Στόχος
Στόχος του μαθήματος είναι η μελέτη ευρυζωνικών τεχνολογιών και δικτύων με έμφαση στις πιο πρόσφατες εξελίξεις και σε προηγμένες τεχνολογίες που θα εξοπλίσουν τα ευρυζωνικά δίκτυα της επόμενης γενιάς (2030+). Στo πρώτο μέρος του μαθήματος θα αναλυθούν οι απαιτήσεις, δυνατότητες και περιορισμοί στην σχεδίαση ευρυζωνικών δικτύων. Στο δεύτερο μέρος θα μελετηθούν ενσύρματα και ασύρματα ευρυζωνικά δίκτυα, με έμφαση σε θέματα μετάδοσης και επεξεργασίας σήματος βασικής ζώνης, φυσικού επιπέδου, πολλαπλής πρόσβασης και αρχιτεκτονικής δικτύου. Στο τελευταίο μέρος του μαθήματος θα συζητηθούν μελλοντικές τεχνολογικές τάσεις και καινοτόμες τεχνικές σχεδίασης, όπως extreme MIMO, Reconfigurable Intelligent Surfaces, και μετάδοση σε πολύ υψηλές συχνότητες (mmWave, THz).
Περιεχόμενα
- Ευρυζωνικές Επικοινωνίες: απαιτήσεις και πρόσφατες εξελίξεις (ITU, 3GPP, IEEE standards).
- Θεμελιώδεις έννοιες ευρυζωνικής μετάδοσης: χωρητικότητα, φασματική απόδοση, συνδεσιμότητα, αξιοπιστία, προσαρμοστικότητα και ευφυία.
- Μέθοδοι αποτελεσματικής χρήσης του φάσματος για ευρυζωνική πρόσβαση: διαμόρφωση, κωδικοποίηση, πολυπλεξία, χωρική κωδικοποίηση/πολυπλεξία, διασπορά φάσματος, συνεργατικές τεχνικές, τεχνικές συντονισμού και διαχείρισης παρεμβολής.
- Digital Subscriber Line (ITU-T): επεξεργασία βασικής ζώνης, διαδικασίες φυσικού επιπέδου, αρχιτεκτονική, προηγμένα χαρακτηριστικά ADSL2, VDSL, πολυχρηστικό DSL.
- Δίκτυα Ethernet (IEEE 802.3) επόμενης γενιάς: τεχνικές βασικής ζώνης, πρωτόκολλα φυσικού επιπέδου και MAC, αρχιτεκτονικές xGigabit Ethernet, crosstalk, Ethernet in the first mile.
- Σχεδίαση και αρχιτεκτονική Οπτικών Δικτύων (ITU-T): μετάδοση με οπτικές ίνες, Wavelength Division Multiplexing, υποδομές οπτικών δικτύων, Optical Transport Network.
- Ευρυζωνική Ασύρματη Τοπική Πρόσβαση και το Μελλοντικό WiFi (IEEE 802.11): τεχνολογίες OFDM, multiuser MIMO, τυχαία πρόσβαση και πρόσβαση που βασίζεται στο χρονοπρογραμματισμό.
- Προηγμένες τεχνολογίες σε δίκτυα 4G και 5G (3GPP): συνεργατικότητα, συντονισμός, massive/network MIMO, αρχιτεκτονικές με επίκεντρο το χρήστη.
- Ευρυζωνικότητα στο μελλοντικό διαδίκτυο και τεχνολογικές τάσεις για το 6G: πυκνοποίηση και μη-κυψελωτές αρχιτεκτονικές.
- Ερευνητικά θέματα και καινοτόμες τεχνικές στις Ευρυζωνικές Επικοινωνίες: extreme MIMO, Reconfigurable Intelligent Surfaces, και μετάδοση σε πολύ υψηλές συχνότητες (mmWave, THz).
Προτεινόμενα συγγράμματα
- W Stallings, “Ασύρματες επικοινωνίες και δίκτυα” (Εκδόσεις Τζιόλα)
- Rajiv Sivarajan, Kumar N. Ramaswami, “Optical Networks: A Practical Perspective (Morgan Kaufmann Series in Networking)”, Morgan Kaufmann, 2nd edition (2001)
- Behrouz A. Forouzan, “Data Communications and Networking”, Fourth edition, McGraw-Hill, 2007
- D. Tse, P. Viswanath, “Βασικές Αρχές Ασύρματης Επικοινωνίας” , Eκδόσεις Κλειδάριθμος (2009)
- T. S. Rappaport, “Ασύρματες Επικοινωνίες – Αρχές και Πρακτική” , Εκδόσεις Μ. Γκούρας (2009)
- Bernhard H. Walke, Stefan Mangold, Lars Berlemann, “IEEE 802 Wireless Systems: Protocols, Multi-Hop Mesh/Relaying, Performance and Spectrum Coexistence”, Wiley (2006)