Σχεδίαση Ασύρματων Δικτύων Wimax Για Πρόσβαση Και Διασύνδεση. Μελέτη Ποιότητας (qos) & Ανάλυση Υποστηριζόμενων Υπηρεσιών Δικτύου - Case Study: Πιλοτικά Συστήματα Wimax Ο.τ.ε.

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι, στα πρώτα βήματα της τεχνολογίας WiMAX στην Ελλάδα, να αποτελέσει ένα πλήρες εγχειρίδιο για μηχανικούς τηλεπικοινωνιών που θέλουν να ασχοληθούν με τη σχεδίαση και ανάπτυξη τέτοιων συστημάτων. Παρέχει τόσο θεωρητική όσο και πρακτική γνώση πάνω στη συγκεκριμένη τεχνολογία και στην βηματική ανάπτυξη ενός WiMAX δικτύου. Η τεχνογνωσία αυτή αποκτήθηκε μέσω της συνεργασίας μας με το Τμήμα Ασύρματης Πρόσβασης του Ο.Τ.Ε. κατά τη φάση σχεδιασμού και υλοποίησης των πρώτων πιλοτικών συστημάτων WiMAX στην Ελλάδα.Επιπλέον, μπορεί να φανεί ιδιαίτερα χρήσιμη σεεταιρείες παροχής υπηρεσιών WiMAX, διότι δίνει έναν ντετερμινιστικό τρόπο υπολογισμού των άνω όριων του πλήθους των συνδρομητών που μπορεί να υποστηρίξει ένας σταθμός βάσης WiMAX, σε συνάρτηση με τις επιμέρους υπηρεσίες που προσφέρει και το είδος διαμόρφωσης του σήματος που επιτυγχάνεται ανάλογα με τη στάθμη λήψης.Στo πρώτο μέρος παρουσιάζεται η οικογένεια πρωτοκόλλων IEEE 802.16 (WiMAX). Αναλύονται τα χαρακτηριστικά και οι καινοτομίες της συγκεκριμένης τεχνολογίας, όπως:προσαρμοστική διαμόρφωση, πολυπλεξία OFDM, πολλαπλή πρόσβαση OFDMA και SOFDMA, τεχνικές TDD-FDD, χρήση έξυπνων κεραιών. Παρουσιάζονται υπάρχοντα καθώς και πρόσφατα εισαχθέντα μοντέλα διάδοσης και μελετάται η εφαρμογή τους στην περίπτωση ραδιοκάλυψης WiMAX συστημάτων. Αναλύεται η ποιότητα υπηρεσιών (QoS) που μπορεί να προσφέρει το WiMAXμε έμφαση στο στρώμα MAC (Service Flows, 802.1p/Q - VLAN). Παρουσιάζεται η τρέχουσα έρευνα σε θέματα αρχιτεκτονικών εξασφάλισης ποιότητας υπηρεσίας (IntServ, DiffServ) στο διαδίκτυο και ο συνδυασμός τους με το WiMAX στη διασφάλιση εγγυημένης ποιότητας υπηρεσιών δικτύου (UGS, rtPS, ErtPS, nrtPS, BE) από άκρου σε άκρο. Συγκρίνονται οι δυνατότητες του WiMAX σε σχέση με υφιστάμενες τεχνολογίες (WiFi).Στο δεύτερο μέρος μελετάται πρακτικά η διαδικασία ανάπτυξης συστημάτων WiMAX, λαμβάνοντας ως βάση εφαρμογής τα πιλοτικά συστήματα WiMAX του Ο.Τ.Ε. Εξετάζονται ζητήματα όπως: α) Διαδικασία Site Survey (λήψη γεωγραφικών συντεταγμένων, εκτίμηση γεωγραφικών χαρακτηριστικών του περιβάλλοντος διάδοσης, εξέταση υφιστάμενων συστημάτων παροχής ενέργειας, τηλεπικοινωνιακών και κατασκευαστικών υποδομών), β) Προσομοίωση της ραδιοκάλυψης με βάση το site survey (χρήση εξειδικευμένου λογισμικού ραδιοκάλυψης), γ) Ανάλυση της παροχής των υποστηριζόμενων στις περιοχές ραδιακάλυψης υπηρεσιών δικτύου (VoIP, VPN κλπ) σε συνδρομητές, δ) Μελέτη στοιχείων υλοποίησης δικτύου.