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.
(EL)
Nowadays the technology is evolving rapidly, many manufacturers are launching smart mobile devices on the market which are creating increasingly demanding users. This results in a trend of increasing the volume of data traffic transferred in the communication networks and in conjunction with the Internet of Thing, a heavy congestion is created on the network, which creates long delays and finally has significant impact on users’ experience. Therefore, it is necessary to develop a new generation of communications networks, fifth generation (5G), to meet the increasing users need, having as their main objective the achievement of the minimum latency and the maximum throughput. 5G networks will be able to use new technologies such as Cloud computing, using network virtualization technology as well as an even more state-of-the-art technology which is an extension of the Cloud Computing and is called Mobile Edge Computing (MEC). Edge Computing does not replace, but complements the Cloud Computing and has the feature to be close to end users in order to serve their requests quickly, and to reduce the traffic to the core of the network while the quality of service is increased.
This diploma thesis contains four chapters. In the first chapter there is a historical overview of mobile communication networks, followed by an extensive description of the fifth generation mobile communications systems (5G) where is described in detail the evolution reasons of fifth generation of mobile networks, the architecture of 5G systems is described, the dominant technologies that 5G systems will be based on and finally is described some funded research projects that aim to realize the phantom of fifth-generation networks.
In the second chapter is presented a detailed description of Cloud Computing. More specific, primarily the Cloud Computing is defined, its historical overview is presented, its basic features, its advantages and disadvantages are described, the available cloud computing models which are available today is presented, the dominant cloud computing platforms, some security issues resulting from the use of cloud computing technology is mentioned and how Cloud Computing can be used in 5G systems.
In the third chapter there is an extensive description of Mobile Edge Computing technology having analyzed its basic features, its architecture, its advantages and how MEC can be used in 5G systems. Moreover, in this chapter is described a generalized form of MEC which is called Fog Computing and also are presented its basic features, its architecture for 5G systems and some security issues.
Finally, in the fourth chapter is described the Internet of Things (IoT) world, the IoT architecture, all the existing communication models of IoT, and which of the referred platforms can be applied properly in the IoT world is mentioned. Also, is described the IoT properties and features and the number of applications that IoT supports.
(EN)
/aggregator-openarchives/portal/institutions/uoa
