Δικτύωση Κινητών Επικοινωνιών

Στόχος

Τα δίκτυα κινητών επικοινωνιών έχουν εξελιχθεί και θα συνεχίσουν να εξελίσσονται διαρκώς από μονολιθικές αρχιτεκτονικές σε δυναμικές, ευέλικτες αρχιτεκτονικές που προσαρμόζονται στις απαιτήσεις των υπηρεσιών που απευθύνονται στους πελάτες των παρόχων μέσω της ολοένα αυξανόμενης υιοθέτησης τεχνολογιών προγραμματιζόμενων δικτύων, εικονικοποίησης δικτύων και υποδομών νεφοϋπολογιστικής. Στόχος του μαθήματος είναι η παρουσίαση του μετασχηματισμού των δικτύων κινητών επικοινωνιών δίνοντας έμφαση στις αρχιτεκτονικές δικτύωσης και στην υποστήριξη υπηρεσιών δεδομένων στα δίκτυα 4^ης και 5^ης γενιάς. Με το πέρας του μαθήματος οι φοιτητές θα μπορούν να εκτιμήσουν και αξιολογήσουν διαφορετικές σχεδιαστικές επιλογές και υλοποιήσεις.

Περιεχόμενα

• Διαλέξεις 1-2: Εξέλιξη δικτύων κινητών επικοινωνιών. Αρχιτεκτονική, φυσικές και λειτουργικές οντότητες δικτύων διαφορετικών γενεών 2G/3G/4G/5G. Αρχιτεκτονική και υπηρεσίες.
• Διάλεξη 3: Διαχείριση ασύρματων πόρων, ενδοσυστημικές και διασυστημικές διαπομπές, διαχείριση επικοινωνίας και κινητικότητας.
• Διάλεξη 4: Tεχνικές χρονοδρομολόγησης σε περιβάλλον ασύρματων ζεύξεων. Χρονοδρομολόγηση σε κατερχόμενη και ανερχόμενη ζεύξη. Παραδείγματα και ασκήσεις.
• Διάλεξη 5: Διαχείριση και πρωτόκολλα κινητικότητας σε ασύρματα δίκτυα. Πρωτόκολλα κινητικότητας, αρχιτεκτονικές και διαχείριση κινητικότητας 4G και 5G.
• Διάλεξη 6: Το πρωτόκολλο TCP,  προβλήματα και τεχνικές προσαρμογής σε περιβάλλον ασύρματων ζεύξεων. TCP πολλαπλών δικτυακών interfaces. Πολυμεσικές επικοινωνίες σε δίκτυα 4G. VoLTE, VoWifi και Mission Critical Communications.
• Διάλεξη 7: Εισαγωγή τεχνολογιών νεφοϋπολογιστικής, Software Defined Networking (SDN), CloudRAN, Network Function Virtualization (NFV) και Multi-access Edge Computing στα δίκτυα 5G.
• Διαλέξεις 8-9: Πρωτόκολλα τμημάτων ελέγχου και διαχείρισης συσκευών. Πρωτόκολλα και μοντέλα ForCES, OpenFlow, NETCONF, PCEP και μοντέλου YANG. Ανοιχτά λογισμικά (OpenDaylight, Floodlight, NOX).
• Διάλεξη 10: Εμβάθυνση στις τεχνολογίες SDN & NFV. Αρχιτεκτονική, διεπαφές. Εμβάθυνση στις τεχνολογίες virtualization – Virtual Machines, Containers, καθώς και παραδείγματα τεχνολογιών.

Προτεινόμενα συγγράμματα

• Martin Sauter, From GSM to LTE-Advanced Pro and 5G: An introduction to Mobile Networks and Mobile Broadband. 4^th Edition, Wiley 2021.