Συγκεκλιμένη υποδομή ασύρματων -οπτικών δικτύων για ευρυζωνική πρόσβαση παντού

1. Συγκεκλιμένη υποδομή ασύρματων -οπτικών δικτύων για ευρυζωνική πρόσβαση παντού Στέλιος Σαρτζετάκης stelios@grnet.gr 1ηΕπιστημονική Διημερίδα Ερευνητικού Κέντρου «ΑΘΗΝΑ» «Ερευνητικές Εμπειρίες και Ευκαιρίες» 27-28 Ιουλίου 2011

2. Αντικείμενο και Στόχοι του Έργου • ραγδαία αύξηση ζήτησης σύγκλιση πολυμεσικώνεφαρμογών  επίδραση και στον τρόπο ανάπτυξης των σύγχρονων ευρυζωνικών τεχνολογιών • ενσύρματα δίκτυα:μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις εύρους ζώνης - συγκεκριμένους περιορισμούς: • Είτε περιορίζοντας το εύρος διείσδυσης (reach) • Είτε αυξάνοντας υπερβολικά το κόστος • ασύρματα δίκτυα: υψηλή ευελιξία ως (κάλυψη + έκταση)αλλά με τους δικούς τους περιορισμούς • Χαμηλότερο εύρος ζώνης • Στατικές συνδέσεις στο δίκτυο κορμού (backhaul networks)

3. επόμενης γενιάς ασύρματη πρόσβαση • θα πρέπει να υποστηρίζει: • Μεγάλο αριθμό συνδρομητών ανά κυψέλη • Μεγάλο εύρος ζώνης • Εύκολη μετάβαση χρηστών μεταξύ ετερογενών δικτύων (Smooth handoff) • Διάφανη διασύνδεση μεταξύ διαφορετικών δικτύων • Υψηλή ποιότητα υπηρεσίας • υψηλοί ρυθμοί μετάδοσης +μικρές ραδιοκυψέλες περιορισμένης εμβέλειας + μεγάλο αριθμό κυψελών. • διασύνδεση μεγάλου αριθμού κυψελών με ζεύξεις ρ2ρ δαπανηρός • λύση παθητικών οπτικών δικτύων ελκυστική(PON, VDSL, WDMPON) • επιτρέπει διαμοιρασμό του κόστους και ευελιξία στην βαθμιαία ανάπτυξη των αναγκαίων υποδομών • Πρόβλημα: αδιάλειπτη και διάφανη κινητικότητα των χρηστών • νέες απαιτήσεις για την φορητότητα μεταξύ των διαφορετικών τμημάτων του δικτύου -- ετερογενής υποδομή • αναπτύσσονται standard για την διαλειτουργικότητα μεταξύ ετερογενών δικτύων δεν έχει καλυφθεί ακόμα η ανάγκη για βελτιστοποιημένες τεχνικές οι οποίες θα λαμβάνουν υπόψη την συνδυασμένη χρήση των ενδιάμεσων τμημάτων και διαφορετικών τεχνολογιών.

4. Οικοσύστημα παροχής ασύρματων ευρυζωνικών υπηρεσιών νέας γενιάς ασύρματα ευρυζωνικά δίκτυα πρόσβασης = νέα επιχειρηματικά μοντέλα και μοντέλα παροχής υπηρεσιών + νέες αρχιτεκτονικές και πλατφόρμες βέλτιστης διαχείρισης της υποδομής

5. Απαιτήσεις εφαρμογών - τεχνολογίες FTTx

6. Συμπληρωματικότητα ασύρματης -ενσύρματης πρόσβασης μέσω δικτύων οπτικών ινών • αξιοποίηση πλεονεκτημάτων παθητικών οπτικών δικτύων (ΡΟΝ)  ανάπτυξη υποδομών κορμού των δικτύων ασύρματων και κινητών επικοινωνιών και στα πλαίσια εφαρμογής της νέας γενιάς Long Term Evolution (LTE) • συνδυασμός ασύρματης και ενσύρματης πρόσβασης μέσω των δικτύων οπτικών ινών αναμένεται να μεγιστοποιήσει τα οφέλη με συμπληρωματική κάλυψη των διαφόρων απαιτήσεων

7. Βασικοί στόχοι CONFES εξέλιξη υφιστάμενων αρχιτεκτονικών ενσύρματων-ασύρματων ευρυζωνικών δικτύων πρόσβασης  ανάπτυξη μιας ολοκληρωμένης λύσης για την δικτυακή υποδομή με βελτιωμένες επιδόσεις ως προς: • Την διαθέσιμη χωρητικότητα ανά χρήστη • Την δυναμική δέσμευση πόρων (Dynamic resource allocation) • Βελτιωμένη ποιότητα υπηρεσίας και νέα μοντέλα παροχής υπηρεσιών • Προσαρμογή στις διακυμάνσεις της κίνησης (capacity migration) • Ταχεία ανάνηψη στην περίπτωση σφαλμάτων • Αδιάλειπτη παροχή υπηρεσιών • Διάφανη φορητότητα υπηρεσιών (service mobility) και δυνατότητα μετάβασης μεταξύ τμημάτων της υποδομής (Media Independent Handover) • Βελτιωμένη δυνατότητα διαχείρισης της υποδομής • Χαμηλότερα κόστη λειτουργίας - επένδυσης

8. Η προσέγγιση του έργου CONFES

9. Πρόοδος πέραν του state-of-the-art Ευρύτερη διείσδυση οπτικών ινών Συρρίκνωση περιοχής ασύρματης Μείωση ρυθμού ανταγωνισμού χρηστών Μείωση αριθμού ενεργών θυρών στοLEX+Αρχιτεκτονική PON υψηλής εμβέλειαςΜείωση OPEX

10. Σενάριο μετανάστευσης χωρητικότητας CONFES Μετανάστευση χωρητικότητας μπορεί να ενεργοποιηθεί από την στατιστικά απίθανη συμπεριφορά των χρηστών, όπως μαζική χωρική ανακατανομή των κλήσεων των χρηστών, σπάνια γεγονότα ή ακόμα και αποφάσεις του χρήστη για hand over που βασίζεται σε συγκεκριμένα κριτήρια ποιότητας υπηρεσίας, κλπ. Ωστόσο, στο πλαίσιο των δικτύων επόμενης γενιάς τέτοια φαινόμενα θα αποτελέσουν αναμενόμενες δικτυακές συνθήκες, όταν εφαρμογές όπως το cloud computing, ομότιμα δίκτυα πολυμέσων και άλλες κατανεμημένες εφαρμογές εισάγονται στην δέσμη των παρεχόμενων υπηρεσιών σε συνδυασμό με την υψηλή κινητικότητα των χρηστών

11. Πιθανό σενάριο συνδυασμένης βελτιστοποίησης CONFES • Δύο μετρικές απόδοσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν • Η κατανομή των χρηστών μεταξύ των κελιών, ώστε να ελαχιστοποιηθεί η συμφόρηση, καθώς οι χρήστες μετακινούνται και νέες κλήσεις εγκαθίστανται • Η κατανομή των χρηστών μεταξύ των τμημάτων PON, ώστε να έχουν ελάχιστο αντίκτυπο στις υπόλοιπες υπηρεσίες • Και οι δύο στόχοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα για την βελτιστοποίηση του δικτύου, επιλέγοντας την κατάλληλη συνάρτηση κόστους. Αυτή η συνάρτηση θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις παραμέτρους ποιότητας υπηρεσίας καθώς και τα SLAs. Η βελτιστοποίηση του δικτύου πρέπει να είναι συνεχής και αδιάλειπτη, χωρίς διαταραχή των υφιστάμενων κλήσεων Υψηλότεροι ρυθμοί πρόσβασης μέσω ελαχιστοποίησης της διάστασης των κυψελών  μεγάλος αριθμός κελιών  πολλά κελιά έχουν την δυνατότητα να εξυπηρετήσουν κάθε πελάτη

12. Σενάρια χρήσης αρχιτεκτονικής CONFES • Μεταβολή συνθηκών τηλεπικοινωνιακής κίνησης (είτε προβλέψιμη είτε όχι) • Μεταβολή συνθηκών λειτουργίας δικτύου (βλάβες ή προγραμματισμένες λειτουργίες συντήρησης) • Ως αποτέλεσμα των παραπάνω υπάρχει διαρκής μετατόπιση της ζήτησης για χωρητικότητα backhaul capacity μεταξύ διαφορετικών ONUs ή ακόμα και διαφορετικών δικτύων ΡΟΝ.Η μετατόπιση αυτή επηρεάζει την ζήτηση σε χωρητικότητα και στο δίκτυο core

13. Κριτήριο βελτιστοποίησης αρχιτεκτονικής CONFES • Κριτήριο βελτιστοποίησης:διαρκής εναρμονισμός της δεσμευμένης χωρητικότητας στα δίκτυα PON και core με την ζήτηση • Αναπροσαρμογή της χωρητικότητας στο ασύρματο domain που προκύπτουν από συνολική κατάσταση του δικτύου CONFES • handover high capacity χρηστών σε περίπτωση ανίχνευσης congestion στην σχετική διασύνδεση ONU-OLT

14. Αρχιτεκτονική CONFES

15. Δομικά στοιχεία λύσης CONFES • Επικοινωνία με όλα τα τεχνολογικά domains μέσω των NMS northbound interfaces • Αντιστοίχηση χαρακτηριστικών ποιότητας wireless<->PON<->Core ανά κλάση υπηρεσίας • Συνεχής μέτρηση χρήσης των πόρων ανά domain και ανά κλάση υπηρεσίας • Χρήση ιστορικών στοιχείων χρήσης στο wireless domain με στόχο την βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη της κίνησης • Υπολογισμός της βέλτιστης κατανομής χωρητικότητας ανά κλάση υπηρεσίας στα PON/Core domains ή/και ενδεχομένως επιβολή handovers σε επιλεγμένους χρήστες • Ο υπολογισμός θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις απαιτήσεις αξιοπιστίας του wireless domain: περίπτωση που ένας σταθμός βάσης τεθεί εκτός λειτουργίας και πρέπει να μεταναστεύσουν όλοι οι χρήστες που εξυπηρετούσε σε γειτονικούς σταθμούς

16. Αξιολόγηση των τοπολογικών και τεχνολογικών περιορισμών στον σχεδιασμό δικτύων backhaul. • Καθορισμός των προδιαγραφών PON backhaul όσον αφορά τις επιδόσεις (μέγιστη χωρητικότητα, καθυστέρηση, εμβέλεια κλπ), με βάση τις προδιαγραφές του συστήματος. • Αξιολόγηση της επίδρασης των αλγορίθμων ανάθεσης πόρων

17. Σενάρια τεχνολογικής εξέλιξης του δικτύου κορμού του CONFES

18. επόμενα βήματα… • Το CONFES είναι στην αρχή του…(6 από 36 μήνες) • Μετά το αρχικό στάδιο απαιτήσεων προδιαγραφών • τεχνικοοικονομικής ανάλυσης και • σχεδιασμού του δικτύου • θα σχεδιαστούν τα πρωτόκολλα και • θα αναπτυχθεί η λύση - με την ολοκλήρωση του συστήματος • Θα εγκατασταθεί πραγματικό δίκτυο LTE και PON από την ALU όπου θα ολοκληρωθούν εμπορικά πακέτα • Θα ολοκληρωθεί η λύση CONFES στις διαχειριστικές πλατφόρμες ALU • Με στόχο να αναλυθούν τα αποτελέσματα των καθορισμένων σεναρίων επίδειξης του CONFES

19. Κοινοπραξία έργου Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου ΕΠΙΣΕΥ ΙΔΕΤ-ΑΘΗΝΑ

20. Ευχαριστώ, stelios@grnet.gr http://www.confes.gr/ CONFES (Κωδικός Έργου: 09ΣΥΝ-71-698)