Χρηστοκεντρικά Δίκτυα: η εποχή της ‘ποιότητας εμπειρίας’
ΑΠΟ ΤΗΝ ΔΡ ΕΙΡΗΝΗ ΛΙΩΤΟΥ
Κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών, έχει παρατηρηθεί μία εκθετική αύξηση της δικτυακής κίνησης που προκαλείται από χρήστες κινητής τηλεφωνίας, ένα φαινόμενο που οφείλεται σε πολλαπλούς παράγοντες. Από τη μία πλευρά, η εμφάνιση των έξυπνων τηλεφώνων και ταμπλετών, μαζί με την τεράστια ανάπτυξη εφαρμογών λογισμικού, έχουν αλλάξει το τοπίο στον τομέα των τηλεπικοινωνιών (πόσο μάλλον αν αναλογιστούμε τις ανερχόμενες εφαρμογές Εικονικής και Επαυξημένης Πραγματικότητας).
Παράλληλα, οι χρεώσεις ακόμη και για εντατική χρήση δεδομένων είναι πλέον ανεκτές, δεδομένου ότι οι πάροχοι τηλεπικοινωνιών (Mobile Network Operators – MNOs, Internet Service Providers – ISPs) προσφέρουν πολύ ελκυστικά προφίλ συνδρομής για να προσελκύσουν πελάτες, ή ακόμη και ειδικά πακέτα χρέωσης για χρήση αποκλειστικά σε εφαρμογές κοινωνικής δικτύωσης / video / chatting. Από την άλλη πλευρά, τα σύγχρονα δίκτυα 5ης γενιάς (5G) μπορούν να προσφέρουν πολύ υψηλό εύρος ζώνης στους τελικούς χρήστες και να υποστηρίξουν μεγάλο αριθμό υπηρεσιών (συμπεριλαμβανομένων διαφορετικών vertical industries), προωθώντας περαιτέρω αύξηση στη ζήτηση κατανάλωσης δεδομένων.
Όλες αυτές οι συνθήκες μετατρέπουν τους χρήστες κινητής τηλεφωνίας σε όλο και πιο απαιτητικούς όσον αφορά την ποιότητα που επιδιώκουν να επιτύχουν, καθώς και σε αρκετά «επικριτικούς» όταν αυτή η ποιότητα δεν ανταποκρίνεται στις προσδοκίες τους. Αναγνωρίζοντας αυτό το γεγονός, τα τελευταία χρόνια έχει υπάρξει μία δυναμική που ωθεί το επίκεντρο του ενδιαφέροντος από το «δίκτυο» στο «χρήστη». Ως αποτέλεσμα, οι πάροχοι δικτύων καθώς και οι πάροχοι υπηρεσιών έχουν αρχίσει να λαμβάνουν μέτρα προς αυτήν την κατεύθυνση, τα οποία ενισχύονται περαιτέρω από τον έντονο ανταγωνισμό στην αγορά σε αυτή την περιοχή. Προκειμένου να περιγραφούν αυτές οι «χρηστο-κεντρικές» τάσεις, έχουν θεσπιστεί νέοι όροι στη βιβλιογραφία, με πιο κυρίαρχο τον όρο της «Ποιότητας Εμπειρίας» (Quality of Experience – QoE), που περιγράφει τη συνολική αποδοχή μίας εφαρμογής ή μίας υπηρεσίας από ένα χρήστη. Αυτό σημαίνει ότι παλαιότεροι όροι όπως αυτός της Ποιότητας Υπηρεσίας (Quality of Service – QoS), που χρησιμοποιείται παραδοσιακά εδώ και χρόνια, θεωρείται πλέον μόνο μερικός ή ελλιπής. Ο λόγος είναι, ότι η Ποιότητα Υπηρεσίας είναι σε θέση να καταγράψει μόνο τα τεχνικά χαρακτηριστικά μίας υπηρεσίας, αλλά δεν δίνει βέβαιη ένδειξη σχετικά με την ικανοποίηση του χρήστη κατά την αλληλεπίδρασή του με την υπηρεσία. Μάλιστα, η σχέση μεταξύ αυτών των δύο μετρικών (Ποιότητας Υπηρεσίας και Εμπειρίας) είναι μη γραμμική, ενώ πιο συγκεκριμένα έχει αποδειχθεί με υποκειμενικά πειράματα ότι υπάρχει μία εκθετική σχέση μεταξύ τους.
Η έννοια της Ποιότητας Εμπειρίας έρχεται να γεμίσει αυτό το κενό, καθώς αποτελεί υπερσύνολο της Ποιότητας Υπηρεσίας, καθώς και υποκειμενικών και λοιπών παραγόντων «πλαισίου», δηλαδή παραγόντων του ευρύτερου περιβάλλοντος που επηρεάζουν συνειδητά ή ασυνείδητα την εμπειρία του χρήστη. Λόγω αυτής της εγγενούς υποκειμενικότητας, η Ποιότητα Εμπειρίας είναι ένας αρκετά γενικός όρος, που είναι δύσκολο να ποσοτικοποιηθεί. Ωστόσο, η προσεκτική εκτέλεση υποκειμενικών πειραμάτων με ανθρώπινους αξιολογητές έχει οδηγήσει σε αντικειμενικά μοντέλα που είναι σε θέση να μετρήσουν αυτόματα την Ποιότητα Εμπειρίας που συνδέεται με μία συγκεκριμένη σύνδεση και υπηρεσία, «προσομοιώνοντας» τη γνώμη του ίδιου του χρήστη. Κάθε μοντέλο μέτρησης Ποιότητας Εμπειρίας που έχει προταθεί ή προτυποποιηθεί αναφέρεται σε πολύ συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής και σενάριο και προ-απαιτεί την τήρηση υποθέσεων, ώστε να θεωρηθεί έγκυρο. Κατά συνέπεια, η αποκαλούμενη «μοντελοποίηση» της Ποιότητας Εμπειρίας είναι μία πολύ σημαντική ερευνητική πρόκληση.
Η επίγνωση Ποιότητας Εμπειρίας είναι πολύ σημαντική, καθώς μπορεί να αξιοποιηθεί άμεσα από τους παρόχους δικτύων αλλά και υπηρεσιών. Πρώτα απ’ όλα, αποτελεί τον πιο ελκυστικό και απόλυτο τρόπο αξιολόγησης της απόδοσης των προσφερόμενων υπηρεσιών. Δεύτερον, προβλήματα δικτύου, όπως σημεία συμφόρησης, μπορούν να εντοπιστούν από κατώφλια Ποιότητας Εμπειρίας πυροδοτώντας διορθωτικές ενέργειες στο δίκτυο (προληπτικά ή εκ των υστέρων). Τρίτον, προκύπτει η δυνατότητα ενσωμάτωσης της ίδιας της γνώσης Ποιότητας Εμπειρίας στους μηχανισμούς του δικτύου και συγκεκριμένα στις διαδικασίες λήψης αποφάσεων, ώστε αυτό να λειτουργεί με πιο αποδοτικό και αποτελεσματικό τρόπο. Για παράδειγμα, η Ποιότητα Εμπειρίας μπορεί να αποτελέσει ένα νέο κριτήριο ενεργοποίησης ήδη υπαρχόντων μηχανισμών δικτύου (π.χ., κριτήριο χρονο-προγραμματισμού ραδιοπόρων) ή μηχανισμών επιπέδου εφαρμογής (π.χ., κριτήριο μηχανισμού προσαρμοστικής ροής βίντεο – HTTP Adaptive Streaming), αντικαθιστώντας προϋπάρχοντα κριτήρια και μετρικές. Ακόμη, η γνώση της πραγματικής εμπειρίας ενός χρήστη μπορεί να οδηγήσει σε μία πιο αποδοτική από πλευράς πόρων (φάσματος ή ενέργειας) λειτουργία δικτύου, βοηθώντας στην αναγνώριση στιγμών ή περιπτώσεων λειτουργίας όπου η παροχή επιπλέον πόρων στους χρήστες δεν θα βελτίωνε την υποκειμενική αντίληψή τους (αποφυγή “over-engineering”). Τέλος, η κατανόηση και αναγνώριση των παραγόντων-κλειδιών που επηρεάζουν την εμπειρία ενός χρήστη με τον πιο ουσιαστικό τρόπο δίνουν τη δυνατότητα πρότασης καινοτόμων αλγορίθμων, που ειδάλλως δε θα μπορούσαν να διανοηθούν.
Η μοντελοποίηση και διαχείριση Ποιότητας Εμπειρίας σε κινητά κυψελωτά δίκτυα, και μάλιστα, σε πραγματικό χρόνο, αποτελούν θεμελιώδη υποσυστήματα ενός ευρύτερου πλαισίου για την ολοκληρωμένη παροχή Ποιότητας Εμπειρίας στους τελικούς χρήστες. Ένα τέτοιο πλαίσιο περιλαμβάνει και ευρύτερες προκλήσεις, όπως η συλλογή κατάλληλων δεδομένων εισόδου που θα οδηγήσουν σε επίγνωση Ποιότητας Εμπειρίας, η ρεαλιστική υλοποίηση ενός τέτοιου πλαισίου σε πραγματικά δίκτυα, η ενδεχόμενη αλληλεπίδραση μεταξύ παρόχων δικτύων και παρόχων υπηρεσιών, με στόχο την ολιστική παροχή βέλτιστης Ποιότητας Εμπειρίας στους τελικούς χρήστες, αλλά ακόμη και προκλήσεις οικονομικής και νομικής φύσης (π.χ., network neutrality).
