Ανοιχτή αρχιτεκτονική τηλεπικοινωνιακών συστημάτων για υπηρεσίες φωνής πάνω σε δίκτυα μεταγωγής πακέτων

Abstract

Η διδακτορική διατριβή έχει σαν σκοπό να προτείνει μια νέα ανοιχτή αρχιτεκτονική για τηλεπικοινωνιακά συστήματα, με έμφαση στην παροχή υπηρεσιών φωνής πάνω από δίκτυα μεταγωγής πακέτου. Η προσέγγιση του θέματος ακολουθεί την παρακάτω δομή: Στο πρώτο αυτό κεφάλαιο παρουσιάζονται οι γενικότερες συνθήκες και οι τάσεις στο χώρο των τηλεπικοινωνιών. Παράλληλα αναφέρονται οι σύγχρονες απαιτήσεις από τον διαθέσιμο τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό, οι οποίες μας οδήγησαν στο σχεδίασμά και την υλοποίηση της προτεινόμενης λύσης. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια ανάλυση των διαθέσιμων επιλογών διαύλου για το σύστημα. Αρχικά παρουσιάζονται δύο διαφορετικές προσεγγίσεις στην τεχνολογία των διαύλων και πως επηρεάζουν αυτές την αρχιτεκτονική όλου του συστήματος. Στην συνέχεια αναλύονται και συγκρίνονται ήδη προδιαγραμμένες λύσεις και αναφέρονται τα κριτήρια με βάση τα οποία θα γίνει η επιλογή του διαύλου. Έτσι καταλήγουμε στην πιο κατάλληλη λύση για την συγκεκριμένη εφαρμογή. Τέλος προτείνονται οι κατάλληλες επεκτάσεις για την βέλτιστη υποστήριξη μελλοντικών εφαρμογών. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται μια πιο αναλυτική παρουσίαση της τεχνολογίας των συνδυασμένων διαύλων που επιλέχτηκε. Η παρουσίαση αυτή οδηγεί στην κατασκευή αντίστοιχων μοντέλων εξομοίωσης των διαύλων, που διευκολύνουν την σχεδίαση της αρχιτεκτονικής ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι εναλλακτικές συνθέσεις του συστήματος με στόχο συγκεκριμένες εφαρμογές. Ειδικά για την εφαρμογή παροχής υπηρεσιών πάνω από δίκτυα μεταγωγής πακέτων, που είναι αυτή που μας απασχόλησε περισσότερο, αναλύονται τα προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν καθώς και πως επηρεάζουν αυτά την ποιότητα των υπηρεσιών. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύεται η επιλογή λειτουργικού συστήματος και τα κριτήρια με βάση τα οποία έγινε. Παράλληλα παρουσιάζονται οι απαραίτητες βελτιώσεις που επιτρέπουν στο λειτουργικό να καλύψει τις απαιτήσεις χρονικής απόκρισης τηλεπικοινωνιακών εφαρμογών. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται μια ανάλυση του απαραίτητου λογισμικού για την εφαρμογή διασύνδεσης δύο δικτύων που βασίζονται στη μεταγωγή πακέτων και τη μεταγωγή κυκλώματος αντίστοιχα (σε επίπεδο υπηρεσιών VoIP). Επιπλέον παρουσιάζεται η απαραίτητη σηματοδοσία για αυτή την εφαρμογή. Η ανάλυση αυτή σε συνδυασμό με τα συμπεράσματα των τέταρτου και πέμπτου κεφαλαίου οδηγεί στο καθορισμό των προδιαγραφών του υλικού. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική που προτείνουμε για δύο συγκεκριμένες υλοποιήσεις καθώς και τα πλεονεκτήματα της, λόγω της ανοικτής σχεδίασης. Η παρουσίαση των υποσυστημάτων επικεντρώνεται στην εφαρμογή VoIP. Παράλληλα όμως παρουσιάζεται και μια μελέτη βελτιστοποίησης της μεταφοράς δεδομένων σε συνδέσεις ATM, αφού αυτή είναι η κυρίαρχη τεχνολογία μεταφοράς στα δίκτυα κορμού των τηλεπικοινωνιακών φορέων. Στο όγδοο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο δικτυακός επεξεργαστής του υποσυστήματος που υλοποιήθηκε. Ο επεξεργαστής αυτός αποτελεί το κύριο λειτουργικό κομμάτι στην κάρτα παροχής υπηρεσιών VoIP και η χρήση του προσθέτει στο σύστημα πολλά πλεονεκτήματα στα οποία υπάρχει εκτενής αναφορά. Στο ένατο κεφάλαιο ακολουθούν τα συμπεράσματα της διατριβής αυτής.