθά αθνχ αληηζηαζκίδνληαη απφ ηελ ζπλερψο απμαλφκελε αμηνπηζηία ηεο κεηάδνζεο θαη ηεο κεηαγσγήο. Ζ ηερλνινγία Frame Relay φκσο παξνπζηάδεη πνιπ ζεκαληηθά πιενλεθηήκαηα. πγθεθξηκέλα, ρξεζηκνπνηψληαο ηελ κεηψλνληαη θαηά πνιχ νη επηβαξχλζεηο πνπ εηζάγνληαη απφ ην Υ.25 έρνληαο σο απνηέιεζκα ηε κείσζε ησλ θαζπζηεξήζεσλ θαη ηελ αχμεζε ηεο απφδνζεο. Κάπνηεο κεηξήζεηο έρνπλ δείμεη κείσζε κηαο ηάμεο κεγέζνπο ηνπ ρξφλνπ επεμεξγαζίαο πιαηζίνπ. Δπίζεο, ηα δίθηπα πνπ βαζίδνληαη ζηελ ηερλνινγία απηή ππνζηεξίδνπλ ηαρχηεηεο πξφζβαζεο έσο 45Mbps, εχξνο δψλεο θαηφπηλ απαίηεζεο (on demand) θαη πνιιαπιέο ζπλφδνπο δεδνκέλσλ πάλσ απφ ηελ ίδηα γξακκή πξφζβαζεο. χκθσλα κε ην πξφηππν ANSI Σ1.606 ηέζζεξα παξαδείγκαηα εθαξκνγψλ νη νπνίεο κπνξνχλ λα σθειεζνχλ απφ ηε ρξήζε ηεο ππεξεζίαο Frame Relay πάλσ απφ έλα πςειήο-ηαρχηεηαο Ζ θαλάιη είλαη: i. Γηαινγηθέο ζε επίπεδν κπινθ (block-interactive) εθαξκνγέο δεδνκέλσλ φπσο είλαη ηα γξαθηθά πςειήο-αλάιπζεο. Σέηνηεο εθαξκνγέο απαηηνχλ ρακειέο θαζπζηεξήζεηο θαη πςειή απφδνζε, ζηνηρεία ηα νπνία πξνζθέξεη ην Frame Relay. 25

27 ii. Μεηαθνξά Αξρείσλ. Μηα εθαξκνγή κεηαθνξάο κεγάισλ αξρείσλ γηα λα ιεηηνπξγήζεη ηθαλνπνηεηηθά είλαη απαξαίηεην ην δίθηπν λα έρεη πςειή απφδνζε ψζηε νη ρξφλνη κεηαθνξάο ησλ αξρείσλ λα είλαη φζν ην δπλαηφ κηθξφηεξνη. iii. Πνιππιεμία Υακειψλ-Ρπζκψλ. θνπφο είλαη ε νηθνλνκηθή κεηαθνξά νκάδσλ εθαξκνγψλ πνπ αληηζηνηρίδνληαη ζε πεγέο κε ρακειφ ξπζκφ παξαγσγήο δπαδηθψλ ςεθίσλ. iv. Γηαινγηθή-ζε-επίπεδν-ραξαθηήξα θίλεζε (Character-interactive traffic). Βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά κηαο ηέηνηαο εθαξκνγήο είλαη ρακειή απφδνζε, κηθξά πιαίζηα θαη κηθξέο θαζπζηεξήζεηο. Παξάδεηγκα ηέηνηαο εθαξκνγήο είλαη ην text editing (επεμεξγαζία θεηκέλνπ). Σα πιενλεθηήκαηα ηνπ Frame Relay ζε ζρέζε κε ηηο ηερλνινγίεο Υ.25, ηα κεηαγψγηκα θπθιψκαηα θαη ηηο κηζζσκέλεο γξακκέο δείρλεη νκαδνπνηεκέλα ν Πίλαθαο 1. Πίλαθαο 1 - Σύγθξηζε Frame Relay Απαηηήζεηο Μεηαγψγηκα Κπθιψκαηα Μηζζσκέλα Κπθιψκαηα Υ.25 Frame Relay Τςειέο Σαρχηεηεο Όρη Ναη Όρη Ναη Δχξνο δψλεο θαηφπηλ δήηεζεο πλδέζεηο πξνο πνιιαπιά ζεκεία Όρη Όρη Ναη Ναη Όρη Ναη Ναη Ναη Γηθηπαθή Δπειημία Ναη Όρη Ναη Ναη Δπειημία ζηα θφζηε πινπνίεζεο Ναη Όρη Ναη Ναη Γεληθά, ζα κπνξνχζακε λα πνχκε φηη ην Frame Relay είλαη κηα έθδνζε ηνπ Υ.25 ε νπνία πινπνηεί ηηο βαζηθέο ιεηηνπξγίεο ηνπ Υ.25 κφλν ζε δχν επίπεδα. Δπίζεο ζα κπνξνχζακε λα δνχκε ην Frame Relay σο κηα βειηησκέλε έθδνζε ηνπ I.460/V.120. Σν πξφηππν απηφ επηηξέπεη ηελ πνιππιεμία πνιιαπιψλ ινγηθψλ ζπλδέζεσλ ζε έλα κνλφ θχθισκα αλάκεζα ζε δχν ζπλδξνκεηέο. Σν Frame Relay ππνζηεξίδεη φρη κφλν πνιππιεμία αιιά θαη κεηαγσγή. Έηζη, πνιιαπιέο ινγηθέο ζπλδέζεηο απφ έλαλ ζπλδξνκεηή πάλσ απφ έλα θαλάιη κπνξνχλ λα εγθαηαζηαζνχλ ζε πνιιαπινχο ζπλδξνκεηέο πάλσ απφ ην δίθηπν. 26

28 πλνςίδνληαο, ηα ζεηηθά ζηνηρεία ηεο ηερλνινγίαο Frame Relay ηα νπνία ην μερσξίδνπλ απφ ηηο παξαπάλσ ιχζεηο θαη θπξίσο απφ ηελ ηερλνινγία Υ.25 είλαη: - Γπλαηφηεηα δηακνηξαζκνχ ζχξαο θαη γξακκήο ρξεζηκνπνηψληαο πνιππιεμία πιαηζίσλ - Τςειέο ηαρχηεηεο - Τςειή απφδνζε - Υακειέο Καζπζηεξήζεηο - Δχξνο δψλεο θαηφπηλ δήηεζεο - πλδέζεηο πξνο πνιιαπιά ζεκεία - Δπειημία ζηα θφζηε πινπνίεζεο - Δπθνιία κεηαλάζηεπζεο απφ ηα ππάξρνληα δίθηπα ζε δίθηπα ηερλνινγίαο Frame Relay - Δχθνιε Δπέθηαζε ηνπ Γηθηχνπ - Απινπνηεκέλε δηαρείξηζε ησλ δηθηχσλ - Πνιιά πξφηππα γηα ηελ ηερλνινγία απηή - Ηδηαίηεξα απνδνηηθή ζε κηα ζεηξά εθαξκνγψλ - Ηδηαίηεξα απνδνηηθή γηα ISDN δίθηπα 2.3. ΑΡΥΗΣΔΚΣΟΝΗΚΖ ΣΟΤ FRAME RELAY Έλα δίθηπν Frame Relay απνηειείηαη απφ ηνλ εμήο εμνπιηζκφ: i. Γηαηάμεηο Πξνζαξκνγήο φπσο γέθπξεο, δξνκνινγεηέο, Front-End Δπεμεξγαζηέο, πχιεο, ειεγθηέο ηεξκαηηθψλ θαη αλήθνπλ ζηνλ εμνπιηζκφ ηνπ ζπλδξνκεηή. ii. Γηαθνπηηθά ηνηρεία ηνπ Γηθηχνπ Κνξκνχ φπσο κεηαγσγείο, ζπγθεληξσηέο θαη πνιππιέθηεο. Απηά κπνξεί λα αλήθνπλ είηε ζηνλ ζπλδξνκεηή είηε ζηνλ παξνρέα ησλ δηθηπαθψλ ππεξεζηψλ. iii. χζηεκα Γηαρείξηζεο. Όκσο, πξηλ εμεηάζνπκε αλαιπηηθά ηελ αξρηηεθηνληθή ηεο κεηαγσγήο πιαηζίσλ πξέπεη λα δηαθξίλνπκε δπν κνξθέο frame-mode ππεξεζίεο θνξέα: ηνπ frame relaying θαη ηνπ frame switching. 27

29 Ζ frame relaying ππεξεζία θνξέα είλαη κηα βαζηθή δηθηπαθή ππεξεζία γηα ηελ κεηαθνξά data-link πιαηζίσλ πάλσ απφ ην D, B ή H θαλάιη ηνπ ISDN. Ζ ππεξεζία έρεη ηα αθφινπζα ραξαθηεξηζηηθά: - Σν user-network interface επηηξέπεη ηελ εγθαηάζηαζε πνιιαπιψλ ηδεαηψλ θιήζεσλ θαη/ή κφληκσλ ηδεαηψλ θπθισκάησλ (PVC) ζε πνιιαπινχο πξννξηζκνχο. - ηελ πεξίπησζε ησλ ηδεαηψλ θιήζεσλ, ε ζεκαηνδνζία ειέγρνπ πξαγκαηνπνηείηαη μερσξηζηά κέζσ ηνπ D-θαλαιηνχ. - Σα δεδνκέλα ησλ ρξεζηψλ κεηαδίδνληαη κε ηελ κνξθή ησλ πιαηζίσλ, ρξεζηκνπνηψληαο ην LAPF (Link Access Procedure for Frame-Mode Bearer Services) πξσηφθνιιν ζχλδεζεο δεδνκέλσλ. - Σν δίθηπν δηαηεξεί ηελ ζεηξά ησλ πιαηζίσλ πνπ κεηαδίδνληαη ζε έλα S ή T ζεκείν αλαθνξάο φηαλ θζάλνπλ ζηνλ πξννξηζκφ ηνπο. - Σν δίθηπν αληρλεχεη ιάζε κεηάδνζεο, δηακφξθσζεο θαζψο θαη ιεηηνπξγηθά ιάζε θαη απνξξίπηεη ηα αληίζηνηρα πιαίζηα Ζ frame switching ππεξεζία θνξέα είλαη κηα βειηησκέλε δηθηπαθή ππεξεζία γηα ηελ κεηαθνξά data-link πιαηζίσλ πάλσ απφ έλα D, B ή H θαλάιη. Παξνπζηάδεη φια ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο frame-relaying ππεξεζίαο θνξέα θαη επηπιένλ έρεη ηα αθφινπζα ραξαθηεξηζηηθά. - Σα πιαίζηα κεηαδίδνληαη κε acknowledgments πνπ επηζηξέθνληαη ζε απηφλ πνπ κεηαδίδεη. - Ο έιεγρνο ξνήο ππνζηεξίδεηαη ζην user-network interface θαη ζηηο δπν θαηεπζχλζεηο. - Σν δίθηπν αληρλεχεη θαη δηνξζψλεη ιάζε ιεηηνπξγηθά, κεηάδνζεο θαη δηακφξθσζεο. - Σν δίθηπν αληρλεχεη θαη επαλέξρεηαη απφ πξνβιήκαηα απψιεηαο ή χπαξμεο δηπιψλ παθέησλ. Οπζηαζηηθά, ε frame relaying service είλαη κηα αλαμηφπηζηε πνιππιεγκέλε ππεξεζία. Δίλαη κηα ππεξεζία πνπ δελ πεξηιακβάλεη acknowledgments ζηελ νπνία είλαη πηζαλφ λα έρνπκε απψιεηα πιαηζίσλ ή αθφκα θαη δηπιά πιαίζηα ρσξίο λα ππάξρεη έλαο κεραληζκφο ειέγρνπ ξνήο ζην user-network interface. Χζηφζν, ην frame relaying service εγγπάηαη φηη ηα πιαίζηα θζάλνπλ ζηνλ πξννξηζκφ κε ηελ ζεηξά πνπ 28

30 ζηάιζεθαλ. Σν frame switching service είλαη κηα αμηφπηζηε πνιππιεγκέλε ππεξεζία. Παξέρεη έιεγρν ξνήο θαη έιεγρν ιαζψλ θαη γηα ηνλ ιφγν απηφ κνηάδεη πεξηζζφηεξν κε ην Υ.25 ζε ιεηηνπξγηθφηεηα. Με δεδνκέλε ηελ αμηνπηζηία ησλ ζχγρξνλσλ δηθηχσλ, θαη επηπιένλ ηελ χπαξμε ινγηζκηθνχ πςειφηεξσλ επηπέδσλ γηα παξνρή end-to-end αμηνπηζηίαο, ε frame relaying ππεξεζία είλαη επξχηεξα δηαδεδνκέλε απφ ηελ frame switching ππεξεζία. 29

31 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3 ο : ΑΣΜ 3.1. ΔΗΑΓΧΓΖ ηφρνο ηνπ θεθαιαίνπ πνπ αθνινπζεί, είλαη ε παξνπζίαζε ησλ βαζηθψλ αξρψλ ηεο ηερλνινγίαο Αζχγρξνλνπ Σξφπνπ Μεηαθνξάο (ΑΣΜ - Asynchronous Transfer Mode). O Αζχγρξνλνο Σξφπνο Μεηαθνξάο είλαη κηα ηερλνινγία κεηαγσγήο θαη πνιππιεμίαο ηεο πιεξνθνξίαο πάλσ απφ έλα θπζηθφ κέζν. Υαξαθηεξίδεηαη σο αζχγρξνλνο ιφγσ ηνπ ηξφπνπ κεηαθνξάο ησλ παθέησλ- θπςειίδσλ (cells). Σν ΑΣΜ γελλήζεθε ζηα εξγαζηήξηα ηεο A.T&T ζηηο ΖΠΑ ην 1980, ζαλ κία ηερληθή κεηαγσγήο ε νπνία ζα εμππεξεηνχζε ηε κεηάδνζε θσλήο θαη δεδνκέλσλ κε ηε κνξθή παθέηνπ. Σν 1988 ν νξγαληζκφο ITU-T (πξψελ CCITT) εηζήγαγε ηελ ΑΣΜ ηερλνινγία σο ην κεραληζκφ κεηαθνξάο γηα ην Broadband ISDN. Σα επξπδσληθά δίθηπα ελνπνηεκέλσλ ππεξεζηψλ (Broadband - ISDN) πνπ είλαη ε ελνπνίεζε φισλ ησλ ππαξρφλησλ δηθηχσλ ζε κηα εληαία νκνγελή ππνδνκή, ε νπνία ζα ππνζηεξίδεη φινπο ηνπο ηχπνπο επηθνηλσληαθψλ ππεξεζηψλ, βαζίδνληαη επνκέλσο ζην ΑΣΜ. Σν 1991 δεκηνπξγήζεθε ην ATM Forum ην νπνίν ην 2004 αξηζκνχζε πεξίπνπ 80 εηαηξίεο κέιε. θνπφο ηνπ ΑΣΜ Forum είλαη λα πξνσζεί ηελ αλάπηπμε απηήο ηεο ηερλνινγίαο βαζηδφκελν πάληα ζηα επίζεκα πξφηππα-θαλφλεο ησλ ITU-T θαη ANSI. Ζ δεκηνπξγία ηνπ ΑΣΜ είρε σο θίλεηξν ηελ αλάγθε αληηθαηάζηαζεο ηνπ πξνγφλνπ ηνπ, STM (Synchronous transfer mode). Γεδνκέλνπ φηη ε κνξθή ησλ δεδνκέλσλ πνπ δηαθηλνχληαη ζηα ηειεπηθνηλσληαθά δίθηπα ζηαδηαθά γίλεηαη έλα κίγκα απφ θσλή, δεδνκέλα ππνινγηζηψλ, video θαη audio-on-demand, web ζειίδεο πινχζηεο ζε γξαθηθά θ.ι.π., ππήξμε ε αλάγθε εχξεζεο ελφο λένπ πξνηχπνπ ην νπνίν ζα ππνζηεξίδεη έλα επξχ θάζκα ππεξεζηψλ φπσο: - Φσλή - Παθέηα δεδνκέλσλ (SMDS, IP, FR) - Video - Δθαξκνγέο εηθφλαο (imaging) - Δμνκνίσζε θπθισκάησλ (circuit emulation) Έηζη ινηπφλ ε ηερλνινγία ATM είλαη ζε ζέζε λα ππνζηεξίδεη έλα επξχ θάζκα δηθηπαθψλ εθαξκνγψλ αλάκεζα ζηηο νπνίεο κπνξνχκε λα δηαθξίλνπκε ηηο αθφινπζεο: - Σειεζπλδηάζθεςε (Video Conferencing) 30

32 - πλδηάζθεςε απφ γξαθείν ζε γξαθείν (Desktop Conferencing) - Δηθνλνηειέθσλν (Videophone) - Δηθφλα / Ήρνο θαηά παξαγγειία (Audio/Video On Demand) - Δηθνληθά ηνπηθά δίθηπα (VLAN: Virtual LANs) - Δπηθνηλσλίεο ΑΣΜ κεγάιεο ρσξεηηθφηεηαο κε θηλεηνχο θφκβνπο (ζπλήζσο κε δνξπθνξηθέο δεχμεηο) Σν ATM ζπλδπάδεη πιενλεθηήκαηα ηφζν ηεο κεηαγσγήο παθέηνπ (packet switching) φζν θαη ηεο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο (circuit switching). Απφ ηελ ηερληθή κεηαγσγήο παθέησλ ρξεζηκνπνηεί ηελ δηαδηθαζία πνιχπιεμεο δηάθνξσλ ξνψλ θίλεζεο απφ δηάθνξεο πεγέο πάλσ απφ ζπγθεθξηκέλεο θπζηθέο γξακκέο. Απφ ηελ ηερληθή κεηαγσγήο θπθιψκαηνο έρεη θξαηήζεη ηελ γξήγνξε επεμεξγαζία ησλ παθέησλ - θπςειίδσλ (cells), απνδίδνληαο ηνλ ξφιν ηνπ ειέγρνπ θαη δηφξζσζεο ζθαικάησλ ζηα δχν άθξα επηθνηλσλίαο. Σν ATM αλαθέξεηαη κεξηθέο θνξέο θαη σο "cell relay" θαζψο ρξεζηκνπνηεί κηθξά παθέηα ζηαζεξνχ κεγέζνπο (θπςειίδεο - cells) γηα ηε κεηαθνξά ηεο πιεξνθνξίαο, ε νπνία θαηαλέκεηαη ζηηο θπςειίδεο, κεηαδίδεηαη θαη αλαζπγθξνηείηαη ζηνλ ηειηθφ ηεο πξννξηζκφ. Ο φξνο «αζχγρξνλνο» αλαθέξεηαη ζε αληηδηαζηνιή κε ηνλ φξν «ζχγρξνλνο», ν νπνίνο ζεκαίλεη φηη ην ςεθηαθφ ζήκα είλαη ζηελά ζπλδεδεκέλν κε θάπνηνπ είδνπο ξνιφη. Σα αζχγρξνλα ζήκαηα δελ ρξεζηκνπνηνχλ ξνιφη, αιιά έρνπλ ζπλήζσο έλα bit έλαξμεο θαη ιήμεο ή θάπνηα ζεηξά απφ bits πνπ θαζνξίδεη κνλαδηθά πφηε αξρίδεη θαη πφηε ζηακαηάεη έλαο ραξαθηήξαο ή έλα παθέην. Αζχγρξνλεο είλαη νη πεξηζζφηεξεο ζεηξηαθέο επηθνηλσλίεο θαη φιεο πξαθηηθά νη δηθηπαθέο επηθνηλσλίεο ζε έλα LAN, ελψ ζχγρξνλεο είλαη νη κεηαθνξέο δεδνκέλσλ απφ θαη πξνο ηνλ επεμεξγαζηή θαζψο θαη ζηηο παξάιιειεο ζχξεο. Οη ζχγρξνλεο κεηαδφζεηο ηείλνπλ λα είλαη πην απνδνηηθέο δεδνκέλεο κηαο ζηαζεξήο ξνήο δεδενκέλσλ, ελψ νη αζχγρξνλεο ηείλνπλ λα είλαη πην επέιηθηεο θαη πην αλζεθηηθέο. Ζ ηερλνινγία ATM απνηειεί έλαλ ζπκβηβαζκφ πξνθεηκέλνπ λα βξεζεί έλαο θνηλφο παξνλνκαζηήο γηα φινπο ηνπο ηχπνπο δεδνκέλσλ. Μία ξνή απφ bits θαηαλέκεηαη ζε δηαθξηηέο θπςειίδεο. Αλ ην κέγεζνο ηεο θπςειίδαο είλαη αξθεηά κηθξφ, θαη ην ζπλνιηθφ throughput ηνπ θπθιψκαηνο είλαη πςειφ, ε θίλεζε πνπ είλαη επαίζζεηε ζηελ θαζπζηέξεζε κπνξεί λα κεηαθεξζεί επηηπρψο καδί κε ηχπνπο θίλεζεο πνπ είλαη 31

33 "bursty" (έρνπλ δειαδή ζχληνκα μεζπάζκαηα πςειήο θίλεζεο). Καζψο θαηά ηε δηαδηθαζία θαζνξηζκνχ ηνπ ATM πξνηχπνπ νη επξσπατθνί παξνρείο ππεξεζηψλ θσλήο ήζειαλ θπςειίδεο κεγέζνπο 32 bytes κε επηθεθαιίδεο ησλ 4 bytes, ελψ πνιιέο βνξεηνακεξηθαληθέο εηαηξίεο πξνηηκνχζαλ κία πην απνδνηηθή θπςειίδα ησλ 64 bytes κε επηθεθαιίδα ησλ 5 bytes, ν ζπκβηβαζκφο βξέζεθε ζηηο θπςειίδεο ησλ 48 bytes κε επηθεθαιίδα ησλ 5 bytes, θαη άξα ε ζπλνιηθή ATM θπςειίδα έρεη ηειηθά κέγεζνο 53 bytes ΑΡΥΗΣΔΚΣΟΝΗΚΖ ΠΡΧΣΟΚΟΛΛΟΤ Σν ATM είλαη ε πιένλ δηαδεδνκέλε ηερλνινγία ζηα backbone δίθηπα. πλεξγάδεηαη εχθνια κε άιιεο ηερλνινγίεο θαη δηαζέηεη εμειηγκέλα ραξαθηεξηζηηθά γηα ηε δηαρείξηζε ππεξεζηψλ Quality of Service (QoS), ηα νπνία είλαη ελζσκαησκέλα ζηα δηάθνξα επίπεδα ηνπ ATM. Σν ΑΣΜ είλαη ζε νξηζκέλα ζεκεία παξφκνην κε ηελ αληαιιαγή παθέησλ κέζσ Υ.25 ή Frame Relay, ηα νπνία είλαη φια πξσηφθνιια πξνζαλαηνιηζκέλα ζηε ζχλδεζε. To ATM κεηαθέξεη δεδνκέλα ζε δηαθεθξηκέλα κπινθ, επηηξέπεη πνιιαπιέο ινγηθέο ζπλδέζεηο λα πνιππιερηνχλ ζε έλα θπζηθφ interface θαη έρεη νξγαλσκέλε ηε ξνή ηεο πιεξνθνξίαο ζε παθέηα ζηαζεξνχ κεγέζνπο, ηηο θπςειίδεο. Σν ΑΣΜ είλαη έλα πξσηφθνιιν κε ειάρηζην έιεγρν ιαζψλ θαη ξνήο. Γηα απηφ ην ιφγν κεηψλεηαη ε επηπιένλ πιεξνθνξία αλά θπςειίδα κε απνηέιεζκα λα επηηπγράλνληαη κεγάιεο ηαρχηεηεο κεηαθνξάο. ην θπζηθφ επίπεδν ηνπ πξσηνθφιινπ νξίδνληαη ζπγθεθξηκέλα ηαρχηεηεο κεηαθνξάο ζηα Mbps θαη Mbps. Άιιεο ηαρχηεηεο είλαη δπλαηφλ λα επηηεπρζνχλ είηε πςειφηεξεο είηε θαη ρακειφηεξεο. Σν κνληέιν αλαθνξάο πξσηνθφιισλ (Protocol Reference Model - PRM) ζχκθσλα κε ηηο ζπζηάζεηο ηεο ΗΣπ-T Η.121 απνηειείηαη απφ ηξία θαηαθφξπθα επίπεδα (planes) θαη απφ ηξία νξηδφληηα επίπεδα ή ζηξψκαηα (layers), φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα 26. Σα ηξία θαηαθφξπθα επίπεδα είλαη ην επίπεδν ρξήζηε, ην επίπεδν ειέγρνπ θαη ην επίπεδν δηαρείξηζεο, ελψ ηα ηξία νξηδφληηα είλαη ην θπζηθφ επίπεδν, ην επίπεδν ΑΣΜ θαη ην επίπεδν πξνζαξκνγήο ζην ΑΣΜ (ATM Adaptation Layer ή AAL). 32

34 Σρήκα 9 - Τν κνληέιν αλαθνξάο ηνπ B-ISDN ΚΑΣΑΚΟΡΤΦΟ ΔΠΗΠΔΓΟ ΥΡΖΣΖ (USER PLANE) Σν επίπεδν ρξήζηε παξέρεηαη γηα ηε κεηαθνξά ηεο εθαξκνγήο ηνπ ηειηθνχ ρξήζηε. Πεξηιακβάλεη κεραληζκνχο πνπ ρξεηάδνληαη γηα ηελ ππνζηήξημε ηνπ ρξήζηε φπσο έιεγρν ζπκθφξεζεο θαη επαλαθνξά απφ ιάζε ΚΑΣΑΚΟΡΤΦΟ ΔΠΗΠΔΓΟ ΔΛΔΓΥΟΤ (CONTROL PLANE) Σν επίπεδν ειέγρνπ θξνληίδεη γηα ηελ αληαιιαγή πιεξνθνξίαο ζεκαηνδνζίαο κεηαμχ ΑΣΜ ηειηθψλ ζεκείσλ (απνζηνιέα θαη παξαιήπηε ΑΣΜ δεδνκέλσλ) ψζηε λα πξαγκαηνπνηεζνχλ νη ξπζκίζεηο γηα ηελ ζχλδεζε. Σν Control Plane παξέρεη επίζεο ιεηηνπξγίεο βαζηθέο γηα ηηο ππεξεζίεο κεηαγσγήο. Μεηέρεη ζηηο δηαδηθαζίεο ζεκαηνδνζίαο θαη δξνκνιφγεζεο, πνπ είλαη απαξαίηεηεο γηα ηελ δηεπζέηεζε (setup), δηαρείξηζε θαη ηελ απνδέζκεπζε ζπλδέζεσλ ηχπνπ SVCs (switched virtual connection) κεηαμχ δχν ζεκείσλ ζην δίθηπν. Αθφκα, ην Control Plane κνηξάδεηαη κε ην User Plane ηηο δηεπθνιχλζεηο πνπ παξέρνπλ ην ΑΣΜ Layer θαη ην Physical Layer ΚΑΣΑΚΟΡΤΦΟ ΔΠΗΠΔΓΟ ΓΗΑΥΔΗΡΗΖ (MANAGEMENT PLANE) Σν επίπεδν δηαρείξηζεο παξέρεη ηε δπλαηφηεηα αληαιιαγήο πιεξνθνξηψλ κεηαμχ ησλ επηπέδσλ ρξήζηε θαη ειέγρνπ, γη' απηφ θαη δελ είλαη δηαζηξσκαησκέλν φπσο ηα ππφινηπα επίπεδα. Απνηειείηαη απφ δχν επηκέξνπο ηκήκαηα: 33

35 - Ζ δηαρείξηζε ζηξσκάησλ πεξηιακβάλεη πιεξνθνξίεο θαη κεραληζκνχο ειέγρνπ γηα ηα πξσηφθνιια πνπ ππάξρνπλ ζε θάζε μερσξηζηφ ζηξψκα - Ζ δηαρείξηζε ησλ θαηαθφξπθσλ επηπέδσλ πεξηιακβάλεη δηαδηθαζίεο δηαρείξηζεο θαη ζπληνληζκνχ πνπ ζρεηίδνληαη κε ηε ζπλνιηθή ιεηηνπξγία ηνπ ζπζηήκαηνο ΟΡΗΕΟΝΣΗΟ ΦΤΗΚΟ ΔΠΗΠΔΓΟ (PHYSICAL LAYER) Σν θπζηθφ επίπεδν παξέρεη πξφζβαζε ζην θπζηθφ κέζν κε ζθνπφ ηε κεηαθνξά ησλ ΑΣΜ θπςειίδσλ. Απνηειείηαη απφ δχν ππνεπίπεδα: - Τπνεπίπεδν χγθιεζεο Μεηαθνξάο (Transport Convergence - TC): Πεξηιακβάλεη κεραληζκνχο γηα ηελ εηζαγσγή θαη ηελ εμαγσγή άρξεζησλ θπςειίδσλ, γηα ηελ αλίρλεπζε ιαζψλ κε ηε δεκηνπξγία θαη ηνλ έιεγρν ηνπ Header Error Control (HEC), πνπ κπνξεί λα δηνξζψζεη έλα ιάζνο θαη λα αληρλεχζεη πνιιαπιά, γηα ηελ αλίρλεπζε νξίσλ ησλ θπςειίδσλ, γηα ηελ πξνζαξκνγή ηεο ξνήο ησλ θπςειίδσλ αλάινγα κε ην είδνο ηνπ πιαηζίνπ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζην θπζηθφ επίπεδν (π.ρ. SDH), θαζψο θαη γηα ηελ παξαγσγή πιαηζίσλ θπζηθνχ επηπέδνπ ζηνλ απνζηνιέα θαη εμαγσγήο ησλ ΑΣΜ θπςειίδσλ απφ ηα πιαίζηα θπζηθνχ επηπέδνπ ζηνλ παξαιήπηε. - Τπνεπίπεδν Φπζηθνχ Μέζνπ (Physical medium - PM): Αλαιακβάλεη ηελ εηζαγσγή θαη ηελ εμαγσγή ηεο πιεξνθνξίαο ρξνληζκνχ ησλ bit θαη ηε δεκηνπξγία θαη ηελ ιήςε ησλ θπκαηνκνξθψλ. Αλ απαηηείηαη, πξαγκαηνπνηεί θαη ηε κεηαηξνπή απφ ειεθηξηθφ ζε νπηηθφ ζήκα (απηφ δελ είλαη απαξαίηεην θαζψο ηνπιάρηζηνλ γηα ξπζκνχο κηθξφηεξνπο ησλ 155 Mbps ην θπζηθφ κέζν δελ είλαη θαη' αλάγθε νπηηθφ) ΟΡΗΕΟΝΣΗΟ ΔΠΗΠΔΓΟ ATM (ATM LAYER) Σν ATM επίπεδν έρεη ζρεδηαζηεί ψζηε λα θάλεη ην ΑΣΜ δίθηπν πην αμηφπηζην, πην εππξνζάξκνζν θαη πην θηιηθφ ζην ρξήζηε απφ ηνπο άιινπο ηχπνπο δηθηχσλ. Αζρνιείηαη κε ηελ κεηάδνζε δεδνκέλσλ κεηαμχ δχν γεηηνληθψλ ζεκείσλ, θέξλεη ζηε κνξθή ησλ θπςειίδσλ ησλ 53 bytes ηα δεδνκέλα θαη θαζνξίδεη ην πεξηερφκελν ηεο θεθαιήο ηεο ATM θπςειίδαο. Σν ΑΣΜ επίπεδν εθηειεί ηηο εμήο ιεηηνπξγίεο: 34

36 - Μεηαβηβάδεη ηηο εμεξρφκελεο ΑΣΜ θπςειίδεο απφ ην AAL ζην θπζηθφ επίπεδν ψζηε λα κεηαθεξζνχλ κέζσ ηνπ δηθηχνπ ζην ηειηθφ ΑΣΜ ζεκείν πξννξηζκνχ. - Μεηαβηβάδεη ηηο εηζεξρφκελεο ΑΣΜ θπςειίδεο απφ ην θπζηθφ επίπεδν ζην AAL θάζε θνξά πνπ ιακβάλνληαη θπςειίδεο απφ έλα ηειηθφ ΑΣΜ ζεκείν «πεγή». Οπζηαζηηθά ην ΑΣΜ επίπεδν θάλεη πνιππιεμία θπςειίδσλ, δεκηνπξγεί ηελ επηθεθαιίδα ηεο θπςειίδαο ή ηελ απνκαθξχλεη θαη κεηαθξάδεη ηηο ηηκέο ησλ VPI/VCI (Virtual Path Identifier / Virtual Channel Indentifier, πνπ ζα εμεγεζνχλ αλαιπηηθά ζηελ επφκελε ελφηεηα). Παξ'φιν πνπ νη ΑΣΜ ιεηηνπξγίεο είλαη γεληθά νκνηφκνξθεο ζ' φιν ην δίθηπν σζηφζν εμαξηψληαη απφ ην εάλ ην ΑΣΜ επίπεδν βξίζθεηαη εληφο ελφο ΑΣΜ ηειηθνχ ζεκείνπ ή εληφο ελφο ΑΣΜ switch. Γηα παξάδεηγκα, ην ΑΣΜ επίπεδν πξέπεη λα δεκηνπξγήζεη ή λα απνκαθξχλεη ηηο επηθεθαιίδεο ησλ ATM θπςειίδσλ φηαλ πξφθεηηαη γηα ηειηθφ ζεκείν ηνπ δηθηχνπ (δειαδή ζεκείν πξννξηζκνχ ή πεγήο). Όηαλ φκσο πξφθεηηαη γηα κεηαγσγέα ην ΑΣΜ επίπεδν πξέπεη ζπγρξφλσο λα πνιππιέμεη/απνπνιππιέμεη ηηο ΑΣΜ θπςειίδεο πνπ αλήθνπλ ζε αξθεηέο δηαθνξεηηθέο ζπλδέζεηο θαη λα εμεηάζεη ηα VPI/VCI ηεο επηθεθαιίδαο ψζηε λα ηα δξνκνινγήζεη ζηνλ επφκελν πξννξηζκφ. ε έλα ΑΣΜ ηειηθφ ζεκείν πεγήο, ην ΑΣΜ επίπεδν αληαιιάζζεη κηα ξνή απφ θπςειίδεο κε ην θπζηθφ επίπεδν, εάλ δελ έρεη πιεξνθνξία απφ ηα αλψηεξα επίπεδα λα βάιεη ηφηε εηζάγεη αδξαλείο θπςειίδεο ή θελά ηα νπνία ρξεηάδνληαη ζχκθσλα κε ηηο QoS (Quality of Service) παξακέηξνπο. Απφ ηηο θπςειίδεο νη νπνίεο εηζάγνληαη κέζσ ηνπ θπζηθνχ επηπέδνπ ζην ΑΣΜ επίπεδν, πξνσζνχληαη κφλν ηα 48 bytes σθέιηκνπ θνξηίνπ ηεο θπςειίδαο ζην AAL καδί κε θάπνηεο παξακέηξνπο φπσο ην PTI (payload type indicator) εάλ θαηά ηελ πνξεία ηνπο νη θπςειίδεο βξέζεθαλ ζε ζπλσζηηζκφ θαη CLP (cell loss priority) εάλ νη θπςειίδεο αθνινπζνχλ θάπνηα πνιηηηθή ειέγρνπ ζπκθφξεζεο (leaky bucket algorithm). Δπίζεο ην ATM επίπεδν: - Παξέρεη ιεηηνπξγίεο δηαρείξηζεο ζηε θπθινθνξία ησλ θπςειίδσλ. - Έρεη κεραληζκνχο γηα επαξθή buffering θαη αληηκεηψπηζεο ησλ θπθινθνξηαθψλ ζπκθνξήζεσλ. 35

37 3.3. ATM ΤΝΓΔΔΗ Σν ATM ππνζηεξίδεη δχν ηχπνπο ζπλδέζεσλ: (α) ηελ ζεκείν πξνο ζεκείν (point-to-point) θαη (β) ηελ ζεκείν πξνο πνιιά ζεκεία (point-to-multipoint). Ζ ζεκείν-πξνο-ζεκείν ζχλδεζε ζπλδέεη δχν αθξαία ζεκεία ηνπ ATM δηθηχνπ θαη κπνξεί λα είλαη κνλήο θαηεχζπλζεο (unidirectional) ή δηπιήο θαηεχζπλζεο (bidirectional), δειαδή λα ππνζηεξίδεη επηθνηλσλία δχν θαηεπζχλζεσλ. Ζ "ζεκείν πξνο πνιιά ζεκεία" ζχλδεζε ζπλδέεη έλα απιφ ζεκείν (γλσζηφ σο "θνξπθή") πνπ απνηειεί ηελ πεγή ηεο πιεξνθνξίαο, ην ζεκείν απφ ην μεθηλά ε ζχλδεζε, ηαπηφρξνλα πξνο πνιιά ζπζηήκαηα (γλσζηά σο "θχιια") πνπ βξίζθνληαη ζε άθξα ηνπ ATM δηθηχνπ θαη απνηεινχλ ηνπο πξννξηζκνχο ηεο κεηαδηδφκελεο πιεξνθνξίαο. Σέηνηεο ζπλδέζεηο είλαη κφλν κνλήο θαηεχζπλζεο. Οη θφκβνη-θνξπθέο κπνξνχλ λα κεηαδψζνπλ πξνο θφκβνπο-θχιια, αιιά νη θφκβνη-θχιια δελ κπνξνχλ λα κεηαδψζνπλ πξνο θφκβν-θνξπθή ή κεηαμχ ηνπο, κέζα απφ ηελ ίδηα ζχλδεζε. ε νπνηνδήπνηε ζεκείν, δειαδή κεηαγσγέα, κέζα ζην ATM δίθηπν κία ζχλδεζε δηαζπάηαη ζε δχν ή πεξηζζφηεξα παξαθιάδηα, πξαγκαηνπνηείηαη δεκηνπξγία αληηγξάθσλ ηεο θπςειίδαο θαζέλα απφ ηα νπνία νδεγείηαη κέζα απφ θάζε έλα απφ ηα παξαθιάδηα. Θα ήηαλ επηζπκεηφ ζε ATM δίθηπα λα είρακε δηθαηεπζπληήξηεο ζπλδέζεηο πνιιψλζεκείσλ-πξνο-πνιιά-ζεκεία (multipoint-to-multipoint). Σέηνηεο ζπλδέζεηο είλαη αλάινγεο ησλ broadcasting θαη multicasting δπλαηνηήησλ ησλ ηνπηθψλ δηθηχσλ δηακνηξαδφκελνπ θπζηθνχ κέζνπ (φπσο είλαη ην Ethernet θαη ην Token). Ζ δπλαηφηεηα γηα broadcasting είλαη εχθνιν λα πινπνηεζεί ζε ηνπηθά δίθηπα δηακνηξαδφκελνπ θπζηθνχ κέζνπ, φπνπ φινη νη θφκβνη ζε έλα segment ηνπ ηνπηθνχ δηθηχνπ ζα πξέπεη λα απνδέρνληαη θαη λα επεμεξγάδνληαη φια ηα παθέηα πνπ ζηέιλνληαη ζ' απηφ ην segment. Γπζηπρψο, κία multipoint-to-multipoint ζχλδεζε δελ κπνξεί λα πινπνηεζεί ρξεζηκνπνηψληαο AAL5, ην νπνίν είλαη ην πεξηζζφηεξν ρξεζηκνπνηνχκελν AAL γηα ηελ κεηάδνζε δεδνκέλσλ πάλσ απφ έλα ATM δίθηπν. ε αληίζεζε κε ην AAL3/4, ην νπνίν δηαζέηεη ην πεδίν Message Identifier (MID), ην AAL5 δελ ππνζηεξίδεη θάπνηνλ ηξφπν κέζα ζην format ηνπ ΑΣΜ cell ψζηε λα κπνξεί λα παξεκβάιεη θπςειίδεο απφ 36

38 δηαθνξεηηθά AAL5 παθέηα (PDUs) πάλσ ζηελ ίδηα ζχλδεζε. Απηφ ζεκαίλεη φηη φια ηα AAL5 παθέηα πνπ ζηέιλνληαη ζε έλαλ ζπγθεθξηκέλν πξννξηζκφ κέζα απφ κία ζπγθεθξηκέλε ζχλδεζε, πξέπεη λα παξαιεθζνχλ κε ηε ζπγθεθξηκέλε ζεηξά πνπ ζηάιζεθαλ. Γηαθνξεηηθά, ε δηεξγαζία πνπ εθηειείηαη ζηνλ πξννξηζκφ, γηα ηελ επαλέλσζε ησλ θπςειίδσλ πνπ θαηαθζάλνπλ θαη ηνλ επαλαζρεκαηηζκφ ηνπ παθέηνπ πνπ ζηάιζεθε, δελ ζα είλαη ζε ζέζε λα επαλαζπλζέζεη ηα παθέηα πνπ ιακβάλεη. Απηφο είλαη ν ιφγνο πνπ νη AAL5 point-to-multipoint ζπλδέζεηο κπνξεί λα είλαη κφλν κνλήο θαηεχζπλζεο. Αλ έλαο θφκβνο-θχιιν πξφθεηηαη λα ζηείιεη έλα AAL5 παθέην πάλσ ζηε ζχλδεζε, απηφ ζα παξαιεηθζεί ηφζν απφ ηνλ θφκβν-θνξπθή φζν θαη απφ άιινπο θφκβνπο-θχιια. ' απηνχο ηνπ θφκβνπο, ην παθέην πνπ ζηάιζεθε απφ ηνλ θφκβν-θχιιν κπνξεί λα αλακεηρζεί κε παθέηα πνπ ζηέιλνληαη απφ ηνλ θφκβν-θνξπθή θαη πηζαλφλ απφ άιινπο θφκβνπο-θχιια, θαζηζηψληαο αδχλαηε ηελ επαλαζχλζεζε νπνηνπδήπνηε απφ ηα αλακεκεηγκέλα παθέηα Ζ ΠΟΗΟΣΖΣΑ ΤΠΖΡΔΗΧΝ ΣΟ ΑΣΜ Σν ΑΣΜ παξέρεη εγγπήζεηο γηα ηελ πνηφηεηα ησλ ππεξεζηψλ ηνπ νη νπνίεο πξνθχπηνπλ απφ ηελ ππνζηήξημε ηξηψλ ηερληθψλ: Traffic Contract, Traffic Shaping θαη Traffic Policing. Έλα Traffic Contract (πκβφιαην Κίλεζεο) θαζνξίδεη έλα πιαίζην πνπ πεξηγξάθεη ηε ξνή δεδνκέλσλ πνπ πξφθεηηαη λα κεηαδνζεί. Απηφ ην πιαίζην, εθηφο ησλ άιισλ, θαζνξίδεη ηηκέο γηα ηε κέγηζηε ηηκή ηνπ bandwidth πνπ ζα ρξεηαζηεί, ηε κέζε ηηκή ηνπ bandwidth πνπ απαηηείηαη λα είλαη δηαζέζηκν ψζηε λα κελ δηαθνπεί ε ζχλδεζε θαη, ην κέγεζνο κηαο μαθληθήο καδηθήο κεηάδνζεο. Όηαλ έλα ζχζηεκα πνπ βξίζθεηαη ζε έλα άθξν ηνπ ΑΣΜ δηθηχνπ μεθηλά ηε ζχλδεζή ηνπ ζην δίθηπν, ζηελ πξαγκαηηθφηεηα εηζέξρεηαη ζε κία ζπκθσλία-ζπκβφιαην κε ην ΑΣΜ δίθηπν ην νπνίν ζηεξίδεηαη ζε παξακέηξνπο πνπ θαζνξίδνπλ ηελ πνηφηεηα ηεο δεηνχκελεο ππεξεζίαο. Λέγνληαο Traffic Shaping (Μνξθνπνίεζε Κίλεζεο) ελλννχκε ηε ρξήζε νπξψλ γηα λα πεξηνξίζνπκε ηηο εμάξζεηο ζηε δηαθίλεζε ησλ δεδνκέλσλ, γηα λα πεξηνξίζνπκε ηε κέγηζηε ηηκή ηνπ απαηηνχκελνπ bandwidth θαη γηα εμνκαιχλνπκε ην jitter (δηαζπνξά ηεο θαζπζηέξεζεο ηεο κεηάδνζεο) έηζη ψζηε ε θίλεζε πνπ ζέινπκε λα κεηαδψζνπκε λα ηαηξηάδεη κέζα ζην πιαίζην ησλ πφξσλ πνπ ην ΑΣΜ δίθηπν ηειηθψο θάλεη απνδεθηφ. Οη ΑΣΜ ζπζθεπέο είλαη ππεχζπλεο γηα λα ζπληάζζνληαη ζην πκβφιαην Κίλεζεο πνπ έρνπλ κε ην ΑΣΜ δίθηπν, ρξεζηκνπνηψληαο ηε ηερληθή ηνπ Traffic 37

39 Shaping. Οη ΑΣΜ κεηαγσγείο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηήζνπλ Traffic Policing γηα λα αλαγθάζνπλ ηηο ΑΣΜ ζπζθεπέο πνπ ζπλδένληαη ζε απηνχο λα ζπκκνξθσζνχλ κε ην κεηαμχ ηνπο πκβφιαην Κίλεζεο. Ο κεηαγσγέαο κπνξεί λα κεηξήζεη ηελ πξαγκαηηθή ξνή θίλεζεο θαη λα ηελ ζπγθξίλεη κε ην πξνζπκθσλεκέλν πιαίζην πνπ θαζνξίδεηαη απφ ην Traffic Contract. Αλ ν κεηαγσγέαο δηαπηζηψζεη φηη ε θίλεζε βξίζθεηαη έμσ απφ ηηο πξνζπκθσλεκέλεο παξακέηξνπο, κπνξεί λα ζέζεη ην CLP (cell-loss-priority) bit ησλ επεξρφκελσλ θπςειίδσλ ζηε ηηκή 1. Απηφ θάλεη ηελ θπςειίδα λα κπνξεί λα επηδέρεηαη επθνιφηεξα ηελ απφξξηςή ηνπ, ην νπνίν ζεκαίλεη φηη θάζε κεηαγσγέαο πνπ ζα ρεηξηζηεί απηή ηελ θπςειίδα επηηξέπεηαη λα ηελ απνξξίπηεη θαηά ηε δηάξθεηα πεξηφδσλ ζπκθφξεζεο ΥΡΖΔΗ ΑΣΜ Σν ΑΣΜ απνηειεί έλα απφ ηα πιένλ πνιπζπδεηεκέλα ηειεπηθνηλσληαθά πξσηφθνιια. Ζ αξρηθή ηδέα ήηαλ λα ρξεζηκνπνηεζεί ζηα WAN δίθηπα, σζηφζν γξήγνξα έγηλε αληηιεπηφ φηη ε ρξήζε ηνπ ζηα LAN ζα κπνξνχζε λα βειηηψζεη ζε κεγάιν βαζκφ ηηο απνδφζεηο ησλ LAN δηθηχσλ. ήκεξα ινηπφλ κπνξνχκε λα δηαθξίλνπκε ηηο αθφινπζεο ρξήζεηο ησλ ΑΣΜ δηθηχσλ : - ΑΣΜ ζε LAN: Mε κία πξψηε καηηά, ην πεξηβάιινλ ελφο ηνπηθνχ δηθηχνπ θαίλεηαη απαιιαγκέλν απφ ηα πξνβιήκαηα πνπ εκθαλίδνληαη ζηα κεγαιχηεξα δίθηπα φηαλ εκθαλίδνληαη θαηαζηάζεηο κεγάιεο θίλεζεο. Χζηφζν ε απφδνζε θαη ε ηαρχηεηα ησλ LANs δελ παχεη λα είλαη έλα ζεκαληηθφ ζέκα. Γηα λα εμνκνησζνχλ ηνπηθά δίθηπα απφ δίθηπα ΑΣΜ, έρεη θαηαξηηζηεί κία κεζνδνινγία εμνκνίσζεο πνπ πεξηγξάθεη ηα δνκηθά ζηνηρεία εμνκνίσζεο ελφο LAN απφ ΑΣΜ θαζψο θαη ηηο απαηηνχκελεο κεηαμχ ηνπο ζπλδέζεηο. Δπίζεο πεξηγξάθεη αλαιπηηθά ην κεραληζκφ εμνκνίσζεο πνπ αθνξά ην πψο έλαο πειάηεο (client) κπνξεί λα γλσξίδεη ηε δνκή ηνπ εμνκνηνχκελνπ ηνπηθνχ δηθηχνπ, ηε δηαδηθαζία εηζφδνπ ηνπ ζην πεξηβάιινλ, ηνλ ηξφπν κεηαθνξάο ησλ κελπκάησλ, ηε δνκή ησλ πιαηζίσλ θαη ην πψο γίλεηαη ε δηαζχλδεζε εμνκνηνχκελσλ ηνπηθψλ δηθηχσλ. - ATM ζε WAN: Σν ΑΣΜ πξνζθέξεη απνδνηηθή δηαρείξηζε θαη έιεγρν ηνπ δηθηχνπ πνπ είλαη ζεκαληηθέο ηθαλφηεηεο γηα ηα WAN δίθηπα. Σν ΑΣΜ είλαη ειθπζηηθή ηερλνινγία φηαλ νη απαηηήζεηο αθνξνχλ πςειέο ηαρχηεηεο κεηαθνξάο θαη εγγπεκέλε πνηφηεηα ππεξεζηψλ. Ζ απφζηαζε είλαη έλα ζεκαληηθφ πξφβιεκα ζηελ κεηάδνζε πςειψλ ηαρπηήησλ ζε πνιιέο 38

40 πιαηθφξκεο. Χζηφζν ην πξφβιεκα απηφ δελ αγγίδεη ην ΑΣΜ. Ζ αθεξαηφηεηα ηνπ κεηαδηδφκελνπ ζήκαηνο εμαζθαιίδεηαη αθφκα θαη φηαλ δηαθνξεηηθά είδε θίλεζεο εκθαλίδνληαη ζην ίδην δίθηπν. Σέινο, ην ΑΣΜ κπνξεί λα πξνζθέξεη δηαθνξεηηθέο ππεξεζίεο ζε δηάθνξεο ηαρχηεηεο θαη πνιιά επίπεδα απφδνζεο. - ΑΣΜ ζε ΜΑΝ (Μetropolitan Area Networks): Tα ΜAΝs είλαη έλα απφ ηα πιένλ αλαπηπζζφκελα πεδία πεδία ζηηο ηειεπηθνηλσλίεο θαη ζηηο επηθθνηλσλίεο δεδνκέλσλ. Ζ θίλεζε ζε έλα ΜΑΝ δίθηπν πεξηνξίδεηαη ζε απνζηάζεηο κεξηθψλ ρηιηνκέηξσλ, αιιά ηα είδε ηεο θίλεζεο πνπ εκθαλίδνληαη είλαη ζε κεγάιν βαζκφ δηαθνξεηηθά κεηαμχ ηνπο θαη πξνέξρνληαη απφ πνιιέο θαη δηαθνξεηηθέο πεγέο. Ζ επηηπρία ηνπ ΑΣΜ ζε απηφ ηνλ ηνκέα έγθεηηαη ζην φηη κπνξεί λα αληαπνθξίλεηαη ζε απηέο ηηο δηαθνξεηηθέο κεηαδφζεηο. - ΑΣΜ ζαλ δίθηπν θνξκνχ: Σν ΑΣΜ είρε κεγάιε επηηπρία ζαλ δίθηπν θνξκνχ, θαζψο είλαη ζε ζέζε λα ππνζηεξίμεη πνιιέο δηαθνξεηηθέο ηερλνινγίεο ζπκπεξηιακβάλνληαο ηερλνινγίεο φπσο ε DSL, ην IP Ethernet, ηελ ηερλνινγία Frame Relay, ην SONET αιιά θαη πνιιέο αζχξκαηεο πιαηθφξκεο. Δπίζεο είλαη ζε ζέζε λα «γεθπξψζεη» παιαηνχο εμνπιηζκνχο κε λέεο γεληέο πιαηθφξκσλ θαη ιεηηνπξγηθψλ ζπζηεκάησλ. Πην ζπγθεθξηκέλα, ε δπλαηφηεηα γηα θιηκαθσηή επέθηαζε θαη ε ηζρχο ηνπ ΑΣΜ επηηξέπεη ζηνπο ζρεδηαζηέο δηθηχσλ λα πινπνηήζνπλ εμαηξεηηθά πςειήο ρσξεηηθφηεηαο Γίθηπα Κνξκνχ κε πιήζνο δηαζπλδέζεσλ (mesh ηνπνινγίεο), ελζσκαηψλνληαο κεηάδνζε δεδνκέλσλ, θσλήο θαη video ηφζν πάλσ ζε ηνπηθά φζν θαη ζε επξείαο πεξηνρήο δίθηπα. ην ρήκα 37 θαίλεηαη κία ηέηνηα πεξίπησζε. Ζ ηνπνινγία πνπ ρξεζηκνπνηείηαη είλαη απηή ηνπ αζηέξα. Οη ζηαζκνί ζπλδένληαη κέζσ ελφο ATM Switch. Σν θάζε Switch κπνξεί ηψξα λα είλαη ζπλδεδεκέλν, κε ηε ζεηξά ηνπ ζε θάπνην άιιν, ηεξαξρηθά αλψηεξν Switch πνπ παίδεη ην ξφιν ηνπ backbone. 39

41 Σρήκα 10 - Τππηθό ΑΤΜ δίθηπν 3.6. ΤΓΚΡΗΣΗΚΖ ΠΑΡΟΤΗΑΖ ΣΟΤ ΑΣΜ ΜΔ ΑΛΛΔ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΔ Μεηά απφ ηελ παξνπζίαζε ησλ ζεκαληηθφηεξσλ πηπρψλ ηνπ ΑΣΜ είλαη ελδηαθέξνλ λα γίλνπλ θαη θάπνηεο ζπγθξίζεηο. Παξαθάησ ζπγθξίλεηαη ε ηερλνινγία ΑΣΜ κε άιιεο ελαιιαθηηθέο ηερλνινγίεο φπσο TDM (Time Division Multiplexing), Frame Relay, LAΝ (FDDI, Token Ring, Ethernet) ΑΣΜ ΚΑΗ ΜΗΘΧΜΔΝΔ ΓΡΑΜΜΔ (TDM) Μηζζσκέλεο γξακκέο είλαη νη γξακκέο πνπ κπνξεί λα λνηθηάζεη θάπνηεο ηδηψηεο απφ ηελ ηειεθσληθή εηαηξεία (γηα ηελ Διιάδα ηνλ ΟΣΔ) θαη εγθαζηζηνχληαη αλάκεζα ζε δχν ζηαζεξά ζεκεία ζε δηαθνξεηηθέο γεσγξαθηθέο ζέζεηο. Ηζηνξηθά, κηζζσκέλεο γξακκέο ρξεζηκνπνηνχληαλ γηα ηδησηηθά δίθηπα θσλήο ή δεδνκέλσλ κεγάισλ εηαηξεηψλ. Μέρξη πξφζθαηα φιεο νη κηζζσκέλεο γξακκέο ήηαλ αλαινγηθέο αιιά ζήκεξα ζρεδφλ φινο ν δηθηπαθφο εμνπιηζκφο είλαη ςεθηαθφο. Οη ςεθηαθέο κηζζσκέλεο γξακκέο είλαη πνιχ ζπλεζηζκέλεο θαη ηηο ζπλαληνχκε θαζεκεξηλά. Οη ςεθηαθέο κηζζσκέλεο γξακκέο βαζίδνληαη ζε δίθηπα πνπ ρηίδνληαη πάλσ ζε πνιππιέθηεο πνπ θάλνπλ πνιχπιεμε ρξφλνπ (Time Division Multiplexing) θαη 40

42 κεηαγσγείο. Σα ΑΣΜ δίθηπα, επίζεο ρξεζηκνπνηνχλ πνιππιέθηεο θαη κεηαγσγείο πνπ έρνπλ παξφκνην ξφιν θαη κπνξνχλ λα πξνζθέξνπλ ππεξεζίεο ηζάμηεο κε ηηο ςεθηαθέο κηζζσκέλεο γξακκέο. Ζ ρξήζε ηνπ ΑΣΜ πξνζθέξεη αξθεηά πιενλεθηήκαηα αιιά έρεη πνιπ κεγαιχηεξν θφζηνο. Με ην ΑΣΜ κπνξνχκε λα δεζκεχζνπκε εχξνο δψλεο π.ρ. γηα ηειεδηάζθεςε ελψ ζπγρξφλσο λα ζηέιλνπκε fax πάλσ απφ ηελ ίδηα γξακκή ζέηνληαο κεγαιχηεξε πξνηεξαηφηεηα. Έρνπκε πνηφηεηα ππεξεζηψλ (Quality of service) θαη γεληθά κπνξνχκε λα δηαρεηξηζηνχκε ην εχξνο δψλεο πνιχ απνδνηηθά ΑΣΜ ΚΑΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΠΑΚΔΣΧΝ Υ.25 Σν Υ.25 ήηαλ ην πξψην παγθφζκην ζχζηεκα πνπ ζπλέδεε φινπο ηνπο ηχπνπο ησλ δηθηπαθψλ ζπζθεπψλ ζε έλα θνηλφ δίθηπν κεηαγσγήο (Switced) δεδνκέλσλ. Γηα ρακειήο ηαρχηεηαο δίθηπα κε πςειά επίπεδα ζνξχβνπ ηα παθέηα Υ.25 είλαη αξθεηά ζηέξεα θαη επηβηψλνπλ αθφκα θαη απφ κεγάια ζπγθξηηηθά επίπεδα ιαζψλ. Σν πξφβιεκα εδψ είλαη ην θφζηνο γηα απηή ηελ αλνρή ζηα ιάζε θαη ε αληθαλφηεηα εθκεηάιιεπζεο πην πξνεγκέλσλ θαη πνηνηηθψλ γξακκψλ κεηαθνξάο. Έηζη νη κέγηζηεο ηαρχηεηεο πνπ κπνξνχλ λα κεηαδψζνπλ θαη λα ιάβνπλ ηα Υ.25 δίθηπα πεξηνξίδνληαη ζηα 64Kbits/sec. Παξφια απηά ην Υ.25 παξακέλεη ελεξγφ θπξίσο ιφγσ ηεο ηθαλφηεηάο ηνπ γηα δηαζχλδεζε ζπζθεπψλ φισλ ησλ θαηαζθεπαζηψλ αιιά θαη ιφγσ ηεο ζέζεο πνπ θαηείρε ηφζα ρξφληα ζηελ αγνξά ΑΣΜ ΚΑΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΠΑΚΔΣΧΝ FRAME RELAY Ζ ηερλνινγία Frame Relay, ε νπνία παξνπζηάδεηαη αλαιπηηθά ζην θεθάιαην 2, έρεη ζεκαληηθά πιενλεθηήκαηα ζε ζρέζε κε ην Υ.25. Ο έιεγρνο γηα ιάζε θαη δηφξζσζε αθαηξέζεθε απφ ηηο ελδηάκεζεο δηθηπαθέο ζπζθεπέο θαη γίλεηαη κφλν ζηα άθξα. Σν Frame Relay ρεηξίδεηαη ζπλδέζεηο ηεο ηάμεο ησλ 64Kbits/sec θαη 2Mbits/sec. Γηα δίθηπα πνπ δελ ρξεηάδνληαη ηαρχηεηεο πάλσ απφ 2Mbits/sec είλαη κία πνχ θαιή ιχζε θαη είλαη πνιχ δχζθνιν λα αληηθαηαζηαζεί απφ ην ΑΣΜ. Σν ΑΣΜ δελ κπνξεί λα ζπλαγσληζηεί ην FR ζε απηέο ηηο ηαρχηεηεο θπξίσο ιφγσ ηνπ κεγέζνπο ηεο θπςειίδαο - παθέηνπ (53 bytes) πνπ δελ κπνξεί λα είλαη απνδνηηθφ ζε ηέηνηεο ηαρχηεηεο. Ζ δηάξθεηα απνζηνιήο κίαο θπςειίδαο ζηα 512 Kbits/sec είλαη πεξίπνπ 1ms ελψ ζηα 34 Μbits/sec είλαη 12ns. To ATM ππεξηεξεί ηνπ Frame Relay ζε ηαρχηεηεο πςειφηεξεο ησλ 2Μbits/sec εηδηθά ζε εθαξκνγέο κε κηθξφ επίπεδν αλνρήο ζην ζφξπβν (π.ρ. 41

43 βίληεν). Χζηφζν ε ζπλχπαξμε ATM/Frame Relay είλαη ζχλεζεο θαηλφκελν ζε κεγάια δίθηπα (Υξήζε Frame Relay γηα ρακειφηεξεο ηαρχηεηεο θαη ΑΣΜ γηα ηηο πςειφηεξεο) ΑΣΜ ΚΑΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΔ ΣΟΠΗΚΧΝ ΓΗΚΣΤΧΝ (TOKEN RING, ETHERNET, FDDI) Σα ηνπηθά δίθηπα Token Ring θαη Ethernet είλαη ηα πην δηαδεδνκέλα ζηνλ θφζκν θαη ιεηηνπξγνχλ κε κία ηαρχηεηα 10Μbits/sec. Σα ηειεπηαία ρξφληα λέεο ηερλνινγίεο εκθαλίζηεθαλ θαη αχμεζαλ ηελ ηαρχηεηα δηαζχλδεζεο ηνπηθψλ δηθηχσλ ζηα 100Mbits/sec (FDDI) αιιά θαη ηελ ζχλδεζε κε ηνλ ηειηθφ ρξήζηε ζηα 100Mbits/sec (Fast Ethernet). To ATM κπνξεί λα δψζεη ηαρχηεηεο 34Mbits/sec, 155Μbits/sec θαη 622Mbits/sec. Ζ ηερληθή ATM Lan emulation (LANE) πνπ έρεη πξνηαζεί απφ ην ATM Forum θαη πεξηγξάθεθε ζηελ παξάγξαθν 3.8 δείρλεη φηη ην ΑΣΜ κπνξεί λα αληηθαηαζηήζεη ην Ethernet θαη ην Token Ring. Γελ πξέπεη βέβαηα λα αγλνεζεί ην θφζηνο ηνπ ΑΣΜ πνπ είλαη ζεκαληηθφ ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ Ζ ξαγδαία αχμεζε ηεο δήηεζεο εχξνπο δψλεο ζηα δίθηπα ήηαλ ν ιφγνο γηα ηελ αλάπηπμε ηεο ηερλνινγίαο ηνπ ATM. Οη πξνεγνχκελεο ηερλνινγίεο γηα wide area networking ήηαλ αλεπαξθείο. Έλα ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα ηνπ ΑΣΜ εθηφο απφ ηηο πςειέο ηαρχηεηεο κεηαθνξάο είλαη ε ηθαλφηεηά ηνπ λα δίλεη ζηνλ ρξήζηε αθξηβψο ην εχξνο δψλεο πνπ ηνπ ρξεηάδεηαη ή πνπ ηνπ αλαινγεί. Σν ΑΣΜ κπνξεί λα δψζεη ην βέιηηζην εχξνο δψλεο γηα νπνηαδήπνηε εθαξκνγή (δεδνκέλα, βίληεν, εηθφλεο) ελψ ζπγρξφλσο πξνζθέξεη Δγγχεζε Πνηφηεηαο Τπεξεζίαο (Quality of Service). πλνςίδνληαο ηα πην ζεκαληηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ΑΣΜ: - Ζ πιεξνθνξία κεηαδίδεηαη κε ηελ κνξθή ζχληνκσλ θαη ζηαζεξνχ κήθνπο νκάδσλ δεδνκέλσλ (κπινθ) πνπ νλνκάδνληαη θπςειίδεο (cells). Ζ θπςειίδα απνηειεί ηελ βαζηθή κνλάδα κεηαθνξάο θαη κεηαγσγήο, δειαδή κεηαδίδεηαη απφ άθξν ζε άθξν ρσξίο λα απαηηνχληαη ζπκπιεξσκαηηθά δπαδηθά ςεθία ή πεδία θαη άιιεο ππνζηεξηθηηθέο δηαδηθαζίεο. - Ζ επηθεθαιίδα θάζε θπςειίδαο πεξηέρεη θσδηθνχο αλαγλψξηζεο πνπ θαζνξίδνπλ ηε δηεχζπλζε δξνκνιφγεζεο θαη ρξεζηκνπνηνχληαη ζηε δηαδηθαζία ηεο πνιππιεμίαο. Δπίζεο, κηα θπςειίδα κεηάγεηαη ζχκθσλα κε ηελ 42

44 ηηκή ησλ θσδηθψλ αλαγλψξηζεο, ε νπνία δίδεηαη θαηά ηελ θάζε εγθαηάζηαζεο ηεο ζχλδεζεο. - Ο κεηαγσγφο ΑΣΜ είλαη, ζηελ ζπληξηπηηθή πιεηνςεθία ησλ πεξηπηψζεσλ, έλα απηνδξνκνινγνχκελν (self-routing) δίθηπν θαη ε φιε δηαδηθαζία κεηαγσγήο πινπνηείηαη ρξεζηκνπνηψληαο πιηθφ (hardware). Ζ ηηκή ησλ θσδηθψλ αλαγλψξηζεο αιιάδεη κε ηελ έμνδν ηεο θπςειίδαο θαη παίξλεη κηα λέα ηηκή πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ επφκελε δηαδηθαζία κεηαγσγήο. - Ζ κεηαθνξά πιεξνθνξίαο ζε έλα δίθηπν ΑΣΜ βαζίδεηαη ζε έλα πξσηφθνιιν ρακεινχ επηπέδνπ. Ο έιεγρνο ξνήο θαη ε αληηκεηψπηζε ιαζψλ θαη δπζιεηηνπξγηψλ γίλνληαη κεηαμχ ησλ άθξσλ πνχ επηθνηλσλνχλ. Με ηνλ ηξφπν απηφ επηηπγράλεηαη ε αχμεζε ηεο ηαρχηεηαο. Δίλαη επίζεο δπλαηή ε απφδνζε, ζε κηα ζχλδεζε, ηνπ επηζπκεηνχ εχξνπο δψλεο. 43

45 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4 Ο : GIGABYTE ETHERNET 4.1. ΔΗΑΓΧΓΖ Tα ηειεπηαία 25 ρξφληα, ην Ethernet έρεη εμειηρζεί απφ έλα βαζηζκέλν ζηνλ αληαγσληζκφ ξαδηνθσληθνχ θαλαιηνχ ζχζηεκα κεηάδνζεο (contention-based radio channel transmission system) ησλ bps, ζην πην δεκνθηιέο πξφηππν ηνπηθψλ δηθηχσλ, ηθαλφ λα κεηαδφζεη 100 εθαηνκκχξηα bps πάλσ απφ αζσξάθηζην ζπλεζηξακκέλνπ δεχγνπο ηειεθσληθφ θαιψδην ΗΣΟΡΗΚΖ ΑΝΑΓΡΟΜΖ Σν ζεκείν-θιεδί ζην Ethernet είλαη ε ρξήζε ηνπ δηακνηξαδφκελνπ θαλαιηνχ κεηάδνζεο. Ζ ηδέα απηή μεθίλεζε ζην Παλεπηζηήκην ηεο Υαβάεο ζηα ηέιε ηεο δεθαεηίαο ηνπ '60 φηαλ ν Norman Abramson θαη νη ζπλάδειθνη ηνπ αλέπηπμαλ έλα ξαδηνθσληθφ δίθηπν πνπ ην νλφκαζαλ «ζχζηεκα ALOHA». H αξρηθή ηαρχηεηα ηνπ ζπζηήκαηνο ήηαλ bps θαη αξγφηεξα απμήζεθε ζηα bps. To είδνο απηνχ ηνπ δηθηχνπ νλνκάδεηαη δίθηπν βαζηζκέλν ζηνλ αληαγσληζκφ (contention-based network) επεηδή νη δηαθνξεηηθνί ζηαζκνί πνπ απαξηίδνπλ ην δίθηπν, αληαγσλίδνληαη γηα ην ίδην θαλάιη. Ζ απνδνηηθφηεηα ηνπ ζπζηήκαηνο ALOHA ππνινγίζηεθε ίζε κε ην 17% ηεο ζεσξεηηθήο ρσξεηηθφηεηαο. Σν 1972 ην ALOHA αλαβαζκίζηεθε ζην slotted ALOHA, κηα αιιαγή πνπ δηπιαζίαδε ηελ απνδνηηθφηεηα ηνπ. Σν Ethernet φπσο ην γλσξίδνχκε ζήκεξα, μεθίλεζε ηνλ Ηνχιην ηνπ 1972 απφ ηνλ Bob Metcalfe ν νπνίνο εξγαδφηαλ ζην Computer Science Laboratory ηνπ Xerox Palo Alto Research Center. Δθεί ν Metcalfe ζρεδίαδε ην ALTO ALOHA network, έλα δίθηπν πνπ βαζηδφηαλ ζην ζχζηεκα ALOHA θαη ζα ζπλέδεε έλα κεγάιν αξηζκφ απφ ππνινγηζηέο ηνπ ALTO γηα λα ππνζηεξίδεη ηελ έξεπλα ζην "γξαθείν ηνπ κέιινληνο". Σν ALTO ALOHA Network, ην πξψην ζηνλ θφζκν ηνπηθφ δίθηπν πξνζσπηθψλ ππνινγηζηψλ, ιεηηνχξγεζε ηνλ Μάην ηνπ Σν φλνκα ηνπ Δ^π^ πξνέξρεηαη απν ηνλ φξν 'luminiferous Ether', πνπ ήηαλ κία νπζία πνπ αξρηθά ζεσξνχληαλ σο ην πιηθφ απν ην νπνίν απνηεινχληαλ ηα νπξάληα ζψκαηα θαη θάπνηα αζηέξηα. Δθείλε ηελ εκέξα ν Metcalfe έγξαςε έλα ππφκλεκα αλαθνηλψλνληαο φηη άιιαδε ην φλνκα ηνπ δηθηχνπ ζε Ethernet απφ ην γεγνλφο φηη "o αηζέξαο δηά κέζσ ηνπ νπνίνπ πίζηεπαλ φηη ε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία κεηάδίδεηαη". Σν πξψην Ethernet ζχζηεκα έγηλε γλσζηφ σο ην "πεηξακαηηθφ Ethernet" ην νπνίν ιεηηνπξγνχζε ζηα 2,94 Μbps. 44

46 To ήηαλ έλα κεγάιν βήκα ζε ζρέζε κε ην πξνγελέζηεξν δίθηπν ALOHA. To θχξην ραξαθηεξηζηηθφ ηνπ ήηαλ ην carrier-sense, ην γεγνλφο δειαδή φηη έλαο ζηαζκφο άθνπγε πξηλ κεηαδψζεη ην δηθφ ηνπ ξεχκα δεδνκέλσλ (data stream), θαζψο θαη έλα βειηησκέλν ζρήκα επαλακεηάδνζεο πνπ επέηξεπε ηε ρξήζε ηνπ δηθηχνπ ζρεδφλ ζην 100%. ην ηέινο ηνπ 1977 ν Μetcalfe θαη νη ζπλάδειθνη ηνπ έιαβαλ κηα παηέληα γηα ην "Multipoint Data Communiction System with Collision Detection." Aπηφ ην ζχζηεκα κεηάδνζεο είλαη ην γλσζηφ CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection). Έηζη γελλήζεθε ην Ethernet. ην ηέινο ηνπ 1970 είραλ αλαπηπρζεί δεθάδεο απφ δηαθνξεηηθέο ηερλνινγίεο ηνπηθψλ δηθηχσλ εθηφο απφ ην Ethernet. Απηφ φκσο πνπ έθαλε ην Ethernet λα επηθξαηήζεη δελ ήηαλ ηφζν ε ηερληθή ηνπ αλσηεξφηεηα ή ε ηαρχηεηα, φζν ε ηδέα ηνπ Metcalfe λα ηππνπνηήζεη ην Ethernet θαη λα κε ην αθήζεη λα αλαπηπρζεί κφλν απφ έλα πξνκεζεπηή (vendor). Tov Ηνχλην ηνπ 1979 νη DEC, Intel θαη Xerox πξνγξακκάηηζαλ ηξηκεξείο ζπλαληήζεηο πνπ πξαγκαηνπνηήζεθαλ ην θζηλφπσξν ηνπ Έλα ρξφλν αξγφηεξα νη εηαηξείεο απηέο δεκνζίεπζαλ ην Ethernet Blue Book, ή DIX Ethernet V1.0 specification. Παξάιιεια, ε IEEE νξγάλσζε κηα επηηξνπή πνπ ήηαλ ππεχζπλε λα νξίζεη θαη λα πξνσζήζεη βηνκεραληθά πξφηππα LAN, πνπ νλνκάζηεθε Project 802. Tov Ηνχλην ηνπ 1981 ε επηηξνπή απηή ζρεκάηηζε ηελ ππνεπηηξνπή γηα λα παξάγεη έλα δηεζλψο αλαγλσξηζκελν πξφηππν βαζηζκέλν ζηε δνπιεηά ηεο DIX. Μεηά απφ ελάκηζπ ρξφλν, 19 εηαηξείεο αλαθνίλσζαλ ην λέν ΗΔΔΔ draft standard. To 1983 ην draft νινθιεξψζεθε σο ην ΗΔΔΔ 10BASE5 standard. ήκεξα, ην Ethernet θαη ην ζεσξνχληαη ηζνδχλακα. Ζ δηεζλήο αλαγλψξηζε γηα ην ΗΔΔΔ standard ήξζε ην 1989 φηαλ ε ISO πηνζέηεζε ην Ethernet σο standard number ISO 88023, πξνζδίδνληαο παγθφζκηα παξνπζία. Σνλ Ηνχλην ηνπ 1979, ν Metcalfe θαη νη ζπλεξγάηεο ηνπ ίδξπζαλ ηελ 3Com Corporation. To 1981 ε 3Com άξρηζε λα αλαπηπζζεη ην EtherLink ISA adapter, ην νπνίν απνηέιεζε κηα ηερλνινγηθή θαηλνηνκία. Ζ 3Com παξνπζίαζε θαη κηα θαηλνχξηα, ιεπηφηεξε κέζνδν θαισδίσζεο πνπ είλαη γλσζηή σο Thin Ethernet, ε νπνία ζχληνκα έγηλε de facto standard αθνχ είρε αξθεηά πιενλεθηήκαηα: πεξηνφξηδε ηελ αλάγθε γηα εμσηεξηθφ πνκπνδέθηε θαη θαιψδην πνκπνδέθηε, ήηαλ θζελφηεξε, θαη έθαλε ηε δηθηχσζε πεξηζζφηεξν θηιηθή πξνο ην ρξήζηε, αθνχ ην ιεπηφ νκναμνληθφ θαιψδην ήηαλ πην εχθνιν ζηελ εγθαηάζηαζε θαη ηε ρξήζε. ην ηέινο ηνπ 1983, νη πσιήζεηο ηνπ Etherlink είραλ εθηνμεπηεί θαη ην 1984 ε 3Com έθαλε δεκφζηα 45

47 πξνζθνξά ηνπ stock ηεο. Οη 3Com, ICL θαη Hewlett-Packard ππέβαιιαλ ηελ ηδέα ηνπ thin Ethernet ζηελ ΗΔΔΔ, πνπ ην πηνζέηεζε σο επίζεκν standard ην Σν standard ήηαλ γλσζηφ σο 10BASE2, ή ιφγσ ηνπ φηη ήηαλ θζελφηεξν, Cheapernet. Όκσο ην thin Ethernet είρε θάπνηα κεηνλεθηήκαηα. Γηα παξάδεηγκα, εάλ έλαο ρξήζηεο θαηά ιάζνο απνζπλέδεε ην νκναμνληθφ θαιψδην, ην δίθηπν ζα δελ ζα ιεηηνπξγνχζε. Πξφβιεκα ήηαλ θαη ην network reconfiguration εάλ έλαο ρξήζηεο κεηαθφκηδε ζε άιιε ζέζε. ην ηέινο ηνπ 1983, ε Intel καδί κε ηελ ΑΣ&Σ θαη ηελ NCR άξρηζαλ λα δνθηκάδνπλ εάλ ην Ethernet ιεηηνπξγεί πάλσ απφ UTP ηειεθσληθφ θαιψδην. Ζ ΑΣ&Σ πξφηεηλε κηα ηνπνινγία αζηέξα, παξφκνηα κε απηή ηεο ππάξρνπζαο ηειεθσληθήο θαισδηαθήο ππνδνκήο. Σα πιενλεθηήκαηα ήηαλ φηη νη δηακνξθψζεηο αζηέξα είλαη πην εχθνιεο θαη θζελεο λα ηηο εγθαηαζηήζεηο, λα ηηο δηαρεηξηζηείο θαη λα επηιχζεηο ηπρφλ πξνβιήκαηα. Ζ ΗΔΔΔ 802 επηηξνπή νξγάλσζε ηελ StarLan task force θαη ην 1986 ην 1BASE5 ήηαλ ην λέν standard. Mάιηζηα, αξθεηνί vendors φπσο ε Hewlett-Packard θαη ε ΑΣ&Σ άξρηδαλ λα πσινχλ StarLan hubs θαη MCs. Καζψο φκσο ε ηαρχηεηα ηνπ 1 Mbps ζεσξήζεθε ρακειή, ην StarLan πέζαλε ην 1987, φηαλ ε SynOptics παξνπζίαζε ην LATTISNET, πνπ πξνζέθεξε full-speed 10-Mbps Ethernet πάλσ απφ θαλνληθή ηειεθσληθή γξακκή. ηα κέζα ηεο δεθαεηίαο ηνπ 1980 ε επαλάζηαζε ησλ πξνζσπηθψλ ππνινγηζηψλ (PCs) είρε μεθηλήζεη θαη καδί ηνπο θαη ε δηθηπαθή ηερλνινγία. Γχν αθφκα γεγνλφηα ζπλέβεζαλ πνπ έδσζαλ ζην Ethernet κηα ψζεζε. Σν 1985 ε N>vell άξρηζε λα πνπιάεη ην Netware, έλα ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα πςειήο απφδνζεο ζρεδηαζκέλν εηδηθά γηα ηε δηθηχσζε PCs. To άιιν γεγνλφο ήηαλ ην 10BASE^ full-speed 10 Mbps Ethernet πάλσ απφ UTP ηειεθσληθφ θαιψδην. ηηο αξρέο ηεο δεθαεηίαο ηνπ 1980, κε ηηο νπηηθέο ίλεο λα θάλνπλ ηε παξνπζία ηνπο επξέσο γλσζηή, ε Xerox απνθάζηζε λα εμεηάζεη ην Ethernet πάλσ απφ νπηηθή ίλα. Μάιηζηα βξέζεθε φηη ην Ethernet κπνξνχζε λα ηξέμεη πάλσ απφ νπηηθή ίλα ζε ηνπνινγία αζηέξα, φρη ηνπνινγία δηαχινπ. Σν 1985 ε IBM άξρηζε λα πνπιά ην 4Μbps Token Ring LAN, ην δηθφ ηεο δηθηπαθφ πξσηφθνιιν. Αλ θαη ην Token Ring είρε ηε κηζε ηαρχηεηα απφ ην 10Μbps Ethernet είρε ην πιενλέθηεκα φηη βαζηδφηαλ ζε έλα δνκεκέλν θαισδηαθφ ζχζηεκα πνπ ελζσκαηψλεη έλα θεληξηθφ concentrator ή hub θαη θαιψδην ζηε δηαζχλδεζε ησλ θφκβσλ. 46

48 Σν πξψην πξντφλ ηεο SynOptics, ην LATTISNET, θπθινθφξεζε ζηελ αγνξά 17 Απγνχζηνπ Σελ ίδηα κέξα ε ΗΔΔΔ ζπλαληήζεθε γηα λα ζπδεηεζεί ε πινπνίεζε ηνπ 10 bps Ethernet πάλσ απφ UTP, πνπ αξγφηεξα ζα νλνκαζηεί 10BASE-T. To θζηλφπσξν ηνπ 1990 ην λέν πξφηππν 802.3i/10BASE-T πηνζεηήζεθε επίζεκα. To κέιινλ ηνπ Token Ring άξρηζε λα θινλίδεηαη ηνλ Γεθέκβξην ηνπ 1987, φηαλ ε SynOptics πνχιεζε ηα πξψηα ηεο Ethernet hubs ζηελ Σexas Instruments θαη ηελ Eyeing Aircraft Company. Mφιηο ζηε δεθαεηία ηνπ 1990 ε networking division ηεο ΗΒΜ άξρηζε λα θαηαιαβαίλεη φηη ην Token Ring δελ ζα αληηθαηαζηνχζε ην Ethernet θαη φηη ε ζηξαηεγηθή ηεο είρε απνηχρεη. Σν 1992 ήηαλ ην ηειεησηηθφ ρηχπεκα. Μέζα ζε ηέζζεξα ρξφληα, ην Ethernet είρε δεθαπιαζηάζεη ηηο πσιήζεηο, απφ 1 εθαηνκκχξην θνκκάηηα ην 1988, ζε 10 εθαηνκκχξηα ην ην ηέινο ηεο δεθαηίαο ηνπ 1980 ε αγνξά απαηηνχζε πιένλ γξεγνξφηεξεο δηθηπαθέο ππνδνκέο: Πνιιαπια Ethernet LANs δηαζπλεφηαλ κεηαμχ ηνπο. Σν Shared Ethernet εμαξηάηαη απφ κηα shared-media ζχλδεζε γηα φινπο ηνπο ρξήζηεο, δειαδή κφλν έλαο ζηαζκφο κπνξεί λα κεηαδψζεη γηα ζπγθέθξηκέλε ρξνληθή ζηηγκή. Ζ δηαζχλδεζε δηαθνξεηηθψλ LANs αχμαλε ηελ θίλεζε ζεκαληηθά, θαζψο πεξηζζφηεξνη ρξήζηεο αληαγσλίδνληαλ γηα ην ίδην πεξηνξηζκέλν bandwidth. Two-port bridges, πνπ εηλαη ηφζν παιηέο φζν ην ίδην ην Ethernet έγηλαλ δεκνθηιείο γηα λα ζπλδέζνπλ LANs θαη λα ρεηξηζηνχλ θαηάιιεια ηελ θίλεζε ζην δίθηπν. Μέζα ζην 1990 φκσο εκθαλίζηεθε κηα δηαθνξεηηθή bridge: ε Kalpana EtherSwitch EPS To EtherSwitch ήηαλ αξθεηά δηαθνξεηηθφ: To switch δηέζεηε κηα αξρηηεθηνληθή πνπ επέηξεπε πνιιαπιέο ηαπηφρξνλεο κεηαδφζεηο data, φπσο έλα ηειεθσληθφ switch. Έηζη νη ρξήζηεο δελ κνηξάδνληαλ πηα ην bandwidth κε άιινπο, βειηηψλνληαο ζεκαληηθά ηελ απφδνζε. Σν EtherSwitch ρξεζηκνπνηνχζε κηα λέα bridging ηερλνινγία πνπ νλνκάδεηαη cut-through αληί γηα ηε ζπκβαηηθή store-and-forward. Aπηφ βειηίσλε αξθεηά ηνπο ρξφλνπο θαζπζηέξεζεο. Σν EtherSwitch πσιήζεθε σο έλα δηθηπαθφ switch γηα ηε βειηίσζε ηεο απφδνζεο ησλ LAN's, θαη φρη σο bridge. Σν 1993 ην Kalpana έθεξε άιιε κηα θαηλνηνκία: full-duplex Ethernet. Tα πιενλεθηήκαηα ήηαλ πξνθαλή: Ζ ηαπηφρξνλε απνζηνιή θαη ιήςε δεδνκέλσλ κπνξεί 47

49 ζεσξεηηθά λα δηπιαζηάζεη ην data transmission rate. To 1997 ε ΗΔΔΔ επηθχξσζε ην 802.3x full-duplex/flow-control standard. Tα network switches ήηαλ ηέιεηεο ζπζθεπέο γηα γηα λα κεηψζνπλ ηε δηθηπαθή ζπκθφξεζε, φκσο θάζε Ethernet Switch κπνξνχζε λα πξνζθέξεη ζην κέγηζην 10 Mbps αλά port. Ζ κφλε ζνβαξή ηερλνινγία γηα εθαξκνγέο πνπ απαηηνχζαλ πάλσ απφ 10 Mbps ήηαλ ην FDDI, κηα αθξηβε 100^bps fiber-based ηερλνινγία. Γπζηπρψο ην FDDI δελ έγηλε πνηέ θπξίαξρε ηερλνινγία ιφγσ ηνπ πςεινιπ θφζηνπο θαη ηεο πνιππινθφηεηαο. Έλα ζέκα πνπ απαζρνινχζε ηελ ΗΔΔΔ 802 ην 1992 ήηαλ ηα δίθηπα πςειφηεξσλ ηαρπηήησλ. Παξνπζηάζηεθαλ δχν ηερληθέο πξνηάζεηο. Ζ πξψηε πξφηεηλε ηε δηαηήξεζε ηνπ Ethernet πξσηνθφιινπ, ελψ ε δεχηεξε παξφηξπλε γηα έλα εληειψο θαηλνχξην ΜAC πξσηφθνιιν γηα κεηάδνζε 100Mbps. Aπηφ ήηαλ ε απαξρή ηνπ "πνιέκνπ". Δπεηδή ε ΗΔΔΔ δελ κπνξνχζε λα δψζεη ιχζε ζην ζέκα, νη εηαηξείεο πήξαλ ηελ θαηάζηαζε ζηα ρέξηα ηνπο θαη ίδξπζαλ ηελ Fast Ethernet Alliance κε ζθνπφ "λα αλαπηπρζνχλ ιχζεηο 100-Mbps Ethernet βαζηζκέλα ζην ππάξρνλ standard. Tα αθφινπζα γεγνλφηα ζπλέβεζαλ: Tov Οθηψβξην ηνπ 1993, ε Fast Ethernet Alliance δεκνζίεπζε ην 100BASE-X interoperability specification ηεο, γλσζηφ σο 100BASE- TX. Tov Μάξηην ηνπ 1995, ε ΗΔΔΔ θαη ε Δxecutive Comitee δέρηεθαλ ηελ ΗΔΔΔ 802.3u specification. H IEEE είλαη ζηελ εκπξνζζνθπιαθή πνιιψλ δηαθνξεηηθψλ πξνζπαζεηψλ γηα λα νδεγήζε ην Ethernet ζηνλ επφκελν αηψλα. Μεηά ηελ πηνζέηεζε ηνπ ΗΔΔΔ 802.3u ην 1995, μεθίλεζαλ αξθεηέο Ethernet θαηλνηνκίεο. Μεηαμχ απηψλ εηλαη ην Gigabit Ethernet (802.3z), ην λέν ΗΔΔΔ 802.3x full-duplex/flow control standard, ην 802.1p standard γηα ηελ πξνηεξαηφηεηα ηνπ packet flow θαη ην 802.1Q standard γηα virtual LAN (VLAN) tagging. To Layer 3 switching, αλ θαη δελ είλαη λέν standard, αιιά κάιινλ έλαο ζπλδηαζκφο απφ θαηλνηνκίεο hardware, κπνξεί λα πξνζηεζεί ζηε ιίζηα απηή. ηηο αξρέο ηνπ 1990, νη networking vendors δηαπίζησζαλ φηη 'επξεπε λα πξνζθέξνπλ one-stop shopping, φρη κφλν αλεμάξηεηα πξνηφληα, γηα λα κείλνπλ αληαγσληζηηθέο. Οη λέεο εηαηξείεο πνπ ηδξχνληαη έρνπλ ζην κπαιφ ηνπο κηα ζηξαηεγηθή εμφδνπ: αλέπηπμε πξψηα κηα ηερλνινγία, πξνψζεζέ ηελ ζηελ αγνξά, θαη κεηά πνπιήζνπ ζε έλα κεγάιν 48

50 παίθηε. Οη ζεκεξηλνί γίγαληεο ηεο Networking Industry είλαη νη Cisco, 3Com, Bay Networks θαη ε Cabletron. To εξψηεκα πνπ ηίζεηαη εχινγα είλαη: Eθφζνλ απφ ηα 10Μbps πήγακε ζηα 100Μbps, γηαηί φρη θαη ζηα 1000Μbps; To Μ)έκβξην ηνπ 1995 ε ΗΔΔΔ ζρεκάηηζε κηα λέα νκάδα γηα λα εξεπλήζεη ηε δπλαηφηεηα ηνπ Ethernet λα ηξέμεη ζε gigabit per second. Tov Μάξηην ηνπ 1996, ε ΗΔΔΔ ζρεκάηηζε ην λέν 802.3z group γηα λα ηππνπνηήζεη to Gigabit Ethernet. Tov Μάην ηνπ 1996, νη εηαηξείεο ηεο Fast Ethernet Alliance καδί κε θάπνηεο λέεο, νξγάλσζαλ ηελ Gigabit Ethernet Alliance (GEA). ην ζεκείν απηφ δελ κπνξνχκε λα είκαζηε ζίγνπξνη πνηνη ήηαλ νη εθεπξέηεο ηνπ Gigabit Ethernet. H εηαηξεία Packet Engines έθαλε ηελ πξψηε δεκφζηα αλαθνίλσζε ηνλ επηέκβξην ηνπ 1995 θαη θηινμέλεζε ην πξψην industry meeting ηνλ Οθηψβξην ηνπ ηφρνο ηνπ Gigabit Ethernet ήηαλ αξρηθά switched full-duplex operation πάλσ απφ νπηηθή ίλα, αληηηηζέκελν ζε shared-media ραιθφ. Ο ιφγνο ήηαλ φηη ην Gigabit Ethernet ζα ρξεζηκνπνηείην αξρηθά γηα λα ζπλδέζεη δηαθνξεηηθά backbones ή superservers θαη workstations. Mεξηθά κέιε ηεο ΗΔΔΔ ζθέθηεθαλ φκσο φηη κηα πινπνίεζε βαζηζκέλε ζε ραιθφ θαη ζε shared-media έπξεπε λα ζπκπεξηιεθζεί. Έηζη ε ΗΔΔΔ πηνζέηεζε έλα ζπκβηβαζκφ. Έλα πςειφηεξεο πνηφηεηαο ράιθηλν κέζν ζα εμεηαδφηαλ. Μηα λέα task force, ε 802.3ab, ζα εζηίαδε ζε UTP θαηεγνξίαο 5 ζην desktop. To πξφηππν θαισδίσζεο ηνπ Gigabit πξνήιζε απφ κηα ηελ ηερλνινγία Fiber Channel, θαη ην Gigabit Ethernet πεξηιακβάλεη έλα buffered repeater section, πνπ επηηξέπεη λα ρηηζηνχλ νηθνλνκηθνί, shared-media repeaters. To 802.3z standard ηειείσζε ηνλ Ηνχλην ηνπ Ζ ηειηθή ηππνπνίεζε πεξηιακβάλεη κηα CSMA/CD MAC engine θαζψο θαη ηξία cabling standards- ην 1000BASE-SX θαη LX γηα νπηηθή ίλα, θαη ην 1000BASE-CX γηα πςειήο πνηφηεηαο copper cabling. Tttv πεξίνδν απηή αλακέλεηαη ε 802.3ab task force λα έρεη νινθιεξψζεη ην Category-5 based cabling standard, γλσζηφ σο 1000BASE-T πνπ ζα ρξεζηκνπνηεί 4 δεχγε θαισδίσζεο Καηεγνξίαο 5. 49

51 4.3. ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΣΟΤ GIGABIT ETHERNET ΤΣΑΔΗ Σνλ Ηνχιην ηνπ 1996 ε ΗΔΔΔ working group δεκηνχξγεζε ηελ 802.3z Gigabit Ethernet task force. θνπφο ηεο 802.3z ήηαλ ε αλάπηπμε ηνπ πξνηχπνπ Gigabit Ethernet κε ηνπο εμήο ζηφρνπο: - half-duplex θαη full-duplex ιεηηνπξγία ζε ηαρχηεηεο ηεο ηάμεο ησλ 1000Mpbs - ρξήζε ηνπ ήδε ππάξρνληνο πξνηχπνπ γηα πιαίζηα Ethernet - ρξήζε ηεο κεζφδνπ CSMA/CD κε ππνζηήξημε ελφο repeater αλά πεδίν ζχγθξνπζεο (collision domain) - πξνο ηα πίζσ ζπκβαηφηεηα κε ηα πξφηππα 10BASE-T (Ethernet) θαη 100BASE-T (Fast Ethernet) - Χο πξνο ηελ ηερλνινγία ησλ ζπλδέζεσλ, ηέζεθε σο ζηφρνο ε ιεηηνπξγία ηνπ πξνηχπνπ πάλσ ζε: o πνιχηξνπε νπηηθή ίλα κέγηζηνπ κήθνπο 550 κέηξσλ (1000BASE-SX) o κνλφηξνπε νπηηθή ίλα κέγηζηνπ κήθνπο 3 ρηιηνκέηξσλ πνπ αξγφηεξα επεθηάζεθε ζηα 5 (1000BASE-LX) o ράιθηλν (short-haul copper) θαιψδην κέγηζηνπ κήθνπο 25 κέηξσλ (1000BASE-CX) Δπίζεο δεκηνπξγήζεθε ε ππνεπηηξνπή IEEE 802.3ab κε ζθνπφ ηελ αλάπηπμε ηνπ 1000BASE-T πξνηχπνπ πνπ ζα ππνζηεξίδεη Gigabit Ethernet πάλσ ζε αζσξάθηζην ζπλεζηξακκέλν δεχγνο θαισδίσλ θαηεγνξίαο 5 (UTP 5) θαη κέγηζην κήθνο 100 κέηξα. Σν ρξνλνδηάγξακκα (ρήκα 38) πξνέβιεπε ηελ έγθξηζε ησλ πξνηχπσλ 1000BASE- LX, SX θαη CX κέζα ζην 1998 ελψ γηα ην 1000BASE-T κέζα ζην Σρήκα 11 - Χξνλνδηάγξακκα ηνπ Gigabit Ethernet (802.3z) 50

52 ΑΡΥΗΣΔΚΣΟΝΗΚΖ Γηα ηελ επίηεπμε ηαρπηήησλ ηάμεο 1Gbps ρξεηάδεηαη λα γίλνπλ πνιιέο αιιαγέο ζην επίπεδν ηνπ θπζηθνχ κέζνπ. Απνθαζίζηεθε επίζεο φηη απφ ην επίπεδν ζχλδεζεο θαη πάλσ, ην Gigabit Ethernet πξέπεη λα ηαπηίδεηαη ζε ζπκπεξηθνξά κε ην Ethernet. Έηζη γηα ηελ πινπνίεζε επηιέρζεθε ν ζπλδπαζκφο δχν ηερλνινγηψλ (πξνηχπσλ): ηεο IEEE Ethernet θαη ηεο ANSI X3T11 FibreChannel. Σρήκα 12 - Gigabit Ethernet Protocol Stack Απηφ ζεκαίλεη φηη ην πξφηππν κπνξεί λα εθκεηαιιεπηεί ηελ ήδε ππάξρνπζα, πςειήο ηαρχηεηαο πξφζβαζε ζην θπζηθφ κέζν, ηερλνινγία ηνπ FibreChannel, ελψ δηαηεξείηαη ηαπηφρξνλα ην πξφηππν πιαηζίνπ ηνπ Ethernet θαη ε πξνο ηα πίζσ ζπκβαηφηεηα κε ηελ εγθαηεζηεκέλε βάζε ζπζηεκάησλ. 51

53 Σρήκα 13 - Αξρηηεθηνληθή IEEE 802.3z Gigabit Ethernet 4.4. ΠΛΔΟΝΔΚΣΖΜΑΣΑ ΣΟΤ GIGABIT ETHERNET Ζ επηηαρπλφκελε αχμεζε ηνπ θνξηίνπ ζε πεξηβάιινληα ηνπηθνχ δηθηχνπ σζεί ηνπο δηαρεηξηζηέο ηνπ δηθηχνπ λα αλαδεηήζνπλ δηθηπαθέο ηερλνινγίεο πςειφηεξεο ηαρχηεηαο γηα λα επηιχζνπλ ηελ απαίηεζε ζε bandwidth. Aπηνί νη δηαρεηξηζηέο- πνπ ηππηθά έρνπλ Ethernet ή FDDI backbones ζήκεξα - ερνπλ λα επηιέμνπλ αλάκεζα ζε πνιιέο ελαιιαθηηθέο πξνηάζεηο. Αλ θαη θάζε δίθηπν έρεη ηα δηθά ηνπ μερσξηζηά ραξαθηεξηζηηθά, ην Gigabit Ethernet έρεη αξθεηά πξνηεξήκαηα, σο δίθηπν πςειψλ ηαρπηήησλ: - Δχθνιε θαη άκεζε κεηάβαζε ζε επίπεδα πςειφηεξεο απφδνζεο ρσξίο δηάζπαζε ηνπ δηθηχνπ. - Υακειφ θφζηνο ηδηνθηεζίαο- ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηνπ θφζηνπο αγνξάο θαη ππνζηήξημεο. - Ηθαλφηεηα ππνζηήξημεο λέσλ εθαξκνγψλ θαη ηχπσλ δεδνκέλσλ. - Δπέιηθηνο ζρεδηαζκφο δηθηχνπ. 52

54 ΔΤΚΟΛΖ ΜΔΣΑΒΑΖ Δ ΤΦΖΛΟΣΔΡΖ ΑΠΟΓΟΖ Έλα απφ ηα πην ζεκαληηθά πξνβιήκαηα πνπ αληηκεησπίδνπλ νη δηαρεηξηζηέο δηθηχσλ είλαη ην πψο λα απνθηήζνπλ πςειφηεξν bandwidth ρσξίο λα δηαζπαζηεί ην ππάξρνλ δίθηπν. Σν Gigabit Ethernet αθνινπζεί ηελ ίδηα κνξθή θαη ιεηηνπξγία κε απηή ησλ πξνθαηφρσλ ηνπ (10 Mbps θαη 100 Mbps Ethernet), επηηξέπνληαο κηα άκεζε θαη ζηαδηαθή κεηάβαζε ζε δίθηπα πςειφηεξσλ ηαρπηήησλ, δηαηεξψληαο παξάιιεια ηελ απιφηεηα ηνπ Ethernet. Σα ηξία πξφηππα ηνπ Ethernet ρξεζηκνπνηνχλ ην ίδην ΗΔΔΔ ζρήκα πιαηζίνπ, full-duplex ιεηηνπξγία θαη κεζφδνπο ειέγρνπ ξνήο. ε halfduplex mode, ην Gigabit Ethernet ρξεζηκνπνηεί ηε ζεκειηψδε κέζνδν πξφζβαζεο CSMA/CD γηα λα επηιχζεη ηνλ αληαγσληζκφ ζην θνηλφ κέζν. Δμάιινπ, ην Gigabit Ethernet ρξεζηκνπνηεί ηα ίδηα εξγαιεία δηαρείξηζεο πνπ νξίδνληαη απφ ηελ νκάδα ΗΔΔΔ Σειηθά απηφ πνπ επηηπγράλεη ην Gigabit Ethernet είλαη κηα δεθαπιάζηα αχμεζε απφδνζεο ζε ζχγθξηζε κε ηελ πην δεκνθηιή δηαζχλδεζε, ην Fast Ethernet ΜΟΡΦΖ ΠΛΑΗΗΟΤ ETHERNET Δίλαη απιφ λα δηαζπλδέζνπκε ππάξρνληεο ethernet ζπζθεπέο ρακειφηεξεο ηαρχηεηαο κε Gigabit Ethernet ζπζθεπέο, ρξεζηκνπνηψληαο LAN switches ή routers ψζηε λα πξνζαξκφζνπκε κηα ηαρχηεηα θπζηθήο γξακκήο κε ηελ άιιε. Σν Gigabit Ethernet ρξεζηκνπνηεί ην ίδην ζρήκα πιαηζίνπ κεηαβιεηνχ κήθνπο ηεο ΗΔΔΔ (παθέηα απφ 64 σο 1514 bytes) πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ην Ethernet θαη ην Fast Ethernet. Eπεηδή ην ζρήκα πιαηζίνπ θαη ην κέγεζνο είλαη ηα ίδηα γηα φιεο ηηο ηερλνινγίεο Ethernet, δελ είλαη αλαγθαίεο παξαπέξα δηθηπαθέο αιιαγέο. Απηφ ην κνλνπάηη εμέιημεο επηηξέπεη ζην Gigabit Ethernet λα ελζσκαησζεί ζηα ππάξρνληα δίθηπα Ethernet θαη Fast Ethernet. Αληίζεηα, άιιεο ηερλνινγίεο πςειήο ηαρχηεηαο ρξεζηκνπνηνχλ δηαθνξεηηθά ζρήκαηα πιαηζίνπ. Γηα παξάδεηγκα, ην ΑΣΜ πςειψλ ηαρπηήησλ πινπνηεί έλα data cell θαζνξηζκέλνπ κήθνπο. Όηαλ ζπλδέεηαη ην ΑΣΜ κε Ethernet θαη Fast Ethernet, ην switch ή ν router πξέπεη λα κεηαθξάζνπλ θάζε ΑΣΜ cell ζε έλα πιαίζην Ethernet, θαη αληηζηξφθσο FULL- ΚΑΗ HALF-DUPLEX ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ Όπσο νξίδεηαη απφ ηελ ηππνπνίεζε ηεο ΗΔΔΔ 802.3x, δχν θφκβνη πνπ ζπλδένληαη κέζσ ελφο full-duplex switched κνλνπαηηνχ κπνξνχλ λα ζηέιλνπλ θαη λα ιακβάλνπλ 53

55 ηαπηφρξνλα παθέηα. Σν Gigabit Ethernet αθνινπζεί απηφ ην πξφηππν γηα λα επηθνηλσλήζεη κε full-duplex mode. ρεδφλ φια ηα πξνηφληα Gigabit Ethernet πνπ θπθινθνξνχλ ζηελ αγνξά απφ ην 1998 είλαη full-duplex. To Gigabit Ethernet ρξεζηκνπνηεί επίζεο ην πξφηππν ηνπ Ethernet γηα έιεγρν ξνήο, ψζηε λα απνθχγεη ηε ζπκθφξεζε θαη ην overloading. Όηαλ ην Gigabit Ethernet ιεηηνπξγεί ζε half-duplex mode, πηνζεηεί ηελ θιαζζηθή CSMA/CD κέζνδν γηα λα επηιχζεη ηε ζπκθφξεζε ζην θνηλφ κέζν ΑΝΣΗΚΔΗΜΔΝΑ ΓΗΑΥΔΗΡΗΖ Όπσο αθξηβψο ζπλέβε κε ηε κεηάβαζε απφ ην Ethernet ζην Fast Ethernet, ηα βαζηθά αληηθείκελα δηαρείξηζεο κε ηα νπνία είλαη εμνηθνησκέλνη νη πεξηζζφηεξνη δηαρεηξηζηέο δηθηχσλ κεηαθέξνληαη θαη ζην Gigabit Ethernet. Γηα παξάδεηγκα, ην SNMP νξίδεη κηα πξφηππε κέζνδν ψζηε λα ζπιιέμνπκε device-level πιεξνθνξίεο Ethernet. To SNMP ρξεζηκνπνηεί δνκέο ΜΗΒ (management information base) γηα λα θαηαγξάθεη βαζηθά ζηαηηζηηθά φπσο ν αξηζκφο ζπγθξνχζεσλ, παθέηα πνπ ζηάιζεθαλ ή ειήθζεζαλ, error rates θαη άιιεο device-level πιεξνθνξίεο. Δπηπιένλ πιεξνθνξίεο ζπιιέγνληαη απφ RMON (remote monitoring) agents πνπ ζπλαζξνίδνπλ ηα ζηαηηζηηθά γηα παξνπζίαζε, κέζσ κηαο εθαξκνγήο δηθηπαθήο δηαρείξηζεο. Δπεηδή ην Gigabit Ethernet ρξεζηκνπνηεί standard πιαίζηα Ethernet, ηα ίδηα MIBs θαη RMON agents κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα παξνρή δηαρείξηζεο δηθηχνπ ζε gigabit ηαρχηεηεο ΥΑΜΖΛΟ ΚΟΣΟ ΗΓΗΟΚΣΖΗΑ Σν θφζηνο ηδηνθηεζίαο είλαη έλαο ζεκαληηθφο παξάγνληαο ζηελ εθηίκεζε νπνηαζδήπνηε λέαο δηθηπαθήο ηερλνινγίαο. Σν ζπλνιηθφ θφζηνο ηδηνθηεζίαο δελ πεξηιακβάλεη κφλν ηελ αγνξά εμνπιηζκνχ, αιιά επίζεο θαη ην θφζηνο εθπαίδεπζεο, ζπληήξεζεο θαη ηελ επίιπζε πξνβιεκάησλ. Ο αληαγσληζκφο κεηαμχ ησλ εηαηξηψλ νδήγεζε ζηελ κείσζε ησλ ηηκψλ αγνξάο Δ^π^ δηαζπλδέζεσλ. Αλ θαη ηα πξνηφληα ηνπ Fast Ethernet θπθινθνξνχλ απφ ην 1994, αθφκα θαη ζε απηά ηα πξνηφληα έρεη παξαηεξεζεί κείσζε ησλ ηηκψλ ηα ηειεπηαία δχν ρξφληα. Σν Gigabit Ethernet ζα αθνινπζήζεη ηελ ίδηα ηάζε φπσο ην Fast Ethernet. ήκεξα ηα πξνηφληα ζηελ αγνξά παξέρνπλ cost-effective ζπλδέζεηο γηα gigabit ξπζκνχο κεηάδνζεο. Ο ζηφρνο ηεο IEEE 802.3z, πνπ αλέπηπμε ην πξφηππν ηνπ Gigabit Ethernet, ήηαλ λα παξέρεη ζπλδέζεηο Gigabit Ethernet κε δχν ή ηξεηο θνξέο ην θφζηνο ελφο 100BASE-FX interface, δειαδή ζε νηθνλνκηθά αλεθηέο ηηκέο. Δπεηδή ην 54

56 Gigabit Ethernet αμηνπνηεί ηηο ππάξρνπζεο Ethernet ηερλνινγίεο, εθκεηαιιεχεηαη επίζεο ηηο θακπχιεο θφζηνπο πνπ επηθξαηνχλ κεηαμχ ησλ Ethernet βηνκεραληψλ. Με ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ, νη ρξήζηεο κπνξνχλ λα αλακέλνπλ ην θφζηνο ησλ Gigabit Ethernet interfaces λα κεησζεί δξαζηηθά, φπσο ζπλέβεη θαη κε άιιεο ηερλνινγίεο. Οη ζπλδέζεηο Switced Gigabit Ethernet έρνπλ ρακειφηεξν θφζηνο απφ ηα 622 Mbps ATM interfaces (ζεσξψληαο ίδηα interfaces θπζηθνχ κέζνπ), εμαηηίαο ηεο ζρεηηθήο απιφηεηαο ηνπ Ethernet. Οη αλακεηαδφηεο Gigabit Ethernet ζα ερνπλ ρακειφηεξν θφζηνο απφ ηηο ζπλδέζεηο 622 Mbps ATM, παξέρνληαο ζηνπο ρξήζηεο cost-effective ιχζεηο ζε backbone θαη server δηαζπλδέζεηο ΔΓΚΑΣΔΣΖΜΔΝΖ ΒΑΖ Σν Ethernet είλαη ε θπξίαξρε θαη πην επξέσο δηαδεδνκέλε LAN ηερλνινγία ζήκεξα, θαζψο θαη ε πην θαηαλνεηή ηερλνινγία. χκθσλα κε ηελ εηαηξεία αλάιπζεο IDC, πεξηζζφηεξν απφ 85% φισλ ησλ εγθαηεζηεκέλσλ δηθηπαθψλ δηαζπλδέζεσλ ήηαλ Ethernet ζην ηέινο ηνπ 1997, πνπ αληηπξνζσπεχεη 118 εθαηνκκχξηα δηαζπλδεφκελα PCs, workstations, θαη servers. To Δ^π^ είλαη δεκνθηιέο επεηδή πξνζθέξεη ηνλ θαιχηεξν ζπλδπαζκφ ηηκήο, απιφηεηαο, scalability θαη επθνιίαο δηαρείξηζεο. Δμάιινπ, εθφζνλ ε εγθαηεζηεκέλε βάζε ησλ ρξεζηψλ είλαη εμνηθεησκέλε κε ηελ ηερλνινγία, ηα εξγαιεία ζπληήξεζεο θαη troubleshooting ζην Ethernet, ηα θφζηε ππνζηήξημεο ηνπ Gigabit Ethernet ζα είλαη ρακειφηεξα ζε ζρέζε κε άιιεο ηερλνινγίεο. Ο ρξήζηεο δελ ρξεηάδεηαη λα κάζεη λέα overlay πξσηφθνιια αιιά απηφ πνπ απαηηείηαη είλαη επηπξφζζεηε εθπαίδεπζε πξνζσπηθνχ θαη εξγαιεία ζπληήξεζεο θαη επίιπζεο πξνβιεκάησλ. Δπεηδή ην Gigabit Ethernet είλαη Ethernet, νη network managers κπνξνχλ λα αμηνπνηήζνπλ ηελ ππάξρνπζα επέλδπζή ηνπο ζε δίθηπν, εθπαίδεπζε πξνζσπηθνχ θαη εκπεηξία γηα λα κεηψζνπλ ην ζπλνιηθφ θφζηνο ηδηνθηεζίαο. H αλάπηπμε ηνπ Gigabit Ethernet ζα είλαη γξεγνξφηεξε απφ ηηο ππφινηπεο ηερλνινγίεο. Αθνχ γίλεη ε αλαβάζκηζε ηεο εθπαίδεπζεο θαη ησλ εξγαιείσλ, ην πξνζσπηθφ ζα είλαη ηθαλφ λα εγθαηαζηήζεη θαη λα ππνζηεξίμεη εγθαηαζηάζεηο ζε Gigabit Ethernet, θαη κάιηζηα κε ρακειφ ξίζθν θαη δηαδεδνκέλν end-to-end framing. 55

57 ΤΠΟΣΖΡΗΞΖ ΝΔΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΚΑΗ ΣΤΠΧΝ ΓΔΓΟΜΔΝΧΝ Ζ εκθάληζε intranet εθαξκνγψλ πξνκελχεη κεηάβαζε ζε λένπο ηχπνπο δεδνκέλσλ, θπξίσο video θαη θσλή. ην παξειζφλ πίζηεπαλ φηη ην video ίζσο απαηηνχζε κηα δηαθνξεηηθή δηθηπαθή ηερλνινγία ζρεδηαζκέλε εηδηθά γηα multimedia. ήκεξα, είλαη πηζαλφ λα αλακείμνπκε data θαη video πάλσ απφ ην Ethernet κε έλα ζπλδπαζκφ ησλ παξαθάησ: - Aπμεκέλν bandwidth πνπ παξέρεηαη απν Fast Ethernet θαη Gigabit Ethernet, βειηησκέλν απφ LAN switching. - Σελ εκθάληζε λέσλ πξσηνθφισλ φπσο ην RSVP πνπ παξέρνπλ εμαζθάιηζε bandwidth. - Σελ εκθάληζε λέσλ standards φπσο ην 802.1Q θαη 802.1p πνπ ζα παξέρνπλ εηθνληθά LAN (VLAN) θαη πιεξνθνξίεο πξνηεξαηφηεηαο γηα ηα παθέηα κέζα ζην δίθηπν. - Σελ επξεία ρξήζε πξνρσξεκέλσλ ηερληθψλ ζπκπίεζεο video, φπσο ην MPEG- 2. Απηή ε ηερλνινγία θαη ηα πξσηφθνια ζπλδπάδνληαη ψζηε ην Gigabit Ethernet λα γίλεη κηα ειθπζηηθή ιχζε γηα ηε δηαλνκή video θαη multimedia, Πίλαθαο 2 - Γπλαηόηεηεο δηθηύσλ πςειώλ ηαρπηήησλ 56

58 ΔΤΔΛΗΚΣΟ INTERNETWORKING ΚΑΗ ΥΔΓΗΑΜΟ ΓΗΚΣΤΟΤ Οη δηαρεηξηζηέο δηθηχσλ ζήκεξα αληηκεησπίδνπλ έλα πιήζνο απφ επηινγέο internetworking θαη ζρεδηαζκνχ δηθηχνπ. πλδπάδνπλ routed θαη switched δίθηπα, θαη νηθνδνκνχλ intranets κεγάιεο θιίκαθαο. Σα δίθηπα Ethernet είλαη shared (ρξεζηκνπνηψληαο αλακεηαδφηεο) θαη switched, βαζηζκέλα ζε απαηηήζεηο bandwidth θαη θφζηνπο. Οκσο, ε επηινγή ελφο δηθηχνπ πςειψλ ηαρπηήησλ δελ πξέπεη λα πεξηνξίδεη ηελ επηινγή internetworking ή δηθηπαθήο ηνπνινγίαο. Σν Gigabit Ethernet κπνξεί λα είλαη switched, routed θαη shared. Οη ηξέρνπζεο ηερλνινγίεο internetworking, θαζψο θαη ηερλνινγίεο φπσο!p-specific switching θαη Layer 3 switching, είλαη πιήξσο ζπκβαηά κε ην Gigabit Ethernet, φπσο αθξηβψο είλαη κε ην Ethernet θαη ην Fast Ethernet. Σν Gigabit Ethernet είλαη δηαζέζηκν ζε full duplex αλακεηαδφηε, θαζψο θαη ζε LAN switches θαη routers ΑΠΟΓΟΖ GIGABIT ETHERNET To Gigabit Ethernet επεθηείλεη ηελ απφδνζε ηνπ Ethernet ησλ 10/100 Mbps ζηα 1000 Mbps wire speed. Mηα ζεσξεηηθή πξνζεκείσζε πνπ εηνηκάζηεθε απφ ηελ Intel Corporation δείρλεη φηη ην Gigabit Ethernet ζα ππεξβεί ηελ απφδνζε ηνπ Fast Ethernet φζν ην κέγεζνο ηνπ παθέηνπ απμάλεη θαηά κηα ηάμε. Καζψο πινπνηείηαη ην packet bursting, ην Gigabit Ethernet ζα γίλεηαη νινέλα θαη πην απνδνηηθφ ζην ρεηξηζκφ κηθξψλ παθέησλ. Πεηξάκαηα πνπ εθηειέζηεθαλ απφ ηελ AMD δείρλνπλ φηη ζε κηα ηνπνινγία halfduplex κε ζπγθξνχζεηο, έλα δίθηπν Gigabit Ethernet πέηπρε throughput άλσ ησλ 720 Mbps ζε ζπλζήθεο πξνζθεξφκελνπ θνξηίνπ 100%. Δπεηδή νη πεξηζζφηεξεο αξρηθέο πινπνηήζεηο ηνπ Gigabit Ethernet ζα είλαη switched, full-duplex ηνπνινγίεο ρσξίο ζπγθξνχζεηο, νη ρξήζηεο πξέπεη λα αλακέλνπλ φηη ζα ππεξβνχλ εχθνια απηφ ην 70% throughput rate, θα πηζαλφλ λα πξνζεγγίζνπλ ην ζεσξεηηθφ κέγηζην ησλ 2Gbps ηνπ full-duplex throughput. 57

59 Γηάγξακκα 1 - Πξνζνκνίσζε ηεο απόδνζεο ηνπ Gigabit Ethernet Γηάγξακκα 2 - Απόδνζε δηθηύνπ vs Παξερόκελνο θόξηνο Δμάιινπ ν Πίλαθαο δείρλεη third-party απνηειέζκαηα πεηξακάησλ γηα ηελ απφδνζε ελφο port ελφο Gigabit Ethernet multi-port switch, κε δηαθνξεηηθά κεγέζε παθέησλ: 64 bytes, 128 bytes,..., 1518 bytes. Σν switch ήηαλ non-blocking θαη ε ζπλνιηθή απφδνζε δηαηξείηαη απφ 8 ports ψζηε λα βξεζεί ε απφδνζε γηα θάζε port αληίζηνηρα. Αλάινγα κε ην κέγεζνο ηνπ παθέηνπ, ε απφδνζε θπκάλζεθε απφ pps έσο 1,488 εθαηνκκχξηα pps. 58

60 Σν πείξακα δείρλεη φηη ε απνδνηηθφηεηα θηάλεη σο θαη 100%. Γηα παξάδεηγκα, κε παθέηα ησλ 64 bytes, ε απφδνζε είλαη άλσ ησλ 1,488 εθαηνκκπξίσλ παθέησλ παθέηα ην δεπηεξφιεπην. Δθφζνλ ην interframe gap ησλ 12 bytes θαη ε εηζαγσγή (preamble) ησλ 8 bytes ζπκπεξηιακβάλνληαη, ην ηεζη δείρλεη φηη ην Gigabit Ethernet link απνδίδεη ζε full wire-speed 1 δηζ. bps! (1, εθαηνκ. pps * [ bytes] * 8 bits/byte= 1 δηζ. bps.) Παξνκνίσο, γηα ην κεγαιχηεξν παθέην ησλ 1518 bytes, κε κεηξεκέλε απφδνζε ησλ pps, ε απνδνηηθφηεηα μεπεξλά ην 99%.( pps * [ ] * 8 bits/byte=0,999 δηζ. bps.). Μέγεζνο παθέηνπ Θεσξεηηθή απφδνζε (pps) Πξαγκαηηθή απφδνζε (pps) bps (*10 3 ) Απνδνηηθφηεηα % % % % % % % % Σν Γηάγξακκα 3 επίζεο, δείρλεη παξφκνηα απνηειέζκαηα γηα έλα 12-port Gigabit Ethernet switch, ην 3Com SuperStack II Switch To switch έπηαζε ζπλνιηθή απφδνζε άλσ ησλ 17,8 εθαηνκκπξίσλ frames ην δεπηεξφιεπην, ρξεζηκνπνηψληαο θαη ηηο 12 full-duplex switch ports, ή 1,48 εθαηνκκχξηα frames ην δεπηεξφιεπην γηα θάζε port. Eθφζνλ ην 12-byte interframe gap θαη ην 8-byte preamble ζπκπεξηιακβάλνληαη ζηνλ ππνινγηζκφ, ην ηεζη θαλεξψλεη φηη ην Gigabit Ethernet απνδίδεη ζε full-wire speed 1 δηζ. bits ην δεπηεξφιεπην γηα 64-bytes frames. 59

61 Γηάγξακκα 3 - Gigabit Ethernet wire speed απόδνζε 60

62 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 5 Ο : XWDM 5.1. ΔΗΑΓΧΓΖ Έλα απφ ηα ζεκαληηθφηεξα δεηήκαηα ζηνλ ηνκέα ησλ δηθηχσλ ηα ηειεπηαία ρξφληα είλαη ε ξαγδαία αχμεζε ησλ απαηηήζεσλ ζε εχξνο δψλεο ηφζν ζηα εζσηεξηθά δίθηπα ησλ επηρεηξήζεσλ φζν θαη ζηα δίθηπα ησλ ISPs. Οη κεγάιεο απαηηήζεηο ζε εχξνο δψλεο πξνήιζαλ φρη κφλν απφ ηε ζπλερή αχμεζε ηνπ αξηζκνχ ησλ ρξεζηψλ ηνπ Internet αιιά θαη απφ ηηο απμαλφκελεο απαηηήζεηο ησλ δηθηπαθψλ εθαξκνγψλ, νη νπνίεο αιιάδνπλ ηελ ζπκπεξηθνξά ησλ ρξεζηψλ, θαζηζηψληαο ηνπο νινέλα θαη πην απαηηεηηθνχο. Παξάιιεια, ην θφζηνο γηα ηε κεηάδνζε απηνχ ηνπ ζπλερψο απμαλφκελνπ φγθνπ δεδνκέλσλ πξέπεη λα δηαηεξείηαη ζε ινγηθά επίπεδα θαη ε πξνζθνξά ηνπ απαηηνχκελνπ εχξνπο δψλεο λα κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί κέζα ζε εχινγν ρξνληθφ δηάζηεκα. Έηζη ινηπφλ απφ πνιχ λσξίο ε πιεηνςεθία ησλ εηαηξηψλ - νξγαληζκψλ είρε κφλν κηα απάληεζε ζην πξφβιεκα ηεο εχξεζεο bandwidth, ηελ ρξεζηκνπνίεζε νπηηθψλ ηλψλ γηα ηελ πινπνίεζε ησλ κεγάισλ δηθηχσλ θνξκνχ. Οη νπηηθέο ίλεο παξέρνπλ κεγάιν εχξνο δψλεο, ην νπνίν κπνξεί λα θζάζεη ηα 10Gbps, θαη κεηαθέξνπλ ην ζήκα ζε αξθεηά κεγάιε απφζηαζε ρσξίο ζεκαληηθέο απψιεηεο ιφγσ εμαζζέλεζεο. Ζ απφζηαζε θπκαίλεηαη κεηαμχ Km αλάινγα κε ηνλ ηχπν ηεο νπηηθήο ίλαο θαη ην ζήκα πνπ κεηαθέξεηαη. πλεπψο, πεξηνξίδνπλ ηνλ αξηζκφ ησλ ελδηάκεζσλ εληζρχζεσλ πνπ απαηηνχληαη γηα λα δηαζρίζεη ην ζήκα κηα κεγάιε απφζηαζε, θαη έρεη ζεκαληηθή αλνρή ζηνλ ζφξπβν. Έηζη ινηπφλ ε ρξήζε ησλ νπηηθψλ ηλψλ γηα ηελ κεηαθνξά ηεο νινέλα θαη απμαλφκελεο πιεξνθνξίαο ζηα δίθηπα θνξκνχ θαη φρη κφλν, ήηαλ θαζνιηθή. Απηφ φκσο απνηεινχζε ηελ απάληεζε κφλν γηα ην πξψην επίπεδν ηνπ κνληέινπ OSI. Γηα ηα αλψηεξα επίπεδα νη δηάθνξνη παξνρείο ρξεζηκνπνηνχλ κηα πιεζψξα ηερλνινγηψλ γηα λα δηαλείκνπλ δεδνκέλα. Γίλεηαη ρξήζε κηαο νιφθιεξεο ζηνίβαο ηερλνινγηψλ γηα ηελ επίηεπμε ηνπ ζηφρνπ, ζηελ νπνία ζηνίβα θάζε ηερλνινγία πξνζδίδεη θαη έλα ζπγθεθξηκέλν ραξαθηεξηζηηθφ ζην δίθηπν πξνθεηκέλνπ λα εμαζθαιηζηνχλ θάπνηα πξφηππα. Πέξα απφ ηηο ππεξεζίεο πνπ πξνζθέξεη ην νπηηθφ επίπεδν, ππάξρεη ην επίπεδν SONET/SDH πνπ πξνζθέξεη ραξαθηεξηζηηθά παξαθνινχζεζεο ηεο απφδνζεο θαη πξνζηαζίαο βαζηζκέλεο ζην δαθηχιην πνπ πινπνηείηαη. Σέινο ην IP επίπεδν 61

63 πξνζθέξεη ηα ραξαθηεξηζηηθά δξνκνιφγεζεο θαη παξέρεη ππεξεζίεο γηα ηνλ έιεγρν ησλ ιεηηνπξγηψλ ελφο κεγάινπ δηθηχνπ. πλεπψο ρξεζηκνπνηψληαο πνιιέο ηερλνινγίεο ζε κηα κνξθή ζηνίβαο θαη παίξλνληαο απφ θάζε κία ηα θαηάιιεια πιενλέθηήκα, κπνξεί λα δεκηνπξγεζεί έλα ζηαζεξφ, αλεθηηθφ ζε link failures θαη ηθαλφ λα παξέρεη αξθεηφ εχξνο δψλεο δίθηπν. Γπζηπρψο φκσο απηή ε κέζνδνο παξνπζηάδεη θαη θάπνηα κεηνλεθηήκαηα ηα νπνία απνηεινχλ ζεκαληηθφ πνλνθέθαιν γηα ηνπο δηαρεηξηζηέο δηθηχσλ. Καηά πξψην ιφγν απαηηνχλ ζεκαληηθφ εμνπιηζκφ θαη ζπλεπψο αξθεηά θεθάιαηα γηα ηελ απφθηεζε ηνπο, επηπιένλ απηνχ ε ρξεζηκνπνίεζε κηαο πιεζψξαο ηερλνινγηψλ έρεη ζεκαληηθή επίπησζε ζηε δηαρείξηζε ηνπ δηθηχνπ απαηηψληαο ζεκαληηθνχο αλζξψπηλνπο πφξνπο. Σέινο δελ είλαη ιίγεο νη πεξηπηψζεηο πνπ αθφκα θαη απηή ε αξρηηεθηνληθή έρεη θηάζεη ζηα φξηα ηεο φζνλ αλαθνξά ην εχξνο δψλεο πνπ παξέρεη ζε ζρέζε κε ην δεηνχκελν θαη άξα πξέπεη λα γίλεη θάπνηα αλαβάζκηζε. Σν κεγάιν κεηνλέθηεκα ζ' απηήλ ηελ πεξίπησζε απνηειεί ην φηη απαηηείηαη αλαβάζκηζε φισλ ησλ ζπζηαηηθψλ ζηνηρείσλ (fork shifting) ΟΠΣΗΚΔ ΗΝΔ ΣΟ ΦΤΗΚΟ ΔΠΗΠΔΓΟ ΓΗΚΣΤΧΝ Οη νπηηθέο ίλεο αθνξνχλ ην πξψην επίπεδν ηνπ δηθηπαθνχ κνληέινπ OSI Με βάζε ηελ εμέιημε ησλ ηερλνινγηψλ ηνπ θπζηθνχ επίπεδνπ είλαη δπλαηή ε θαηεγνξηνπνίεζε ησλ δηθηχσλ ζε ηξεηο γεληέο. Γίθηπα ηα νπνία ρξεζηκνπνηνχλ θαιψδηα ραιθνχ ή ηερλνινγίεο κηθξνθπκάησλ (π.ρ. Ethernet, Γνξπθφξνη θ.α.) Γίθηπα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ζπλδπαζκφ θαισδίσλ ραιθνχ θαη νπηηθψλ ηλψλ. Υαξαθηεξηζηηθφ ηνπο είλαη φηη νη ιεηηνπξγίεο δξνκνιφγεζεο γίλνληαη ζε ειεθηξνληθή κνξθή θαη ε κεηαθνξά ησλ δεδνκέλσλ κε ηε ρξήζε νπηηθψλ ζεκάησλ. Σέινο έρνπκε ηα δίθηπα ηξίηεο γεληάο φπνπ ρξεζηκνπνηνχληαη νπηηθέο, ίλεο ελψ νη ιεηηνπξγίεο δξνκνιφγεζεο θαη κεηαθνξάο δεδνκέλσλ γίλνληαη κε βάζε ηελ νπηηθή ηερλνινγία, ρσξίο θακία ελδηάκεζε κεηαηξνπή ησλ ζεκάησλ ζε ειεθηξνληθή κνξθή. Απηφ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηε κεγάιε αχμεζε ηνπ παξαρσκέλνπ bandwidth. Έλα νπηηθφ ζχζηεκα κεηάδνζεο έρεη ηξία ζηνηρεία: ηελ πεγή θσηφο, ην κέζν κεηάδσζεο θαη ηνλ αληρλεπηή. πκβαηηθά έλαο παικφο θσηφο αληηζηνηρεί ζην bit 1, 62

64 ελψ ε απνπζία θσηφο ζην bit 0. Σν κέζν κεηάδνζεο είλαη κία εμαηξεηηθά ιεπηή ίλα γπαιηνχ. Ο αληρλεπηήο δεκηνπξγεί έλαλ ειεθηξηθφ παικφ φηαλ πέθηεη πάλσ ηνπ θσο. πλδένληαο κηα πεγή θσηφο ζην έλα άθξν νπηηθήο ίλαο θαη έλαλ αληρλεπηή ζην άιιν, έρνπκε έλα κνλνθαηεπζπληηθφ ζχζηεκα κεηάδνζεο, πνπ δέρεηαη έλα ειεθηξηθφ ζήκα, ην κεηαηξέπεη ζε παικνχο θσηφο θαη ην κεηαδίδεη, ελψ ζην ηέινο ην κεηαηξέπεη ζε ειεθηξηθφ ζήκα ζηε ιήςε. Σρήκα 14 - Δθπνκπή δέζκεο θσηόο δηακέζνπ νπηηθήο ίλαο Σα νπηηθά ζήκαηα εζσηεξηθά αλαθιψκελα κπνξνχλ λα ηαμηδέςνπλ κεγάιεο απνζηάζεηο αθνχ ηζρχεη ε αξρή ηεο θπζηθήο. «Όηαλ κία αθηίλα θσηφο πεξλά απφ ην έλα κέζν ζε άιιν, π. ρ. απφ γπαιί ζε αέξα ε αθηίλα δηαζιάηαη ζηε δηαρσξηζηηθή επηθάλεηα γπαιηνχ/αέξαο». Ζ πνζφηεηα δηάζιαζεο εμαξηάηαη απφ ηηο ηδηφηεηεο ησλ δχν κέζσλ. Γηα γσλίεο πξφζπησζεο κεγαιχηεξεο απφ κία ζπγθεθξηκέλε θξίζηκε ηηκή, ην θσο δηαζιάηαη πίζσ ζην γπαιί δελ δηαθεχγεη ζηνλ αέξα. πλεπψο κηα αθηίλα θσηφο πξνζπίπηνπζα κε γσλία ίζε ή κεγαιχηεξε ηεο θξίζηκεο ηηκήο παγηδεχεηαη εληφο ηεο ίλαο. Με απηφ ηνλ ηξφπν ε αθηίλα κπνξεί λα δηαδνζεί γηα πνιιά ρηιηφκεηξα, κε ζρεδφλ κεδεληθή απψιεηα. Δπίζεο, ππάξρεη ε δπλαηφηεηα λα δηαδίδνληαη πνιιέο δηαθνξεηηθέο αθηίλεο αξθεί λα ζηέιλνληαη κε δηαθνξεηηθέο γσλίεο πξφζπησζεο θαη ε γσλία απηή λα είλαη κεγαιχηεξε ηεο θξίζηκεο. Μηα νπηηθή ίλα απνηειείηαη απφ κία δέζκε γπάιηλσλ λεκάησλ, θάζε κία απφ ηηο νπνίεο είλαη ηθαλή λα κεηαδίδεη κελχκαηα δηακνξθσκέλα ζε θχκαηα θσηφο. Οη νπηηθέο ίλεο έρνπλ αξθεηά πιενλεθηήκαηα ζε ζρέζε κε ηα παξαδνζηαθά ηειεπηθνηλσληαθά κέζα, φπσο είλαη ην κεγαιχηεξν εχξνο δψλεο (bandwidth) θαη θαηά ζπλέπεηα λα κπνξνχλ λα κεηαθέξνπλ πεξηζζφηεξεο πιεξνθνξίεο, επεξεάδνληαη ιηγφηεξν απφ παξεκβνιέο απφ φηη ηα κεηαιιηθά θαιψδηα, είλαη πην ιεπηέο θαη πην 63

65 ειαθξέο θαη κπνξνχλ λα κεηαδψζνπλ δεδνκέλα ζε ςεθηαθή αληί γηα αλαινγηθή κνξθή. Οη νπηηθέο ίλεο έρνπλ ζην θέληξν ηνπο ηνλ ππξήλα κέζνπ ηνπ νπνίνπ κεηαδίδεηαη ην νπηηθφ ζήκα. Ο ππξήλαο εγθισβίδεη ηηο αθηίλεο θσηφο θαη ηηο νδεγεί ζην ηέξκα. Σα θχκαηα κεηαθέξνληαη απφ ηνλ ππξήλα ηεο νπηηθήο ίλαο. Όζν πην ζηελφο είλαη ν ππξήλαο, ηφζν πην γξήγνξα κεηαθέξεηαη ην θχκα θσηφο. Ο νπηηθφο ππξήλαο πεξηβάιιεηαη απφ ζηξψκα γπάιηλεο επηθάιπςεο Ζ επηθάιπςε (cladding), ε νπνία πεξηβάιιεη ηελ νπηηθή ίλα θξαηάεη ην θσο ζηνλ ππξήλα, εκπνδίδνληαο ην ζήκα λα δηαζθνξπηζηεί θαη λα ράζεη ηελ ηζρχ ηνπ. Ζ επηθάιπςε κε ηε ζεηξά ηεο πεξηβάιιεηαη απφ ην εμσηεξηθφ πξνζηαηεπηηθφ πιηθφ, ε νπνία πξνζηαηεχεη ηελ ίλα απφ ηνπο πεξηβαληνινγηθνχο θηλδχλνπο. Ζ δέζκε θσηφο εθπέκπεηαη ζηνλ ππξήλα ηεο νπηηθήο ίλαο θαη πξνζπίπηεη κε ηέηνηα γσλία ζηελ επηθάιπςε ψζηε λα ππάξρεη νιηθή αλάθιαζε θαη λα κεηαδίδεηαη ζε φιν ην κήθνο ηεο νπηηθήο ίλαο. Ζ νπηηθή ίλα εγθισβίδεη φιε ηελ ελέξγεηα ηεο αθηίλαο ηνπ θσηφο ΣΤΠΟΗ ΟΠΣΗΚΧΝ ΗΝΧΝ Τπάξρνπλ πνιιέο γσλίεο κε ηηο νπνίεο ην θσο κπνξεί λα εηζέιζεη ζε κία νπηηθή ίλα θαη λα δεκηνπξγήζεη δηαθνξεηηθέο γσλίεο πξνζβνιήο ηεο επηθάιπςεο νη νπνίεο αλαθέξνληαη θαη σο ηξφπνη (modes). Σρήκα 15 - Οπηηθέο ίλεο Ο αξηζκφο ησλ ηξφπσλ (modes) απμάλεη θαζψο απμάλεη ε δηάκεηξνο ηνπ ππξήλα. Οη κνλφηξνπεο (single-mode) νπηηθέο ίλεο έρνπλ ζπλήζσο δηάκεηξν ππξήλα πεξίπνπ 10 κπη ελψ νη πνιχηξνπεο κm. Οη κνλφηξνπεο νπηηθέο ίλεο, ζε αληίζεζε κε ηηο πνιχηξνπεο δελ δηαρένπλ ηε δέζκε θσηφο αιιά απαηηνχλ ζπγθέληξσζε θσηφο 64

66 κεγάιεο έληαζεο ζε ππξήλα κηθξήο δηακέηξνπ, γεγνλφο πνπ απαηηεί ηε ρξήζε Laser. Ζ δηάκεηξνο δειαδή ηνπ ππξήλα λα είλαη ζην επίπεδν ηνπ κήθνπο θχκαηνο ηνπ εθπεκπφκελνπ νπηηθνχ ζήκαηνο. Αλαθέξεηαη θαη ζαλ νκναμνληθή κεηάδνζε. Δπηπιένλ, γηα ηηο πνιχηξνπεο ίλεο ππάξρεη έλαο επηπιένλ δηαρσξηζκφο αλάινγα κε ηνλ ηξφπν θαηαζθεπήο ηνπο θαη πην ζπγθεθξηκέλα κε ην αλ ε κεηαβνιή ηνπ δείθηε δηαζιάζεσο κεηαμχ ηνπ ππξήλα θαη ηεο επηθάιπςεο είλαη απφηνκε (step index) ή είλαη βαζκηαία φζν απνκαθξπλφκαζηε απφ ην θέληξν ηνπ ππξήλα ηεο ίλαο (graded index). Οη ηξφπνη δηάδνζεο ηνπ νπηηθνχ ζήκαηνο ζε θάζε κηα απφ ηηο παξαπάλσ πεξηπηψζεηο θαίλνληαη ζην ρήκα ΜΔΣΑΓΟΖ ΣΟΤ ΦΧΣΟ ΜΔΧ ΟΠΣΗΚΧΝ ΗΝΧΝ Μηα ηερλνινγία κεηάδνζεο δεδνκέλσλ ραξαθηεξίδεηαη απφ δχν παξάγνληεο. Δίλαη ηα bits per second (Β) πνπ κεηαδίδνληαη ρσξίο ελίζρπζε ζε απφζηαζε L ρηιηνκέηξσλ. Αλ ινηπφλ ην δεηνχκελν είλαη ε κεηάδνζε ΒΣ bps ζε απφζηαζε LT ρηιηνκέηξσλ. Σφηε απηφ ζεκαίλεη φηη απαηηνχληαη Ν repeaters πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηελ απιή ζρέζε Γίλεηαη αληηιεπηφ έηζη φηη απηφ πνπ καο ελδηαθέξεη είλαη ην θφζηνο κηαο ηέηνηαο ζχλδεζεο ην νπνίν θαζνξίδεηαη ζε κεγάιν βαζκφ απφ ηελ απφζηαζε πνπ κπνξεί λα θαιπθζεί κε φζν ην δπλαηφ ιηγφηεξε εκθάληζε ησλ repeaters. ην ηνκέα απηφ ινηπφλ βξίζθεηαη ην κεγάιν πιενλέθηεκα ησλ νπηηθψλ ηλψλ ηδηαίηεξα αλ αλαινγηζηνχκε ηελ εκθάληζε ησλ νπηηθψλ εληζρπηψλ πνπ έιπζαλ πξνβιήκαηα θφζηνπο θαη ηαρχηεηαο. ε έλα θπζηθφ κέζν φπσο είλαη ε νπηηθή ίλα νξίδεηαη θαη ε έλλνηα ηεο εμαζζέλεζεο ηνπ ζήκαηνο. Βέβαηα ζπγθξηηηθά κε άιιεο ηερλνινγίεο θαη θπζηθά κέζα ε νπηηθή ίλα ππεξέρεη αιιά ν παξάγνληαο απηφο απνθηά ζεκαζία αλ ιεθζνχλ ππφςε νη κεγάιεο απνζηάζεηο πνπ δηαλχνληαη. Δηδηθφηεξα αλ ε δχλακε ηνπ ζήκαηνο πνπ εθπέκπεηαη είλαη PT θαη απνδίδεηαη απφ ηε ζπλάξηεζε P(l) ε ηζρχο ζε απφζηαζε l ηφηε εχθνια δηαπηζηψλεη θαλείο ηελ γξακκηθφηεηα ηεο ζρέζεο απηήο πνπ ζα πξέπεη λα απνδίδεηαη σο εμήο : P(l)=a(l)xPT Όπνπ ην a(l) εμαξηάηαη απφ ην κήθνο θχκαηνο θαη ηε θχζε ηεο νπηηθήο ίλαο. πλεπψο ε εμαζζέληζε ζε decibel/km. θαη δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν: 65

67 εμαζζέλεζε (db) = 10 log 10 (Ηζρχο κεηάδνζεο / Ηζρχο Λήςεο) = 10log 10 (a(l)) Πάληα ζρεηηθά κε ηελ εμαζζέλεζε ηνπ ζήκαηνο ζα πξέπεη λα ηνληζηεί φηη γηα λα έρνπκε ηε κηθξφηεξε δπλαηή απψιεηα ηζρχνο ην θσηεηλφ ζήκα ζα πξέπεη λα κέζα ζηα φξηα θάπνησλ ζπρλνηήησλ. Δηδηθφηεξα ηα φξηα απηά ραξαθηεξίδνληαη ζαλ δχν «παξάζπξα» κέζα ζην ζπρλνηηθφ ρψξν ησλ ζεκάησλ θαη αλαθέξνληαη ζε θχκαηα κήθνπο 1.3κm θαη 1.55κm κε εχξνο παξαζχξνπ 100nm θαη 150nm αληίζηνηρα. Αλ ζπζρεηηζηεί απηφ κε ηε ηαρχηεηα ηνπ θσηφο ηφηε πξνθχπηεη φηη είλαη δπλαηή ε κεηάδνζε κφλν απφ ην πξψην παξάζπξν 16THz, δειαδή πεξίπνπ 8ΣΔ^ πιεξνθνξίαο. Όκσο ππάξρεη θαη ε έλλνηα ηεο δηάρπζεο ηνπ θσηεηλνχ ζήκαηνο πνπ καο αλαγθάδεη λα ππνηεηξαπιαζηάζνπκε ηελ ρσξεηηθφηεηα. Υαξαθηεξηζηηθφ παξάδεηγκα δηάρπζεο, φηαλ έρνπκε ζηελ είζνδν έλα ζήκα ηφηε ην ιακβάλνπκε ζηελ έμνδν παξακνξθσκέλν. Σρήκα 16 - Παξάδεηγκα δηάρπζεο ηνπ θσηόο Σν θσο ηαμηδεχεη ζην θελφ κε ηαρχηεηα c=3x108 m/s. Σν θσο κπνξεί επίζεο λα ηαμηδεχεη κέζα ζε νπνηνδήπνηε δηαθαλέο πιηθφ, αιιά ε ηαρχηεηά ηνπ ζα είλαη κηθξφηεξε απφ φηη ζην θελφ. Ο ιφγνο ηεο ηαρχηεηαο ζην θελφ πξνο ηελ ηαρχηεηα ζην κέζα ην πιηθφ νλνκάδεηαη δείθηεο δηάζιαζεο ΖΜΑΣΟΓΟΣΖΖ Γηα ηε δεκηνπξγία ηεο θσηεηλήο δέζκεο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ δχν είδε πεγψλ,νη Γίνδνη Δθπνκπήο Φσηφο LED (Light Emitting Diodes) θαη ηα laser εκηαγσγψλ. Οη Γίνδνη Δθπνκπήο Φσηφο LED παξάγνπλ δεδνκέλα κε ρακειφ ξπζκφ θαη ρξεζηκνπνηνχληαη γηα κεηάδνζε δεδνκέλσλ ζε κηθξέο απνζηάζεηο. Απνηεινχλ ζρεηηθά αξγέο ζπζθεπέο, θαηάιιειεο γηα εθαξκνγέο κε ηαρχηεηεο ρακειφηεξεο απφ 66

68 1Gbps, ελψ εκθαλίδνπλ έλα ζρεηηθά επξχ πιάηνο θάζκαηνο. Οη δηαηάμεηο απηέο ρξεζηκνπνηνχληαη ζπλήζσο ζε επηθνηλσληαθέο εθαξκνγέο πνιχηξνπσλ νπηηθψλ ηλψλ Χζηφζν παξνπζηάδνπλ θάπνηα πιενλεθηήκαηα φπσο είλαη ε κεγάιε δίαξθεηα δσήο, ε κηθξή επαηζζεζία ζε κεηαβνιέο ηεο ζεξκνθξαζίαο θαη ην ρακειφ θφζηνο. Απφ ηελ άιιε πιεπξά νη ζπζθεπέο Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) παξάγνπλ δέζκεο θσηνλίσλ κέζσ ηεο δηέγεξζεο κε ειεθηξηθφ ξεχκα ηνληζκέλσλ πιηθψλ. Οη δέζκεο θσηνλίσλ εληζρχνληαη κε ζχζηεκα θαζξεπηψλ θαη ζηε ζπλέρεηα εμέξρνληαη κε ηε κνξθή εμαηξεηηθά εζηηαζκέλσλ αθηίλσλ. Σα Lasers κπνξνχλ λα ζπληνληζηνχλ, φζνλ αθνξά ην κήθνο θχκαηνο ηνπο, κε ρξήζε κεζφδσλ ζπληνληζκνχ φπσο είλαη ν κεραληθφο ζπληνληζκφο, ν αθνπζηνπηηθφο ζπληνληζκφο, ν ειεθηξνπηηθφο ζπληνληζκφο θαη ν injection-current-based ζπληνληζκφο. Σα κεραληθά ζπληνληδφκελα Lasers κπνξνχλ λα ζπληνληζηνχλ ζε φιν ην σθέιηκν θάζκα (ηάμεσο ησλ 100nm) αιιά ν ρξφλνο ελαιιαγήο θαλαιηψλ είλαη ηεο ηάμεο msec εμ' αηηίαο ησλ κεραληθψλ ζηνηρείσλ κέζσ ησλ νπνίσλ γίλεηαη ν ζπληνληζκφο. Σα αθνπζηνπηηθά Lasers ζπλδπάδνπλ κέζν εχξνο θαη κέζν ρξφλν ζπληνληζκνχ (ηάμεσο ησλ 10 κsec). Οη κηθξφηεξνη ρξφλνη ελαιιαγήο θαλαιηψλ κπνξνχλ λα επηηεπρζνχλ κε ηε ρξήζε Laser εκηαγσγψλ φπσο ηα Distributed- Feedback Laser (DFB) θαη Distributed-Bragg-Reflector (DBR) πνπ έρνπλ ρξφλν ζπληνληζκνχ κηθξφηεξν ησλ 10 nsec αιιά έρνπλ πεξηνξηζκέλν εχξνο κήθνπο θχκαηνο (ηεο ηάμεσο κεξηθψλ θαλαιηψλ). Γηαζέηνπλ ραξαθηεξηζηηθά θαη απφδνζε πνπ ηνπο θαζηζηά θαηαιιειφηεξνπο γηα εθαξκνγέο κνλφηξνπεο νπηηθήο ίλαο ΟΠΣΗΚΟΗ ΓΔΚΣΔ Σν άθξν ιήςεο κηαο νπηηθήο ίλαο απνηειείηαη απφ κία θσηνδίσδν ε νπνία κε θαηάιιεινπο θαζξέπηεο δέρεηαη ηε δέζκε θσηφο απφ ηελ νπηηθή ίλα θαη ζπληνλίδνληαη ζε ζπγθεθξηκέλν κήθνο θχκαηνο αλάινγα κε ηελ απφζηαζε ησλ θαζξεπηψλ κεηαμχ ηνπο. Οη νπηηθνί δέθηεο κπνξεί λα είλαη παζεηηθνί (passive), ελεξγνί (active) θαη δηφδνπ Laser (Laser-diode-amplifier-based). ^ πιενλέθηεκα ησλ παζεηηθψλ δεθηψλ είλαη φηη φηη κπνξνχλ λα πεηχρνπλ πςειή αλάιπζε. Σν κεηνλέθηεκα ηνπο είλαη νη ζεκαληηθέο απψιεηεο θαη ν κεγάινο ρξφλνο ζπληνληζκνχ (ηεο ηάμεσο msec) θαζψο ζηελ θαηαζθεπή ηνπο πεξηιακβάλνπλ κεραληθά ζηνηρεία. Οη ελεξγνί θαη νη δηφδνπ Laser δέθηεο, κπνξνχλ λα ζπληνληζηνχλ κε κεγαιχηεξεο ηαρχηεηεο (ηεο ηάμεσο nsec) έρνληαο φκσο κηθξφηεξε αλάιπζε κε απνηέιεζκα λα κ πνξνχλ λα ζπληνληζηνχλ ζε ιηγφηεξα θαλάιηα. 67

69 ΟΠΣΗΚΟΗ ΔΝΗΥΤΣΔ Με ηνπο εθπνκπνχο (Lasers) θαη ηνπο δέθηεο (filters), νη νπηηθνί εληζρπηέο (optical amplifiers) είλαη απφ ηα βαζηθά ζηνηρεία ζηε ζρεδίαζε νπηηθψλ δηθηχσλ. Οη νπηηθνί εληζρπηέο παξέρνπλ ην κέζν ζηα νπηηθά ζήκαηα ψζηε λα αλαγελληφληαη ρσξίο ηελ αλάγθε ρξήζεο νπηηθν-ειεθηξνληθψλ κεηαιιαθηψλ. Οη νπηηθνί εληζρπηέο ηχπνπ Erbium-doped (Erbium-doped fiber amplifiers (EDFA)) πνπ ιεηηνπξγνχλ ζε νπηηθφ κήθνο θχκαηνο 1.5 κεη ρξεζηκνπνηνχληαη ζην πεδίν ησλ επηθνηλσληψλ κεγάισλ απνζηάζεσλ θαη είλαη απφ ηηο πιένλ αμηφπηζηεο ιχζεηο. Με ηε ρξήζε ησλ παξαπάλσ νπηηθψλ εληζρπηψλ EDFA είλαη δπλαηή ε εθπνκπή ζεκάησλ ζε κεγάιεο απνζηάζεηο ΓΗΚΣΤΑ ΟΠΣΗΚΧΝ ΗΝΧΝ Οη νπηηθέο ίλεο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζε ηνπηθά δίθηπα αιιά θαη γηα κεηαδφζεηο ζε κεγάιεο απνζηάζεηο (δίθηπα επξείαο πεξηνρήο). Σν πξφβιεκα πνπ πθίζηαηαη ζε απηέο ηηο πεξηπηψζεηο αθνξά ζηηο ζπλδέζεηο θαη γηα ηελ αληηκεηψπηζή ηνπ ρξεζηκνπνηείηαη έλαο δαθηχιηνο,ν νπνίνο ζηελ νπζία είλαη κία ζπιινγή δεχμεσλ ζεκείν πξνο ζεκείν. Γηα ηελ έλσζε ηνπ ππνινγηζηή κε ην δίθηπν ρξεζηκνπνηείηαη κία δηεπαθή. Ζ δηεπαθή ζε θάζε ππνινγηζηή πεξλά ηνλ ζπξκφ αθηίλσλ θσηφο πξνο ηελ επφκελε δεχμε θαη ρξεζηκεχεη ζαλ δηαθιάδσζε πνπ επηηξέπεη ζηνλ ππνινγηζηή λα ιακβάλεη θαη λα ζηέιλεη κελχκαηα. Υξεζηκνπνηνχληαη δχν ηχπνη δηεπαθψλ: Ζ πξψηε είλαη κία παζεηηθή δηεπαθή ε νπνία απαξηίδεηαη απφ δχν απνκαζηεχζεηο πνπ έρνπλ ζπληερζεί ζηελ θχξηα νπηηθή ίλα. Ζ κία απνκάζηεπζε έρεη έλα LED ή εκηαγσγηθφ Laser ζην άθξν ηεο θαη ε άιιε κία θσηνδίσδν. Ζ απνκάζηεπζε είλαη πιήξσο παζεηηθή θαη ζπλεπψο εμαηξεηηθά αμηφπηζηε. ηηο παζεηηθέο δηεπαθέο ράλεηαη θσο ζε θάζε δηαζηαχξσζε θαη ην ζπλνιηθφο κήθνο ηνπ δαθηπιίνπ πεξηνξίδεηαη θαηά πνιχ. Ο άιινο ηχπνο δηεπαθήο είλαη έλαο ελεξγφο επαλαιήπηεο (active repeater). To εηζεξρφκελν θσο κεηαηξέπεηαη ζε ειεθηξηθφ ζήκα, αλαγελληέηαη πιήξσο, αλ έρεη εμαζζελίζεη θαη αλακεηαδίδεηαη ζαλ θσο. Δάλ έλαο ελεξγφο επαλαιήπηεο αζηνρήζεη, ν δαθηχιηνο ζπάεη θαη ην δίθηπν πέθηεη. Αιιά εθφζνλ ην ζήκα αλαγελληέηαη ζε θάζε δηεπαθή, νη κεκνλσκέλεο δεχμεο ππνινγηζηή πξνο ππνινγηζηή κπνξνχλ λα έρνπλ κήθνο ρηιηνκέηξσλ κε απεξηφξηζην ζπλνιηθφ κέγεζνο δαθηπιίνπ. 68

70 Γηα ηε δεκηνπξγία ελφο ηνπηθνχ δηθηχνπ (LAN) κε ρξήζε νπηηθψλ ηλψλ, ππάξρεη θαη έλαο ελλαιαθηηθφο ηξφπνο πνπ είλαη ε δηάηαμε παζεηηθνχ αζηέξα (passive star). ηε ζρεδίαζε απηή θάζε δηεπαθή έρεη κία ίλα απφ ηνλ πνκπφ ηεο κέρξη έλα γπάιηλν θχιηλδξν, κε ηηο εηζεξρφκελεο ίλεο ζπληεγκέλεο ζην έλα άθξν ηνπ θπιίλδξνπ. Οκνίσο νη ίλεο πνπ έρνπλ ζπληερζεί ζην άιιν άθξν ηνπ θπιίλδξνπ θζάλνπλ κέρξη ηνπο δέθηεο. Οπνηεδήπνηε κηα δηεπαθή εθπέκπεη παικφ θσηφο, απηφο δηαρέεηαη κέζα ζηνλ παζεηηθφ αζηέξα γηα λα θσηίζεη φινπο ηνπο δέθηεο, επηηπγράλνληαο έηζη ηελ εθπνκπή. Ο παζεηηθφο αζηέξαο ζπλδπάδεη φια ηα εηζεξρφκελα ζήκαηα θαη κεηαδίδεη ην αλακεκηγκέλν απνηέιεζκα ζ' νιεο ηηο γξακκέο. Βέβαηα επεηδή ε εηζεξρφκελε ελέξγεηα κνηξάδεηαη αλάκεζα ζ' φιεο ηηο εμεξρφκελεο γξακκέο, ν αξηζκφο ησλ θφκβσλ ηνπ δηθηχνπ πεξηνξίδεηαη αλάινγα κε ηελ επαηζζεζία ησλ θσηνδηφδσλ Ζ ΑΡΥΖ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ ΣΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ WDM Μηα ζηξαηεγηθή γηα ηε δεκηνπξγία δηθηχσλ πνπ ζα κπνξνχλ λα ππνζηεξίμνπλ ηηο λέεο πνιχ ελδηαθέξνληεο, θαη απαηηεηηθέο γηα εχξνο δψλεο εθαξκνγέο είλαη ε ηερλνινγία πνιππιεμίαο κήθνπο θχκαηνο (Wavelength Division Multiplexing). Ζ βαζηθή ηδέα πάλσ ζηελ νπνία ζηεξίρηεθε ε λέα ηερλνινγία ήηαλ ε εμήο: ζε θάζε νπηηθή ίλα ην νπηηθφ ζήκα πνπ δηαδίδεηαη έρεη κηα ζπγθεθξηκέλε ζπρλφηεηα, είλαη δπλαηφλ απφ ηελ ίδηα ίλα λα πεξάζνπλ πεξηζζφηεξα ηνπ ελφο δηαθνξεηηθά ζήκαηα δηαθνξεηηθήο ζπρλφηεηαο (ι) ή αιιηψο δηαθνξεηηθνχ ρξψκαηνο κηαο θαη κηιάκε γηα νπηηθά ζήκαηα, ηα νπνία ην θαζέλα λα αληηπξνζσπεχεη θαη κία ξνή δεδνκέλσλ. Απηή ε ηδέα δελ ήηαλ θαηλνχξηα, άιισζηε ε πνιππιεμία ζην ίδην κέζν παξαπάλσ ηνπ ελφο ζήκαηνο κε δηαθνξεηηθέο ζπρλφηεηεο, ζπλεπψο θαη δηαθνξεηηθά κήθε θχκαηνο ρξεζηκνπνηείηαη απφ πνιχ παιηά ζηηο εθπνκπέο ξαδηνθψλνπ αιιά θαη ζε πνιιέο άιιεο εθαξκνγέο, αιιά έγηλε ηειεπηαία εθηθηή ε πινπνίεζε ηεο θαη ζηα νπηηθά δίθηπα. 69

71 Σρήκα 17 - Η ηερλνινγία WDM Με βάζε απηφ ην ραξαθηεξηζηηθφ έγηλε δπλαηή ε παξάιιειε κεηάδνζε ζήκαηνο θαη ζηηο νπηηθέο ίλεο. Ζ πνιππιεμία κήθνπο θχκαηνο είλαη ε ηερληθή κεηάδνζεο πιεξνθνξίαο κέζα απφ νπηηθή ίλα ε νπνία επηηξέπεη ηελ παξάιιειε κεηάδνζε bits ή αιιηψο ηε ζεηξηαθή κεηάδνζε ραξαθηήξσλ. Δίλαη γλσζηφ πσο ηα νπηηθά ζήκαηα φηαλ ηαμηδεχνπλ θαηά κήθνο αθφκα θαη ηεο πην δηαθαλήο ίλαο γηα κεξηθέο εθαηνληάδεο ρηιηφκεηξα εμαζζελνχλ ζε κε αληρλεχζηκα ζήκαηα. Ο κφλνο ηξφπνο γηα ηελ επίηεπμε νπηηθήο επηθνηλσλίαο ζε απνζηάζεηο παξαπάλσ απφ θάπνηα ηέηνηα απφζηαζε ήηαλ ε ελίζρπζε ηνπ ζήκαηνο κέζσ κηαο νπηηθνειεθηξνληθήο δηαδηθαζίαο. Πην ζπγθεθξηκέλα, απαηηείηαη ε κεηαηξνπή ηνπ νπηηθνχ ζήκαηνο, κε ρξήζε ελφο νπηηθνχ αληρλεπηή (light detector), ζε ειεθηξηθφ ην νπνίν εληζρχεηαη θαη έπεηηα μαλακεηαηξέπεηαη ζε νπηηθφ κέζσ ελφο laser. Γπζηπρψο φκσο νη νπηηθνί αληρλεπηέο (πνπ ππήξραλ) δελ κπνξνχζαλ λα δηαθξίλνπλ νπηηθά ζήκαηα δηαθνξεηηθψλ κεθψλ θχκαηνο κε έλαλ απνηειεζκαηηθφ ηξφπν έηζη ψζηε λα είλαη δπλαηή ε ελίζρπζε θαζελφο ζήκαηνο μερσξηζηά. Λχζε ζε απηφ ην πξφβιεκα έδσζε κηα ηερληθή πνπ θαζηζηά δπλαηή ηελ ελίζρπζε ηνπ νπηηθνχ ζήκαηνο θαηεπζείαλ ρσξίο λα απαηηείηαη ε κεηαηξνπή ηνπ πξψηα ζε ειεθηξηθφ. Ζ ηερληθή απηή νλνκάδεηαη νπηηθή ελίζρπζε εξβίνπ «erbium-doped optical amplifier)) θαη ιεηηνπξγεί σο εμήο: Σν εμαζζελεκέλν νπηηθφ ζήκα εηζφδνπ δηεγείξεη ηα ηνληζκέλα άηνκα εξβίνπ πνπ βξίζθνληαη ζηελ έμνδν ηεο νπηηθήο ίλαο ηα νπνία κε ηελ ζεηξά ηνπο εθπέκπνπλ νπηηθφ ζήκα ζην ίδην κήθνο θχκαηνο κε ηελ αθηηλνβνιία πνπ ηα δηέγεηξε. πλεπψο επεηδή απηή ε ηερληθή δηαηεξεί ην κήθνο θχκαηνο ηνπ ζήκαηνο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ ελίζρπζε ζεκάησλ δηαθνξεηηθψλ κεθψλ θχκαηνο πνπ ηαμηδεχνπλ παξάιιεια ζηελ ίδηα νπηηθή ίλα. Έηζη αιπζίδεο ηέηνησλ νπηηθψλ εληζρπηψλ κπνξνχλ λα ζπλδπαζηνχλ γηα ηελ δηάδνζε ηνπ νπηηθνχ ζήκαηνο δηακέζνπ ίλαο γηα ρηιηάδεο ρηιηφκεηξα. Δπηπιένλ έρεη δηαπηζησζεί πσο νη νπηηθνί εληζρπηέο δνπιεχνπλ ηθαλνπνηεηηθά ζην θνκκάηη εθείλν ηνπ θάζκαηνο ζην νπνίν ιεηηνπξγνχλ ηα ζπζηήκαηα νπηηθψλ ηλψλ. Δπίζεο είλαη πξνθαλέο πσο ζηα δχν άθξα ηεο νπηηθήο ίλαο απαηηνχληαη θάπνηεο δηαηάμεηο νη νπνίεο ζα δηαρσξίδνπλ ηα νπηηθά ζήκαηα δηαθνξεηηθψλ κεθψλ θχκαηνο. 70

72 Γη' απηφ ην ζθνπφ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ είηε δηαθνξηθά θίιηξα ή δηθηπψκαηα πεξίζιαζεο (ρήκα 57). Σα πξψηα φκσο παξνπζηάδνπλ αηέιεηεο φηαλ ηα πνιππιεγκέλα κήθε θχκαηνο είλαη πνιιά θαη ηα δηαθνξεηηθά κήθε θχκαηνο θνληά. Δλψ αληίζηνηρα ηα δηθηπψκαηα πεξίζιαζεο κπνξνχλ λα δηαρσξίζνπλ παξάιιεια πνιιά κήθε θχκαηνο κε ζρεηηθά απιέο δηαηάμεηο θαη εμνπιηζκφ. Ζ ιεηηνπξγία ηνπο ζηεξίδεηαη ζηελ εμήο ηδηφηεηα, φηαλ ηα νπηηθά ζήκαηα πξνζπίπηνπλ πάλσ ζην δηθηχσκα πεξηζιψληαη θαηά κία γσλία ε νπνία εμαξηάηαη απφ ην κήθνο θχκαηνο ηνπο. Ζ αληίζηξνθε δηαδηθαζία κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζηελ είζνδν ηεο ίλαο, δειαδή ηα δηάθνξα νπηηθά ζήκαηα πνπ πξφθεηηαη λα πνιππιερηνχλ «ζηνρεχνληαη) πάλσ ζην δηθηχσκα κε γσλία αλάινγε ηνπ κήθνπο θχκαηνο ηνπο θαη νδεγνχληαη πξνο κία θαη κνλαδηθή δηεχζπλζε. Σρήκα 18 - Ο πνιππιέθηεο δηθηπώκαηνο Ζ πνηφηεηα θαη ν ηξφπνο θαηαζθεπήο ηνπ δηθηπψκαηνο απνηεινχλ βαζηθά ζηνηρεία ηεο ηερλνινγίαο πνιχπιεμεο. Πην αλαιπηηθά, ν αξηζκφο ησλ απιαθηψλ πάλσ ζην δηθηχσκα θαζνξίδεη ζεκαληηθά θαη ηνλ αξηζκφ ησλ δηαθνξεηηθψλ θαλαιηψλ πνπ κπνξνχλ λα πνιππιερηνχλ. Δπίζεο έλα θαιά θαηαζθεπαζκέλν δηθηχσκα παξνπζηάδεη κηθξφηεξεο απψιεηεο, κεηψλεη ην θαηλφκελν ηεο πφισζεο θαη ηέινο πεξηνξίδεη ζεκαληηθά ηελ παξαδηαθσλία (near-end Cross talk) θαη έηζη επηηξέπεη ηελ δηθαηεπζπληηθφηεηα ζηελ ίδηα νπηηθή ίλα. Σν κέξνο ηνπ θάζκαηνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ ηερλνινγία WDM είλαη δπν παξάζπξα ζηηο πεξηνρέο γχξσ απφ ηα 1300nm, ζην νπνίν παξάζπξν έρνπκε ηελ ειάρηζηε δηαζπνξά ζε ζρέζε κε νπνηνδήπνηε άιιν κέξνο ηνπ θάζκαηνο θαη ην άιιν είλαη ζηελ πεξηνρή ησλ 1550 nm ζην νπνίν αληίζηνηρα έρνπκε ηελ ειάρηζηε εμαζζέληζε. ε θαζέλα απφ ηα δχν παξάζπξα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί έλα εχξνο δψλεο γχξσ ζηα Ghz, κε άιια ιφγηα ην εχξνο ησλ παξαζχξσλ είλαη γχξσ ζηα 100nm. Θεσξεηηθά ζ' απηφ ην εχξνο είλαη δπλαηφλ λα νξηζηνχλ γχξσ ζηα 3000 δηαθνξεηηθά θαλάιηα κε δηαθνξά κεηαμχ ηνπο 0.03 nm. 71

73 ΔΞΟΠΛΗΜΟ ΣΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ WDM Σα βαζηθά ζηνηρεία ηεο WDM ηερλνινγίαο, είλαη ηα παξαθάησ: Σρήκα 19 - Γνκηθά ζηνηρεία WDM - Οπηηθέο ίλεο, ζηελ πιεπξά ηεο ζχλδεζεο, πνπ εκθαλίδνπλ ρακειέο απψιεηεο θαη πςειή απφδνζε ζην αληίζηνηρν θάζκα κεθψλ θχκαηνο. - πζθεπέο αθηίλσλ laser, ζηελ πιεπξά ηεο κεηάδνζεο - Οπηηθνί εληζρπηέο (optical amplifiers) γηα ηελ ελίζρπζε ηνπ ζήκαηνο θαη ηε κ εηαθνξά ηνπ ζε κ εγάιεο απνζηάζεηο. Ζ παξνπζία ζπζθεπψλ νπηηθήο ελίζρπζεο θαζίζηαηαη απαξαίηεηε ιφγσ ηεο εμαζζέληζεο ηνπ νπηηθνχ ζήκαηνο θαηά ηε κεηαθνξά ηνπ κέζα απφ ηελ ίλα. Σν ζεκαληηθφ φθεινο πνπ πξνθχπηεη απφ ηε ρξήζε απηψλ ησλ ζπζθεπψλ είλαη ε δπλαηφηεηα ηαπηφρξνλεο ελίζρπζεο φισλ ησλ κεθψλ θχκαηνο, δίρσο λα είλαη απαξαίηεηε ε πξφηεξε κεηαηξνπή ησλ νπηηθψλ ζεκάησλ ζε ειεθηξηθά (OEO conversion). Δηδηθά γηα ηελ πεξίπησζε ηεο ηερλνινγίαο WDM, ε νπνία επηβάιιεη ηελ εθπνκπή πςειψλ θνξηίσλ θαη ζε πςειέο απνζηάζεηο, ν ηδαληθφο ηχπνο νπηηθνχ εληζρπηή είλαη ν Οπηηθφο Δληζρπηήο ηαζεξνπνηεκέλνπ Δξβίνπ. Σέινο, νη νπηηθνί εληζρπηέο είλαη ζπζθεπέο αλεμάξηεηεο πξσηνθφιινπ θαη Bit Rate ηνπ νπηηθνχ ζήκαηνο, γεγνλφο πνπ επηηξέπεη ην ζπλδπαζκφ δηαθνξεηηθψλ πξσηνθφιισλ (ATM, SONET, Gigabit Ethernet θηι.) ζε νπνηνδήπνηε Bit Rate. Οη νπηηθνί εληζρπηέο έθαλαλ ην WDM νηθνλνκηθά εθηθηφ. - πζθεπέο θσηναλίρλεπζεο (photodetectors), ζηελ πιεπξά ηνπ δέθηε. Οη ζπζθεπέο θσηναλίρλεπζεο είλαη δηαζέζηκεο ζε δχν γεληθνχο ηχπνπο, ηηο ζεηηθέο-εζσηεξηθέο-αξλεηηθέο θσηνδηφδνπο (PIN photodiodes) θαη ηηο θσηνδηφδνπο ρηνλνζηηβάδαο (APD photodiodes). Ο πξψηνο ηχπνο, βαζίδεηαη 72

74 ζηελ αληίζηξνθε αξρή ιεηηνπξγίαο ησλ LEDs, κεηαηξέπνληαο ηα θσηεηλά ζήκαηα ζε ειεθηξφληα κέζσ κηαο ζρέζεο 1:1. Ο δεχηεξνο ηχπνο δηαθέξεη απφ ηνλ πξνεγνχκελν ζην γεγνλφο φηη παξέρεη επηπιένλ θαη ηε δηεξγαζία ηεο ελίζρπζεο, κέζσ ηεο κεηαηξνπήο ελφο θσηνλίνπ ζε πνιιά ειεθηξφληα. Σα θχξηα πιενλεθηήκαηα ησλ PIN θσηνδηφδσλ πεξηιακβάλνπλ ην ρακειφ θφζηνο θαη ηελ αμηνπηζηία, ελψ νη APD θσηνδίνδνη έρνπλ πςειφηεξε αθξίβεηα θαη επαηζζεζία. - Οπηηθνί πνιππιέθηεο ειεγρφκελεο πνιχπιεμεο (add/drop optical multiplexers) θαη Οπηηθνί απνπνιππιέθηεο (optical demultiplexers). Οπηηθφο πνιππιέθηεο είλαη ε ζπζθεπή εθείλε πνπ αλαιακβάλεη λα ζπλδπάζεη ηα δηαθνξεηηθά ζήκαηα, ην θαζέλα κε δηαθνξεηηθφ κήθνο θχκαηνο ζηελ ίδηα νπηηθή ίλα, θαη αληίζηνηρα ν απνπιέθηεο μερσξίδεη ηα πνιππιεγκέλα ζήκαηα ζε δηαθνξεηηθέο ξνέο θαη ηα νδεγεί ζηνπο νπηηθνχο δέθηεο. πλήζσο νη παξαπάλσ ιεηηνπξγίεο ζπλδπάδνληαη ζε κία ζπζθεπή. Γηα απηέο ηηο ιεηηνπξγίεο ρξεζηκνπνηνχληαη δηάθνξεο ηερλνινγίεο, κεηαμχ ησλ νπνίσλ δηειεθηξηθά θίιηξα ιεπηνχ θηικ (thin-film dielectric filters) θαη νπηηθά θξάγκαηα πεξηζιάζεσο (optical gratings). Πνιιέο ζπζθεπέο πνιχπιεμεο-απφπιεμεο ιεηηνπξγνχλ ρσξίο ειεθηξηθή παξνρή, δειαδή είλαη εληειψο παζεηηθά ζηνηρεία θαη ζπκπεξηθέξνληαη ζαλ πξίζκαηα πςειήο αθξίβεηαο, πνπ ζπλδπάδνπλ θαη δηαρσξίδνπλ ηα ρξψκαηα ηνπ νπηηθνχ ζήκαηνο. Όπσο θαη ηα πξίζκαηα, ηα πεξηζζφηεξα παζεηηθά ζηνηρεία ιεηηνπξγνχλ κε ηνλ ίδην ηξφπν θαη φηαλ αληηζηξαθεί ε θνξά ηνπ θσηφο. - Οπηηθά ζηνηρεία δηαζχλδεζεο (optical cross-connect components). Οη νπηηθέο ίλεο κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ κε ηξείο δηαθνξεηηθφο ηξφπνπο. Έλαο ηξφπνο είλαη λα ηεξκαηίδνληαη ζε αθξνδέθηεο (connectors) θαη λα βπζκαηψλνληαη ζε πξίδεο ηλψλ. Οη αθξνδέθηεο ράλνπλ πεξίπνπ 10-20% ηνπ θσηφο αιιά δηεπθνιχλνπλ ηελ αλαδηάηαμε ησλ ζπζηεκάησλ. Έλαο δεχηεξνο ηξφπνο είλαη ε κεραληθή έλσζε. Οη κεραληθέο ελψζεηο απιά ηνπνζεηνχλ ηα δχν θνκκέλα άθξα αληηθξηζηά ζε κηα εηδηθή ζήθε θαη ηα ζπγθξαηνχλ. Ζ επζπγξάκκηζε κπνξεί λα βειηησζεί πεξλψληαο θσο κέζα απφ ηελ έλσζε θαη θάλνληαο ζηε ζπλέρεηα κηθξέο δηνξζψζεηο ψζηε λα κεγηζηνπνηεζεί ην ζήκα. Οη κεραληθέο ελψζεηο επηθέξνπλ απψιεηα 10% ηνπ θσηφο. Σέινο ε ζχλδεζε κπνξεί λα γίλεη κε ηελ ηήμε ησλ δχν θνκκαηηψλ ηεο νπηηθήο ίλαο. Ζ 73

75 ζχληεμε είλαη αξθεηά θαιή, φζν κηα εληαία νπηηθή ίλα, αιια βέβαηα θαη εδψ ππεηζέξρεηαη κηα κηθξά πνζφηεηα εμαζζέληζεο. ε φινπο ηνπο ηχπνπο ηεο έλσζεο είλαη δπλαηφλ λα ζπκβνχλ αλαθιάζεηο ζην ζεκείν ηεο έλσζεο θαη ε αλαθιψκελε ελέξγεηα κπνξεί λα πξνθαιέζεη παξεκβνιέο ζην ζήκα ΓΗΑΥΔΗΡΗΖ ΔΤΡΟΤ ΕΧΝΖ ΜΔ WDM Δ ΣΟΠΗΚΑ ΓΗΚΣΤΑ (LAN) Γχν πξνζεγγίζεηο έρνπλ πξνηαζεί γηα ηα δίθηπα WDM: - Σα δίθηπα ελφο βήκαηνο - single hop - Σα δίθηπα πνιιαπιψλ βεκάησλ - multi hop networks. Σα multi-hop δίθηπα ζηεξίδνληαη ζηελ ρξήζε ελδηάκεζσλ ζπζηαηηθψλ ζηαζεξά ζπληνληζκέλσλ ή ζπληνληδφκελσλ κε αξγφ ξπζκφ φπνπ θαηαζθεπάδεηαη κηα ςεπδνζηαηηθή ηνπνινγία δηθηχνπ. Σν θχξην πιενλέθηεκα είλαη φηη ν θάζε θφκβνο ρξεηάδεηαη λα έρεη πξφζβαζε ζε έλα κηθξφ αξηζκφ θαλαιηψλ ζηα νπνία κπνξεί λα επηηεπρζεί πςειφο ηαπηνρξνληζκφο θαη θιηκαθνπνίεζε (scalability). Χζηφζν ην θάζε παθέην πξέπεη λα ηαμηδέςεη απφ έλα ή πεξηζζφηεξνπο ελδηάκεζνπο ζηαζκνχο απφ ηνπο νπνίνπο εηζάγεηαη ρξνληθή θαζπζηέξεζε θαη επηπιένλ απαηηείηαη επηπξφζζεηνο κεραληζκφο δξνκνιφγεζεο. ε αληίζεζε κε ηα multi-hop δίθηπα, ηα single hop δίθηπα είλαη ηδαληθά γηα LAN γηαηί ζηεξίδνληαη ζε απεπζείαο ζχλδεζε ησλ θφκβσλ κεηαμχ ηνπο. Εεηήκαηα πνπ πξέπεη λα ιακβάλνληαη ππφςε θαηά ηε ζρεδίαζε πξσηνθφιισλ ειέγρνπ πξφζβαζεο κέζνπ ζηα δίθηπα WDM αθνξνχλ θπξίσο ηηο απαηηήζεηο ζε επεμεξγαζία, ηελ ρξνληθή θαζπζηέξεζε θαηά ην ζπληνληζκφ/κεηαγσγή ζε δηαθνξεηηθά κήθε θχκαηνο, ην ρξφλν κεηάδνζεο, ηε δηαρείξηζε ηεο θίλεζεο π.ρ. κε ζχλδεζε ή ρσξίο, θαη ην θφζηνο ΚΑΣΖΓΟΡΗΔ ΠΡΧΣΟΚΟΛΛΧΝ ΓΗΑΥΔΗΡΖΖ Δ LAN Σα ππάξρνληα πξσηφθνιια αλήθνπλ ζε ηξία βαζηθά είδε αλάινγα κε ην πσο εληνπίδνληαη ηα θαλάιηα : - Πξσηφθνιια ηπραίαο πξνζπέιαζεο ζηα νπνία ην θαλάιη επηιέγεηαη ηε ζηηγκή ζηελ νπνία ιακβάλεη ρψξα ε έλαξμε ηεο εθπνκπήο ηνπ παθέηνπ. Υαξαθηεξηζηηθφ απηψλ ησλ πξσηνθφιισλ είλαη ε απιφηεηα θαη ην γεγνλφο φηη ην δίθηπν κπνξεί λα δηαρεηξίδεηαη έλαλ απζαίξεην αξηζκφ θαλαιηψλ. Σν 74

76 βαζηθφ φκσο πξφβιεκα πνπ θαινχληαη λα αληηκεησπίζνπλ είλαη ε ζρεηηθά θησρή απφδνζε ιφγσ ησλ ζπγθξνχζεσλ εθπνκπήο (transmission collisions). Γη' απηφ ην ιφγν ηα πξσηφθνιια απηά πηνζεηνχλ θαη κεραληζκνχο βαζηζκέλνπο ζηα πξσηφθνιια ALOHA ή slotted-aloha ή CSMA/CD (Πξσηφθνιιν πνιιαπιήο πξφζβαζεο κε αλίρλεπζε θνξηίνπ θαη Αλίρλεπζε χγθξνπζεο). Χζηφζν ηα πξσηφθνιια απηά αλ θαη έρνπλ πεηχρεη λα θπξηαξρήζνπλ ζε ζπκβαηηθά LAN (φπσο ηνπ Ethernet π.ρ. CSMA/CD) δε θαίλεηαη φηη ζα επαλαιάβνπλ ηελ επηηπρία απηή θαη ζηα νπηηθά δίθηπα. Ζ απνηειεζκαηηθφηεηα ηνπ πξσηνθφιινπ CSMA/CD ζηεξίδεηαη ζηε κεγάιε ηηκή ηνπ ιφγνπ ηνπ ρξφλνπ εθπνκπήο ελφο παθέηνπ (transmission time) θαη ηνπ ρξφλνπ δηάδνζεο (propagation delay) φπνπ έρνπκε κεγάια παθέηα έσο θαη 1500 bytes θαη ρακεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο ηεο ηάμεο ησλ 10 Mbit/s. ηα νπηηθά δίθηπα φκσο ε θαηάζηαζε είλαη δηαθνξεηηθή κε απνηέιεζκα αθφκε θαη ζε κ έηξηα θνξηία θπθινθνξίαο λα γίλνληαη αξθεηέο ζπγθξνχζεηο πνπ νδεγνχλ ην ζχζηεκα ζε θνξεζκφ. - Πξσηφθνιια αλάζεζεο ζρηζκήο κε θαζνξηζκφ, πνπ ην θαλάιη επηιέγεηαη θαηά ην ρξφλν πνπ ιακβάλεη ρψξα ν νξηζκφο ηεο δηακφξθσζεο ηνπ δηθηχνπ (configuration). Σα πξσηφθνιια απηά αλαζέηνπλ ζρηζκή (slot) ζε θάπνην θφκβν ζεσξψληαο φηη ε θπθινθνξία είλαη γλσζηή θαη ζηαζεξή. Απηφ έρεη ζαλ ζπλέπεηα ηα παξαθάησ: o Γελ ππάξρνπλ ζπγθξνχζεηο παθέησλ. o Οη ηερληθέο απηέο δελ επεξεάδνληαη απφ ηελ θαζπζηέξεζε δηάδνζεο (propagation delay). o ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο απαηηνχληαη ζπζηαηηθά δηθηχνπ πνπ είλαη ζηαζεξά ζπληνληζκέλα ζε ζπγθεθξηκέλα κήθε θαη ζπλεπψο νη απαηηήζεηο πινπνίεζεο είλαη ρακειέο. - Πξσηφθνιια εληνπηζκνχ πξηλ ηελ εθπνκπή, πνπ ην θαλάιη επηιέγεηαη πξηλ γίλεη ε εθπνκπή ηνπ παθέηνπ. Σα πξσηφθνιια απηά δηαθέξνπλ απφ ηα πξνεγνχκελα ζην φηη βαζίδνληαη ζηε δηαζπνξά ηεο πιεξνθνξίαο ηεο θαηάζηαζεο ηνπ δηθηχνπ πξνθεηκέλνπ λα γίλεη επηινγή θαλαιηνχ. Σα πξσηφθνιια απηά δηαθέξνπλ κεηαμχ ηνπο ζηνλ ηξφπν πνπ κεηαδίδεηαη ε πιεξνθνξία απηή, ζηνλ ηξφπν πνπ ζπιιέγεηαη, θαη ζηνλ ηξφπν πνπ ρξεζηκνπνηείηαη. 75

77 Φπζηθά εθηφο απφ ηηο 3 απηέο θαηεγνξίεο ππάξρνπλ θαη πνιιά πβξηδηθά πξσηφθνιια πνπ νπζηαζηηθά απνηεινχλ ζπλδπαζκφ ησλ παξαπάλσ θαηεγνξηψλ. Απαξαίηεηε πξνυπφζεζε είλαη ην λα έρνπλ νη θφκβνη ηνπ δηθηχνπ ηε δπλαηφηεηα λα ζπληνλίδνληαη ζε δηάθνξα κήθε θχκαηνο ψζηε λα κεηαθέξνληαη απφ ηηο ίλεο ηαπηφρξνλα δεδνκέλα. Απηφ πνπ δηαθνξνπνηεί ηηο δηάθνξεο ηερληθέο είλαη ν ηξφπνο αλάζεζεο ηνπ κήθνπο θχκαηνο θαζψο θαη ε δηαρείξηζε ζπγθξνχζεσλ ζην ίδην κήθνο θχκαηνο WDM NETWORKING Ζ ελφηεηα απηή παξνπζηάδεη ηελ ηερληθή κε ηελ νπνία ζπλδπάδεηαη ε ηερλνινγία WDM κε αξρηηεθηνληθέο δηθηχνπ πςειφηεξσλ επηπέδσλ ψζηε λα θαηαζηεί δπλαηή ε ρξήζε ησλ κεγάισλ ξπζκψλ κεηάδνζεο. Απηή ε «ζπλεξγαζία» ηνπ WDM κε ηηο αξρηηεθηνληθέο πςειφηεξσλ επηπέδσλ δεκηνπξγεί πξνβιήκαηα ιφγσ ηεο κεγάιεο πνιππινθφηεηαο πνπ ραξαθηεξίδεη ηα νπηηθά δίθηπα. Σα πξνβιήκαηα απηά ζπλίζηαληαη θπξίσο ζην κεγάιν θφζηνο πινπνίεζεο θαη ζηελ δπζθνιία επέθηαζεο ελφο νπηηθνχ δηθηχνπ. Ζ ρξήζε ηεο νπηηθήο κεηάδνζεο ζε backbone δίθηπα ζηα νπνία ζπλδένληαη πειάηεο κε δηαθνξεηηθέο αλάγθεο ζε ηαρχηεηεο πξφζβαζεο θαη δηαθνξεηηθνχ ηχπνπ εμνπιηζκφ ήηαλ έλαο απφ ηνπο ιφγνπο πνπ νδήγεζαλ ζηελ δεκηνπξγία πξνηχπσλ πεξηγξαθήο ηνπ ηξφπνπ κεηαθνξάο δεδνκέλσλ πάλσ απφ έλα νπηηθφ δίθηπν θαη θπξίσο ηνπ ηξφπνπ δηαζχλδεζεο πάλσ ζε έλα νπηηθφ δίθηπν. Έηζη δεκηνπξγήζεθαλ νη αξρηηεθηνληθέο SONET θαη SDH πνπ θαζνξίδνπλ πξφηππα γηα ηνπο ξπζκνχο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ πάλσ απφ νπηηθά δίθηπα θαζψο θαη ηνπο ηξφπνπο νκαδνπνίεζεο θαη κεηάδνζεο ησλ δεδνκέλσλ ζε πιαίζηα. Πξηλ ηελ εθαξκνγή ηνπ WDM, νη αξρηηεθηνληθέο SONET/SDH ππέζεηαλ φηη ε κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ γίλεηαη κε ρξήζε ελφο κφλν κήθνπο θχκαηνο πάλσ απφ κηα νπηηθή ίλα. Σα πξφηππά ηνπο φκσο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ρσξίο αιιαγέο θαη γηα κεηάδνζε πάλσ απφ έλα ζχζηεκα WDM. Οπζηαζηηθά νη αξρηηεθηνληθέο SONET/SDH απνηεινχλ έλα επίπεδν πνπ βξίζθεηαη πάλσ απφ ην επίπεδν ησλ νπηηθψλ ηλψλ θαη ηνπ αθξηβνχο ηξφπνπ κεηάδνζεο ηνπ νπηηθνχ ζήκαηνο κέζα απφ απηέο. Παξφια απηά φκσο ηνλ ηειεπηαίν θαηξφ αξρίδεη κηα έληνλε ακθηζβήηεζε ηεο ρξεζηκφηεηαο χπαξμεο ηνπ επηπέδνπ SONET/SDH ε νπνία έρεη νδεγήζεη ζηελ πινπνίεζε ζπζηεκάησλ WDM πνπ δελ απαηηνχλ ηελ χπαξμε ζπζηήκαηνο SONET/SDH γηα ηελ παξνρή ππεξεζηψλ ζε αξρηηεθηνληθέο πςειφηεξσλ επηπέδσλ. 76

78 ΔΗΑΓΧΓΖ ΣΑ ΤΣΖΜΑΣΑ ΜΔΣΑΓΟΖ Δ ΟΠΣΗΚΔ ΔΠΗΚΟΗΝΧΝΗΔ Γηα ηελ κεηάδνζε δεδνκέλσλ έρνπλ δεκηνπξγεζεί δηάθνξεο ηερληθέο πνπ εμειίζζνληαη κε ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ θαη ηελ βειηίσζε ηεο ηερλνινγίαο. Δηδηθφηεξα, ηα πξψηα ζπζηήκαηα κεηάδνζεο ήηαλ αλαινγηθά θαη εθάξκνδαλ ηελ θιαζζηθή πνιππιεμία κε θαηακεξηζκφ ρξφλνπ TDM (Time Division Multiplexing). ηελ ζπλέρεηα αληηθαηαζηάζεθαλ απφ αλαινγηθά ζήκαηα πνπ ρξεζηκνπνηνχζαλ παικνθσδηθή δηακφξθσζε (PCM - Pulse Code Modulation). ηελ πεξίπησζε απηή ην ζήκα δέρεηαη επεμεξγαζία (δεηγκαηνιεςία, θβάληηζε, ςεγηνπνίεζε θαη θσδηθνπνίεζε) ψζηε λα κεηαηξέπεηαη ζε κηα αθνινπζία δπαδηθψλ ςεθίσλ, ηα νπνία χζηεξα κπνξνχζαλ λα πνιππιερζνχλ ζε ζήκαηα κε πςειφηεξν ξπζκφ. Με ηελ κέζνδν απηή δεκηνπξγήζεθε ην «ςεθηθφ ζήκα 1νπ επηπέδνπ» (DS1 - Digital Stream 1). ηηο ΖΠΑ αλαπηχρζεθε ην πξψην επίπεδν πνιππιεμίαο πνπ είρε ζπλνιηθφ ξπζκφ 1,544 Mbps θαη είλαη γλσζηφ σο Σ1. Απηφ πεξηειάκβαλε 24 PCM ςεθηαθά θαλάιηα θσλήο ησλ 64 Kbps θαη 8Kbps ζεκαηνδνζίαο. Αληίζηνηρα, ζηελ Δπξψπε αλαπηχρζεθε ην ιεγφκελν Δ1 ζήκα πνπ έρεη ξπζκφ 2,048 Mbps θαη ζην νπνίν πνιππιέθνληαη 30 θαλάιηα θσλήο (θαζψο θαη 2 αθφκε θαλάιηα ζπγρξνληζκνχ θαη ζεκαηνδνζίαο). Πνιππιέθνληαο ζηε ζπλέρεηα πνιιά ζήκαηα Σ1 (ή Δ1) παίξλνπκε αθφκα πην πςεινχο ξπζκνχο δεδνκέλσλ θαη έηζη δεκηνπξγήζεθαλ ηα ζήκαηα DS2 ή T2 (6,312 Mbps), DS3 ή T3 (44,376 Mbps), DS4 ή T4 (274, 176 Mbps). Αλάινγα δεκηνπξγήζεθαλ ζηελ Δπξψπε ηα ζήκαηα E2, E3, E4, E5 κε πνιππιεμία ησλ ζεκάησλ E1. ηελ ζπλέρεηα ηεο εμέιημεο ηεο ηερλνινγίαο άξρηζαλ λα αλαπηχζζνληαη δηάθνξα πξφηππα γηα ηελ κεηάδνζε θαη πνιππιεμία ηέηνησλ ζεκάησλ θαη πξνέθπςαλ δηάθνξεο θαηεγνξίεο. Δηδηθφηεξα, παξνπηζάζηεθαλ ζπζηήκαηα ζχγρξνλεο, αζχγρξνλεο θαη πιεηζηφρξνλεο πνιππιεμίαο. Ζ δηαθνξνπνίεζε ηεο ζχγρξνλεο απφ ηελ αζχγρξνλε πνιππιεμία έγθεηηαη ζηελ χπαξμε κνλαδηθνπ ξνινγηνχ πνπ ζπγρξνλίδεη ηηο πεγέο ησλ ζεκάησλ. Ζ ζχγρξνλε πνιππιεμία θαίλεηαη λα επηθξαηεί θαζψο παξνπζηάδεη κεγάιε απφδνζε θαη πςειή ρσξεηηθφηεηα. Αληίζεηα ζηελ πιεηζηφρξνλε κεηάδνζε, ηα πνιππιεγκέλα ζήκαηα έρνπλ ίδηα νλνκαζηηθή ηηκή αιιά δηαθξεηηθή πξαγκαηηθή πνπ θπκαίλεηαη κέζα ζε έλα έπξνο ηηκψλ. Πξνθεηκέλνπ λα επηηεπρζεί ζηαζεξή ηηκή ξπζκνχ, εηζάγνληαη δπαδηθά ςεθία παξεκβνιήο (stuff bits). 77

79 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 6 ο : ΜPLS 6. ΔΗΑΓΧΓΖ Ζ TCP/IP αθνινπζία πξσηνθφιισλ (θαη εηδηθφηεξα ην ΗΡ πξσηφθνιιν) απνηειεί ηε βάζε γηα πνιιά δεκφζηα θαη ηδησηηθά δίθηπα δεδνκέλσλ. Ζ ελνπνίεζε ησλ δηθηχσλ θσλήο, δεδνκέλσλ θαη πνιπκέζσλ βαζίδεηαη θπξίσο ζε IP-based πξσηφθνιια, νδεγψληαο έηζη ζηελ αλάγθε γηα ηερληθέο θαη ιεηηνπξγηθέο βειηηψζεηο. Ζ ηερλνινγία κεηαγσγήο εηηθέηαο (Label Switching) είλαη κία απφ ηηο απαληήζεηο πνπ δίλνπλ νη εηαηξείεο ζε απηήλ ηελ πξφθιεζε. Έηζη, ην MPLS είλαη κηα ηερλνινγία πνπ αξρηθά πξνηάζεθε ζαλ έλα κέζν γηα ηε βειηίσζε ηεο ηαρχηεηαο πξνψζεζεο θαη ηεο απφδνζεο ησλ IP (Internet Protocol) δξνκνινγεηψλ, θαη ηψξα αλαδχεηαη ζαλ κηα ηερλνινγία θξίζηκεο ζεκαζίαο γηα ΗΡ δίθηπα κεγάιεο θιίκαθαο. Σν MPLS έρεη ηηο ξίδεο ηνπ ζηελ εθξεθηηθή εμάπισζε ηεο θπθινθνξίαο πνπ παξάγεηαη απφ ην Internet. Ζ αχμεζε ηνπ πιήζνπο ησλ ρξεζηψλ θαη ε θιηκάθσζε ησλ απαηηήζεσλ ζε εχξνο δψλεο νδήγεζαλ ζε κεγάιε δήηεζε ζηα δίθηπα. Καζψο δεκηνπξγνχλ ΗΡ δίθηπα, νη Service Providers αλαδεηνχλ έλα κέζν γηα λα βειηηζηνπνηήζνπλ ηηο επελδχζεηο ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ, ζηνρεχνληαο ηαπηφρξνλα ζηελ απνηειεζκαηηθή δηαρείξηζε ηνπ δηαζέζηκνπ εχξνπο δψλεο, ζηελ παξνρή πνηφηεηαο ππεξεζίαο, θαη ζηελ χπαξμε δπλαηφηεηαο θαζνξηζκνχ ηνπ ηξφπνπ κε ηνλ νπνίν ε θπθινθνξία ηαμηδεχεη κέζα ζε έλα δίθηπν κε ζηφρν ηε δηαρείξηζε ηνπ δηθηχνπ έηζη ψζηε λα ρξεζηκνπνηνχληαη απνδνηηθά φινη νη δηθηπαθνί ζχλδεζκνη θαη λα επηηπγράλεηαη ε φζν ην δπλαηφλ θαιχηεξε απφδνζε. Χζηφζν, ηα παξαδνζηαθά δίθηπα ΗΡ δξνκνιφγεζεο ζηεξνχληαη ησλ παξαπάλσ δπλαηνηήησλ. Παξφια απηά, ε ΗΡ δξνκνιφγεζε έρεη άιια πιενλεθηήκαηα πνπ αληηπαξαβάιινληαη ζηα παξαπάλσ ή θαη ηα ζπκπιεξψλνπλ. Ζ ΗΡ δξνκνιφγεζε ρξεζηκνπνηεί επέιηθηα, γξήγνξεο ζχγθιηζεο, απηφκαηα πξσηφθνιια δξνκνιφγεζεο ηα νπνία παξέρνπλ επειημία θαη έλα δπλακηζκφ απηναλάξξσζεο ζηε δηαρείξηζε ηεο ηνπνινγίαο. Σα πιενλεθηήκαηα απηά ζπκβαδίδνπλ κε ηελ ηαρεία εμάπισζε ηνπ Internet, φπνπ ρηιηάδεο λένη hosts πξνζηίζεληαη επί θαζεκεξηλήο βάζεο. Μηα πξψηε πξφηαζε γηα ηελ ππνζηήξημε ησλ παξαπάλσ δπλαηνηήησλ απφ ΗΡ δίθηπα ήηαλ ε δεκηνπξγία ΗΡ δηθηχσλ πάλσ απφ ηα δίθηπα δεπηέξνπ επηπέδνπ. Σα δίθηπα δεπηέξνπ επηπέδνπ, φπσο ην ΑΣΜ, ραξαθηεξίδνληαη απφ πξνβιέςηκα κνλνπάηηα θαη 78

80 παξνρή πνηφηεηαο ππεξεζίαο. Χζηφζν, παξνπζηάδνπλ έλα πιήζνο κεηνλεθηεκάησλ δχν απφ ηα ζεκαληηθφηεξα είλαη ηα εμήο: - Ζ δηαρείξηζε ηεο ΑΣΜ ηνπνινγίαο είλαη πνιχπινθε. Γηα ηε δεκηνπξγία ζχλδεζεο κεηαμχ πνιιαπιψλ ηνπνζεζηψλ, απαηηείηαη ε ζαθήο ζρεδίαζε ελφο πιέγκαηνο ζπλδέζκσλ. - Ζ δηαρείξηζε δχν μερσξηζηψλ δηθηχσλ δεκηνπξγεί έλα κεγαιχηεξν ιεηηνπξγηθφ θνξηίν. Γηα ηελ ηθαλνπνίεζε ησλ παξαπάλσ αλαγθψλ ρσξίο ηα κεηνλεθηήκαηα ησλ ΗΡ/ΑΣΜ δηθηχσλ, αξθεηέο εηαηξείεο έρνπλ θάλεη πξνηάζεηο γηα ζπλδπαζκφ ηεο ΗΡ δξνκνιφγεζεο θαη ηεο ΑΣΜ κεηαγσγήο. Σειηθά, ε IETF (Internet Engineering Task Force) αλέπηπμε κηα standards-based αξρηηεθηνληθή θαη έλα ζχλνιν πξσηνθφιισλ κε φλνκα MPLS ΓΔΝΗΚΑ ΣΟΗΥΔΗΑ ΣΟΤ MPLS Σν MPLS απνηειεί κηα εμειηζζφκελε ηερλνινγία ε νπνία κεηαηξέπεη ηελ αξρηηεθηνληθή ηεο ΗΡ δξνκνιφγεζεο ελνπνηψληαο ηε ιεηηνπξγηθφηεηα ησλ επηπέδσλ ΗΡ θαη ζχλδεζεο δεδνκέλσλ κε ζηφρν ηε βειηίσζε ηεο απφδνζεο ηεο πξνψζεζεο ησλ ΗΡ παθέησλ θαη ηελ ππνζηήξημε εμειηγκέλσλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπ ΗΡ επηπέδνπ. Όηαλ ζπλδπάδεηαη κε ηα ππάξρνληα ΗΡ δίθηπα πξνζθέξεη αμηνπηζηία, πνηφηεηα ππεξεζίαο, θαη ραξαθηεξηζηηθά πξνψζεζεο πξνζαλαηνιηζκέλεο ζηε ζχλδεζε ησλ ηερλνινγηψλ κεηαγσγήο δεπηέξνπ επηπέδνπ, ελψ ηαπηφρξνλα δηαηεξεί ηελ επειημία θαη ηε δπλαηφηεηα θιηκάθσζεο ηεο δξνκνιφγεζεο ηξίηνπ επηπέδνπ. Σν MPLS δηαθέξεη ζεκαληηθά απφ ηηο hop-by-hop κεζφδνπο επεμεξγαζίαο ησλ παξαδνζηαθψλ δηθηχσλ. ηελ παξαδνζηαθή ΗΡ δξνκνιφγεζε, θάζε δξνκνινγεηήο παίξλεη κηα απφθαζε πξνψζεζεο βαζηδφκελνο ζε νιφθιεξε ηελ ΗΡ επηθεθαιίδα θαη ζηε γλψζε ηνπ δξνκνινγεηή ζρεηηθά κε ηελ ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ. Απηφο ν κεραληζκφο είλαη αξθεηά αλεπαξθήο. Καζψο θάζε δξνκνινγεηήο γλσξίδεη ηελ ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ, έλαο αθξαίνο δξνκνινγεηήο κπνξεί φρη κφλν λα θαζνξίζεη ην επφκελν hop, αιιά θαη ην κεζεπφκελν. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, ν αθξαίνο δξνκνινγεηήο ζα κπνξνχζε λα θαζνξίζεη νιφθιεξν ην κνλνπάηη. Σν MPLS ζηεξίδεηαη ζε απηήλ ηελ αξρή ρξεζηκνπνηψληαο κηα κηθξή, ζηαζεξνχ κήθνπο, εχθνια επεμεξγάζηκε «εηηθέηα» (20-bit) πνπ θαζνξίδεη ην επφκελν hop δξνκνινγεηή. 79

81 Σν MPLS δελ ειέγρεηαη απφ ηηο εθαξκνγέο θαη δελ έρεη θαλέλα ζηνηρείν πξσηνθφιινπ ηειηθνχ host. ε αληίζεζε κε ηα άιια πξσηφθνιια, ην MPLS αλήθεη κφλν ζηνπο δξνκνινγεηέο. Δπηπιένλ, ην MPLS είλαη αλεμάξηεην απφ ηα πξσηφθνιια (multi-protocol), θη έηζη κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη κε άιια δηθηπαθά πξσηφθνιια εθηφο απφ ην ΗΡ (ΑΣΜ, ΡΡΡ, Frame-Relay, Ethernet θαη token ring) ή αθφκα θαη πάλσ απφ ην επίπεδν ζχλδεζεο δεδνκέλσλ. πλδπάδεη ηε ηερλνινγία κεηαγσγήο δεπηέξνπ επηπέδνπ κε ηηο δηθηπαθέο ππεξεζίεο ηξίηνπ επηπέδνπ, ελψ παξάιιεια κεηψλεη ηελ πνιππινθφηεηα θαη ηα ιεηηνπξγηθά θφζηε. Απνηειεί κηα ηερλνινγία θιεηδί γηα ηα δίθηπα θνξκνχ. Γίλεη ζηνπο παξνρείο ππεξεζηψλ ηε δπλαηφηεηα λα πξνζθέξνπλ δηαθνξνπνηεκέλεο ΗΡ ππεξεζίεο απφ άθξε ζε άθξε απαηηψληαο ηαπηφρξνλα απινχζηεξε δηακφξθσζε θαη δηαρείξηζε ηφζν γηα ηνπο παξνρείο ππεξεζηψλ φζν θαη γηα ηνπο πειάηεο. Σν MPLS δελ αληηθαζηζηά ηελ ΗΡ δξνκνιφγεζε, αιιά κπνξεί λα ιεηηνπξγήζεη παξάιιεια κε ππάξρνπζεο θαη κειινληηθέο ηερλνινγίεο δξνκνιφγεζεο κε ζηφρν ηελ πξνψζεζε δεδνκέλσλ κε πςειή ηαρχηεηα θαη ηε δέζκεπζε ηνπ εχξνπο δψλεο γηα ξνέο θπθινθνξίαο κε δηαθνξεηηθέο απαηηήζεηο. Ζ ζεκαζία ηνπ MPLS έγγπηαη ζην γεγνλφο φηη δίλεη ζηα ζχγρξνλα δίθηπα ηε δπλαηφηεηα λα αληηκεησπίζνπλ ηηο κεγάιεο πξνθιήζεηο πνπ ζπλαληνχλ ζηα αθφινπζα πεδία: - Λεηηνπξγηθφηεηα: Παξάδεηγκα απνηειεί ε ξεηή δξνκνιφγεζε (explicit routing) - Κιηκάθσζε (Scalability) - Δμέιημε: Γπλαηφηεηα αιιαγήο θαη επέθηαζεο ησλ δηθηχσλ απνθεχγνληαο ηε κεγάιε απνδηνξγάλσζε ή δηαθνπή ηνπο. - Οινθιήξσζε Τπάξρεη έλα πιήζνο απαηηήζεσλ πνπ ζα πξέπεη λα ηθαλνπνηνχληαη έηζη ψζηε ην MPLS λα ιεηηνπξγεί απνδνηηθά θαη λα επηθέξεη ηα επηζπκεηά νθέιε: - Οη MPLS ηερλνινγίεο θνξκνχ πξέπεη λα είλαη ζπκβαηέο κε κηα επξεία ζεηξά πξσηνθφιισλ δξνκνιφγεζεο, θαη λα κπνξνχλ λα ιεηηνπξγνχλ αλεμάξηεηα απφ ππνθείκελα πξσηφθνιια δξνκνιφγεζεο. 80

82 - Σν MPLS πξέπεη λα παξέρεη κεραληζκνχο πξσηνθφιισλ πνπ είηε λα κπνξνχλ λα εκπνδίζνπλ ην ζρεκαηηζκφ ησλ βξφρσλ θαη/ή λα πεξηέρνπλ ηελ πνζφηεηα ησλ δηθηπαθψλ πφξσλ πνπ απαηηείηαη ιφγσ ηεο παξνπζίαο ησλ βξφρσλ. - Ζ MPLS πξνψζεζε πξέπεη λα επηηξέπεη 'πξνψζεζε ζπλφισλ' (aggregate forwarding) ησλ δεδνκέλσλ ηνπ ρξήζηε. Γειαδή, πξέπεη λα επηηξέπεη ηε κεηαθνξά πνιιαπιψλ ξνψλ δεδνκέλσλ ζα κηα κνλάδα θαη λα εμαζθαιίδεη φηη ην ζπγθεθξηκέλν ζχλνιν ξνψλ ζα αθνινπζεί έλα κφλν κνλνπάηη.. - Σν MPLS πξέπεη λα ππνζηεξίδεη δηαρείξηζε θαη δηαηήξεζε ηνπιάρηζηνλ ησλ δπλαηνηήησλ θαη ησλ ιεηηνπξγηψλ πνπ ππνζηεξίδνληαη ζηα ηππηθά ΗΡ δίθηπα. Σα ζχγρξνλα εξγαιεία δηθηπαθήο δηαρείξηζεο θαη δηάγλσζεο πξέπεη λα ζπλερίζνπλ λα ιεηηνπξγνχλ έηζη ψζηε λα παξέρεηαη θάπνηα ζπκβαηφηεηα. - Οη MPLS ηερλνινγίεο θνξκνχ πξέπεη λα κπνξνχλ λα ιεηηνπξγνχλ κε unicast θαη multicast ξνέο. - Καηά ηνλ θαζνξηζκφ ηνπ MPLS πξέπεη λα κειεηεζνχλ θαη λα αλαιπζνχλ ζέκαηα ζρεηηθά κε ηελ θιηκάθσζε (scalability). - Οη MPLS ηερλνινγίεο πξέπεη λα κπνξνχλ λα ιεηηνπξγνχλ κε O(n) ξνέο γηα λα κεηαθέξνπλ φιε ηελ best-effort θπθινθνξία, φπνπ n είλαη ην πιήζνο ησλ θφκβσλ ελφο MPLS ηνκέα. Σα MPLS πξσηφθνιια πξέπεη λα έρνπλ ηε δπλαηφηεηα λα εθκεηαιιεχνληαη ην hardware πνπ ππνζηεξίδεη ζπλέλσζε ησλ ξνψλ φπνπ θξίλεηαη θαηάιιειν. - Σα πξφηππα ηνπ MPLS, θαζψο θαη ηα Internet πξφηππα, πξέπεη λα είλαη κηα απηφλνκε ιχζε πνπ δελ πξέπεη λα απαηηεί εηδηθά hardware ραξαθηεξηζηηθά πνπ δελ ππάξρνπλ ζηνλ εμνπιηζκφ ελφο. Χζηφζν, ε ιχζε κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη νξηζκέλα επηπξφζζεηα hardware ραξαθηεξηζηηθά επηινγήο (π.ρ., γηα ηε βειηηζηνπνίεζε ηεο απφδνζεο). - Σν MPLS πξέπεη λα είλαη ζπκβαηφ κε ην κνληέιν ησλ Οινθιεξσκέλσλ Τπεξεζηψλ (Integrated Services), ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θαη ηνπ RSVP (Resource Reservation Protocol). - Σα MPLS switches ζα πξέπεη λα είλαη δπλαηφ λα ζπλππάξρνπλ κε non-mpls switches ζην ίδην δίθηπν, ρσξίο λα ηνπο πξνζζέηνπλ απαίηεζε γηα επηπιένλ δηακφξθσζε. - Σν MPLS πξέπεη λα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζην ίδην δίθηπν ζην νπνίν ιεηηνπξγνχλ ηαπηφρξνλα πξσηφθνιια επηπέδνπ δηαζχλδεζεο δεδνκέλσλ. 81

83 - Σν MPLS πξέπεη λα ππνζηεξίδεη αλάζεζε ησλ εηηθεηψλ ηφζν βάζε ηεο ηνπνινγίαο φζν θαη βάζε ηεο θπθινθνξίαο θαη ησλ αηηήζεσλ ΤΣΑΣΗΚΑ ΣΟΗΥΔΗΑ ΣΟΤ MPLS Πξηλ αλαθεξζνχκε ζηνλ ηξφπν πνπ ηα ζηνηρεία ελφο MPLS δηθηχνπ αιιειεπηδξνχλ κεηαμχ ηνπο, είλαη ζεκαληηθφ λα αλαγλσξίζνπκε ηα δηαθνξεηηθά ζηνηρεία ηνπ MPLS δηθηχνπ. Έηζη, ζηε ζπλέρεηα δίλνπκε κηα γεληθή ελλνηνινγηθή πεξηγξαθή ησλ φξσλ πνπ ρξεζηκνπνηεί ην MPLS θαζψο θαη ησλ ζηνηρείσλ ελφο MPLS δηθηχνπ. ηελ Δηθφλα 1 θαίλεηαη έλα απιφ θνκκάηη ελφο MPLS δηθηχνπ. Έλα απφ ηα δνκηθά ζηνηρεία ηνπ MPLS, o Label Switch Router (LSR) παξνπζηάδεηαη αλαιπηηθά έηζη ψζηε λα απνθαιπθζνχλ ηα εζσηεξηθά ηνπ ζηνηρεία. Σρήκα 20 - Τα ζηνηρεία ελόο MPLS δηθηύνπ Όπσο πξναλαθέξζεθε, ην MPLS είλαη κηα ηερλνινγία πνπ ρξεζηκνπνηεί πξνψζεζε πνπ βαζίδεηαη ζε εηηθέηεο. ην ζεκείν εηζφδνπ, ηα εηζεξρφκελα παθέηα επεμεξγάδνληαη θαη επηιέγνληαη εηηθέηεο νη νπνίεο θαη εθαξκφδνληαη ζε απηά. Σν δίθηπν θνξκνχ απιά δηαβάδεη ηηο εηηθέηεο, εθαξκφδεη ηηο θαηάιιειεο ππεξεζίεο, θαη πξνσζεί ηα παθέηα βάζε ηεο εηηθέηαο. Ζ αλαιπηηθή επεμεξγαζία, ε θαηεγνξηνπνίεζε θαη ην 'θηιηξάξηζκα' ιακβάλνπλ ρψξα κφλν κηα θνξά, ζην ζεκείν εηζφδνπ. ην 82

84 ζεκείν εμφδνπ, νη εηηθέηεο αθαηξνχληαη θαη ηα παθέηα πξνσζνχληαη ζηνλ ηειηθφ πξννξηζκφ ηνπο. Αθνινπζεί ε MPLS νξνινγία: - Forwarding Equivalence Class - FEC: Έλα ζχλνιν ΗΡ παθέησλ πνπ πξνσζνχληαη κε ηνλ ίδην ηξφπν (δει., κέζσ ηνπ ίδηνπ κνλνπαηηνχ θαη ηπγράλνπλ ίζεο κεηαρείξηζεο). ε αληίζεζε κε ηελ ζπλήζε IP πξνψζεζε, ζην MPLS ε αλάζεζε ελφο μερσξηζηνχ παθέηνπ ζε θάπνηα μερσξηζηή FEC γίλεηαη κφλν κηα θνξά, θαζψο ην παθέην εηζέξρεηαη ζην δίθηπν. Οη FECs βαζίδνληαη ζηηο απαηηήζεηο εμππεξέηεζεο γηα έλα δεδνκέλν ζχλνιν παθέησλ ή απιά ζε θάπνην πξφζεκα ηεο δηεχζπλζεο. - MPLS Label: Έλα label (εηηθέηα) είλαη κηα κηθξή, ζηαζεξνχ κήθνπο επηθεθαιίδα πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ πξνψζεζε ησλ παθέησλ. Ζ δηάηαμε ηεο επηθεθαιίδαο εμαξηάηαη απφ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ δηθηχνπ. ηα δίθηπα δξνκνινγεηψλ, ε εηηθέηα είλαη κηα μερσξηζηή 32-bit επηθεθαιίδα. ηα ΑΣΜ δίθηπα, ε εηηθέηα ηνπνζεηείηαη εληφο ηεο virtual channel identifier/virtual path identifier (VCI/VPI) επηθεθαιίδαο ηνπ cell. ην δίθηπν θνξκνχ, νη δξνκνινγεηέο δηαβάδνπλ κφλν ηελ εηηθέηα θαη φρη φιε ηελ επηθεθαιίδα ηνπ παθέηνπ. Έλα ζηνηρείν-θιεηδί γηα ηε δηαβάζκηζε ηνπ MPLS είλαη φηη νη εηηθέηεο έρνπλ κφλν ηνπηθή ζεκαζία γηα ηελ αλαγλψξηζε κηαο FEC κεηαμχ ησλ δχν ζπζθεπψλ πνπ επηθνηλσλνχλ. Ζ δηάηαμε ηεο MPLS εηηθέηαο θαίλεηαη ζηo ρήκα 88. Σρήκα 21 - Η MPLS επηθεθαιίδα 83

85 Ζ 32-bit MPLS εηηθέηα ηνπνζεηείηαη κεηά ηελ επηθεθαιίδα ηνπ δεπηέξνπ Ζ 32-bit MPLS εηηθέηα ηνπνζεηείηαη κεηά ηελ επηθεθαιίδα ηνπ δεπηέξνπ επηπέδνπ θαη πξηλ ηελ ΗΡ επηθεθαιίδα. Πεξηιακβάλεη ηα αθφινπζα πεδία: i. Σν πεδίν Label (20-bits) πεξηιαβάλεη ηελ πξαγκαηηθή ηηκή ηνπ MPLS label. ii. Σν πεδίν CoS (3-bits) κπνξεί λα επεξεάζεη ηνπο αιγνξίζκνπο ρξνλνδξνκνιφγεζεο θαη απφξξηςεο πνπ εθαξκφδνληαη ζην παθέην θαζψο απηφ κεηαδίδεηαη κέζα ζην δίθηπν. iii. Σν πεδίν Stack (1-bit) ππνζηεξίδεη κηα ηεξαξρηθή ζηνίβα εηηθεηψλ. iv. Σν πεδίν TTL (time-to-live) (8-bits) παξέρεη ηε ζπκβαηηθή ΗΡ TTL ιεηηνπξγηθφηεηα. - Label Switched Path - LSP: Σν κνλνπάηη πνπ θαζνξίδεηαη απφ φιεο ηηο εηηθέηεο πνπ αλαηίζεληαη αλάκεζα ζε δχν ηειηθά ζεκεία. Έλα LSP κπνξεί λα είλαη δπλακηθφ ή ζηαηηθφ. - Label Switched Hop: Σν hop κεηαμχ δχν MPLS θφκβσλ, ζην νπνίν ε πξνψζεζε γίλεηαη κε ρξήζε εηηθεηψλ. - Label Distribution Protocol - LDP: Καζηζηά δπλαηή ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ ησλ ζπζθεπψλ πνπ βξίζθνληαη ζηα άθξα ηνπ δηθηχνπ θαη ησλ αληίζηνηρσλ πνπ αλήθνπλ ζην δίθηπν θνξκνχ. Αλαζέηεη εηηθέηεο ζηηο ζπζθεπέο ησλ άθξσλ θαη ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ κε ζηφρν ηελ εγθαηάζηαζε ησλ LSPs καδί κε ηελ ππνζηήξημε ησλ πξσηνθφιισλ δξνκνιφγεζεο. - Label Switch Router - LSR: Ζ ζπζθεπή ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ πνπ πξαγκαηνπνηεί κεηαγψγε ησλ παθέησλ πνπ έρνπλ πιένλ εηηθέηεο ζχκθσλα κε πξνυπνινγηζκέλνπο πίλαθεο κεηαγσγήο. Enm έλαο δξνκνινγεηήο πςειήο ηαρχηεηαο ζηνλ ππξήλα θάπνηνπ MPLS δηθηχνπ ν νπνίνο ζπκκεηέρεη ζηελ αλαγλψξηζε ησλ LSPs ρξεζηκνπνηψληαο ην θαηάιιειν πξσηφθνιιν ζεκαηνδνζίαο εηηθεηψλ θαη κεηαγσγή πςειήο ηαρχηεηαο ησλ δεδνκέλσλ πνπ βαζίδεηαη ζηα εγθαηεζηεκέλα κνλνπάηηα. - Label Edge Router - LER (ή Edge LSR): Ζ ζπζθεπή ζην άθξν ηνπ δηθηχνπ πνπ πξαγκαηνπνηεί ηελ αξρηθή επεμεξγαζία θαη θαηεγνξηνπνίεζε ηνπ παθέηνπ, θαη εθαξκφδεη ηελ πξψηε εηηθέηα. Απηή ε ζπζθεπή κπνξεί λα είλαη είηε έλαο δξνκνινγεηήο, ή έλα switch κε ελζσκαησκέλεο ηδηφηεηεο δξνκνιφγεζεο. Πξφθεηηαη γηα ηε ζπζθεπή ζηελ νπνία μεθηλά θαη ηεξκαηίδεηαη 84

86 έλα LSP. Έλαο LER ππνζηεξίδεη πνιιαπιέο ζχξεο (ports) ζπλδεδεκέλεο ζε δηαθνξεηηθά δίθηπα (φπσο Frame Relay, ATM, θαη Ethernet) θαη πξνσζεί ηελ θπθινθνξία πάλσ ζην MPLS δίθηπν κεηά ηελ αλαγλψξηζε ησλ LSPs, ρξεζηκνπνηψληαο πξσηφθνιιν ζεκαηνδνζίαο εηηθέηαο θαηά ηελ είζνδν. - Ingress LER: Ο LER πνπ ιακβάλεη δεδνκέλα απφ ηελ ΗΡ πεγή, ηα θαηεγνξηνπνηεί θαη ηα εγρέεη ζε έλα LSP γηα κεηάδνζε κέζα ζην δίθηπν. - Egress LER: Σν αληίζηνηρν ηνπ ingress LER ην νπνίν ηεξκαηίδεη έλα LSP θαη πξνσζεί ηα ΗΡ δεδνκέλα ζηνλ πξννξηζκφ. ην ζεκείν απηφ πξέπεη λα ζεκεησζεί πσο ν ξφινο πνπ έρεη κηα ζπζθεπή κπνξεί λα πνηθίιεη γηα δηαθνξεηηθά LSPs. Ζ ίδηα ζπζθεπή κπνξεί λα είλαη έλαο LSR, έλαο ingress LER, θαη έλαο egress LER γηα δηαθνξεηηθά LSPs. - Label Information Base - LIB: Ζ βάζε ησλ πιεξνθνξηψλ ζρεηηθά κε ηηο εηηθέηεο. Καζέλαο LSR θαηαζθεπάδεη έλαλ πίλαθα γηα λα θαζνξίζεη πψο ζα πξέπεη λα πξνσζεζεί θάπνην παθέην. Απηφο ν πίλαθαο, ν νπνίνο θαιείηαη Βάζε Πιεξνθνξηψλ Δηηθέηαο, απνηειείηαη απφ αληηζηνηρήζεηο εηηθεηψλ ζε ηζνδχλακεο θιάζεηο πξνψζεζεο. - MPLS Domain: Έλα ζχλνιν απφ θφκβνπο πνπ πξαγκαηνπνηνχλ MPLS δξνκνιφγεζε θαη πξνψζεζε. - Label merging: Ζ αληηθαηάζηαζε πνιιαπιψλ εηζεξρφκελσλ labels γηα κηα FEC απφ κία κφλν εμεξρφκελε εηηθέηα. - Label swap: Ζ βαζηθή ιεηηνπξγία πξνψζεζεο πνπ πεξηιακβάλεη ηελ επεμεξγαζία κηαο εηζεξρφκελεο εηηθέηαο γηα λα θαζνξίδεη ηελ εμεξρφκελε εηηθέηα, ην port θαη άιιεο πιεξνθνξίεο δηαρείξηζεο MPLS: ΠΡΧΣΟΚΟΛΛΟ ΚΑΗ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΔ Οη επηθεθαιίδεο ησλ παθέησλ πεξηέρνπλ ζεκαληηθά πεξηζζφηεξεο πιεξνθνξίεο απφ απηέο πνπ πξαγκαηηθά ρξεηάδνληαη γηα ηελ επηινγή ηνπ επφκελνπ δξνκνινγεηή ζηνλ νπνίν ζα θαηεπζπλζεί έλα παθέην. Ζ επηινγή ηνπ δξνκνινγεηή κπνξεί λα ζεσξεζεί ζαλ ηε ζχλζεζε δχν ιεηηνπξγηψλ. Ζ πξψηε ιεηηνπξγία ρσξίδεη ηα παθέηα ζε έλα ζχλνιν απφ FECs. Ζ δεχηεξε ιεηηνπξγία αληηζηνηρεί ζε θάζε FEC έλαλ επφκελν δξνκνινγεηή. Μέρξη εδψ, φζνλ αθνξά ηελ απφθαζε πξνψζεζεο, ηα δηαθνξεηηθά παθέηα πνπ αληηζηνηρίδνληαη ζηελ ίδηα FEC δελ κπνξνχλ λα δηαθξηζνχλ. Όια ηα παθέηα πνπ αλήθνπλ ζηελ ίδηα FEC θαη ηαμηδεχνπλ απφ έλα ζπγθεθξηκέλν θφκβν ζα αθνινπζήζνπλ ην ίδην κνλνπάηη (ή αλ ρξεζηκνπνηνχληαη νξηζκέλνη ηχπνη 85

87 δξνκνιφγεζεο πνιιαπιψλ κνλνπαηηψλ, φια ηα παθέηα ζα αθνινπζήζνπλ έλα κνλνπάηη απφ ην ζχλνιν ησλ κνλνπαηηψλ πνπ ζπλδένληαη κε ηε ζπγθεθξηκέλε FEC). ηελ ηππηθή ΗΡ δξνκνιφγεζε, έλαο ζπγθεθξηκέλνο δξνκνινγεηήο ζα ζεσξεί ηππηθά φηη δχν παθέηα ζα αλήθνπλ ζηελ ίδηα FEC αλ ππάξρεη θάπνην πξφζεκα δηεχζπλζεο Υ ζηνπο πίλαθεο δξνκνιφγεζεο απηνχ ηνπ δξνκνινγεηή ηέηνην ψζηε ην Υ λα είλαη ην «κεγαιχηεξν ηαίξηαζκα» γηα ηε δηεχζπλζε πξννξηζκνχ θάζε παθέηνπ. Καζψο ην παθέην δηαζρίδεη ην δίθηπν, θάζε δξνκνινγεηήο κε ηε ζεηξά ηνπ επαλεμεηάδεη ην παθέην θαη ην ζέηεη ζε κηα FEC. ην MPLS, ε αλάζεζε ελφο ζπγθεθξηκέλνπ παθέηνπ ζε κηα ζπγθεθξηκέλε FEC γίλεηαη κφλν κηα θνξά, θαζψο ην παθέην εηζέξρεηαη ζην δίθηπν. Ζ FEC ζηελ νπνία ην παθέην αλαηίζεηαη, θσδηθνπνηείηαη ζηελ MPLS εηηθέηο. Όηαλ έλα παθέην πξνσζείηαη ζηνλ επφκελν δξνκνινγεηή, ε εηηθέηα απνζηέιιεηαη καδί κε απηφ. Σα παθέηα, δειαδή, απνθηνχλ εηηθέηεο πξηλ πξνσζεζνχλ. ηε δηαδξνκή ηνπ παθέηνπ δελ πξαγκαηνπνηείηαη πεξαηηέξσ αλάιπζε ηεο επηθεθαιίδαο ηνπ. Ζ εηηθέηα ρξεζηκνπνηείηαη ζαλ έλαο δείθηεο ζε έλα πίλαθα πνπ θαζνξίδεη ην επφκελν βήκα θαη κηα λέα εηηθέηα. Ζ παιηά εηηθέηα αληηθαζίζηαηαη απφ ηελ θαηλνχξηα, θαη ην παθέην πξνσζείηαη ζην επφκελν βήκα. Έηζη, φιε ε πξνψζεζε νδεγείηαη απφ ηηο εηηθέηεο. Οξηζκέλνη δξνκνινγεηέο αλαιχνπλ ηελ επηθεθαιίδα ηνπ επηπέδνπ δηθηχνπ ηνπ παθέηνπ φρη κφλν γηα λα επηιέμνπλ ην επφκελν βήκα ηνπ παθέηνπ, αιιά θαη γηα λα θαζνξίζνπλ ηελ πξνηεξαηφηεηά ηνπ ή ηελ θιάζε ππεξεζίαο. Έηζη, κπνξνχλ λα εθαξκφζνπλ δηαθνξεηηθά θαηψθιηα απφξξηςεο γηα δηαθνξεηηθά παθέηα. Σν MPLS επηηξέπεη (αιιά δελ απαηηεί) ε πξνηεξαηφηεηα θαη ε θιάζε ππεξεζίαο λα εμάγνληαη πιήξσο ή κεξηθψο απφ ηελ εηηθέηα. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, κπνξεί λα ζεσξεζεί φηη ε εηηθέηα αλαπαξηζηά ην ζπλδπαζκφ κηαο FEC θαη κηαο πξνηεξαηφηεηαο ή θιάζεο ππεξεζίαο ΔΣΗΚΔΣΔ ΚΑΗ ΑΝΣΗΣΟΗΥΖΖ ΔΣΗΚΔΣΧΝ Μφιηο θάπνην παθέην ηαμηλνκείηαη ζαλ κηα θαηλνχξγηα ή ππάξρνπζα FEC, κηα εηηθέηα αλαηίζεηαη ζε απηφ. Οη ηηκέο ηεο εηηθέηαο πξνέξρνληαη απφ ην επίπεδν δηαζχλδεζεο δεδνκέλσλ. Οη εηηθέηεο αληηζηνηρίδνληαη ζε κηα θιάζε ηζνδχλακεο 86

88 πξνψζεζεο (FEC) ζαλ απνηέιεζκα θάπνηνπ γεγνλφηνο ή πνιηηηθήο ε νπνία ππνδειψλεη ηελ αλάγθε γηα κηα ηέηνηα αληηζηνηρία. Απηά ηα γεγνλφηα κπνξνχλ λα βαζίδνληαη είηε ζε κνληέια δεδνκέλσλ είηε ζε κνληέια ειέγρνπ. Ζ δεχηεξε πεξίπησζε είλαη πξνηηκφηεξε ζην MPLS εμαηηίαο ηεο επεθηαζηκφηεηαο ηεο. Ζ απφθαζε ηεο αλάζεζεο εηηθέηαο κπνξεί λα βαζίδεηαη ζε θξηηήξηα πξνψζεζεο φπσο είλαη ηα αθφινπζα: - Unicast δξνκνιφγεζε κε βάζε ηνλ πξννξηζκφ - Έιεγρνο θπθινθνξίαο - Multicast - Ηδησηηθά Ηδεαηά Γίθηπα (Virtual Private Networks-VPNs) - Πνηφηεηα ππεξεζίαο (Quality-of-Service, QoS ) Ζ εηηθέηα κπνξεί λα ελζσκαησζεί ζηελ επηθεθαιίδα ηνπ επηπέδνπ δηαζχλδεζεο δεδνκέλσλ ή ζην ελδηάκεζν ηκήκα (κεηαμχ ηεο επηθεθαιίδαο ηνπ επηπέδνπ δηαζχλδεζεο δεδνκέλσλ θαη ηεο επηθεθαιίδαο ηνπ επηπέδνπ δηθηχνπ) ΠΛΔΟΝΔΚΣΖΜΑΣΑ ΣΟΤ MPLS Έλα απφ ηα ζεκαληηθφηεξα πιενλεθηήκαηα ηνπ MPLS είλαη ην γεγνλφο φηη απνηειεί κηα πινπνίεζε βαζηζκέλε ζε πξφηππα ηεο ηερλνινγίαο κεηαγσγήο εηηθέηαο. Ζ αλάπηπμε ησλ πξνηχπσλ νδεγεί ζε έλα αλνηρηφ πεξηβάιινλ φπνπ πνιιαπιά πξντφληα δηαθφξσλ θαηαζθεπαζηψλ κπνξνχλ λα ζπλππάξμνπλ. Σν MPLS αλακέλεηαη λα ηχρεη επξείαο βηνκεραληθήο ππνζηήξημεο, αληηθαζηζηψληαο ελ ηέιεη ηηο ππάξρνπζεο ιχζεηο. Σα ζεκαληηθφηεξα πιενλεθηήκαηα ηνπ MPLS γηα ηα ζεκεξηλά δίθηπα ζπλνςίδνληαη ζηα παξαθάησ: - Τπνζηήξημε πνιιαπιψλ πξσηνθφιισλ. Σν MPLS κπνξεί λα ππνζηεξίμεη πνιιαπιά πξσηνθφιια αθνχ νη θιάζεηο ηζνδχλακεο πξνψζεζεο (FECs) κπνξνχλ λα βαζίδνληαη ζε πξσηφθνιια επηπέδνπ δηθηχνπ θαη ζε πιεξνθνξίεο πνπ ζρεηίδνληαη κε πξσηφθνιια δξνκνιφγεζεο. Αλ θαη ε αξρηθή πξνζπάζεηα ηππνπνίεζεο ηνπ MPLS εζηηάζηεθε ζηα IPv4 θαη IPv6, ε νκάδα εξγαζίαο γηα ην MPLS ζηνρεχεη λα επεθηείλεη ηελ ππνζηήξημε ζε πξσηφθνιια επηπέδνπ δηθηχνπ φπσο ηα IPX, AppleTalk, DECnet θαη CLNP. - Αλεμαξηεζία επηπέδνπ δηαζχλδεζεο δεδνκέλσλ. Σν MPLS πξννξίδεηαη γηα ζπλεξγαζία κε θάζε ηερλνινγία επηπέδνπ δηαζχλδεζεο, φπσο ην ATM, ην 87

89 Frame Relay, ην Packet-over-SONSET, ην Ethernet (φινπο ηνπο ηχπνπο, φπσο ην Gigabit Ethernet, θ.ά.), ην Token Ring θαη ην FDDI. Δληνχηνηο, νη εηηθέηεο γηα FEC ηαμηλφκεζε ζε θαζεκηά απφ απηέο ηηο πεξηπηψζεηο είλαη εμαξηψκελεο απφ ην επίπεδν δηαζχλδεζεο δεδνκέλσλ πνπ επηιέγεηαη θάζε θνξά. - Απμεκέλε απφδνζε. Σν MPLS θαζηζηά ηθαλή ηελ πςειφηεξε απφδνζε ιφγσ ηεο απινπνηεκέλεο πξνψζεζεο παθέησλ θαη ησλ απνθάζεσλ κεηαγσγήο. Οη δξνκνινγεηέο πνπ βαζίδνληαη ζην MPLS κπνξνχλ λα πινπνηήζνπλ δπλαηφηεηεο αλαδήηεζεο θαη πξνψζεζεο ρξεζηκνπνηψληαο hardware ηερληθέο. - Ρεηή δξνκνιφγεζε. Έλα απφ ηα ζεκαληηθφηεξα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ MPLS είλαη ε ππνζηήξημε ξεηψλ δηαδξνκψλ. Μνινλφηη απηφ είλαη παξφκνην κε ηελ IP δξνκνιφγεζε πξνέιεπζεο (source routing), ην πιενλέθηεκα ηνπ MPLS είλαη φηη δελ ππάξρεη ε επηβάξπλζε ηεο επεμεξγαζίαο ησλ επηθεθαιίδσλ γηα θάζε παθέην. Δπηπξφζζεηα, νη ξεηέο δηαδξνκέο παξέρνπλ επίζεο θάπνηα απφ ηε ιεηηνπξγηθφηεηα πνπ ρξεηάδεηαη γηα έιεγρν θπθινθνξίαο, δξνκνιφγεζε κε βάζε απαηηήζεηο γηα πνηφηεηα ππεξεζίαο θ.ιπ. - Δμέιημε. Σν MPLS έρεη ην πιενλέθηεκα ηνπ δηαρσξηζκνχ ησλ ιεηηνπξγηψλ ειέγρνπ θαη πξνψζεζεο. Κάζε ηκήκα κπνξεί λα αλαπηπρζεί θαη λα εμειηρζεί ρσξίο λα επεξεάδεη ην άιιν, γεγνλφο πνπ θαζηζηά ηελ εμέιημε ησλ δηθηχσλ πην εχθνιε, κε ιηγφηεξν θφζηνο, θαη ιηγφηεξν επάισηε ζε ιάζε. - Έιεγρνο θπθινθνξίαο. O έιεγρνο θπθινθνξίαο αλαθέξεηαη ζηελ δηαδηθαζία ηεο επηινγήο ησλ κνλνπαηηψλ γηα ηελ θπθινθνξία ησλ δεδνκέλσλ ψζηε λα εμηζνξξνπεζεί ν θφξηνο ηεο θπθινθνξίαο ζε δηάθνξεο ζπλδέζεηο, δξνκνινγεηέο, θαη κεηαγσγείο κέζα ζην δίθηπν. Απηφ έρεη νινέλα απμαλφκελε ζπνπδαηφηεηα εμαηηίαο ηεο αζηξαπηαίαο αλάπηπμεο ηνπ Internet θαη ηελ αληίζηνηρε απαίηεζε γηα εχξνο δψλεο. Οη ζηφρνη ηνπ ειέγρνπ θπθινθνξίαο κπνξνχλ λα ηαμηλνκεζνχλ σο εμήο: o Πξνζαλαηνιηζκφο ζηελ θπθινθνξία, φπνπ πεξηιακβάλνληαη νη παξάγνληεο πνπ βειηηψλνπλ ηελ πνηφηεηα ππεξεζίαο. o Πξνζαλαηνιηζκφο ζηνπο πφξνπο, φπνπ ζπκπεξηιακβάλνληαη νη παξάγνληεο πνπ αλαθέξνληαη ζηε βειηηζηνπνίεζε ηεο εθκεηάιιεπζεο ησλ πφξσλ. Παξάιιεια, ην MPLS δηαζέηεη νξηζκέλα εγγελή πιενλεθηήκαηα ζε φηη αθνξά ηνλ έιεγρν θπθινθνξίαο: 88

90 o Σα ξεηά κνλνπάηηα κεηαγσγήο εηηθέηαο κπνξνχλ λα ζπζρεηίδνληαη κε θάπνηα απφ ηηο πνιιέο ηδηφηεηεο θπθινθνξίαο πνπ ππάξρνπλ ζην MPLS γηα ηελ ππνζηήξημε δηαθνξεηηθψλ ηχπσλ θπθινθνξίαο. o Οη βαζηθέο ιεηηνπξγίεο φπσο ε δεκηνπξγία, ελεξγνπνίεζε, απελεξγνπνίεζε, κεηαβνιή ηδηνηήησλ, επαλαδξνκνιφγεζε θαη θαηαζηξνθή γξακκήο θπθινθνξίαο κπνξνχλ λα εθηειεζηνχλ ζε έλα ξεηφ κνλνπάηη κεηαγσγήο εηηθέηαο. o Ζ ξνή δεδνκέλσλ απφ νπνηνδήπνηε θφκβν εηζφδνπ ζε νπνηνδήπνηε θφκβν εμφδνπ κπνξνχλ λα πξνζδηνξηζηνχλ απηφλνκα. Κάηη ηέηνην παξέρεη έλα ζαθή κεραληζκφ γηα ηε κέηξεζε ηεο ξνήο θπθινθνξίαο κεηαμχ δεχγνπο θφκβσλ εηζφδνπ-εμφδνπ θαη γη' απηφ ηθαλνπνηεί ηηο ππνινγηζηηθέο απαηηήζεηο ηνπ ειέγρνπ θπθινθνξίαο. - πλάζξνηζε ξνψλ. Καλνληθά, φηαλ πξέπεη λα ζπζζσξεπηνχλ πνιιαπιέο ξνέο δεδνκέλσλ γηα πξνψζεζε ζε έλα κνλνπάηη κεηαγσγήο, απαηηείηαη επεμεξγαζία ηφζν ζην επίπεδν δηαζχλδεζεο δεδνκέλσλ φζν θαη ζην επίπεδν δηθηχνπ. ην MPLS, εληνχηνηο, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ν κεραληζκφο ζηνίβαο εηηθεηψλ γηα λα εθηειεζηεί ε ζπλάζξνηζε κφλν εληφο ηνπ δεπηέξνπ επηπέδνπ. Ζ θνξπθαία εηηθέηα ηεο ζηνίβαο εηηθεηψλ ηνπ MPLS ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε κεηαγσγή παθέησλ θαηά κήθνο ηνπ LSP. Σν ππφινηπν ηεο ζηνίβαο εηηθεηψλ εμαξηάηαη απφ ηελ εθαξκνγή θαη ζα κπνξνχζε λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηε κεηαγσγή παθέησλ ζηελ είζνδν θαη ζηελ έμνδν ηνπ LSP. Σα ηδησηηθά ηδεαηά δίθηπα (VPNs) είλαη κηα απφ ηηο εθαξκνγέο πνπ ρξεζηκνπνηεί ν κεραληζκφο ηεο ζηνίβαο εηηθεηψλ. - Ζ επεθηαζηκφηεηα ηεο δξνκνιφγεζεο ηνπ επηπέδνπ δηθηχνπ. Μηα απφ ηηο βαζηθέο απαηηήζεηο πνπ ειήθζεζαλ ππφςε ζηνλ ζρεδηαζκφ ηνπ MPLS ήηαλ λα επηηεπρζεί κηα θαιχηεξε θαη απνηειεζκαηηθφηεξε κεηαθνξά ησλ παθέησλ δεδνκέλσλ ησλ ππαξρφλησλ IP δηθηχσλ. ήκεξα, έλαο αξηζκφο απφ ηα ππάξρνληα IP δίθηπα αλαβαζκίδνληαη κε ATM γηα απμεκέλε απφδνζε. Δληνχηνηο, επεηδή απηφ ζπλεπάγεηαη έλα κνληέιν επηθάιπςεο,αλαθχπηνπλ πξνβιήκαηα επεθηαζηκφηεηαο, απφδνζεο δηθηχνπ θαη επηβαξχλζεηο ζηε δηαρείξηζε. πλδπάδνληαο ηηο γλψζεηο γηα ηε δξνκνιφγεζε ζην ηξίην επίπεδν κε ηελ ηθαλφηεηα ηεο ATM κεηαγσγήο ζε ATM ζπζθεπέο πεηπραίλεηαη κηα θαιχηεξε ιχζε. ε απηφ ην κνληέιν, δελ ππάξρεη ε επηβάξπλζε ηεο δεκηνπξγίαο ειέγρνπ ηνπ VC θαη ηεο ζπληήξεζήο ηνπ, ην πιήζνο ησλ 89

91 γεηηνληθψλ ζπλδέζεσλ είλαη κηθξφηεξν θαη νη πίλαθεο δξνκνιφγεζεο είλαη κηθξφηεξνη ζε κέγεζνο. - Τπνζηήξημε ησλ πνιιαπιψλ ηχπσλ θπθινθνξίαο. Έλα άιιν πιενλέθηεκα ηνπ MPLS, ην νπνίν δελ είλαη γεληθά εκθαλέο ζην ρξήζηε, είλαη ην γεγνλφο φηη ππνζηεξίδεη φινπο ηνπο ηχπνπο πξνψζεζεο: o Unicast o Unicast κε θαηεγνξία ππεξεζίαο o Multicast παθέηα 6.4. ΔΦΑΡΜΟΓΔ ΣΟΤ MPLS ΠΡΧΣΟΚΟΛΛΟΤ Οη εθαξκνγέο ηνπ MPLS πξσηνθφιινπ είλαη πνιιέο θαη παξνπζηάδνληαη ζπλνπηηθά ακέζσο παξαθάησ. Αξρηθά παξέρεη ηε δπλαηφηεηα δεκηνπξγίαο MPLS VPNs αθνχ ην MPLS επηηξέπεη ηε δεκηνπξγία ηδεαηψλ θπθισκάησλ ή tunnels θαηά κήθνο ελφο ΗΡ δηθηχνπ. Σν ζεκαληηθφηεξν ζέκα πνπ πξέπεη λα επηιπζεί ζηελ πξνζπάζεηα δεκηνπξγίαο ελφο VPN είλαη ην πξφβιεκα ηεο αζθάιεηαο ησλ πξνζσπηθψλ δεδνκέλσλ θαζψο θαη ε ππνζηήξημε ηεο ρξήζεο κε κνλαδηθψλ, ηδησηηθψλ IP δηεπζχλζεσλ ζην εζσηεξηθφ ελφο VPN. Σν MPLS παξέρεη κηα απνδνηηθή ιχζε θαη ζηα δχν απηά ζέκαηα αθνχ νη απνθάζεηο πξνψζεζεο ιακβάλνληαη κε βάζε ηελ ηηκή ηεο εηηθέηαο θαη φρη κε βάζε ηελ δηεχζπλζε πξννξηζκνχ πνπ βξίζθεηαη ζηελ επηθεθαιίδα ελφο παθέηνπ. Σα ηδησηηθά ηδεαηά δίθηπα θαηαζθεπάδνληαη κε ρξήζε ηεζζάξσλ βαζηθψλ δνκηθψλ ηκεκάησλ πνπ είλαη: - (Firewalls) γηα ηελ πξνζηαζία ηνπ δηθηπαθνχ ηφπνπ θάζε πειάηε θαη ηελ παξνρή αζθαινχο ηξφπνπ δηαζχλδεζεο κε ην Γηαδίθηπν - Πηζηνπνίεζε γηα ηελ επαιήζεπζε ηνπ γεγνλφηνο φηη ν δηθηπαθφο ηφπνο ελφο πειάηε αληαιιάζζεη δεδνκέλα κφλν κε εμνπζηνδνηεκέλνπο απνκαθξπζκέλνπο ηφπνπο. - Κξππηνγξάθεζε γηα ηελ πξνζηαζία δεδνκέλσλ απφ παξαθνινχζεζε θαηά ηε κεηαθνξά ηνπο θαηά κήθνο ηνπ Γηαδηθηχνπ. - Tunnelling encapsulation γηα ηελ παξνρή ππεξεζίαο κεηαθνξάο πνιιαπιψλ πξσηνθφιισλ θαη ηελ δπλαηφηεηα ρξήζεο ηδησηηθνχ ρψξνπ IP δηεπζχλζεσλ κέζα ζε έλα VPN. πλεπψο ζε έλα MPLS VPN θάζε πειάηεο κπνξεί λα είλαη ζίγνπξνο φηη ηα δεδνκέλα ηνπ ζα παξαδνζνχλ κφλν ζηηο ηνπνζεζίεο πνπ εληάζζνληαη ζην δηθφ ηνπ VPN. 90

92 Δπηπιένλ ην MPLS VPN κνληέιν δηαθξίλεηαη απφ απμεκέλε δπλαηφηεηα δηαβάζκηζεο φζνλ αθνξά ηνλ αξηζκφ ησλ ηνπνζεζηψλ θαη ησλ πειαηψλ. Γηα θάζε πειάηε, ην δίθηπν νπζηαζηηθά εκθαλίδεηαη λα παξέρεη έλα ηδησηηθφ ΗΡ backbone πάλσ απφ ην νπνίν ν πειάηεο κπνξεί λα έρεη πξφζβαζε ζε άιιεο ηνπνζεζίεο εληφο ηνπ νξγαληζκνχ, άιια φρη ζηηο ηνπνζεζίεο νπνηνπδήπνηε άιινπ πειάηε. Δπίζεο ζην MPLS πξσηφθνιιν παξέρεηαη ε δπλαηφηεηα εθαξκνγήο traffic engineering. Με ηνλ φξν απηφ πεξηγξάθεηαη ε δηαδηθαζία φπνπ ην δίθηπν επηιέγεη ηα κνλνπάηηα πνπ ζα αθνινπζήζεη ε θπθινθνξία κε ζηφρν λα εμηζνξξνπεζεί ν θφξηνο ησλ links θαη ηεο δηαρεηξηζηηθήο εξγαζίαο ζηνπο δξνκνινγεηέο. Σν ζέκα απηφ πεξηγξάθεηαη πην αλαιπηηθά ζηελ επφκελε ελφηεηα. Παξάιιεια, ην MPLS πξσηφθνιιν κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ψζηε λα παξέρεη πνηφηεηα ππεξεζίαο (QoS) ή θιάζεηο ππεξεζηψλ. Ζ δπλαηφηεηα απηή είλαη ηδηαίηεξα ζεκαληηθή θαζψο ζήκεξα ηα δίθηπα παξέρνπλ κφλν ηελ best effort ππεξεζία θαη πνιιέο εθαξκνγέο επηδεηνχλ ζαθψο θαιχηεξε εμππεξέηεζε. Σν MPLS κε ηνλ ηξφπν ιεηηνπξγίαο ηνπ, ηελ θαηεγνξηνπνίεζε ησλ παθέησλ πνπ κπνξεί λα επηηχρεη κε ηελ ρξήζε εηηθεηψλ θαζψο θαη κε ηελ επηινγή ηνπ κνλνπαηηνχ πνπ αθνινπζεί ε θίλεζε κπνξεί κε ηηο θαηάιιειεο πξνυπνζέζεηο λα παξέρεη πνηφηεηα ππεξεζίαο. Ύζηεξα απφ ηελ επηινγή ηνπ κνλνπαηηνχ απαηηείηαη έλαο κεραληζκφο δέζκεπζεο πφξσλ ψζηε λα κπνξέζεη ην ζπγθεθξηκέλν κνλνπάηη λα ηθαλνπνηήζεη ηηο εθαξκνγέο πνπ δεηνχλ πνηφηεηα εμππεξέηεζεο. Παξάιιεια ην MPLS κπνξεί λα ζπλδπαζηεί θαη κε ηηο ππάξρνπζεο αξρηηεθηνληθέο γηα παξνρή πνηφηεηαο ππεξεζίαο (IntServ θαη DiffServ) θαη εηδηθφηεξα ν ζπλδπαζκφο ηνπ κε ηελ αξρηηεθηνληθή DiffServ παξνπζηάδεη μερσξηζηφ ελδηαθέξνλ. Σν ζέκα απηφ ζα πεξηγξαθεί πην αλαιπηηθά ζε επφκελε ελφηεηα ηνπ θεηκέλνπ απηνχ. Σέινο, άιιε κηα εθαξκνγή ηνπ MPLS πξσηνθφιινπ είλαη ε παξνρή πην εχθνιεο θαη απνδνηηθήο κεηαθνξάο IP θπθινθνξίαο πάλσ απφ ATM ππνδνκή. Υσξίο ηε ρξήζε ηνπ MPLS, ε κεηαθνξά IP θίλεζεο ζε ATM ππνδνκή είλαη κηα ζχλζεηε δηαδηθαζία φπνπ απαηηνχληαη κηα ζεηξά απφ πξσηφθνιια πνπ κεηαθξάδνπλ ηηο IP δηεπζχλζεηο ζε ATM δηεπζχλζεηο θαη δξνκνινγήζεηο θαη ηειηθά ζε ΑΣΜ πίλαθεο κεηαγσγήο. Αληίζεηα αλ ρξεζηκνπνηείηαη ην MPLS πξσηφθνιιν ε δηαδηθαζία απηή απινπνηείηαη ζεκαληηθά. 91

93 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 7 ο : ΓΗΚΣΤΑ ΚΗΝΖΣΖ ΣHΛΔΦΧΝΗΑ ΣΡIΣΖ ΓΔΝΗΑ (UMTS) 7. ΓΗΚΣΤΑ ΚΗΝΖΣΖ ΣΖΛΔΦΧΝΗΑ ΣΡΗΣΖ ΓΔΝΗΑ (UMTS) 7.1. 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 ν ηνκέαο ηεο θηλεηήο ηειεθσλίαο είλαη έλαο ηαρχηαηα εμειηζζφκελνο ηνκέαο ν νπνίνο ζηηο κέξεο καο βξίζθεηαη ζε έλα ζηάδην κεηεμέιημήο ηνπ θαζψο ην πέξαζκα απφ ηε δεχηεξε ζηελ Σξίηε γεληά θηλεηήο ηειεθσλίαο είλαη πιένλ γεγνλφο. ηελ κεγάιε εμέιημε ηνπ ηνκέα απηνχ 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, ην νπνίν θαη ρξεζηκνπνηείηαη ζήκεξα ζηε ρψξα καο θαζψο θαη ζην πψο κπνξεί ην ζχζηεκα απηφ λα κεηεμειηρζεί ζην UMTS, ην πξφηππν θηλεηήο ηειεθσλίαο ηξίηεο γεληάο ΓΔΝΗΚΖ ΤΠΖΡΔΗΑ ΑΤΡΜΑΣΟΤ ΠΑΚΔΣΟΤ (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 έγηλε 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. 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 92

94 ρξεζηκνπνηεί 1 έσο 8 ζρηζκέο ρξφλνπ ζε αζχξκαην θαλάιη, πνπ κπνξνχλ λα κνηξάδνληαη ζε πνιιαπινχο ρξήζηεο. Μεηαηξέπεη ηα δεδνκέλα ρξήζηε ζε παθέηα θαη 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 ΚΤΡΗΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΓΗΑ ΣΟ ΥΡΖΣΖ ΣΟΤ GPRS ΣΑΥΤΣΖΣΑ Όπσο 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 GSM θαη ηα δεδνκέλα κεηαγσγήο θπθιψκαηνο ΑΜΔΟΣΖΣΑ Ζ ακεζφηεηα απνηειεί έλα πνιχ ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα ηνπ. 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 ΝΔΔ, ΚΑΛΤΣΔΡΔ ΔΦΑΡΜΟΓΔ 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 93

95 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 ΠΡΟΒΑΖ ΣΗ ΤΠΖΡΔΗΔ Γηα ηε ρξήζε ηνπ GPRS απαηηνχληαη: - Έλα θηλεηφ ηειέθσλν ή ηεξκαηηθφ πνπ ππνζηεξίδεη GPRS - Μία ζπλδξνκή ζε δίθηπν θηλεηήο ηειεθσλίαο πνπ ππνζηεξίδεη GPRS - Ζ ρξήζε ηνπ GPRS πξέπεη λα ελεξγνπνηεζεί γηα ηνλ ζπγθεθξηκέλν ρξήζηε. - 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 ΚΤΡΗΑ ΓΗΚΣΤΑΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΣΟΤ GPRS ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΠΑΚΔΣΟΤ 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 ΑΠΟΓΟΣΗΚΟΣΖΣΑ ΦΑΜΑΣΟ 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 94

96 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 βειηηψλεη 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 ΓΝΧΡΗΕΔΗ ΣΟ ΓΗΑΓΗΚΣΤΟ 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, 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 ΤΠΟΣΖΡΗΕΔΗ TDMA ΚΑΗ 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 TDMA, δεκνθηιέο ζηελ Ακεξηθαληθή ήπεηξν, επίζεο ππνζηεξίμεη ην GPRS. 95

97 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 ΠΔΡΗΟΡΗΜΟΗ ΣΟΤ GPRS ΜΔΗΧΜΔΝΖ ΥΧΡΖΣΗΚΟΣΖΣΑ ΚΤΦΔΛΧΝ ΓΗΑ ΟΛΟΤ ΣΟΤ ΥΡΖΣΔ 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 ΟΗ ΠΡΑΓΜΑΣΗΚΔ ΣΑΥΤΣΖΣΔ ΔΗΝΑΗ ΠΟΛΤ ΜΗΚΡΟΣΔΡΔ 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. Έηζη, ην εχξνο δψλεο πνπ είλαη πξαγκαηηθά δηαζέζηκν, είλαη ζεκαληηθά πεξηνξηζκέλν. Γηα απηνχο ηνπο ιφγνπο, νη ζεσξεηηθέο κέγηζηεο ηηκέο, ζα πξέπεη λα ειεγρζνχλ κε βάζε ηνπο πεξηνξηζκνχο ζηα δίθηπα θαη ζηα ηεξκαηηθά ΜΖ ΒΔΛΣΗΣΖ ΚΧΓΗΚΟΠΟΗΖΖ 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. 96

98 ΚΑΘΤΣΔΡΖΔΗ ΜΔΣΑΦΟΡΑ 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 ΌΥΗ ΑΠΟΘΖΚΔΤΖ ΚΑΗ ΠΡΟΧΘΖΖ 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 ΔΦΑΡΜΟΓΔ ΓΗΑ ΣΟ 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 - Κηλνχκελεο εηθφλεο - Πεξηήγεζε ζηνλ Παγθφζκην Ηζηφ - Γηακνίξαζε θεηκέλνπ / ζπλεξγαζία - Ήρνο πςειήο πνηφηεηαο - Απνζηνιή εμσηεξηθψλ ππαιιήισλ ζε εξγαζίεο - Δηαηξηθφ Ζιεθηξνληθφ Σαρπδξνκείν - Γηαδηθηπαθφ Ζιεθηξνληθφ Σαρπδξνκείν - Απνκαθξπζκέλε πξφζβαζε ζε ηνπηθά δίθηπα - Μεηαθνξά αξρείσλ - Απηνκαηνπνίεζε Καηνηθίαο 97

99 ΑΡΥΗΣΔΚΣΟΝΗΚΖ ΤΣΖΜΑΣΟ Με ζθνπφ ηελ ελζσκάησζε ηνπ GPRS ζηελ ππάξρνπζα αξρηηεθηνληθή ηνπ GSM, κία λέα θιάζε θφκβσλ δηθηχνπ, νη νπνίνη θαινχληαη «Κφκβνη Τπνζηήξημεο GPRS (GSN)», εηζάγνληαη. 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 ζην ρήκα 95. Σρήκα 22 - Η 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, 98

100 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. Σν GGSN εθηειεί επίζεο ιεηηνπξγίεο 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 SGSN κπνξεί λα δξνκνινγήζεη ηα παθέηα ηνπ κέζσ πνιιψλ GGSN, γηα λα ηα ζηείιεη ζε δηαθνξεηηθά δίθηπα. ην ρήκα 22, 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. Όια 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 (GPRS Tunneling Protocol) 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. ηo ρήκα 23, 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. 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 SGSN ζε απηή ηνπ άιινπ. Μέζσ ηεο δηαζχλδεζεο Gf, ην SGSN κπνξεί λα εξσηήζεη ην IMEI ελφο θηλεηνχ ζηαζκνχ ν 99

101 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 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. Όηαλ 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. Σρήκα 23 - Γηαζύλδεζε κε δίθηπα θνξκνύ 100

102 ΤΠΖΡΔΗΔ ΤΠΖΡΔΗΔ ΦΟΡΔΑ ΚΑΗ ΤΜΠΛΖΡΧΜΑΣΗΚΔ ΤΠΖΡΔΗΔ 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 κε ηελ είζνδν ηνπ UMTS. 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 κελπκάησλ θαη ππεξεζίεο ηειε - δξάζεο, φπσο επηβεβαίσζε αξηζκνχ πηζησηηθήο θάξηαο, ειεθηξνληθά ζπζηήκαηα επνπηείαο θαη παξαθνινχζεζεο θαη άιιεο ΠΟΗΟΣΖΣΑ ΤΠΖΡΔΗΑ (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. 101

103 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 ΣΑΤΣΟΥΡΟΝΖ ΥΡΖΖ ΤΠΖΡΔΗΧΝ ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΠΑΚΔΣΟΤ ΚΑΗ ΤΠΖΡΔΗΧΝ ΜΔΣΑΓΧΓΖ ΚΤΚΛΧΜΑΣΟ. 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 102

104 - 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 UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM (UMTS) Οη ζπλερψο απμαλφκελεο απαηηήζεηο ησλ ρξεζηψλ γηα πξνεγκέλεο ππεξεζίεο θαη κεγαιχηεξεο ηαρχηεηεο πξφζβαζεο νδήγεζαλ ηνπο ζεκαληηθφηεξνπο δηεζλήο ηειεπηθνηλσληαθνχο νξγαληζκνχο ηππνπνίεζεο (ITU - International Telecommunications Union - θαη ETSI - European Telecommunications Standards Institute ζηηο αξρέο ηεο δεθαεηίαο ηνπ 1990, ζηελ έλαξμε ηνπ ζρεδηαζκνχ ησλ δηθηχσλ ηξίηεο γεληάο (3G). H ITU αλαθέξεηαη ζηα δίθηπα απηά κε ηελ νλνκαζία IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000), ελψ ε ETSI κε ηελ νλνκαζία UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ( Βαζηθφο ζηφρνο ησλ δηθηχσλ απηψλ είλαη λα πξνζθέξνπλ ζην ρξήζηε ηαρχηεηεο κέρξη 2Mbps παξέρνληάο ηνπ ηε δπλαηφηεηα λα ρξεζηκνπνηήζεη εθαξκνγέο πνπ κέρξη ηψξα, ιφγσ θπξίσο ηεο πεξηνξηζκέλεο ηαρχηεηαο, ήηαλ αδχλαην λα πξνζθεξζνχλ (π.ρ., γξήγνξε πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν, ηειεδηάζθεςε, θ.α.). Ζ ηεξάζηηα αλάπηπμε ηνπ Internet, θαη εηδηθφηεξα ηνπ πξσηνθφιινπ IP ( έρεη νδεγήζεη ηνπο βαζηθνχο νξγαληζκνχο πξνηππνπνίεζεο ηειεπηθνηλσληψλ (ITU θαη ETSI), λα πηνζεηήζνπλ ηε ρξήζε ηνπ σο βαζηθνχ κέζνπ γηα ηε δηαθίλεζε δεδνκέλσλ ζηα θηλεηά δίθηπα ηξίηεο γεληάο. Ζ ηάζε απηή αλαθέξεηαη ζπρλά θαη ζαλ IP-based ή All-IP ιχζε. Με ηε ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο IP ζηελ ηειεθσλία ζα κπνξεί θαλείο λα ζπλδεζεί γξήγνξα ζε δίθηπα IP, νπνηαδήπνηε ζηηγκή ην ζειήζεη. Σν IP ζεσξείηαη φηη ζα κπνξέζεη λα ππνζηεξίμεη φινπο ηνπο ηχπνπο δεδνκέλσλ, αιιά θαη πνιιέο εθαξκνγέο πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ, ζπκπεξηιακβαλνκέλεο θαη ηεο θσλήο. Ζ εθαξκνγή θσλήο πάλσ απφ ΗΡ (Voice over IP VoIP) έρεη πνηθίια πιενλεθηήκαηα ζε ζρέζε κε ηελ παξαδνζηαθή ηειεθσλία. Γηα ηνπο δηαρεηξηζηέο δηθηχνπ ζεκαίλεη κηθξφηεξν θφζηνο 103

105 ζηνλ εμνπιηζκφ θαη ζηε δηαρείξηζε ηνπ δηθηχνπ. Δπίζεο, ην VoIP, ζε ζπλδπαζκφ κε ηερληθέο γηα ηελ θαηαζηνιή ησλ δηαζηεκάησλ ζησπήο, κπνξεί λα νδεγήζεη ζε έλα κεγάιν θέξδνο ζην εχξνο δψλεο, ζε ζρέζε κε απηφ πνπ θαηαιακβάλεηαη γηα κία ζπλδηάιεμε κε ηηο ππάξρνπζεο ζπλδέζεηο PCM ζηα 64 Kbps. Απηφ ζα νδεγήζεη κε ηε ζεηξά ηνπ ζε ρακειφηεξν θφζηνο ηειεπηθνηλσληψλ γηα ηνπο ηειηθνχο ρξήζηεο. Σέινο, ε ρξήζε ζπλφδσλ IP απφ άθξν-ζε-άθξν, κε ην κεγάιν δηαζέζηκν εχξνο δψλεο πνπ ζα παξέρεηαη απφ ην UMTS, αλνίγεη ην δξφκν ζηνπο θηλνχκελνπο ηειηθνχο ρξήζηεο γηα έλα εληειψο θαηλνχξγην ζχλνιν απφ ππεξεζίεο πνιπκέζσλ, φπσο ε ηειεδηάζθεςε, ηα ζπζηήκαηα αηνκηθήο θαζνδήγεζεο, θαη ηα δηθηπαθά παηρλίδηα. Πξνβιέπεηαη έηζη φηη νη θηλεηέο ηειεπηθνηλσλίεο ζα εκπινπηηζηνχλ κε ελνπνηεκέλεο ππεξεζίεο πνιπκέζσλ, νη νπνίεο ζα ζπλδπάδνπλ φια ή θάπνηα απφ ηα παξαθάησ πνιπκέζα: - Ήρν: νκηιία, κνπζηθή, θιπ. - Γξαθηθά: ζηαηηθά ή θηλνχκελα (animation). - Δηθφλεο: θσηνγξαθίεο ή video. - Κείκελν - Γεδνκέλα: αξρεία ειεθηξνληθψλ ππνινγηζηψλ Απηέο νη ππεξεζίεο πηζηεχεηαη φηη ζα απνηειέζνπλ θίλεηξα γηα ηε ρξήζε ηνπ ζπζηήκαηνο UMTS. Ζ ρξήζε ηεο ίδηαο ηερλνινγίαο (δει. ησλ ππεξεζηψλ IP) ζε δίθηπα ζηαζεξψλ θαη ζε θηλεηψλ ηειεπηθνηλσληψλ, δηεπθνιχλεη ηε ζπλεξγαζία θαζψο θαη ηε δηαδηθαζία ελνπνίεζεο απηψλ ησλ ηχπσλ δηθηχνπ. Παξάιιεια, ε δηαδηθαζία αλάπηπμεο θαη δεκηνπξγίαο θαηλνχξγησλ ππεξεζηψλ παξέρεηαη κε έλαλ ζπλεπή θαη ακεηάβιεην ηξφπν, αλεμάξηήην απφ ηνλ ηχπν ηνπ ρξεζηκνπνηνχκελνπ δηθηχνπ. 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 104

106 ρξεζηκνπνηψληαο έλα πξσηνπνξηαθφ ζρήκα ξάδην-πξφζβαζεο θαη έλα πξνεγκέλν αλαπηπζζφκελν θαισδηαθφ δίθηπν ΦΑΜΑ ΣΟΤ UMTS Σν 1992 ην WRC (World Radio Conference) αλαγλψξηζε ην εχξνο ζπρλνηήησλ ησλ MHz 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. 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 ΑΡΥΗΣΔΚΣΟΝΗΚΖ ΓΗΚΣΤΟΤ 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 ξάδηνειεγθηή ηνπ δηθηχνπ (Radio Network Controller - RNC) θαη ηνπ CN. Σν πεξηβάιινλ αιιειεπίδξαζεο ηνπ UTRAN κεηαμχ RNC θαη ηνπ πεδίνπ κεηαγσγήο παθέηνπ 105

107 (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 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 ην EDGE. Σρήκα 24 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 V2: 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) 106

108 - 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 ΣΔΣΑΡΣΖ ΓΔΝΗΑ, 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. Σρήκα 25 - Τν όξακα ησλ δηθηύσλ 4εο γεληάο 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. 107

109 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.όπσο ππνινγίδεηαη ε γεληά απηή ζα θάλεη ηελ εκθάληζή ηεο ζηα επφκελα 5 ρξφληα. 108

110 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 8 Ο : WiMAX και ΗΔΔΔ ΔΗΑΓΧΓΖ Σν 2003 ε ΗΔΔΔ πηνζέηεζε ην πξφηππν γλσζηφ θαη ζαλ \λίμαυ, ψζηε λα ηθαλνπνηήζεη ηηο απαηηήζεηο γηα αζχξκαηε πξφζβαζε (κε ζηαζεξνχο ξπζκνχο) επξείαο δψλεο. Όπσο ζπκβαίλεη κε ηα πξφηππα ηεο ζεηξάο 802 γηα αζχξκαηα ηνπηθά δίθηπα LAN, έηζη θαη ην θαζνξίδεη κηα νηθνγέλεηα πξνηχπσλ κε επηινγέο γηα ζπγθεθξηκέλεο ξπζκίζεηο. Σν πξφηππν απηφ ζρεδηάζηεθε ψζηε λα ιεηηνπξγεί ζε κηα επξεία κπάληα ζπρλνηήησλ ε νπνία εθηείλεηαη απφ 2 σο 66 GHz. Τπνζηεξίδεη ηαρχηεηεο κεηάδνζεο σο θαη 70Mbps ζηνλ αέξα ελψ ε πξαγκαηηθή ηαρχηεηα ζην Ethernet ππνινγίδεηαη ζηα 50Mbps. Οη απνζηάζεηο πνπ κπνξεί λα θαιπθζνχλ μεπεξλνχλ ηα 50Km ζε ζπλζήθεο νπηηθήο επαθήο. Μηα ζεκαληηθή δηαθνξά ηνπ πξνηχπνπ ΗΔΔΔ ζε ζρέζε κε ην ΗΔΔΔ είλαη φηη ην πξψην κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη ζε ζπλζήθεο κε νπηηθήο επαθήο θπζηθά κε ξπζκνχο κεηάδνζεο πνιχ ρακειφηεξνπο ησλ 50Mbps. Σν WIΜΑΥ ζρεδηάζηεθε θαηά βάζε ψζηε λα θαιχπηεη θπξίσο point to multipoint (PTM) ζπλδέζεηο ρσξίο σζηφζν λα απνθιείεηαη θαη ε ρξήζε ηνπ γηα point to point ζπλδέζεηο. Ζ δηακφξθσζε ε νπνία ρξεζηκνπνηείηαη νλνκάδεηαη OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Πξφθεηηαη γηα κηα πνιχ αλζεθηηθή δηακφξθσζε ζε φηη αθνξά ην θαηλφκελν ηεο πνιπδηφδεπζεο εηδηθφηεξα ζηηο ζπρλφηεηεο πάλσ ησλ 2 GHz φπνπ ην πξφηππν ρξεζηκνπνηεί. Παξαιιαγέο ηνπ πξνηχπνπ, πνπ ζηνρεχνπλ ζηνπο θηλεηνχο ρξήζηεο (802.16e) θαη ζηελ παξνρή εληζρπκέλεο QoS (802.16b) είλαη ήδε ζε εμέιημε. Σν πξψην a πξντφλ θαζψο θαη ζπκβαηφο κε απηφ εμνπιηζκφο εθδφζεθε απφ ηελ Redline Communications ηνλ Μάξηην ηνπ Γηάθνξνη πξνκεζεπηέο chip, ζπκπεξηιακβαλνκέλεο θαη ηεο Intel, εξγάδνληαη ζην a ελζσκαησκέλν ππξίηην, θαη ζε ρακεινχ θφζηνπο κνλάδεο ζπλδξνκεηψλ θαη αλακέλεηαη ην 2005 λα είλαη επξέσο δηαζέζηκα ζεκεία πξφζβαζεο (Access Points-AP). Αξθεηνί πξνκεζεπηέο πνπ έρνπλ αζρνιεζεί κε εμνπιηζκφ γηα επξείαο δψλεο αζχξκαηε πξφζβαζε, έρνπλ εθδειψζεη ην ελδηαθέξνλ ηνπο γηα ην WiMΑΥ θαη έηζη δξαζηεξηνπνηνχληαη ζηελ θαηαζθεπή πξντφλησλ ζπκβαηψλ κε ην ελ ιφγσ πξφηππν. ην ρήκα 103 παξνπζηάδεηαη ε ηζηνξηθή εμέιημε ησλ αζχξκαησλ ηνπηθψλ δηθηχσλ ζε φηη αθνξά ην 109

111 πξφηππν πνπ ρξεζηκνπνηείηαη θάζε ρξνληθή πεξίνδν, ηηο ηαρχηεηεο πνπ ππνζηεξίδεη θαη ηε δηακφξθσζε πνπ ρξεζηκνπνηεί. Σρήκα 26 - Δμέιημε αζύξκαηεο επξπδσληθήο πξόζβαζεο 8.2. ΥΡΖΔΗ ΣΟΤ WIMAX Λφγσ ησλ κεγάισλ απνζηάζεσλ πνπ θαιχπηεη θαη ηαπηφρξνλα ηνπο πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο πνπ κπνξεί λα παξέρεη, ην πξφηππν WiMAX βξίζθεη πνιιέο εθαξκνγέο, ιχλνληαο ζεκαληηθά πξνβιήκαηα πνπ απαζρνινχζαλ ηνπ ηερληθνχο δηθηχσλ ζήκεξα. Σξεηο είλαη νη βαζηθφηεξεο ρξήζεηο ηνπ: - Γίθηπν θνξκνχ ζηα θπςεισηά ζπζηήκαηα θηλεηήο ηειεθσλίαο. Ζ εηζαγσγή ηνπ πξνηχπνπ απηνχ αλακέλεηαη λα κεηψζεη ζεκαληηθά ην θφζηνο εμάπισζεο ησλ δηθηχσλ θηλεηήο ηειεθσλίαο κηαο θαη απνηειεί κηα νηθνλνκηθφηεξε πξφηαζε, αλ ζπγθξηζεί κε ηελ νπηηθή ίλα, γηα ηηο εηαηξίεο θηλεηήο ηειεθσλίαο. Δμαζθαιίδεη ηαπηφρξνλα αμηνπηζηία θαη πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο πνπ απαηηνχλ ηα δίθηπα θνξκνχ ησλ θηλεηψλ δηθηχσλ επηθνηλσληψλ. - Broadband on Demand. Παξέρεη πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο θάλνληαο εθηθηή ηε ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο γηα εθαξκνγέο πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ θάηη πνπ κε ην πξφηππν ΗΔΔΔ ζε κεγάιεο απνζηάζεηο δελ ήηαλ εθηθηφ. - Παξέρεη θάιπςε ζε πεξηνρέο πνπ είλαη αδχλαην ηα θαιπθζνχλ κε ρξήζε ραιθνχ ή νπηηθήο ίλαο. Μπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζαλ ζπκπιήξσκα δηθηχσλ νπηηθψλ ηλψλ ζε ηκήκαηα ηνπ εδάθνπο ζηα νπνία ην θφζηνο εγθαηάζηαζεο θαη ζπληήξεζεο δηθηχσλ νπηηθψλ ηλψλ είλαη απαγνξεπηηθφ. 110

112 Σρήκα 27 - Χξήζεηο ηνπ WiMAX 8.3. ΓΔΝΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΣΟΤ WIMAX ΣΑΥΤΣΖΣΔ ΜΔΣΑΓΟΖ, ΠΟΗΟΣΖΣΑ ΤΠΖΡΔΗΑ ΚΑΗ ΑΦΑΛΔΗΑ. Οη ηαρχηεηεο κεηάδνζεο ηνπ πξνηχπνπ εμαξηψληαη απφ ηελ εθάζηνηε ςεθηαθή δηακφξθσζε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη. πλήζεηο δηακνξθψζεηο είλαη ε 64 QAM ε νπνία κπνξεί λα εμαζθαιίζεη θαη ηε κεγαιχηεξε ηαρχηεηα κεηάδνζεο, ε 16 QAM θαη ε QPSK ε νπνία κπνξεί λα εμαζθαιίζεη κεγάιε θάιπςε ηνπ ζπζηήκαηνο. Σν πξφηππν ΗΔΔΔ παξέρεη πςεινχ επηπέδνπ πνηφηεηα ππεξεζίαο. Σν επίπεδν MAC ηνπ πξνηχπνπ είλαη ζρεδηαζκέλν θαηά ηέηνην ηξφπν ψζηε λα παξέρεη ζηνπο ρξήζηεο, φηαλ νη ίδηνη ην επηζπκνχλ, εγγπεκέλν ξπζκφ κεηάδνζεο θαη ηαπηφρξνλα θίλεζε best effort ζε ρξήζηεο πνπ θαιχπηνληαη απφ ην ίδην base station θάηη πνπ ην πξφηππν ΗΔΔΔ δελ κπνξνχζε λα εμαζθαιίζεη. Γειαδή, αλ ππνζέζνπκε φηη δχν ρξήζηεο θαιχπηνληαη απφ ην ίδην Base Station, είλαη δπλαηφ ν έλαο ρξήζηεο λα έρεη εγγπεκέλε πνηφηεηα ππεξεζίαο θαη ν δεχηεξνο ρξήζηεο λα δέρεηαη θαη λα ζηέιλεη απιή IP θίλεζε best effort θάηη πνπ κε ην πξφηππν δελ ήηαλ δπλαηφ. Γειαδή ρξήζηεο πνπ βξηζθφηαλ ζηελ θάιπςε ελφο Access Point είραλ ηελ ίδηα πνηφηεηα ππεξεζίαο. 111

113 Σρήκα 28 - Παξάδεηγκα κηα point to multipoint ζύλδεζεο Σελ αζθαιή κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ ζην WiMAX αλαιακβάλεη ν αιγφξηζκνο θξππηνγξάθεζεο DES (Data Encryption Standard, Πξφηππν Κσδηθνπνίεζεο Γεδνκέλσλ) θαη ζπγθεθξηκέλα κηα παξαιιαγή ηνπ αιγνξίζκνπ ν Triple DES. Σν DES αλαπηχρζεθε ην 1970 απφ ην Ακεξηθαληθφ Δζληθφ Γξαθείν Πξνηχπσλ. Ζ βαζηθή ηδέα ήηαλ ε αλάπηπμε ελφο αιγφξηζκνπ θξππηνγξάθεζεο πνπ ζα κπνξνχζε λα ρξεζηκνπνηεζεί (θαη λα βειηησζεί) απφ δηάθνξεο εηαηξείεο ή νξγαληζκνχο. Σν DES αλήθεη ζηελ νηθνγέλεηα ησλ ζπκκεηξηθψλ αιγφξηζκσλ θαη θάλεη ρξήζε θιεηδηψλ κε κήθνο 56bit. Ο «θιαζηθφο» αιγφξηζκνο DES είλαη πιένλ μεπεξαζκέλνο, αθνχ κε ηε ρξήζε ελφο ζχγρξνλνπ ππνινγηζηή κπνξεί λα παξαβηαζηεί ζρεηηθά εχθνια. ην κεηαμχ, εθαξκφδνληαο δηάθνξεο ηερληθέο επάλσ ζην DES, κπνξνχκε λα απμήζνπκε ζεκαληηθά ηελ αζθάιεηά ηνπ. Με ηε κέζνδν Triple-DES, γηα παξάδεηγκα, ην κήλπκα θσδηθνπνηείηαη ηξεηο θνξέο, κε ηξία δηαθνξεηηθά θιεηδηά ΤΠΟΣΖΡΗΞΖ ΤΝΓΔΔΧΝ LOS, OLOS ΚΑΗ NLOS Όηαλ δεηείηαη ε αζχξκαηε δεχμε κεηαμχ δχν ζεκείσλ είλαη βαζηθφ λα γλσξίδνπκε αλ ηα ζεκεία απηφ βξίζθνληαη ζε ζπλζήθεο νπηηθήο επαθήο (LOS) ή φρη (NLOS). ε κηα δεχμε ζεκείσλ πνπ βξίζθνληαη ζε νπηηθή επαθή, ην ειεθηξνκαγλεηηθφ θχκα θαηεπζχλεηαη απεπζείαο απφ ηελ θεξαία ηνπ πνκπνχ ζηελ θεξαία ηνπ δέθηε ρσξίο λα ππνζηεί θάπνηα αλάθιαζε απφ γεηηνληθά εκπφδηα. Απαξαίηεηε πξνυπφζεζε γηα λα ζπκβαίλεη ην παξαπάλσ είλαη λα είλαη ειεχζεξε απφ εκπφδηα κηα πεξηνρή ηνπ 112

114 αζχξκαηνπ θαλαιηνχ κεηαμχ ησλ δχν ζεκείσλ πξνο επηθνηλσλία πνπ νλνκάδεηαη ειιεηςνεηδέο ηνπ Fresnel (Fresnel Zone). Όηαλ έλα εκπφδην βξίζθεηαη κέζα ζηε πξψηε δψλε ηνπ fresnel ηφηε ην θαλάιη ραξαθηεξίδεηαη ζαλ OLOS (Optical Line of Site). Σν πξφηππν ΗΔΔΔ κπνξεί λα παξέρεη επηθνηλσλία θαη ζε ζεκεία ηα νπνία βξίζθνληαη ζε ζπλζήθεο OLOS θάηη πνπ ν πξνθάηνρνο ηνπ (ΗΔΔΔ ) δχζθνια κπνξνχζε λα πεηχρεη. Ζ ρξήζε ηεο δηακφξθσζεο OFDM επηηξέπεη ζην πξφηππν λα εμαζθαιίδεη ζηαζεξέο θαη αμηφπηζηεο ζπλδέζεηο αθφκα θαη ζε ζπλζήθεο κε νπηηθήο επαθήο (Non Line of Sight - NLOS). Ζ ηερληθή OFDM ππνζηεξίδεη κεηάδνζε κε πνιιαπιέο θέξνπζεο πξνζδίδνληαο ζην πξφηππν αλζεθηηθφηεηα ζηε κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ θαη πνιχ θαιέο επηδφζεηο ζε φηη αθνξά ην θαηλφκελν ηεο πνιπδηφδεπζεο (multipath fading). Δπηπιένλ ε ρξήζε θσδίθσλ δηφξζσζεο ζθαικάησλ φπσο νη FEC (Forward Error Correction) θαη CRC (Cyclic Redundancy Check) πξνζδίδεη ζην πξφηππν ηε δπλαηφηεηα αμηφπηζηεο κεηάδνζεο θξαηψληαο ζε ρακειά επίπεδα ηελ ηζρχ εθπνκπήο θαη ιήςεο. Σρήκα 29 - Παξάδεηγκα ζύλδεζεο ρσξίο νπηηθή επαθή Εεχμεηο ζεκείνπ πξνο ζεκείν κπνξνχλ λα επηηεπρζνχλ θαιχπηνληαο κεγάιεο απνζηάζεηο θαη κεγάινπο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Ο Πίλαθαο 3 δείρλεη ελδεηθηηθέο απνζηάζεηο επηθνηλσλίαο ζε Οπηηθή Δπαθή κε Fresnel Zone Clearance (LOS) φπσο επίζεο θαη ηνπο αληίζηνηρνπο ελδεηθηηθνχο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Ο Πίλαθαο 4 απεηθνλίδεη ηηο απνζηάζεηο θαη ηνλ ξπζκφ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ ζε πνιπζεκεηαθή (point to multipoint - PMP) αλάπηπμε δηθηχνπ. 113

115 Πίλαθαο 3 - Απνζηάζεηο Δπηθνηλσλίαο (PTP) Average Ethernet Distance Data Rate (Mbps) (km) Πίλαθαο 4 - Απνζηάζεηο Δπηθνηλσλίαο (PMP) Average Ethernet Distance Data Rate (Mbps) (km) ΑΝΑΛΤΣΗΚΖ ΠΑΡΟΤΗΑΖ ΣΟΤ ΠΡΟΣΤΠΟΤ ΗΔΔΔ Όπσο φια ηα πξφηππα ηεο ζεηξάο 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). Οη αιιαγέο πνπ επηηειέζηεθαλ ζηα δχν παξαπάλσ ζηξψκαηα ζε ζρέζε κε ην πξφηππν είλαη ζεκαληηθέο. Οη αιιαγέο απηέο έρνπλ ζαλ θχξην ζηφρν ηελ δεκηνπξγία ελφο πξνηχπνπ ην νπνίν ζα κπνξνχζε λα θαιχςεη ηα θελά πνπ αθήλεη ν πξνθάηνρνο ηνπ (ΗΔΔΔ ) θαη ηαπηφρξνλα λα θάλεη γεγνλφο ηελ Αζχξκαηε Δπξπδσληθή Πξφζβαζε (Broadband Wireless Access) ΣΟ ΦΤΗΚΟ ΔΠΗΠΔΓΟ ΣΟΤ ΗΔΔΔ Ζ πξψηε έθδνζε ηνπ πξνηχπνπ ππνζηήξηδε θχξηα επηθνηλσλία κεηαμχ ζεκείσλ ηα νπνία βξίζθνληαη ζε νπηηθή επαθή. Ζ ζπρλφηεηα ιεηηνπξγίαο ηνπ νξίζηεθε ζηε δψλε ησλ GHz. ηε ζπλέρεηα ην πξφηππν a πηνζέηεζε κηα δψλε ζπρλνηήησλ ιεηηνπξγίαο ε νπνία εθηείλεηαη απφ 2 σο 11 GHz θαη απηή είλαη ε δψλε ζπρλνηήησλ πνπ ρξεζηκνπνηνχλ θαη ηα πξψηα πξντφληα WiMAX ηα νπνία είλαη δηαζέζηκα ζηελ αγνξά ζήκεξα. Σν θχξην πιενλέθηεκα ηεο δεχηεξεο δψλεο 114

116 ιεηηνπξγίαο είλαη φηη θάλεη εθηθηή ηελ επηθνηλσλία ζεκείσλ ηα νπνία δελ βξίζθνληαη ζε νπηηθή επαθή θάηη πνπ ζηηο πςειφηεξεο ζπρλφηεηεο δελ είλαη εθηθηφ. ην θπζηθφ επίπεδν ε δηακφξθσζε ε νπνία έρεη πηνζεηεζεί απφ ην πξφηππν είλαη ην OFDM. Έλαο απφ ηνπο θπξηφηεξνπο ιφγνπο πηνζέηεζεο ηνπ OFDM σο ηνπ κνληέινπ δηακφξθσζεο γηα έλα αζχξκαην ηειεπηθνηλσληαθφ ζχζηεκα είλαη ε κεγάιε αληνρή πνπ επηδεηθλχεη ζε πεξηβάιινληα εμαζζέλεζεο ζήκαηνο θαη παξεκβνιψλ. ε ζπζηήκαηα κνλήο θέξνπζαο έλαο επίδνμνο παξεκβνιέαο κπνξεί λα πξνθαιέζεη αθφκα θαη ηελ θαηάξξεπζε ελφο link, ζε αληίζεζε κε ηα ζπζηήκαηα πνιιψλ θεξνπζψλ, φπνπ έλα κηθξφ κφλν πνζνζηφ ησλ θεξνπζψλ ζα επεξεαζηεί. Μία απφ ηηο πξνηεηλφκελεο ιχζεηο γηα βέιηηζηε αληηκεηψπηζε ηνπ πξνβιήκαηνο είλαη ε ρξήζε Κσδηθνπνίεζεο Γηφξζσζεο θάικαηνο (Error Correction Coding). ε έλα θιαζηθφ ζχζηεκα παξάιιειεο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ ε ζπλνιηθά δηαζέζηκε κπάληα ζπρλνηήησλ δηαηξείηαη ζε N κε επηθαιππηφκελα ππνθαλάιηα ζπρλνηήησλ. Κάζε ππνθαλάιη δηακνξθψλεηαη θαη απφ δηαθνξεηηθφ ζχκβνιν θαη αθνινχζσο ηα Ν ππνθαλάιηα πνιππιέθνληαη ζην πεδίν ησλ ζπρλνηήησλ. Ζ ηδέα πνπ εηζήγαγε ην OFDM ήηαλ πξσηνπνξηαθή κηαο θαη νδεγνχζε ζηελ εμνηθνλφκεζε θάζκαηνο. Πην ζπγθεθξηκέλα, έθαλε ιφγν γηα ρξήζε επηθαιππηφκελσλ ππνθαλαιηψλ, πνπ ραξαθηεξίδνληαη απφ ηελ θνηλή ηδηφηεηα ηεο κεηαμχ ηνπο νξζνγσληφηεηαο γεγνλφο πνπ νδεγεί ζηελ απνθπγή ηζνζηάζκηζεο, ηελ αληηκεηψπηζε ζνξχβνπ θαη εμαζζέλεζεο ζήκαηνο ιφγσ πνιπδηφδεπζεο (multipath fading) θαζψο θαη ηελ πιήξε αμηνπνίεζε ηνπ δηαζέζηκνπ θάζκαηνο. Πίλαθαο 5 - (a) Σπκβαηηθή Τερληθή Πνιιώλ Φεξνπζώλ (b) OFDM Σν ρήκα απνδεηθλχεη ηα αλσηέξσ. Φαίλεηαη θαζαξά ε δηαθνξά κεηαμχ ησλ ζπκβαηηθψλ ηερληθψλ κε κε επηθαιππηφκελα ππνθαλάιηα θαη ηνπ OFDM. Καηά απηφ 115

117 ηνλ ηξφπν επηηπγράλεηαη εμνηθνλφκεζε εχξνπο θάζκαηνο πνπ αγγίδεη θαηά πεξίπησζε αθφκα θαη ην 50%. Βέβαηα φπσο πξναλαθέξζεθε νθείινπκε λα εμαζθαιίζνπκε ηελ φζν ηε δπλαηφλ κηθξφηεξε παξεκβνιή κεηαμχ ησλ ππνθεξνπζψλ. Σα ζπνπδαηφηεξα απφ ηα πιενλεθηήκαηα ρξήζεο ηνπ OFDM είλαη ζπλνπηηθά ηα αθφινπζα : - Σν OFDM αληηκεησπίδεη απνηειεζκαηηθά ην θαηλφκελν ηεο πνιπδηφδεπζεο (multipath) ελψ ε πνιππινθφηεηα ελφο OFDM ζπζηήκαηνο είλαη αηζζεηά κηθξφηεξε απφ έλα ζχζηεκα κνλήο θέξνπζαο (SC) κε ρξήζε ηζνζηαζκηζηή, ν νπνίνο ζα αλαιακβάλεη ην ίδην έξγν. - ε ζπζηήκαηα φπνπ νη δίαπινη κεηάδνζεο κεηαβάιινληαη πνιχ αξγά ζε ζρέζε κε ηε ζπρλφηεηα κεηάδνζεο ησλ δεδνκέλσλ είλαη εθηθηή ε αχμεζε ηεο ρσξεηηθφηεηαο κε ηελ αλάινγε πξνζαξκνγή ηεο ζπρλφηεηαο δεδνκέλσλ αλά ππνθέξνπζα ζε ζρέζε πάληα θαη κε ην ιφγν ζήκαηνο πξνο ζφξπβν γηα ην ζπγθεθξηκέλν θαλάιη (SNR). - Σν OFDM είλαη εμαηξεηηθά αλζεθηηθφ ζηελ παξεκβνιή ζηελνχ θάζκαηνο δηφηη ηέηνηνπ είδνπο παξεκβνιή επεξεάδεη κφλν έλα κηθξφ πνζνζηφ ησλ ππνθεξνπζψλ. Σα ζπζηήκαηα WiMAX ζπλδπάδνπλ ηερλνινγίεο θαη αιγφξηζκνπο ψζηε λα επηηπγράλνπλ απφδνζε BER ησλ 10-9 (BER of 10-9 ) κε δηαζεζηκφηεηα δεχμεο 99,999%. Ζ αχμεζε ηεο θαζκαηηθήο απφδνζεο είλαη έλαο ζεκαληηθφο παξάγνληαο πνπ επεξεάδεη απ' επζείαο ην απνηέιεζκα. Γηα ην ιφγν απηφ, ηα ζπζηήκαηα WiMAX πξνζθέξνπλ δηπιήο θαηεπζχλζεσο πξνζαξκνζηηθή δηακφξθσζε (Adaptive Modulation) πνπ ηα πξνζαξκφδεη αλάκεζα ζε έμη ηχπνπο δηακφξθσζεο (απφ QPSK ζε 64 QAM) κε ζθνπφ λα πξνζαξκφδεη ηε πνηφηεηα δηαβάζκηζεο ηεο δεχμεο ελψ πξνζθέξνπλ ην κέγηζην ξπζκφ κεηάδνζεο γηα δεδνκέλα ζελάξηα αλάπηπμεο. Ο Πίλαθαο 6 απεηθνλίδεη ηνπο ηχπνπο δηακφξθσζεο θαη θσδηθνπνίεζεο ζε ζρέζε κε ηνλ ξπζκφ κεηάδνζεο. Σέινο ζην ρήκα 109 παξνπζηάδνληαη ζπλνπηηθά νξηζκέλα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θπζηθνχ επηπέδνπ ηνπ πξνηχπνπ ΗΔΔΔ a. 116

118 Πίλαθαο 6 - Τύπνη Γηακόξθσζεο Modulation FEC Coding Uncoded Burst End to End Ethernet Rate Rate (Mbps) Throughput (Mbps) BPSK % BPSK % QPSK % QPSK % QAM % QAM % QAM 2/ QAM % Πίλαθαο 7 - Χαξαθηεξηζηηθά ηνπ θπζηθνύ επηπέδνπ ηνπ πξνηύπνπ ΙΔΔΔ a Υαξαθηεξηζηηθά Υξήζε OFDM κε 256 θέξνπζεο Υξήζε πξνζαξκνζηηθήο δηακφξθσζεο θαη θσδίθσλ δηφξζσζεο ζθαικάησλ Τπνζηήξημε TDD θαη FDD Μεηαβιεηφ εχξνο δψλεο θαλαιηνχ (3.5 MHz, 5MHz, 10MHz) Τπνζηήξημε έμππλσλ θεξαηψλ Πιενλεθηήκαηα Δπηθνηλσλία LOS θαη NLOS Απνηειεζκαηηθέο δεχμεηο κε κέγηζην αξηζκφ bits/sec ζε θάζε ρξήζηε Ηθαλνπνηεί ηηο ζπλζήθεο δηαρείξηζεο θάζκαηνο θάζε ρψξαο Γπλαηφηεηα ιεηηνπξγίαο ζε πνιιέο δψλεο ζπρλνηήησλ αλάινγα κε ηνλ θαλνληζκφ θάζε ρψξαο Δμαζθαιίδεηαη πςειφ θέξδνο ηζρχνο ΣΟ ΔΠΗΠΔΓΟ MAC ΣΟΤ ΠΡΟΣΤΠΟΤ ΗΔΔΔ ε θάζε αζχξκαην δίθηπν είλαη απαξαίηεηνο έλαο κεραληζκφο ν νπνίνο λα ειέγρεη ηελ πξφζβαζε ζην θνηλφ αζχξκαην κέζν. Σν πξφηππν ΗΔΔΔ a γηα ην ζθνπφ απηφ ρξεζηκνπνηεί έλα slotted TDMA πξσηφθνιιν ην νπνίν εθηειείηαη ζην Base Station κε ζηφρν ηε δέζκεπζε ρσξεηηθφηεηαο απφ ην δίθηπν γηα ηνπο ρξήζηεο κηαο PMP δνκήο. Απηφ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηα ζπζηήκαηα WiMAX, λα είλαη ηθαλά ηφζν γηα παξνρή ππεξεζηψλ πςειψλ ηαρπηήησλ κε δεδνκέλν SLA (Service Level Agreement), φζν θαη γηα ππεξεζίεο πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ, νη νπνίεο φπσο είλαη γλσζηφ είλαη επαίζζεηεο 117

119 ζηελ θαζπζηέξεζε. Οξηζκέλα απφ ηα βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ επηπέδνπ MAC ηνπ πξνηχπνπ ΗΔΔΔ a παξνπζηάδνληαη παξαθάησ. Πίλαθαο 8 - Χαξαθηεξηζηηθά ηνπ θπζηθνύ MAC ηνπ πξνηύπνπ ΙΔΔΔ a Υαξαθηεξηζηηθά Υξήζε TDM/TDMA Τπνζηήξημε κέρξη θαη 100 ρξεζηψλ αλά Base Station Τπνζηήξημε QoS Τπνζηήξημε ARQ (Automatic Repeat Request) Υξήζε πξνζαξκνζηηθήο δηακφξθσζεο θαη θσδίθσλ δηφξζσζεο ζθαικάησλ Υξήζε Triple DES γηα αζθάιεηα Automatic Power Control Πιενλεθηήκαηα Απνδνηηθφηεηα εχξνπο δψλεο (Bandwidth efficiency) Ηθαλφηεηα λα θαιχπηνπλ αμηφπηζηα αζηηθέο πεξηνρέο Μηθξή θαζπζηέξεζε γηα ππεξεζίεο φπσο TDM Voice, VoIP Απνδνηηθή κεηάδνζε VBR θίλεζεο Βειηίσζε ηεο απφ άθξν ζε άθξν απφδνζεο ηνπ ζπζηήκαηνο Απνηειεζκαηηθέο δεχμεηο κε κέγηζην αξηζκφ bits/sec ζε θάζε ρξήζηε Πξνζηαζία δεδνκέλσλ Γπλαηφηεηα γηα δεκηνπξγία θπςεινεηδψλ αξρηηεθηνληθψλ 8.5. ΤΠΟ-ΠΡΟΣΤΠΑ ΗΔΔΔ Όπσο έρεη ήδε αλαθεξζεί, ζηελ αξρηθή ηνπ έθδνζε ην πξφηππν ΗΔΔΔ ιεηηνπξγνχζε ζηελ δψλε ζπρλνηήησλ GHz. ηηο παξαπάλσ ζπρλφηεηεο ε επηθνηλσλία κεηαμχ δχν ζηαζκψλ επηηπγράλεηαη κφλν φηαλ νη ζηαζκνί απηνί βξίζθνληαη ζε ζπλζήθεο νπηηθήο επαθήο. Ζ παξαπάλσ δηαδηθαζία πεξηγξάθεηαη ζην ππνπξφηππν ΗΔΔΔ c.Ζ αλάγθε γηα επηθνηλσλία κεηαμχ ζηαζκψλ πνπ δελ βξίζθνληαη ζε νπηηθή επαθή ήηαλ ην θίλεηξν γηα ηε δεκηνπξγία ηνπ ππνπξνηχπνπ ΗΔΔΔ a. Σνλ Ηαλνπάξην ηνπ 2003 ην πξφηππν επεθηάζεθε ψζηε λα ιεηηνπξγεί θαη ζηηο ζπρλφηεηεο απφ 2-11 GHz φπνπ ζηηο ζπρλφηεηεο απηέο ήηαλ δπλαηή ε δεκηνπξγία ζπλδέζεσλ ρσξίο νπηηθή επαθή πνκπνχ - δέθηε. Σν ππνπξφηππν ην νπνίν πεξηγξάθεη ηε δηαδηθαζία απηή νλνκάζηεθε ΗΔΔΔ a. Σα πξψηα πξντφληα WiMAX ηα νπνία ζήκεξα είλαη δηαζέζηκα ζηελ αγνξά αθνινπζνχλ ζηελ κεγαιχηεξή ηνπο πιεηνςεθία ην ππνπξφηππν απηφ. 118

120 Καζψο ε πνιππινθφηεηα ησλ εθαξκνγψλ πνπ δηαδίδνληαη πάλσ απφ έλα αζχξκαην δίθηπν νινέλα θαη απμάλεη, ε πνηφηεηα ππεξεζίαο πάλσ απφ ηέηνηα δίθηπα γίλεηαη έλαο πνιχ θαζνξηζηηθφο παξάγνληαο γηα ηελ πνηφηεηα ηεο επηθνηλσλίαο. Γηα παξάδεηγκα, ε κεηάδνζε video ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν απαηηεί απφ ην δίθηπν ζπλζήθεο πνιχ ρακειήο θαζπζηέξεζεο κεηάδνζεο. Γηα απηφ ην ιφγν, πξνθεηκέλνπ λα ηθαλνπνηεζεί ε αλάγθε γηα πνηφηεηα ππεξεζίαο νξίζηεθε ην ππνπξφηππν ΗΔΔΔ d. Ζ έλσζε ησλ ππνπξνηχπσλ ΗΔΔΔ a, c, d φξηζε ην πξφηππν ΗΔΔΔ ην νπνίν πεξηγξάθεη ηε ζπλνιηθή ιεηηνπξγηθφηεηα ησλ επηκέξνπο ππνπξνηχπσλ πνπ πξναλαθέξζεθαλ γηα ζπρλφηεηεο ιεηηνπξγίαο 2-66 GHz. Σν πξφηππν ΗΔΔΔ νξίδεη ηελ επηθνηλσλία ρξεζηψλ νη νπνίνη βξίζθνληαη κέζα ζε έλα θειί ην νπνίν θαιχπηεηαη απφ έλα base station. Όηαλ θάπνηνο ρξήζηεο θηλεζεί ζε πεξηνρή πνπ βξίζθεηαη εθηφο πεξηνρήο θάιπςεο ηνπ base station ε ζχλδεζε ράλεηαη. Σν ππνπξφηππν ΗΔΔΔ e εηζάγεη θαη πεξηγξάθεη ηελ έλλνηα ηεο θηλεηηθφηεηαο ησλ ρξεζηψλ απφ έλα base station ζε άιιν. ην ππνπξφηππν απηφ νξίδεηαη φηη έλαο θηλεηφο ρξήζηεο κπνξεί λα ζπλερίζεη λα εμππεξεηείηαη απφ ην δίθηπν αθφκα θαη αλ θηλείηαη κε ηαρχηεηεο νη νπνίεο πξνζεγγίδνπλ ηα 120Km/h. Χζηφζν ε παξαπάλσ ηηκή είλαη ελδεηθηηθή - πεηξακαηηθή, θαζψο κέρξη ηε ζηηγκή απηή δελ ππάξρεη θάπνην δηαζέζηκν πξντφλ ζηελ αγνξά ζπκβαηφ κε ην 16e ππνπξφηππν πνπ λα πηζηνπνηεί ηελ πξναλαθεξζείζα ηηκή ΤΓΚΡΗΖ ΣΟΤ WIMAX ΜΔ ΣΑ ΖΓΖ ΤΠΑΡΥΟΝΣΑ ΠΡΟΣΤΠΑ ΑΤΡΜΑΣΖ ΓΗΚΣΤΧΖ. ην παξαθάησ πίλαθα δίλεηαη κηα ζπγθξηηηθή παξνπζίαζε ησλ πξνηχπσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζήκεξα γηα αζχξκαηε δηθηχσζε ηνπηθήο πξφζβαζεο ζε φηη αθνξά παξάγνληεο φπσο ηαρχηεηα κεηάδνζεο, απνζηάζεηο θάιπςεο, ζπρλνηήησλ ιεηηνπξγίαο, δηαζεζηκφηεηαο θαη εηαηξηψλ πνπ παξέρνπλ πξντφληα ζπκβαηά κε ην πξφηππν. Ο Πίλαθαο 9 επηρεηξεί λα απνηππψζεη ηα πην ζεκαληηθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ ηερλνινγηψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζήκεξα γηα αζχξκαηε δηθηχσζε. Καζίζηαηαη ινηπφλ ζαθέο πσο απφ φιεο ηηο παξαπάλσ ελαιιαθηηθέο ηερλνινγίεο απηή πνπ αλακέλεηαη λα επηθξαηήζεη ζην εγγχο κέιινλ είλαη ην \ ίμαυ, κηαο θαη ππφζρεηαη ηνπο πςειφηεξνπο ξπζκνχο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ θαη αξθεηά κεγαιχηεξε εκβέιεηα. 119

121 Σν Bluetooth ζηηο κέξεο καο είλαη επξέσο δηαδεδνκέλν, θπξίσο ζηελ θηλεηή ηειεθσλία, ιφγσ ηνπ ρακεινχ ηνπ θφζηνπο θαη ηεο επθνιίαο πνπ πξνζθέξεη. Οη ππφινηπεο απφ ηηο παξαπάλσ ιχζεηο δελ έρνπλ σο ζθνπφ ηελ άκεζε αληηθαηάζηαζε ηνπ παηξνπαξάδνηνπ θαισδησκέλνπ Ethernet, ιφγσ ηεο δπζαλάινγεο ζρέζεο θφζηνπο / ηαρχηεηαο πνπ έρνπλ απηή ηε ζηηγκή, αιιά θαη ησλ ρακειψλ επηδφζεσλ. ηηο κέξεο καο φκσο, ην πξφηππν αζχξκαηεο δηθηχσζεο πνπ είλαη επξέσο δηαδεδνκέλν είλαη ην ΗΔΔΔ Σαρχηεηα Δκβέιεηα πρλφηεηα Γηαζχλδεζε Καηάζηαζε (Mbps) Bluetooth 1 Mbps 10 m 2.4 GHz Κακία Γηαζέζηκν HomeRF 2 Mbps 50 m 2.4 GHz Ethernet Γηαζέζηκν Τπνζη. Erricson IBM, Intel, Toshiba, Nokia, Motorola Promix, Intel,HP, 3COM, Motorola HiperLAN Type 1 24 Mbps 50 m 5 GHz Ethernet Γηαζέζηκν ETSI, Promix, HP,IBM, Xircom, Nokia HiperLAN Type 2 54 Mbps <150m 5 GHz Ethernet, ATM,IP, UMTS, Firewire, PPP ETSI, Promix, HP,IBM, Xircom, Nokia, Erricson, Dell,TI IEEE b a g 2 Mbps 11 Mbps 54 Mbps 54 Mbps 100m- 2Km -//- -//- -//- 2.4 GHz 2.4 GHz 5 GHz 2.4 GHz Ethernet Ethernet Ethernet Γηαζέζηκν Γηαζέζηκν Γηαζέζηκν Γηαζέζηκν Cisco, Lucent, 3Com, Apple, Nokia, Compaq Wi-Max 70 Mbps 70 Km 2-11 GHz Γηαζέζηκν RedLine 120

122 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 9 Ο : ΚΑΣΑΚΔΤΖ ΚΔΡΑΗΑ CANTENNA 2.4Ghz 9.1. ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ Μηα θηελή ιχζε θεξαίαο ψζηε λα ζπλδεζεί θάπνηνο client θαη φρη κφλν είλαη ε Cantenna ΤΛΗΚΑ ΚΑΣΑΚΔΤΖ Κπιηλδξηθφ Μεηαιιηθφ θνπηί 100mm δηακέηξνπ. Ν βχζκα ζειπθφ γηα ζαζί Υάιθηλν ζχξκα γηα ην κνλφπνιν Βάζε ζηήξημεο απφ θχιν αινπκηλίνπ Οκναμνληθφ θαιψδην Βχζκαηα F-type Μνηεξάθη AC 220V θαη θαιψδην ηξνθνδνζίαο 121