Contribution to broadband metropolitan networking infrastructures utilising digital terrestrial television (DVB-T)

Abstract

Η Διδακτορική Διατριβή αυτή συμβάλει στις ευρυζωνικές μητροπολιτικές δικτυακές υποδομές μέσω της σχεδίασης, υλοποίησης και αξιολόγησης μίας πρωτότυπης αρχιτεκτονικής, η οποία αξιοποιεί την ψηφιακή τηλεόραση ως ένα οπισθοζευκτικό δίκτυο (backhaul/middle–mile), δίνοντας τη δυνατότητα πρόσβασης των χρηστών/πολιτών σε μονόδρομες, διαδραστικές και κατά-παραγγελία ευρυζωνικές υπηρεσίες, με εγγυημένη ποιότητα-υπηρεσίας (QoS). Βασιζόμενη σε θέματα σύγκλισης τεχνολογιών και υπηρεσιών, καθώς στην αξιοποίηση του ενδογενούς χαρακτηριστικού της επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης να συνδυάζει ετερογενή δεδομένα στο ίδιο ρεύμα μεταφοράς (MPEG-2 TS), η Διδακτορική Διατριβή προτείνει τη χρήση του προτύπου DVB-T σε αναγεννητικές διαρθρώσεις (regenerative configuration) για την υλοποίηση ενός κοινού ευρυζωνικού δικτυακού κορμού, ο οποίος είναι διαθέσιμος σε όλη την περιοχή ευρυεκπομπής. Αυτός ο δικτυακός κορμός δρα ως οπισθοζευκτικό δίκτυο, το οποίο επεκτείνει τον κεντρικό κορμό του μητροπολιτικού δικτύου, έτσι ώστε αυτός να είναι προσπελάσιμος από κάθε χρήστη μέσα στο αποτύπωμα κάλυψης της ευρυεκπομπής (broadcasting footprint). Η πρόσβαση των χρηστών σε αυτόν τον κοινό δικτυακό κορμό επιτυγχάνεται μέσω ενδιάμεσων κόμβων (Cell Main Nodes - CMN), οι οποίοι κάνουν χρήση ενσύρματων ή ασύρματων τεχνολογιών επικοινωνίας. Για την αποδοτική λειτουργία του δικτύου καθώς και για την παροχή δεδομένων με εγγυημένη ποιότητα-υπηρεσίας, η Διατριβή αυτή παρουσιάζει τη μελέτη, σχεδίαση, υλοποίηση και ενσωμάτωση, σε μία αποκεντρωμένη δικτυακή αρχιτεκτονική, ενός μηχανισμού διαφοροποίησης των υπηρεσιών (services differentiation), με βάση τις απαιτήσεις του κάθε χρήστη και τα χαρακτηριστικά της κάθε υπηρεσίας. Σύμφωνα με την προτεινόμενη γενική αρχιτεκτονική και το σχεδιασμό του συστήματος, η Διατριβή αναλύει και παρουσιάζει την υλοποίηση μίας πρωτότυπης μητροπολιτικής υποδομής, η οποία αποτελείται από μία πλατφόρμα DVB-T σε αναγεννητική διάρθρωση και δύο ενδιάμεσους κόμβους πρόσβασης, ο ένας εκ’ των οποίων βρίσκεται (γεωγραφικά) κοντά στον κεντρικό κορμό του μητροπολιτικού δικτύου (urban-area) ενώ ο άλλος σε μία απομακρυσμένη περιοχή (rural-area). Αυτή η πρότυπη μητροπολιτική υποδομή αποτέλεσε την πειραματική διάταξη (testbed) πάνω στην οποία σχεδιάστηκαν και πραγματοποιήθηκαν μία σειρά πειραμάτων και μετρήσεων αξιολόγησης των δικτυακών επιδόσεων του συστήματος. Τα αποτελέσματα αυτών των μετρήσεων επιβεβαίωσαν αρχικά την ικανότητα της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής στη δημιουργία μητροπολιτικών ευρυζωνικών δικτύων με δυνατότητες παροχής εγγυημένης ποιότητας-υπηρεσιας (QoS) και παράλληλα ανέδειξαν πεδία για μελλοντική έρευνα και αξιοποίηση.