Ευρυζωνικά δίκτυα (1) Αγγελική Αλεξίου alexiou@unipi.gr 1
Επισκόπηση Ενότητες Μαθήματος Εισαγωγή και βασικές έννοιες [(1)-(6)] Ευρυζωνικότητα Σήματα και διάδοση Βασικές έννοιες δικτύων Πολυπλεξία Υλικά μέσα διάδοσης Μεταγωγή Ενσύρματες τεχνολογίες [(7)-(10)] Χρήση τηλεφωνικών δικτύων και δικτύων καλωδιακής τηλεόρασης για μετάδοση δεδομένων - Digital subscriber line (DSL) Δίκτυα ΑΤΜ Δίκτυα Ethernet Οπτικές τεχνολογίες Ασύρματες ευρυζωνικές τεχνολογίες [(11)-(13)] Κυψελωτά συστήματα (3 ης και 4 ης γενιάς) Τοπικά δίκτυα (ΙΕΕΕ 802.11) Μητροπολιτικά δίκτυα (ΙΕΕΕ 802.16) 5G : μελλοντικά σύρματα δίκτυα (IMT 2020 and beyond) Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 2
Επισκόπηση Οργάνωση Μαθήματος Θεωρητικό Μέρος Θεωρία Ασκήσεις Συγγράμματα Σημειώσεις Behrouz A.,Forouzan, Data Communications and Networking, McGraw-Hill Education Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 3
Εισαγωγή στα ευρυζωνικά δίκτυα 4
Επισκόπηση Ορισμός της ευρυζωνικότητας Η σημασία της ευρυζωνικότητας Διεθνώς Στην Ελλάδα Πλεονεκτήματα Πολίτες Δημόσιο και ιδιωτικό βίο Ευρυζωνικές τεχνολογίες Δίκτυα κορμού και πρόσβασης Ενσύρματες τεχνολογίες Ασύρματες τεχνολογίες Σύγκλιση και εξέλιξη της ευρυζωνικότητας Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 5
Τεχνολογική εξέλιξη και η σημασία της ευρυζωνικότητας Most important non-medical innovations during last 25 years 1. The Internet 2. Cell phone Personal computers 3. Fiber optics 4. E-mail 5. Commercialized GPS 6. Portable computers 7. Memory storage discs 8. 9. Consumer level digital cameras 10. Radio frequency ID tags Source: CNN Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 6
Ευρυζωνική πρόσβαση και ευρυζωνικές υπηρεσίες Τι είναι «Ευρυζωνικότητα» Ένα προηγμένο και καινοτόμο περιβάλλον, από κοινωνική και τεχνολογική άποψη, το οποίο αποτελείται από γρήγορες συνδέσεις με το Διαδίκτυο και κατάλληλες δικτυακές υποδομές για την ανάπτυξη νέων ευρυζωνικών εφαρμογών και υπηρεσιών Η Ευρυζωνικότητα με απλά λόγια Εύκολα: Διαρκής σύνδεση στo Internet χωρίς πολύπλοκες ρυθμίσεις Γρήγορα: Υψηλές ταχύτητες (10-100 φορές της συμβατικής σύνδεσης) για νέες εφαρμογές Σταθερά: Αξιόπιστες ψηφιακές συνδέσεις με εγγυημένα σταθερά υψηλές αποδόσεις Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 7
Ευρυζωνική πρόσβαση και ευρυζωνικές υπηρεσίες (2) Πώς ορίζεται η "Ευρυζωνικότητα" Το προηγμένο, εφικτό και καινοτόμο από πολιτική, κοινωνική, οικονομική και τεχνολογική άποψη περιβάλλον, αποτελούμενο από: Παροχή γρήγορων συνδέσεων στο Διαδίκτυο σε όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού, με ανταγωνιστικές τιμές (με τη μορφή καταναλωτικού αγαθού), χωρίς εγγενείς περιορισμούς στα συστήματα μετάδοσης και τον τερματικό εξοπλισμό Κατάλληλη δικτυακή υποδομή που επιτρέπει την κατανεμημένη ανάπτυξη υπαρχόντων και μελλοντικών εφαρμογών και υπηρεσιών, δίνει τη δυνατότητα αδιάλειπτης σύνδεσης των χρηστών σε αυτές ικανοποιεί τις εκάστοτε ανάγκες των εφαρμογών σε εύρος ζώνης και διαθεσιμότητα, και είναι ικανή να αναβαθμίζεται συνεχώς και με μικρό επιπλέον κόστος ώστε να εξακολουθεί να ικανοποιεί τις ανάγκες όπως αυτές αυξάνουν και μετεξελίσσονται με ρυθμό και κόστος που επιτάσσονται από την πρόοδο της πληροφορικής και της τεχνολογίας επικοινωνιών Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 8
Ευρυζωνική πρόσβαση και ευρυζωνικές υπηρεσίες (3) Tη δυνατότητα του πολίτη να επιλέγει ανάμεσα σε εναλλακτικές προσφορές σύνδεσης που ταιριάζουν στον εξοπλισμό του, μεταξύ διαφόρων δικτυακών εφαρμογών και μεταξύ διαφόρων υπηρεσιών πληροφόρησης και ψυχαγωγίας και με πιθανή συμμετοχή του ίδιου του πολίτη στην παροχή περιεχομένου, εφαρμογών και υπηρεσιών Tο κατάλληλο ρυθμιστικό πλαίσιο αποτελούμενο από πολιτικές, μέτρα, πρωτοβουλίες, άμεσες και έμμεσες παρεμβάσεις, αναγκαίες για την ενδυνάμωση της καινοτομίας, την προστασία του ανταγωνισμού και την εγγύηση ισορροπημένης οικονομικής ανάπτυξης ικανής να προέλθει από τη γενικευμένη συμμετοχή στην Ευρυζωνικότητα Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 9
Επίδραση των Νέων Δικτυακών Τεχνολογιών Ταχύτατη ανάπτυξη νέων δικτυακών τεχνολογιών Επερχόμενη σύγκλιση τηλεπικοινωνιών, πληροφορικής και ηλεκτρονικών μέσων μαζικής ενημέρωσης Σημαντικές ανατροπές ( paradigm shift ) στα οικονομικά μοντέλα ανάπτυξης στους τομείς των Τηλεπικοινωνιών, της Πληροφορικής, των Υπηρεσιών και του Εμπορίου Καθοριστική επίδραση στα κοινωνικά μοντέλα οργάνωσης εξασφάλιση της συμμετοχής, της συνοχής και της ισονομίας των πολιτών, την ισότιμη επικοινωνία και την πρόσβαση στη γνώση Περιβάλλον υψηλής τεχνολογίας και ψηφιακής σύγκλισης Ανταγωνιστικότητα που εξαρτάται από την ύπαρξη προηγμένων δικτυακών υποδομών υψηλής ποιότητας, χωρητικότητας και απόδοσης που προσφέρουν εύκολη, ασφαλή και αδιάλειπτη πρόσβαση στο διεθνές "ηλεκτρονικό πλέγμα" της γνώσης και του εμπορίου Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 10
Ορισμός και προϋποθέσεις Ευρυζωνικής Πρόσβασης Ευρυζωνική πρόσβαση Η ικανότητα μεταφοράς μεγάλου όγκου πληροφορίας μεταξύ επικοινωνούντων συστημάτων και τελικών χρηστών με έμφαση στη δυνατότητα συνεχούς σύνδεσης με παρόχους πολυμεσικού περιεχομένου και την παροχή στο βρόχο πρόσβασης (τελευταίο μίλι) υπηρεσιών υψηλών προδιαγραφών, όπως καλής ποιότητας διαδραστικού video Προϋποθέσεις πολιτικές και οικονομικές συνθήκες που διασφαλίζουν Επεκτασιμότητα, κλιμάκωση και βιωσιμότητα υποδομών και υπηρεσιών Απαραίτητος όρος ύπαρξη δικτυακών υποδομών κορμού υπερ-υψηλών ταχυτήτων και αντιστοίχου όγκου, ενδιαφέροντος και οικονομικής αξίας διακινούμενη πληροφορία Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 11
Η σημασία της ευρυζωνικότητας Διεθνώς Δραστηριοποίηση διαφόρων προηγμένων χωρών για Ανάπτυξη κατάλληλων ευρυζωνικών υποδομών Υιοθέτηση στην ανάπτυξη της οικονομίας και στην αντιμετώπιση τυχόν «τεχνολογικών αποκλεισμών» των πολιτών Ανάπτυξη ευρυζωνικών δικτύων έχει υιοθετηθεί από την κοινή Ευρωπαϊκή πολιτική για την υλοποίηση της Κοινωνίας της Πληροφορίας Σχέδιο δράσης eeurope 2005: θέτει την ευρυζωνική πρόσβαση σημαντική προτεραιότητα της Ευρωπαϊκής Ένωσης Σχέδιο δράσης i2010 (ICT and Lisbon strategy): έμφαση στην έρευνα και τεχνολογία, ανάπτυξη ανταγωνιστικού περιβάλλοντος και καθολική πρόσβαση στις ευρυζωνικές τεχνολογίες/υπηρεσίες με στόχο τη βελτίωση της ποιότητας ζωής μεγάλους οργανισμούς όπως είναι ο μεγάλος οικονομικός αναπτυξιακός οργανισμός ΟΟΣΑ (Οργανισμός για την Οικονομική Συνεργασία & Ανάπτυξη Organisation for Economic Cooperation and Development) Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 12
Europe 2020 A Digital Agenda for Europe Europe 2020 priorities: Smart growth Sustainable growth Inclusive growth Exiting the crisis Smart Growth: 1. Digital agenda for Europe Creating a single digital market based on fast/ultrafast internet and interoperable applications: by 2013: broadband access for all by 2020: access for all to much higher internet speeds (30 Mbps or above) by 2020: 50% or more of European households with internet connections above 100 Mbps. 2. Innovation Union refocusing R&D and innovation policy on major challenges for our society like climate change, energy and resource efficiency, health and demographic change strengthening every link in the innovation chain, from 'blue sky' research to commercialisation 3. Youth on the move Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 13
Europe 2020 A Digital Agenda for Europe Europe 2020 planned actions: Digital Single Market Interoperability and Standards Trust and Security Very Fast Internet List of actions Action 42: Adopt an EU broadband communication Action 43: Funding for high-speed broadband Action 44: European Spectrum Policy Programme Action 45: Foster the deployment of NGA networks Action 46: Member States to develop national broadband plans Action 47: Member States to facilitate broadband investment Action 48: Use structural funds to finance the roll-out of high-speed networks Action 49: Member States to implement European Radio Spectrum Policy Programme Research and Innovation Enhancing e-skills ICT for Social Challenges International Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 14
Η σημασία της ευρυζωνικότητας (4) Στην Ελλάδα Δεδομένη ανάγκη για ευρυζωνική πρόσβαση όπως ακριβώς και στις άλλες χώρες Εξάπλωση και χρήση των νέων τεχνολογιών ανοιχτή και αποτελεσματική διακυβέρνηση βελτίωση της ανταγωνιστικότητας των επιχειρήσεων δημιουργία νέων μορφών εργασίας, νέων δεξιοτήτων διασφάλιση συνεχούς κατάρτισης και δια βίου μάθησης των πολιτών βελτίωση της ποιότητας ζωής την παροχή προηγμένων υπηρεσιών υγείας, μεταφορών και προστασίας του περιβάλλοντος Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 15
Πλεονεκτήματα Ευρυζωνικής Πρόσβασης Ζωή των πολιτών Πρόσβαση σε μια μεγάλη ποικιλία εξελιγμένων υπηρεσιών και εφαρμογών «τηλέ»-υπηρεσίες (π.χ., τηλέ-εργασία, τηλέεκπαίδευση, τηλέ-ιατρική, τηλέ-συνεδρίαση κτλ.) δικτυακές υπηρεσίες ανάμεσα σε ομότιμους κόμβους (peer-to-peer networking services) μετάδοση video υψηλής ποιότητας αλληλεπιδραστικά παιχνίδια υπηρεσίες που σχετίζονται με την παροχή πληροφοριών, ψυχαγωγικών δραστηριοτήτων και εμπορικών συναλλαγών Συνδέσεις υψηλού εύρους ζώνης με συνεχή πρόσβαση στις νέες εφαρμογές και υπηρεσίες Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 16
Πλεονεκτήματα Ευρυζωνικής Πρόσβασης (2) Ζωή των πολιτών Αλλαγή των τρόπων με τους οποίους επικοινωνούμε, ενημερωνόμαστε, συλλέγουμε και επεξεργαζόμαστε πληροφορίες, εργαζόμαστε, εκπαιδευόμαστε, συναλλασσόμαστε, ψυχαγωγούμαστε και συμμετέχουμε στις εκπαιδευτικές και ερευνητικές δραστηριότητες Βελτίωση της καθημερινή ζωή των πολιτών αποτελεσματική αντιμετώπιση των αναγκών των πολιτών γεφύρωση του ψηφιακού χάσματος που αντιμετωπίζουν κοινωνικές και γεωγραφικά αποκλεισμένες ομάδες Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 17
Πλεονεκτήματα Ευρυζωνικής Πρόσβασης (3) Ζωή των πολιτών Εξασφάλιση «δια βίου» κατάρτισης των πολιτών με στόχο τη βελτίωση των δεξιοτήτων και τη διατήρηση της ανταγωνιστικότητας τους σε ευέλικτα χρονικά πλαίσια και με μειωμένο κόστος Ενίσχυση προσπαθειών συγκράτησης του τοπικού πληθυσμού στην περιοχή του, μέσα από την πρόσβαση σε : απεριόριστες πηγές πληροφοριών εκπαιδευτικές δραστηριότητες υπηρεσίες του δημοσίου υπηρεσίες υγείας υψηλής ποιότητας άλλες υπηρεσίες προστιθέμενης αξίας ( added value services ) όπως π.χ. τραπεζικές συναλλαγές πρόσβαση μικρομεσαίων επιχειρήσεων σε μεγαλύτερες αγορές ανεξάρτητες από τη γεωγραφική τους θέση Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 18
Πλεονεκτήματα Ευρυζωνικής Πρόσβασης (4) Δημόσιος και ιδιωτικός τομέας Αποδοτικότερη αλληλεπίδραση/επικοινωνία μεταξύ δημόσιων υπηρεσιών και πολιτών μέσω αυτοματοποιημένων διαδικασιών Βελτίωση και απλοποίηση παρεχόμενων υπηρεσιών του κράτους προς τους πολίτες και τις επιχειρήσεις παροχής εκπαιδευτικών και ερευνητικών δραστηριοτήτων υψηλού επιπέδου βελτίωση παρεχόμενων υπηρεσιών υγείας ανεξάρτητα από τη γεωγραφική περιοχή Μείωση του κόστους και βελτίωση των τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών μέσω νέων επιχειρηματικών σχημάτων ( business models ) μεταξύ δημόσιων και ιδιωτικών φορέων Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 19
Πλεονεκτήματα Ευρυζωνικής Πρόσβασης (5) Δημόσιος και ιδιωτικός τομέας Δυναμική οικονομική ανάπτυξη ιδιωτικών επιχειρήσεων απλοποίηση του τρόπου εισαγωγής των επιχειρήσεων στο νέο ψηφιακό περιβάλλον υλοποίηση νέων εξελιγμένων και αποδοτικών μηχανισμών διαφήμισης και προώθησης προϊόντων και υπηρεσιών ελαχιστοποίηση της σημασίας της γεωγραφικής περιοχής στην οποία εδρεύει και λειτουργεί μια επιχείρηση Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 20
Πλεονεκτήματα Ευρυζωνικής Πρόσβασης (6) Δυνατότητα γεφύρωσης του ψηφιακού χάσματος Εξάλειψη σημαντικών παραγόντων «αποκλεισμού» μεγάλων ομάδων πληθυσμού και περιοχών της χώρας όπως της απόστασης και του χρόνου Γεφύρωση του ψηφιακού χάσματος, κυρίως σε απομακρυσμένες και λιγότερο ανεπτυγμένες περιοχές Έλλειψη πρόσβασης οικονομική στασιμότητα ή επιβράδυνση στην ανάπτυξη μιας τοπικής οικονομίας αποτυχία συγκέντρωσης νέων μορφών επενδύσεων υψηλής τεχνολογίας σε μία περιοχή προβλήματα στην διαφήμιση και προώθηση τοπικών προϊόντων και υπηρεσιών αδυναμία λειτουργίας εξελιγμένων συστημάτων υγείας στο μέγιστο των δυνατοτήτων τους προβλήματα στους τομείς της έρευνας και της εκπαίδευσης Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 21
Ευρυζωνική πρόσβαση στον κόσμο Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 22
Ευρυζωνική πρόσβαση στον κόσμο (2) Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 23
Ευρυζωνική πρόσβαση στην Ευρώπη Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 24
Ευρυζωνική πρόσβαση στην Ελλάδα Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 25
Δίκτυα πρόσβασης και κορμού Terminal Access Network Core Network Access Network Terminal Τερματικό Σύστημα Δίκτυο Πρόσβασης Δίκτυο Κορμού Δίκτυο Πρόσβασης Τερματικό Σύστημα Δίκτυα Πρόσβασης Ενσύρματα PSTN, ISDN, xdsl, Ethernet (ΙΕΕΕ 802.3), ΑΤΜ,.. Ασύρματα GSM, UMTS, WLAN (IEEE 802.11), WiMAX (IEEE 802.16), 3GPP LTE, 4G,.. Δίκτυο Κορμού Ενσύρματα SONET/SDH, ATM, Gigabit Ethernet,.. Ασύρματα WiMAX (IEEE 802.16),.. Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 26
Ευρυζωνικές τεχνολογίες Ενσύρματες Τεχνολογίες xdsl ATM Ethernet Οπτικές Ίνες και Δίκτυα Οπτικών Ινών Ασύρματες 3G/UMTS WiFi WiMAX 3G+, 4G 5G Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 27
Σύγκλιση - Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Υπολογιστών 4G Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 28
Σύγκλιση Δικτύων και Υπηρεσιών Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 29
Εξέλιξη ενσυρμάτων και ασυρμάτων συστημάτων Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 30
Wireless Broadband Traffic by 2020 Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 31
Broadband Traffic by 2020 Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 32
Broadband Traffic by 2020 (2) Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 33
Broadband Traffic by 2020 (3) Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 34
ICT 2020 Vision From voice to data 5.5 billion MBB users, 1.5 billion FBB users HetNet) From pipe to content all media will be on-line, 750 million connected TV users From people to machines 50 billion connections (the Internet of Things) From CT to ICT 70% of companies (especially SMEs) will be using Cloud-based services Internet of Things (IoT) Ευρυζωνικά Δίκτυα Α. Αλεξίου 35