Transcript Σ. Σαρτζετάκης, «Συγκεκκλιμένη Υποδομή Ασύρματων και Οπτικών

Ε. Κ. “Αθηνά“ - Ι.Δ.Ε.Τ.
Συγκεκλιμένη υποδομή ασύρματων οπτικών δικτύων για ευρυζωνική πρόσβαση παντού
Στέλιος Σαρτζετάκης
[email protected]
1η Επιστημονική Διημερίδα Ερευνητικού Κέντρου «ΑΘΗΝΑ»
«Ερευνητικές Εμπειρίες και Ευκαιρίες»
27-28 Ιουλίου 2011
Αντικείμενο και Στόχοι του Έργου
 ραγδαία αύξηση ζήτησης σύγκλιση πολυμεσικών
εφαρμογών  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)
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.
Οικοσύστημα παροχής ασύρματων
ευρυζωνικών υπηρεσιών
Broadband
Broadband
Network
Network
Traffic
Non
User-paid
Revenues
User-paid Revenues
Voice-centric
Voice-centric
Pay per minute
Pay per minute
Unlimited wireless triple play
Unlimited wireless triple play
New Value Chain
New Value Chain
Enriched
Enriched
Service
Service
&&QoE
QoE
Voice and Multimedia
Voice and Multimedia
Pay per use
Pay per use
Walled garden
Walled garden
TCO and Carbon Footprint
2000-2005
New
New
Business
Business
Model
Model
2005-2010
Efficient
Efficient
Network
Network&&
Operations
Operations
2010-2020
νέας γενιάς ασύρματα ευρυζωνικά δίκτυα πρόσβασης = νέα επιχειρηματικά μοντέλα
και μοντέλα παροχής υπηρεσιών + νέες αρχιτεκτονικές και πλατφόρμες βέλτιστης
διαχείρισης της υποδομής
Απαιτήσεις εφαρμογών - τεχνολογίες FTTx
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
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
Η προσέγγιση του έργου CONFES
Πρόοδος πέραν του state-of-the-art
Photonic long-haul core
Core POP
OADM
OADM
P2PP2PP2PP2P
OADM
Metro core
OADM
Metro POP
OLT
OADM
P2PP2PP2PP2P
OADM
Large business
customers
Wireless Backhaul
OADM
P2PP2PP2PP2P
OADM
LEX
Backhaul
LEX
OADM
OADM
DSLAM
DSLAM
Ευρύτερη διείσδυση οπτικών ινών
Residential access
Συρρίκνωση περιοχής ασύρματης
Μείωση ρυθμού ανταγωνισμού χρηστών
Photonic long-haul core
Core POP
OADM
Large business
customers
ONU
OLT
ONU
RN
RN
ONU
LR-WDM
PON
ONU
Μείωση αριθμού ενεργών θυρών
στοLEX+ Αρχιτεκτονική PON υψηλής
εμβέλειας Μείωση OPEX
RN ONU
ONU
RN
ONU
RN
OLT
ONU
ONU
ONU
ONU
ONU
ONU
Residential access
ONU
ONU
DSLAM
DSLAM
ONU
ONU
RN
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
Πιθανό σενάριο συνδυασμένης
βελτιστοποίησης CONFES
Υψηλότεροι ρυθμοί πρόσβασης μέσω
ελαχιστοποίησης της διάστασης των κυψελών 
μεγάλος αριθμός κελιών  πολλά κελιά έχουν
την δυνατότητα να εξυπηρετήσουν κάθε πελάτη

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
Σενάρια χρήσης αρχιτεκτονικής CONFES
Μεταβολή συνθηκών τηλεπικοινωνιακής κίνησης
(είτε προβλέψιμη είτε όχι)
2. 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
1.
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
Αρχιτεκτονική CONFES
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
 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
Σενάρια τεχνολογικής εξέλιξης του δικτύου
κορμού του CONFES
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
Κοινοπραξία έργου
Πανεπιστήμιο
Πελοποννήσου
ΙΔΕΤ-ΑΘΗΝΑ
ΕΠΙΣΕΥ
Ευχαριστώ,
[email protected]
http://www.confes.gr/
CONFES (Κωδικός Έργου: 09ΣΥΝ-71-698)