Αρχιτεκτονική και τεχνολογίες δικτύων πέμπτης γενιάς (5G)

Abstract

Στη σύγχρονη εποχή που ζούμε, οι ολοένα αυξανόμενες απαιτήσεις για εφαρμογές, διαδικτυακές υπηρεσίες και υλικό, ορίζουν τον δρόμο για δημιουργία νέων δικτύων, τα οποία θα είναι συγχρόνως αποδοτικά και με την βέλτιστη δυνατή οικονομία ως προς την λειτουργία τους Με αυτόν τον τρόπο γίνονται ικανά να εξυπηρετήσουν περισσότερους χρήστες με λιγότερους πόρους και χαμηλότερο κόστος. Αν και οι υπηρεσίες φωνής και μηνυμάτων σαφώς και υπάρχουν ακόμη, τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μια στροφή προς τις υπηρεσίες που έχουν να κάνουν με την μεταφορά δεδομένων. Οι εφαρμογές, όπως η κοινωνική δικτύωση, η τηλεϊατρική, το online gaming, η αναζήτηση θέσης και η διαφήμιση καταστημάτων και εφαρμογών είναι μερικές από αυτές που χρησιμοποιούν οι χρήστες. Γι’ αυτόν τον λόγο, είναι αναγκαία η αύξηση των ρυθμών δεδομένων, η παροχή καλύτερης εμπειρίας χρήσης και το μεγαλύτερο εύρος ζώνης, τα οποία δημιουργούν τις ανάγκες διαμόρφωσης του δικτύου, ώστε να μπορεί ανταπεξέλθει στις μεγάλες ποσότητες κίνησης δεδομένων. Τα δίκτυα 5ης γενιάς με άλλα λόγια, θα πρέπει να υποστηρίξουν το Διαδίκτυο των εφαρμογών και των συσκευών, επιτρέποντας έτσι τη σύνδεση όλων των έξυπνων συσκευών μεταξύ τους. Η εκτίμηση εξάλλου είναι ότι θα προσφέρουν τεράστιες ταχύτητες Mοbile Internet ανώτερου του 1Gbps με σταθερή ποιότητα υπηρεσιών ακόμα και σε κίνηση, όπως για παράδειγμα στις εφαρμογές V2X (Vehicle-to-everything). Τέλος, θα υποστηρίζουν την ενοποίηση δικτύων και υπηρεσιών με τους εξοπλισμούς που τα συνοδεύουν, ανοίγοντας τον δρόμο του IoT (Internet of things). Στόχος της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι να παρουσιάσει όλες τις τεχνολογικές εξελίξεις και τα χαρακτηριστικά του δικτύου 5G, εστιάζοντας σε σημαντικές τεχνολογίες και ιδιαιτερότητες του δικτύου που το κάνουν ξεχωριστό σαν δίκτυο. Πιο συγκεκριμένα, θα γίνει μια αναλυτική παρουσίαση της αρχιτεκτονικής του δικτύου 5G και μια σύγκριση με το προγενέστερο και τωρινό δίκτυο 4G. Εν συνεχεία, θα αναλυθούν οι πιο σημαντικές τεχνολογίες του δικτύου 5G ανάλογα με το που ανήκουν, δηλαδή δίκτυο κορμού ή δίκτυο πρόσβασης. Τέλος, στο τελευταίο κεφάλαιο3, γίνεται μια εκτενής ανάλυση και παρουσίαση των μελλοντικών εξελίξεων και των τεχνολογιών που θα δούμε μετά το 2020 (Release 17 3GPP) και ορισμένες προσθήκες που θα γίνουν σε ήδη υπάρχουσες τεχνολογίες (Release 15-16) και θα εφαρμοστούν με το Release 17 της 3GPP.