Ασύρματα δίκτυα και πολυμέσα. Αντωνοπούλου Ευθυμία ΓΤΠ 61

Transcript

1 Ασύρματα δίκτυα και πολυμέσα Αντωνοπούλου Ευθυμία ΓΤΠ 61

2 Στόχοι Κατανόηση των θεμελιωδών αρχών που διέπουν τις ασύρματες επικοινωνίες και τα δίκτυα Γνωριμία με τα συστήματα των ασύρματων επικοινωνιών Ενημέρωση για τις σύγχρονες τάσεις στην έρευνα και στην τεχνολογία των ασύρματων επικοινωνιών

3 Εφαρμογές των πολυμέσων στα ασύρματα δίκτυα Ασύρματη πρόσβαση στο internet Ασύρματα τοπικά δίκτυα (LANs) Ασύρματη μουσική και βίντεο Πολυμέσα στο αυτοκίνητο Δίκτυα με αισθητήρες «Έξυπνα» σπίτια/ συσκευές Αυτόνομα οχήματα Μάθηση εξ αποστάσεως Τηλεϊατρική Περισσότερα

4 Επικοινωνία πολυμέσων μέσα από ασύρματα δίκτυα

5 Γιατίείναιδύσκολοτοασύρματοδίκτυο; -Το ασύρματο κανάλι- Μέτριες ταχύτητες μετάδοσης Η δύναμη λήψης μειώνεται με την απόσταση Τα κανάλια αλλάζουν κατά τη μετακίνηση των χρηστών Δυσκολία την εκπομπή των δεδομένων εξαιτίας των πολλαπλών διαδρομών Φυσικά εμπόδια που εμποδίζουν το σήμα (αυτοκίνητα, κτίρια, άνθρωποι, κ.α.) Μεσαία δυνατότητα εκπομπής όλοι παρεμβαίνουν

6 -Το ασύρματο δίκτυο- Δύσκολος συντονισμός πολλαπλών προσπαθειών πρόσβασης Η δρομολόγηση πολλές φορές υπερπηδά κάποιες προσπάθειες πρόσβασης Η τοπολογία είναι δυναμική (ο χρήστης μετακινείται, ή μπαίνει και φεύγει συχνά από το δίκτυο) Δυναμικά χαρακτηριστικά των συνδέσεων Ασύρματες συνδέσεις με συνεχή πρόσβαση αλλά με διαφορετικά SNRs Δύσκολο να διαθέσεις τους πόρους του δικτύου ανάλογα με τις ανάγκες

7 Παρ όλα αυτά τα πολυμέσα μπορούν να «ανεχτούν» συγκεκριμένο αριθμό απώλειας πακέτων ώστε να είναι ακόμη κατανοητά Γι αυτό τα ασύρματα δίκτυα σχεδιάζονται έτσι ώστε να υποστηρίζουν προσαρμόσιμα πολυμέσα, ελέγχοντας μεμονωμένα τις εισερχόμενες ροές και ανάλογα αυξάνουν ή μειώνουν το εύρος τους

8 Επιθυμητά χαρακτηριστικά ασύρματων δικτύων Συνεχής πρόσβαση Παντού Φωνή και πολυμέσα Ατομικές επιλογές, αλληλεπίδραση Απλά για τον τελικό χρήστη Ασφαλή και αξιόπιστα

9 Τι είναι το 3G; Η ασύρματη τεχνολογία 3G είναι μια παγκόσμια τεχνολογία επικοινωνίας βασισμένη σε μεταφορά πακέτων ψηφιακού ήχου, δεδομένων και βίντεο. Συμπεριλαμβάνει πολλές ανταγωνιστικές ασύρματες τεχνολογίες όπως: Code Division Multiple Access, Universal Mobile Telecommunication Service Wide Code Division Multiple Access Το 3G μπορεί να φτάσει ταχύτητες των: 144Kbit/s μέσα σε κινούμενο όχημα 384 Kbit/s σε σταθερή θέση ή βάδισμα 2 Mbit/s σε συγκεκριμένη περιοχή, χρησιμοποιώντας τεχνολογίες μεταφοράς πακέτων αντί ζεύξεις καναλιών επιτρέποντας την παγκόσμια επικοινωνία.

10 Πρωτόκολλο WAP i-mode Ανοιχτό πρότυπο Επαγγελματική χρήση Τεχνολογίες μεταγωγής κυκλωμάτων Μεγάλο κόστος για ιδιωτική χρήση WML Ιδιόκτητη ασύρματη υπηρεσία Άτομα συνδρομητές Μεταγωγή πακέτων (συνεχής σύνδεση στο διαδίκτυο) Κόστος μόνο για τη μετάδοση πακέτων HTML πλούσιες σε περιεχόμενο σελίδες

11 Ασύρματα τοπικά δίκτυα Πρότυπο Οργανισμός Προτυποποίησης Μέγιστη Ταχύτητα Διαμεταγωγής Συχνότητα Λειτουργίας b IEEE 11 Mbps 2.4 GHz Αποτελεί το πιο δημοφιλές πρότυπο ασύρματου τοπικού δικτύου με πάνω από 1500 πιστοποιημένα προϊόντα 200 τουλάχιστον κατασκευαστών. Βασικό μειονέκτημα αποτελεί η λειτουργία του στην ήδη κορεσμένη συχνότητα των 2.4 GHz a IEEE 54 Mbps 5 GHz Προσφέρει μεγαλύτερη ταχύτητα και λειτουργία σε μη κορεσμένη συχνότητα. Ως εκ τούτου, παρουσιάζει προβλήματα συμβατότητας με το πρότυπο b, ενώ δεν προσφέρει σημαντική βελτίωση σε θέματα ασφάλειας g IEEE 54 Mbps 2.4 GHz Προσφέρει μεγαλύτερη ταχύτητα, ενώ είναι συμβατό με το πρότυπο b. Βασικό μειονέκτημα αποτελεί η λειτουργία του στην ήδη κορεσμένη συχνότητα των 2.4 GHz. HiperLan2 IEEE 54 Mbps 5 GHz Προσφέρει πιο αξιόπιστες πολιτικές ασφάλειας και περιαγωγής, καθώς και μεγαλύτερες ταχύτητες διαμεταγωγής. Παρόλα αυτά, δεν είναι συμβατό με το πρότυπο b.

12 Bluetooth Το bluetooth είναι ένα βιομηχανικό πρότυπο για ασύρματα προσωπικά δίκτυα υπολογιστών (Wireless Personal Area Networks). Πρόκειται για μια ασύρματη τηλεπικοινωνιακή τεχνολογία μικρών αποστάσεων, η οποία μπορεί να μεταδώσει σήματα μέσω μικροκυμάτων σε ψηφιακές συσκευές. Παρέχει φθηνή, ασφαλή, παγκοσμίως διαθέσιμη, χωρίς ειδική άδεια ραδιοσυχνότητα μικρής εμβέλειας.

13 streaming Multimedia Streaming Η μεταφορά πολυμεσικών πληροφοριών (π.χ video, ήχο) μέσω του διαδικτύου από το εξυπηρετητή (server) στον πελάτη (client) σε πραγματικό χρόνο Streaming Είναι η τεχνική κατά την οποία ένας χρήστης αναπαράγει ένα ακουστικό ή τηλεοπτικό αρχείο το οποίο κατεβάζει από ένα εξυπηρετητή προτού παραλάβει ολόκληρο το αρχείο. Μόλις αρχίσει η αναπαραγωγή, τα δεδομένα πρέπει να παραδοθούν μέσα στους χρονικούς περιορισμούς για να μπορέσει το αρχείο να παίξει κανονικά, κατά συνέπεια είναι πολύ ευαίσθητο στις μεγάλες καθυστερήσεις.

14 Τι περιέχει ένα ασύρματο σύστημα μετάδοσης βίντεο ΕΠΙΠΕΔΟ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΚΤΥΟΥ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΤΗΣ ΒΙΝΤΕΟ ΠΑΚΕΤΟΠΟΙΗΣΗ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΤΗΣ ΚΑΝΑΛΙΟΥ ΔΙΑΜΟΡΦΩΤΗΣ ΑΣΥΡΜΑΤΟ ΚΑΝΑΛΙ ΑΠΟΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΤΗΣ ΒΙΝΤΕΟ ΣΥΝΘΕΣΗ ΠΑΚΕΤΩΝ ΑΠΟΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΤΗΣ ΚΑΝΑΛΙΟΥ ΑΠΟΔΙΑΜΟΡΦΩΤΗΣ

15 Εξέλιξη στα υπάρχοντα συστήματα Ασύρματα δίκτυα -παρελθόν- 2G cellular: ~30-70 Kbps WLANs: ~10Mbps Ασύρματα δίκτυα -παρόν- 3G cellular: ~ Kbps WLANs: ~70Mbps Ασύρματα δίκτυα -μέλλον- 4G IP based cellular WLANs Τεχνολογικές εξελίξεις Υλικό: καλύτερες μπαταρίες, καλύτερα κυκλώματα/ επεξεργαστές Συνδέσεις: κεραίες, διαμόρφωση, κωδικοποίηση, προσαρμοστικότητα, DSP Δίκτυα: δυναμική κατανομή πόρων, ασύρματη υποστήριξη

16 Μετά τη 3G τεχνολογία Βίντεο Οπτικά εφέ Εικόνα Δεδομένα Φωνή Macrocell >600 m Microcell 60 to 600 m Picocell 6 to 60 m Interactive Cable Fixed Wireless(802.16) /LAN(802.11) Video Conference Video phone Medical Imaging Networked Computing Fax 3G Mobile Interactive Games PDA Cellular/PCS Computer-Computer WAN Voice Messaging Voice Packet Circuit Narrowband (Copper) 64 Kbps Wideband (Copper/Fiber) 64 Kbps~1.5Mbps Broadband (Fiber) 45Mbps

17 Το μέλλον των πολυμέσων στα ασύρματα δίκτυα Καινοτομία και πρόοδο σε καλύτερα πρωτόκολλα MAC και δρομολόγησης Καθιέρωση συνόδων Αρχιτεκτονικές σημάτων Αλληλεπίδραση ανάμεσα στα επίπεδα και βελτιστοποίηση Παροχή ποιότητας υπηρεσιών(qos) και συνοχή Προσαρμόσιμες τεχνικές μετάδοσης Διαβαθμισμένη υποστήριξη

18 Αναφορές Multimedia over Wireless Networks: Compression, Networking & Implementation, Mohammad Zulhasnine, Dept. of System Engineering, Carleton University, Canada Andrea Goldsmith, Wireless Communications, Cambridge University Press web pro-forum tutorials Comparative Performance of Wireless and Powerline LANs for Streaming Media, Gent G.P., Downing C., Dalton J. Overview of video transmission services over Wireless mobile networks