PLATFORMĂ DE COMU�ICAŢII CU ACCES FLEXIBIL. DE BA�DĂ LARGĂ – PICABAL

Colectiv de elaborare etapă: Dr. ing. Ştefan-Victor Nicolaescu1; Prof. dr. ing. Ion

Marghescu2; Prof. dr. ing. Silviu Ciochină2; Prof. dr. ing. Ion Bogdan3; Conf. dr. ing. Octavian Fratu2; Dr. ing. Florin Hărtescu4: Ing. Ion Dumitraşcu4; Ing. Cristina-Gabriela Gheorghe1; S. L. Dănuţ Burdia3; As. Ing. Ioana Marcu2; As. ing. Cristina Oprea2; Ing. Florin Mocanu3; Tehn. Victor Cristescu1.

1. Institutul Naţional de Studii şi cercetări pentru Comunicaţii – I.N.S.C.C. (Coordonator proiect şi partener 1); 2. Universitatea Politehnica Bucureşti – U.P.Buc. (Partener 2); 3. Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” Iaşi – U.T.Iaşi (Partener 3); 4. Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare în Informatică – I.C.I (Partener 4).

1 OBIECTIVELE PROIECTULUI ŞI ALE ETAPEI 5 Introducerea şi folosirea pe scară largă a tehnicilor digitale de prelucrare a semnalului

a permis „unificarea“ transmisiilor vocale şi de imagini cu a celor de date, având drept consecinţă modificarea evidentă a aspectului telecomunicaţiilor. Se pot scoate în evidenţă mai multe elemente majore care au rezultat din aceasta şi anume:

• Adoptarea pe scară mare a calculatoarelor, în afaceri cât şi la domiciliu, dezvoltarea şi

răspândirea Internetului, ceea ce a schimbat complet modul în care se comunică şi se realizează afacerile.

• Adoptarea pe scară largă a echipamentelor de calcul mobile şi / sau nomadice, folosite pentru Internetul mobil.

• Adoptarea pe scară mare a telefoanelor mobile care, în multe dintre ţările europene, au depăşit ca număr liniile telefonice fixe.

Dezvoltarea reţelelor radio de generaţia a patra, precum şi noile metode de acces în

comunicaţiile pe fir modifică în prezent, în ritm rapid, posibilităţile şi condiţiile utilizatorilor de a se conecta la reţea. Extinzându-se la viteze tot mai mari, mobilitatea devine tot mai atractivă dar şi mai complexă. În fine, dar nu în ultimul rând, este remarcabil efectul introducerii noilor tehnologii din punct de vedere cultural, uman şi educaţional.

Rezultatele cercetării se pot concretiza în stabilirea condiţiilor de implementare a

diferitelor tipuri de servicii. Se stabilesc astfel condiţiile optime pentru acestea şi condiţiile în care sunt disponibile diferitele tipuri de servicii. Rezultatele cercetării pot fi folosite la instalarea şi exploatarea unor noi sisteme de acces de bandă largă, la îmbunătăţirea condiţiilor de lucru oferite utilizatorilor, la elaborarea unor prognoze cu privire la penetrarea noilor tehnologii în mediul privat şi de afaceri din România, în special cu conexiune radio.

Prin realizarea proiectului se aduc contribuţii utile pentru configurarea reţelelor, în

conformitate cu serviciile dorite, urmărind optimizarea performanţelor solicitate. În particular, rezultatele cercetării pot să contribuie la îmbunătăţirea folosirii spectrului radio ca şi la reducerea perturbaţiilor în reţelele radio.

Obiectivele etapei a cincea a proiectului sunt:

• Analiza studiilor efectuate pe plan european cu privire la impactul socio-uman al noilor tehnologii din domeniul comunicaţiilor;

• specificarea obiectivelor concrete şi elaborarea instrumentelor de lucru pentru cercetarea pilot (stabilirea eşantioanelor reprezentative din grupurile ţintă locale, studenţi, firme mici şi mijlocii etc.);

• desfăşurarea investigaţiilor pe teren, observaţie participantă, studiu de caz şi aplicarea chestionarelor;

• prelucrarea datelor şi diseminarea rezultatelor; • realizarea de studii şi măsurători de durată cu privire la comportarea canalului în condiţii

diverse, prin folosirea platformelor interconectate; • realizarea unui volum cu lucrările elaborate în cadrul proiectului şi publicarea lor sub

forma unui CD; • organizarea unui workshop pe tema proiectului; • realizarea unei pagini web a proiectului; publicarea de informaţii şi actualizarea acestora; • publicarea de articole in reviste de specialitate şi / sau în volumele unor conferinţe de

profil.

2 ORGA�IZAREA U�UI WORKSHOP PE TEMA PROIECTULUI

Workshop-ul a fost organizat pe data de 17 iulie 2008, la sediul Centrului Orange din

incinta Facultăţii de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei. La workshop au participat 34 participanţi de la:

• Institutul Naţional de Studii şi Cercetări pentru Comunicaţii, I.N.S.C.C. • Universitatea Politehnica Bucureşti; • Universitatea Politehnică "Gh. Asachi" din Iaşi; • Universitatea din Piteşti; • Institutul Naţional de Cercetare şi Dezvoltare în informatică, I.C.I.

În cadrul workshop-ului au fost prezentate mai multe comunicări şi anume:

• Ştefan-Victor Nicolaescu, Ion Marghescu, Ion Bogdan, Florin Hartescu: "Proiectul PICABAL".

• Ion Bogdan, Iulian-Bogdan Bibere: "Capacitatea sistemelor MIMO". • Alexandru Banar, Ion Bogdan: "Performanţele tehnologiei MIMO în reţele Wi-Max". • Ion Dumitraşcu, Florin Hartescu, Ştefan-Victor Nicolaescu: "Prezentare reţea

experimentală PICABAL ICI". • Ştefan-Victor Nicolaescu, Ion Dumitraşcu, Florin Hartescu: "Monitorizarea calităţii

conexiunilor wireless". • Ştefan-Victor Nicolaescu, Ion Dumitraşcu, Florin Hartescu: "Reţele wireless". • Georgeta Marghescu, Ion Marghescu: "Cultura media. Reconfigurări ale vieţii

contemporane sub impactul noilor tehnologii ale informaţiei şi comunicaţiilor". • Maria Cornelia Bîrliba: "Triada medierii în comunicarea contemporană".

Între participanţii la workshop au avut loc discuţii referitoare la lucrările prezentate

precum şi pe alte subiecte de interes, legate de tematica proiectului. S-a realizat un CD cu lucrările prezentate ce a fost oferit la workshop.

3 DISEMI�AREA REZULTATELOR ŞI ACTUALIZAREA PAGI�II WEB A PROIECTULUI

3.1 Articole, comunicări ştiinţifice la simpozioane, conferinţe În cadrul proiectului s-a transmis la Sesiunea de comunicări organizată la Braşov de

către AMCSIT comunicarea intitulată:

• Ştefan-Victor Nicolaescu, Ion Marghescu, Ion Bogdan, Florin Hartescu: "Quality of connection for wireless communication platform", publicată în volumul lucrărilor Conferinţei.

De asemenea, a fost prezentată o comunicare la sesiunea de comunicări de la

Ljubliana:

• Georgeta Marghescu: "Human Nature in Question: the Renaturalization of Human Beeing?", The 10th EASA Conference, Ljubljana, 26 – 29 August 2008, Workshop 075, Book of Abstracts of EASA 2008 Conference

3.2 Realizarea unui volum cu lucrările elaborate în cadrul proiectului şi

publicarea lor sub forma unui CD Cercetările şi rezultatele proiectului au fost tipărite şi în cartea intitulată „Accesul

wireless de bandă largă”, apărută în două volume la Editura Printech. Primul volum este subintitulat „Prezentare şi analiză”, iar cel de al doilea „Măsurători şi rezultate”.

3.3 Actualizarea paginii web a proiectului În cadrul Etapei a cincea a proiectului s-a realizat o actualizare a paginii web a

acestuia. Aceasta a constat în îmbunătăţirea structurii paginii web principale precum şi a paginilor web care se deschid din aceasta.

4 STUDII ŞI EXPERIME�TĂRI REFERITOARE LA IMPACTUL SOCIO-UMA� AL �OILOR TEH�OLOGII DI� DOME�IUL COMU�ICAŢIILOR

4.1 Impactul noilor tehnologii asupra societăţii Noile tehnologii au devenit rapid un fenomen socio-tehnic mult mediatizat. Internetul

şi orice formă de folosire a reţelelor electronice deschise au şi vor avea un impact determinant asupra societăţii şi al viitorului său.

Implicaţii sociale ale impactului noilor tehnologii asupra societaţii :

• Transformarea modului în care comunicăm • Transformarea modului în care dispunem de informaţie • Dezvoltarea unei culturi a informaţiei sau a info-culturii • Transformarea naturii şi a modului în care se face comerţ (e-commerce) • Schimbarea modului în care se munceşte • Transformarea practicii asistenţei medicale (e-health)

• Transformarea modului în care se proiecteaza şi se fabrică bunuri • Transformarea modului în care se face cercetare • Transformarea relaţiei om–mediu • Modificarea modului de lucru al conducerii administrative (e-government)

Implicaţii culturale:

• Cartea electronică, fenomen internaţional cu caracter global în societatea cunoaşterii • Revista electronică

Implicaţii educaţionale:

• Educaţia la distanţă • Aplicaţii software educaţionale • Comunităţile virtuale şi educaţia • Învăţarea colaborativă

5 UTILIZAREA I�TER�ETULUI Î� Î�VĂŢĂMÂ�TUL U�IVERSITAR

În cele ce urmează se va prezenta o aplicaţie privind relaţia dintre Internet şi

dezvoltarea cunoaşterii: utilizarea Internetului în învăţământul universitar.

Au fost utilizate două modalităţi de colectare a datelor:

• calitativă - realizarea unor interviuri semidirijate cu profesori de la Universitatea „Politehnica” din Bucureşti, Academia de Studii Economice din Bucureşti, Universitatea „Transilvania” din Braşov.

• cantitativă - aplicarea unui chestionar unui eşantion care a grupat studenţi şi masteranzi de la Universitatea „Politehnica” din Bucureşti, Academia de Studii Economice, Universitatea de Arhitectură şi Urbanism, Universitatea Bucureşti.

Eşantionul investigat a cuprins 105 studenţi şi masteranzi distribuiţi după cum

urmează: 50 – Universitatea „Politehnica”. 25 – Academia de Studii Economice, 10 – Universitatea de Arhitectură şi Urbanism, 10 – Universitatea Bucureşti, 15 masteranzi de la Comunicare managerială şi social-politică din Universitatea „Politehnica”. Distribuţia pe sexe: 55 studente şi masterande, 50 studenţi şi masteranzi. Cercetarea s-a realizat în anul universitar 2007-2008 şi a cuprins studenţi şi masteranzi din anul I – 40, anul II – 35, anul III – 14, ani terminali – IV, V şi, respectiv VI – 16.

Acestor modalităţi de colectare a datelor li s-a adăugat studiul de caz care a avut

drept obiect introducerea noilor media în procesul educaţional în Universitatea „Politehnica” din Bucureşti prin cooperarea cu firme din domeniu (Orange, Microsoft.

Evaluarea rezultatelor obţinute a condus la formularea următoarelor concluzii de ordin

general:

• Internetul se dovedeşte a fi adecvat pentru căutarea activă a informaţiilor; utilizatorii Internetului beneficiază de grade înalte de interactivitate şi de control.

• Interacţiunea dintre tipărituri şi Internet are un efect sinergic pozitiv pentru cunoaştere. Se observa interesul şi disponibilitatea studenţilor pentru noile media, cât şi tentaţia cel puţin a unora dintre dascăli de a utiliza metodele tradiţionale, care fac uz, preponderent, de tipărituri.

• Comunicarea online este mai puţin benefică însă decât cea offline, transmiţând mai puţină

informaţie contextuală pe unitatea de timp, iar relaţiile stabilite online sunt mai puţin consistente şi rezistente decât cele stabilite în modalităţi tradiţionale.

• Utilizarea Internetului este adesea asociată cu o diminuare a disponibilităţii de a comunica cu membrii familiei precum şi cu o restrângere a cercului social al acestora, ceea ce conduce, uneori, la stări depresive şi la însingurare. Trebuie să remarcăm, că de regulă frecventarea asiduă a Internetului nu este însoţită de izolare şi retragere. Dimpotrivă, rezultă menţinerea unor relaţii strânse cu prietenii şi realizarea, împreună, a unei diversităţi de activităţi.

• Folosirea Internetului este însoţită de o creştere difuză a stresului ca urmare a faptului că acesta presupune mai multe activităţi în viaţa utilizatorilor, care se confruntă cu dificultăţi în folosirea tehnologiei.

6 MĂSURĂTORILE DE DURATĂ PRIVITOARE LA MODUL DE COMPORTARE A CA�ALULUI Î� CO�DIŢII DIFERITE

Pentru testarea stabilităţii comunicaţiilor pe canale wireless a fost monitorizată la UT

Iaşi puterea recepţionată de un utilizator pe o durată mare de timp. Concret, măsurătorile au fost efectuate continuu pe durata a aproximativ 18 ore şi

jumătate la intervale regulate de timp de aproximativ 1 secundă. Rezultatele măsurătorilor numără 65.536 de eşantioane. Rezultatele măsurătorilor indică o scădere mai pronunţată a valorii medii după

intervalul orar nr. 11 (ora 6 dimineaţa) şi menţinerea la o valoare medie mai mică până aproape de finalul intervalului de monitorizare (ora 14). Explicaţia acestui fenomen constă în aceea că în intervalul de timp respectiv spaţiul este aria în care s-au efectuat măsurătorile este traversată de un număr mare persoane (personal administrativ, cadre didactice, studenţi) şi semnalul radio este atenuat mai puternic. În figura 6.1 este prezentată puterea medie recepţionată pe intervale successive de o oră.

În figura 6.2 este prezentată evoluţia puterii recepţionate în intervalele orare (10, 11,

12) cu variaţia maximă a puterii medii.

2 4 6 8 10 1 2 14 16 18

- 41.1

- 41

- 40.9

- 40.8

- 40.7

- 40.6

- 40.5

Nu ma rul de ordin e al int ervalu lui de t im p

Put

ere

rece

ptio

nata

(dB

m)

P ut erea m edi e r ecep tio nat a pe int er vale succesi ve d e o or a

Fig. 6. 1 Valoarea medie a puterii recepţionate pe intervale cu durata unei ore

1000 2000 30 00 4 000 5 000 6000 70 00 8 000 9 000 1 0000- 50

- 48

- 46

- 44

- 42

- 40

- 38

- 36

- 34

Nu ma ru l d e or din e al esant ion ulu i

Put

ere

rece

ptio

nata

(dB

m)

I nt erv ale or are nr . 1 0, 1 1 s i 12

Fig. 6. 2 Evoluţia puterii recepţionate în intervalele orare cu variaţia maximă a puterii medii

Următoarele experimente fost realizate între ICI şi INSCC:

• Conexiune pe cablu;

- Durata : ~ 0,5 ore (12:30 – 13:00). - Timp mediu de răspuns : 7 ms (stabil) - Fluctuaţii ale timpului de răspuns: foarte rare, cu amplitudine relativ

redusă (figura 6. 3)

Fig. 6. 3 Comunicaţie între ICI şi INSCC pe cablu

• Conexiune radio + Internet; - Durata : ~ 0,5 ore (13:00 – 13:30) - Timp mediu de răspuns : semnificativ mai mare: ~ 30 ms (instabil). - Fluctuaţii ale timpului de răspuns : foarte frecvente şi cu valori mari

(480 ms) (figura 6. 4a, b).

Fig. 6. 4 a Comunicaţie între ICI şi INSCC. Traseul include şi segmente radio. Ora de comunicare aproximativ 13,00

Fig. 6. 4 b. Comunicaţie între ICI şi INSCC. Traseul include şi segmente de comunicaţie radio. Ora de comunicare aproximativ 13,15

• Conexiune directă prin Internet; • Tranziţie de la „Conexiune directă prin Internet” la „Conexiune radio +

Internet”; - Tranziţia s-a efectuat în intervalul 12:39 şi 12:42 prin înlocuirea

legăturii prin cablu cu legătură radio la AP – ICI legat prin Internet la AP – INSCC, (Fig. 6.5)

Măsurători realizate între reţelele „Picabal” din ICI şi UT Iaşi:

• Conexiune directă prin Internet; • Tranziţie de la „Conexiune directă prin Internet” la „Conexiune radio +

Internet”; • Conexiune radio + Internet

7 CO�CLUZII Concluzii privind „Studiile şi măsurătorile de durată cu privire la comportarea canalului radio în condiţii diverse, prin folosirea platformelor experimentale”:

a. Conexiunea prin Internet între cele două reţele (între AP):

• este stabilă în timp (cu timp mediu de răspuns practic constant), • fluctuaţiile sunt rare şi de amplitudine relativ mică.

Fig. 6. 5 Tranziţia conexiunii ICI – INSCC de la conexiunea Internet integrală prin cablu la conexiunea în care accesul la reţea se realizează wireless

b. Legătura prin radio (LAN Wi-Fi):

• are un timp mediu de răspuns semnificativ mai mare (explicabil datorită vitezei mai mici în reţeaua radio),

• stabilitatea este mult mai redusă, • timpul de răspuns variză frecvent, • amplitudinea variaţiilor este mare (de până la zece ori timpul mediu de

răspuns), • se produc frecvent pierderi de pachete.

Rezultate obţinute prin realizarea proiectului:

• Realizarea unei platforme complexe de experimentare şi de comunicare învăţământ-cercetare.

• Realizarea, experimentarea şi implementarea unor aplicaţii software specifice. • Obţinerea de informaţii asupra sistemelor moderne de acces radio. • Realizarea de comparaţii între performanţele diferitelor sisteme de acces, radio şi pe

cablu, în concordanţă cu serviciile obţinute şi cu tipul de utilizator. • Evidenţierea tehnicii de acces optime pe tip de utilizator şi de serviciu. • Evaluarea variantelor de scheme de acces în condiţii de funcţionare reală, prin selectarea

tehnicilor adecvate pentru transmisie / recepţie. • Evaluarea modului de extindere a tehnicilor de securitate şi de tratare a mobilităţii folosite

în generaţiile actuale, la cele din generaţia a patra. • Evaluarea procedeelor de gestionare a resurselor radio şi propunerea de noi variante

bazate pe inteligenţă artificială. • Studiul comportării sistemelor de acces radio în conexiune cu alte reţele (ISDN, Internet,

DVB etc.). • Perfecţionarea modului şi a posibilităţilor de colaborare între unităţi de învăţământ

superior şi de cercetare, formând reţele de excelenţă. • Stabilirea impactului noilor tehnologii, a noii culturi, asupra procesului educaţional şi a

relaţiilor interumane. Concuziile generale si beneficiile aşteptate ca urmare a obţinerii rezultatelor

preconizate şi profitul realizat sunt:

• Stabilirea de soluţii adaptate la condiţii specifice; • Elaborarea de aplicaţii software ce ar putea fi ulterior valorificat pe piaţa de software de

comunicaţii; • Cunoaşterea şi descrierea comparativă a capacităţilor şi performanţelor reţelelor de acces

radio; • Folosirea unor metode performante pentru optimizarea folosirii spectrului

electromagnetic; • Formarea unei echipe active de specialişti din cercetare şi din învăţământul superior, unde

se pun în comun şi care capătă capacitatea de a concura cu succes pe piaţa europeană a cercetării.