Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Λάζαρος Μεράκος, Καθηγητής, Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Περίληψη:
Με την ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας, οι κατασκευαστές προωθούν στην αγορά έξυπνες κινητές συσκευές οι οποίες δημιουργούν όλο και πιο απαιτητικούς χρήστες. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να δημιουργείται μια τάση αύξησης της κίνησης του όγκου των δεδομένων που μεταφέρονται εντός των δικτύων επικοινωνιών και σε συνδυασμό με το Δίκτυο των Πραγμάτων (Internet of Thing) να υπάρχει μεγάλη συμφόρηση στο δίκτυο, να δημιουργούνται μεγάλες καθυστερήσεις πράγμα το οποίο είχε σημαντική επίπτωση στην τελική εμπειρία των χρηστών. Επομένως κρίνεται αναγκαίο να αναπτυχθεί μια νέα γενιά δικτύων επικοινωνιών πέμπτης γενιάς (5G) για να ικανοποιεί τις ολοένα και αυξανόμενες ανάγκες των χρηστών έχοντας ως κύριο γνώμονα την επίτευξη της ελάχιστης δυνατής καθυστέρησης (latency) και της μέγιστης δυνατής ρυθμοαπόδοσης (throughput). Τα 5G δίκτυα θα μπορούν να κάνουν χρήση νέων τεχνολογιών όπως της Υπολογιστικής Νέφους (Cloud Computing) αξιοποιώντας την τεχνολογία της εικονικοποίησης δικτύου καθώς επίσης και μιας ακόμα πιο τελευταίας τεχνολογίας η οποία αποτελεί επέκταση της Υπολογιστικής Νέφους και ονομάζεται Κινητή Υπολογιστική στα Άκρα του Δικτύου (Mobile Edge Computing, MEC). To Edge Computing δεν αντικαθιστά, αλλά συμπληρώνει το Cloud Computing, και έχει την ιδιότητα να είναι κοντά στους τελικούς χρήστες εξυπηρετώντας άμεσα και γρήγορα τα αιτήματά τους, απoσυμφορίζοντας έτσι σε μεγάλο βαθμό την κίνηση στον πυρήνα του δικτύου ενώ αυξάνοντας παράλληλα την ποιότητα υπηρεσίας.
Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελείται από τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αρχικά μια ιστορική αναδρομή των δικτύων κινητής τηλεφωνίας, στη συνέχεια γίνεται μια εκτενής περιγραφή των συστημάτων κινητών επικοινωνιών πέμπτης γενιάς (5G) όπου και αναφέρονται αναλυτικά ποιοι είναι οι λόγοι που κάνουν επιτακτική την ανάγκη για την εξέλιξη στην πέμπτη γενιά κινητών δικτύων, ποια είναι η αρχιτεκτονική των 5G συστημάτων, ποιες είναι οι κυρίαρχες τεχνολογίες που θα βασιστούν και τέλος περιγράφονται συνοπτικά ορισμένα χρηματοδοτούμενα ερευνητικά έργα που έχουν ως στόχο την πραγματοποίηση του οράματος των δικτύων πέμπτης γενιάς.
Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναλυτική περιγραφή της Υπολογιστικής Νέφους. Συγκεκριμένα δίνεται αρχικά ο ορισμός της Υπολογιστικής Νέφους, μια ιστορική αναδρομή της, παρουσιάζονται βασικά χαρακτηριστικά της, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, τι είδους μοντέλα υπολογιστικού νέφους υπάρχουν σήμερα διαθέσιμα από τους γίγαντες της πληροφορικής, ποιες είναι οι κυρίαρχες πλατφόρμες υπολογιστικού νέφους, αναλύονται θέματα ασφάλειας που προκύπτουν από την χρήση της τεχνολογίας του υπολογιστικού νέφους και τέλος περιγράφεται πως η χρήση του Υπολογιστικού Νέφους μπορεί να φανεί χρήσιμη στα συστήματα πέμπτης γενιάς.
Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται εκτενής περιγραφή της τεχνολογίας της Κινητής Υπολογιστικής στα Άκρα του Δικτύου αναλύοντας τα βασικά χαρακτηριστικά της, την αρχιτεκτονική της, τα πλεονεκτήματα της, πως η MEC μπορεί να χρησιμεύσει στα δίκτυα πέμπτης γενιάς. Στο τέλος αυτού του κεφαλαίου περιγράφεται η γενικευμένη μορφή της MEC όπου ο ορισμός των άκρων διευρύνεται και οδηγεί στην Υπολογιστική Ομίχλης (Fog Computing), παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά και η αρχιτεκτονική της Υπολογιστικής Ομίχλης στα δίκτυα πέμπτης γενιάς καθώς επίσης και ορισμένα θέματα ασφαλείας.
Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται ο κόσμος του Διαδικτύου των Πραγμάτων (Internet of Things, IoT), η αρχιτεκτονική του IoT, τα μοντέλα επικοινωνίας που υπάρχουν, ποια πλατφόρμα είναι η πιο ιδανική από τις προαναφερθείσες για να μπορεί να υποστηρίξει γρήγορα και αποδοτικά αυτόν τον τεράστιο IoT κόσμο, τι δυνατότητες και ποια τα χαρακτηριστικά του, και τέλος το παρουσιάζονται οι εφαρμογές που υποστηρίζει το IoT.
Λέξεις-κλειδιά:
Δίκτυα Πέμπτης Γενιάς, 5G, Υπολογιστική Νέφους, Κινητή Υπολογιστική στις Άκρες του Δικτύου, Υπολογιστική Ομίχλης, Διαδίκτυο των Πραγμάτων, IoT
