Βέλτιστος Χρονοπρογραμματισμός Σε Plc Ευφυή Ενεργειακά Δίκτυα

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η μελέτη των προβλημάτων κατανομής πόρων και χρονοπρογραμματισμού σε PLC (Power Line Communications) ευφυή δίκτυα. Η έρευνα που παρουσιάζεται στην παρούσα διατριβή λαμβάνει υπόψη τις προδιαγραφές των τεχνικών προτύπων που δημιουργήθηκαν τα τελευταία χρόνια για τις επικοινωνίες PLC.Στο Κεφάλαιο 1 της διατριβής παρέχεται μία γενική επισκόπηση των PLC δικτύων με αναφορά στα εγγενή προβλήματα των δικτύων αυτών και στις κύριες αρχιτεκτονικές που χρησιμοποιούνται. Έμφαση δίνεται στις εφαρμογές των PLC δικτύων για την υποστήριξη επικοινωνιών ευφυών δικτύων καθώς και άλλων ευρυζωνικών εφαρμογών δικτύων πρόσβασης. Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται τα βασικότερα τεχνικά πρότυπα που καλύπτουν την υποστήριξη ευρυζωνικών PLC (BB-PLC) δικτύων πρόσβασης. Ιδιαίτερη έμφαση αποδίδεται στις προδιαγραφές που θέτουν τα ανωτέρω πρότυπα για τη διευθέτηση της πολλαπλής προσπέλασης διασφαλίζοντας την τήρηση των απαιτήσεων QoS και την ομαλή συνύπαρξη μεταξύ δικτύων PLC διαφορετικών προτύπων.Στο Κεφάλαιο 3 πραγματοποιείται εκτενής επισκόπηση των δομικών στοιχείων που απαρτίζουν τα σύγχρονα ευφυή δίκτυα. Κύρια έμφαση δίνεται στα τηλεπικοινωνιακά συστήματα που διασφαλίζουν την τήρηση των προδιαγραφών QoS των ευφυών εφαρμογών. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται επισκόπηση των βασικότερων έργων ευφυών δικτύων που αναπτύχθηκαν στην Ευρώπη την τελευταία δεκαετία. Τέλος, εξετάζεται το πιλοτικό ευφυές δίκτυο τεχνολογίας BB-PLC που υλοποιήθηκε το 2007 στην Ελλάδα και αναλύονται τα βασικότερα σχεδιαστικά συμπεράσματα που προέκυψαν από το συγκεκριμένο έργο.Στα υπόλοιπα κεφάλαια εξετάζονται τα προβλήματα της κατανομής των πόρων και του χρονοπρογραμματισμού σε BB-PLC δίκτυα πρόσβασης. Συγκεκριμένα, στο Κεφάλαιο 4 μελετάται το πρόβλημα επίδοσης του πρωτοκόλλου TCP στα BB-PLC δίκτυα και μοντελοποιείται η συμπεριφορά του TCP λαμβάνοντας υπόψη τα εγγενή προβλήματα του PLC διαύλου. Στο Κεφάλαιο 5, αξιοποιείται η μοντελοποίηση της διέλευσης TCP προκειμένου να καταστρωθεί πρόβλημα βέλτιστου χρονοπρογραμματισμού που μεγιστοποιεί τη διέλευση TCP, διασφαλίζοντας ένα ελάχιστο επίπεδο ισοτιμίας μεταξύ των TCP συνδέσεων που υποστηρίζονται. Τέλος, στο Κεφάλαιο 6, παρουσιάζεται επισκόπηση των αλγορίθμων χρονοπρογραμματισμού που συναντώνται στη βιβλιογραφία και προτείνεται ένας κατανεμημένος αλγόριθμος κατανομής πόρων ο οποίος με χρήση ελέγχου ισχύος έγχυσης, αυξάνει την αναχρησιμοποίηση χρονοσχισμών οδηγώντας σε σημαντική αύξηση της διέλευσης στα BB-PLC δίκτυα.