Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Kurssin aluksi opiskelijat kirjaavat näkemyksensä tietoliikenteestä tähän kohtaan omaa oppimispäiväkirjaansa. Näkemys sinällään ei tarvitse olla pitkä selostus max 10 riviä tekstiä ja max 10 avainsanaa.

Ennakkotehtävä 1: Mitä tietoliikenne –termi tuo mieleeni

Termi pitää sisällään datan, informaation ja tiedon siirtämistä tietotekniikan tarjoamin välinein. Keskeistä tietotekniikan kannalta on, että ensisijaisesti siirretään dataa eli merkkijonoja. Merkkijonot ovat tietoteknisissä välineissä digitaalisessa muodossa eli 1:nä ja 0:na.

Tiedonsiirto on tietoliikenteessä tärkeä käsite. Tiedonsiirtoa voidaan tehdä manuaalisesti eli paperia lähettämällä, esim. postitse, mutta tietoliikennetekniikassa keskitytään digitaalisten tiedonsiirtoratkaisujen käyttöön. Jotta tietoa voidaan siirtää, mutta myös tallentaa ja hyödyntää, tietoliikennetekniikan näkökulmasta tarvitaan hardware, kuten tietokone tai palvelin, tietoverkot, kuten internet tai intranet ja software (sovellukset), kuten erilaiset käyttöliittymät tiedonsiirtoon.

Keskeisiä käsitteitä tietoliikennetekniikassa ovat myös mm.: • TCP/IP – protokollat, joiden avulla siirretään tietoa internetissä; • Tiedonsiirtotiet, kuten radioaallot, televisio, puhelinverkot, satelliitit sekä valokuidut (optinen tiedonsiirto)

Yhteenveto luennoitsijan toimesta (näistä aiheista on “ison kuvan luominen” -tehtävä tentissä): 1. WLAN, 2. DATA, 3. Reititin, 4. Palvelin, 5. NFC/RFID, 6. Saatavuus, 7. RPC (etäkäyttöön liittyvä), 8. ACK (kuittaus eli acknowledgement), 9. EDIFACT (standardoitu tapa tehdä laskutus- ym. liikennettä), 10. ARP (Address Resolution Protocol ), 11. EMAIL, 12. VOIP (Voice over Internet Protocol),

Luentoyhteenvedot

Mitä opin, mikä oli päivän tärkein sanoma, …

Luentopäivä 1:

GPS ja digi-Tv termeinä läsnä luennolla. Digi-TV toimii Euroopan ja Australian tasolla yhdellä tekniikalla (DVB/T), Aasia omanaan (paitsi Japani vielä omanaan), Pohjois-Amerikka ja Etelä-Amerikka ominaan. Afrikassa on joissakin maissa Euroopan kanssa samaa tekniikkaa. Digi-TV on broadcasting-verkko, jossa lähetin lähettää tiettyä signaalia ja vastaanottimet ottavat ne vastaan. Tyypit ovat terrestrial (radioverkot), cable (suljettua tiedonsiirtoa) ja satellite.

GPS (Global Posititioning System) on paikannusjärjestelmä, joka hakee käyttäjälle (user segment) control segmentin kautta satelliiteilta paikannustietoa (space segment). 24 Satelliittia eri puolille maapalloa avaruuteen sijoitettuina toimien 6 eri verkkoa, jotka ovat eri taajuuksilla toimivia. Etäisyys maasta 20200 km. Käyttökohteita navigointi ja tracking, kartoittaminen, armeijan sovellukset, virkistyskäyttö.

Trendejä tietoliikennetekniikan kehityksessä ovat mm. siirrettävien tiedonsiirtovälineiden -ja tekniikoiden, kuten mobiililaitteiden lisääntyminen ja internetin laajempi hyödyntäminen. Muita trendejä ovat mm. verkkojen kehittyminen, digitaaliset teolllisuusalat, verkkokaupankäynti, globalisaation aikaansaama kansainvälisen markkinan avautuminen, palvelut ja sovellukset käyttäjille sekä pienentyneet €/bitti.

Tietoliikennetekniikan verkkoympäristö rakentuu seuraavasti: mobiiliverkot, globaalit verkot, kotiverkot, alueelliset verkot ja organisatoriset verkot, jotka ovat puolestaan yhteydessä toisiinsa muodostaen mm. internetin. Sisällä rakenteellisisssa osissa on pc:itä, servereitä, langattomia tietokoneita ja niitä yhdistää erilaiset solmukohdat (mm. tukiasemat) ja langalliset linkit.

Tärkeitä termejä: päätelaitteet, verkkojen jaottelu (käyttöalueen mukaan, kuten BAN, PAN, LAN, MAN, WAN, sovellusalueen mukaan: paking, trunking, VOIP, Cellular telephone), jne.

Kommunikoinnin muotoja: kiinteä, nomadi (esim. läppäri, joka ei käytön aikana liiku), siirtyvä (mobile, joka voi liikkua samanaikaisesti kommunikoinnin kanssa).

Stallingsin malli kommunikointimallina, joka kuvaa tietoliikenneprosessia eli laitteidenvälistä tiedonsiirtoa. (Työasema-modeemi-puhelinverkko-vastaanottava modeemi-serveri) eli lähdejärjestelmä-lähetin-siirtotie-vastaanotin-kohde.

FTP-protokollassa tai muissa protokollissa on aina 'vastinolioita', joiden välissä on peer eli protokolla. Tiedostonsiirrossa olennaista: Syntax on datan rakenne, Semantiikka on kielioppi ja timing on ajoitus. Ohjauskenttä toteuttaa protokollan.

3 kerroksen malli (kolme protokollaa), protokolla-arkkitehtuurin toiminta: Sovelluskerros ylimpänä - kuljetuskerros välissä - verkkokerros alimpana.

TCP/IP ja OSI-malli jäivät vielä itselle epäselväksi.

Luentopäivä 2:

7.10. käsitelliin luennoilla mm. protokollien toimintaa. Tämä oppimispäiväkirjan jakso koostuu luentomateriaalin reflektoinnista. Protokolla merkitsee mallia, jolla eri järjestelmät kommunikoivat keskenään eli yhteistä kieltä tai kommunikointisäännöstöä. Protokollan osia ovat syntaksi, joka sis. mm. sanaston yms., semantiikka, joka sis. mm. toimintalogiikan kuvauksen sekä ajoitus, joka määrää mm. pakettien siirtonopeuden ja ajoituksen.

Keskeisiä käsitteitä luennolla: kommunikointijärjestelmät, kuten point-to-point, multipoint broadcast network, switched network ja internet. Protokollien toiminnot, kuten segmentointi (pienempiä lohkoja käsittelevä kerros voi joutua segmentoimaan datan osiksi), paketointi (ohjausinformaation lisääminen), yhteyshallinta (yhteydetön ja yhteydellinen kommunikointi), osoitteet (osoitteisiin liittyy paljon tietoa, kuten osoitustaso, laajuus, tunnisteet, osoitustila), kanavointi (useat yhteydet kanavoidaan yhteen järjestelmään tai vain yksittäinen siirtotie) jne.

Standardointi on keskeinen tekijä järjestelmien yhteensopivuuden aikaansaamiseksi. Aiemmin rautavalmistajat halusivat välttää standardoimista omien tuotteidensa preferoimiseksi, mutta nykyisin kaikilta edellytetään standardien seuraamista. Standardoinnilla voi myös olla haittoja, kuten hitaus ja kompromissit, jotka vaikuttavat laitteisto- ja järjestelmäehitykseen. IT-standardoijia ovat mm. Internet Society (internetin kohdalla standardointi on kuitenkin perinteisestä standardoinnista poiketen Request for Comment eli RFC ), ISO, ITU-T, ATM Forum, IEEE.

Tiedonsiirto mahdollistuu kahdesta tekijästä eli signaalin laadusta siirtovälineen ominaisuuksista. Keskeisiä käsitteitä ovat lähetin ja vastaanotin sekä niiden välillä toimiva siirtoväylä (transmission medium), frequency (signaalit kulkevat eri aallonpituuksilla), spectrum (useita aallonpituuksia samassa signaalissa), bandwidth (spectrumin leveys; kaistanlevys). Vrt. analoginen ja digitaalinen signaali

Luentopäivä 3:

Siirtomediat eli – tiet on keskeinen käsite tiedonsiirron toteuttamisessa. Siirtotie voi olla johtimellinen (esim. valokaapeli, parikaapeli, koaksaali, sähköjohto) tai johtimeton (esim. ilman kautta). ”Johtimellisessa siirtotiessä tiedonsiirtonopeus tai laitteiden välinen etäisyys riippuu pitkälti käytettävissä olevasta kaistanleveydestä” (Porras 2011). Erilaisia johtimia tai johtimettomia ratkaisuja siirtoteissä käytetään mm. sen mukaan, mikä on haluttu siirtonopeus, siirrettävän datan määrä, mitä siirretään ja mihin. Parikaapelia käytetään esim. puhelin- ja dataverkoissa, kun on rajoitetut etäisyydet; koaksaalikaapelia käytetään esim. TV-jakeluverkossa; optista kuitua käytetään esim. runko-, kaupunki- ja lähiverkoissa suurta kapasiteettia edellytettäessä; sähköjohtoa käytetään siirtoteinä esim. pistokemodeemissa. Johtimettomilla siirtoteillä on kolme perustaajuusaluetta, jotka ovat eri radioaalloilla, mikroaalloilla ja infrapuna-aalloilla toimivilla yhteyksillä. Johtimettomien siirtoteiden antennityyppejä ovat mikroaaltolinkit, satelliittilinkit, radiotie ja infrapuna.

Iltapäivällä käsiteltiin mm. signaalinkäsittelyn tekniikoita. Digitaalinen signaali / digitaalinen data, joka on perustermi signaalinkäsittelyssä, merkitsee katkonaisia, erillisiä pulsseja, jotka muodostavat lukuarvoista signaalielementtejä binääridatan muodossa eli 1:inä ja 0:ina eli bitteinä. Signaalielementtejä on sekä digitaalisia että analogisia. Analogiset signaalielementit muunnetaan tietoliikennetekniikassa digitaalisiksi. Data ratea eli datan siirtonopeutta mitataan bps-yksiköllä eli bittiä sekunnissa, kun taas modulointinopeutta eli signaalin siirtonopeutta mitataan samalla yksiköllä, mutta signaalielementtiin voi liittyä useampia bittejä, jolloin sen nopeus voi olla moninkertainen datan siirtonopeuteen nähden. Olennaista signaalitekniikassa on tietää bittien ajoitus ja signaalien tasot ja signaalin tulkitsemiseen vaikuttavat signaalin kohinasuhde, datan nopeus, kaistanleveys ja bittien koodaustapa. Koodaustavoissa (encoding schemes) vaikuttaa mm. jännitetaso, ajoitus, kaistanleveys. Eri koodaustapoja käytetään erilaisissa siirtoteissä eri tarpeisiin, kuten manchester-koodausta Ethernet-verkoissa. Analogista dataa voidaan moduloida digitaaliseksi signaaliksi signaalinsiirtoa varten tai siirtää sitä suoraan analogisella signaalilla tai lähettää digitaalista dataa analogiseksi muutettuna. Analoginen / digitaalinen signaali on ominaisuuksiltaan erilainen ja eri tapoja voidaan käyttää erilaista siirtoa tarvittaessa.

Iltapäivällä 28.10. oli aiheena myös digitaalisia tiedonsiirtotekniikoita. Digitaalista tiedonsiirtoa voidaan tehdä synkronisesti tai asynkronisesti. Asetelma synkronisuus / asynkronisuus liittyvät ajoitukseen eli synkronisessa bittijoukot (a block of bits) siirretään jatkuvana virtana ilman aloitus- ja lopetuskoodeja, kun taas asynkronisessa lähetetään rajoitetun kokoisia bittijoukkoja aloitus- ja lopetuskoodien kera. Digitaalisen tiedonsiirron virhemahdollisuus on olemassa, kun bitti voi muuntua sen siirron ja vastaanoton aikana. Virheet biteissä voidaan havaita 'virheenetsintäkoodeilla' eli tarkistusbiteillä (check bits). Virhe voidaan useimmiten korjata vain signaalin uudelleensiirrolla, jota ei kuitenkaan voi käyttää johtimettomien laitteiden kohdalla, koska niissä virheitä tiedonsiirrossa tapahtuu paljon.

Tiedonsiirron linkkien kontrolliprotokollat (data link control protocols)lisätään protokollien kerrosmallin mukaan fyysisen kerroksen yläpuolelle, joka kontrolloi seuraavia tekijöitä tiedonsiirrossa: frame synchronization (pakettien synkronoiminen), flow control eli virtauskontrolli (varmistus, että lähettäjätaho ei ylikuormita vastaanottajatahoa), error control (pakettien hukkumisen tai tuhoutumisen estäminen), addressing eli osoitteenmuodostus, control and data (kontrolli ja bitit) ja link management.

Luentopäivä 4:

En päässyt tunneille 4.11., joten teen hiukan reflektointia aiheista Stallingsin (2011) opuksen ja luentomateriaalien mukaan. Kanavointi (multiplekstointi) merkitsee siirtokapasiteetin jakamista useamman signaalin kesken. Se tehdään siirtokapasiteetin optimoimiseksi siten, että mahdollisimman paljon informaatiota kulkee mahdollisimman pienen signaalin avulla (Stallings 2011, 49). Porras (2011) lisäsi luentomateriaalissaan multipleksoinnin hyötylistaan myös sen, että sitä hyödynnettäessä siirtojärjestelmän kaistoja voidaan jakaa osina eri sovelluksille. Kanavointia on neljää lajia eli taajuusjakomultipleksointia (FDMA; Frequency Division multiple access), aikajakomultipleksointia (TDMA; Time Division Multiple Access), koodijakokanavointi (CDMA; Code Division Multiple Access), Aallonpituusjakokanavointi eli Wavelength Division Multiplexing (WDMA) (Porras 2011).

Taajuusjakomultipleksointia voi tapahtua, kun jokainen siirrettävä signaali voidaan siirtää siirtotien eri kantoaaltotaajuuksilla, mikä edellyttää siirtotieltä “ylikapasiteettia”. (Stallings 2011, 271.) Televisioverkon radio- ja kaapeliverkot toimivat taajuusjakokanavoinnilla eli FDMA:lla. TDMA:ssa viipaloidaan siirtotien kapasiteetin mukaan signaaleja aikajaon mukaan bitti-, tavu- tai bittiryhmätasolla. TDMA:ta hyödyntää mm. GSM-verkko. Koodijakokanavointi eli CDMA merkitsee johtimettomien siirtoteiden hyödyntämisessä koko taajuusalueen käyttämistä signaalien siirtoon signaalia käsittelevän päätelaitteen avulla. Siinä häiriöt ovat vähäisempiä, koska vastaanottavan päätelaitteen tulee tuntea koodaustekniikka voidakseen vastaanottaa saapuvan signaalin. Aallonpituusjakokanavointi eli Wavelength Division Multiplexing (WDMA) on hyvin samantyyppinen kuin FDMA eli taajuusjakomultipleksointi ja itse asiassa sen alalaji. WDMA:ssa hyödynnetään eri aallonpituuksilla toimivia signaaleja valonsäteinä eri kanavilla. Siirtotienä WDMA:ssa on siis valokuidut ja signaalit kuljetetaan valokuitulinkkien välityksellä.

Luentopäivä 5:

Viidentenä luentopäivänä käsiteltiin mm. tässä mainitsemiani asioita. Cellular Wireless networks eli solukkoverkot toimivat useiden pienivoimakkuuksisien (≤ 100 W) lähettimien avulla. Ko. verkossa alue on jaettu osiin eli soluihin (cells), joista jokaisella on omat antenninsa ja taajuusalueensa. Verkossa on base station, jossa on lähetin, vastaanotin ja ohjauskeskus. Data liikkuu osittain päällekkäisillä taajuuksilla lähellä olevien, muttei vierekkäisten, solujen kesken käyttäen 10-50 eri taajuutta solua kohti. Jos verkossa on paljon liikennettä, verkko voi lisätä kapasiteettiaan lisäämällä uusia kanavia tai lainata vierekkäisiltä soluilta taajuusalueita. Lisäksi on mahdollista käyttää pienempiä soluja alueilla, joissa on paljon liikennettä.

Kanavia on kahdenlaisia eli kontrollikanavia, jotka ohjaavat puheluliikennettä ja keskustelevat base stationin ja mobiiliyksikön välillä sekä liikennekanavia, jotka liikuttavat dataa ja ääntä mobiiliyksiköiden välillä. Signaalin on oltava optimaalisen voimakkuuksinen sen laadun takaamiseksi. Kolmannen sukupolven johtimeton yhteys eli 3G tarjoaa, riippuen ympäristöstä, jossa erilaisten mobiililaitteiden käyttäjät ovat, 144 kbps – 2,048 Mbps nopeuden datan siirtoon. 3G toimii CDMA-teknologialla eli 5 Mhz -taajuuksisella aika- ja koodimultipleksoinnilla. Seuraava askel mobiiliverkoissa on 4G –verkot, joissa toimintaperiaatteena on OFDMA-kanavointi ja joilla päästään jopa 200 Mbps –siirtonopeuksiin.

Viidentenä luentopäivänä käsiteltiin myös lähiverkkoja eli LAN-verkkoja, jotka ovat pitkään yhdistäneet monilla työpaikoilla ja kodeissa mm. tietokoneita, verkkotulostimia ja palvelimia pääasiassa johtimellisia (mm. parikaapelit) siirtoteitä hyödyntäen. LAN-verkot ovat useimmiten väylä-, puu-, rengas- tai tähtitopologioilla toteutettuja. LANien protokolla-arkkitehtuuri on standardien IEEE 802, LLC, MAC mukaista.

LAN-verkkoja on myös nopeampia (high-speed-LAN’s), kuten nopea Ethernet, Gigbitti Ethernet, kuitukanava (fibre channel) ja WLAN (wireless LAN). Ne ovat eri standardien mukaisia, niiden siirtotiet ovat keskenään hyvin erityyppisiä johtimellisista johtimettomiin ja niihin liitytään eri metodein. Totta puhuen näissä luennon osissa liikuttiin jo aika korkealla. En täysin sisäistänyt LANin teknisiä ratkaisuja, joten reflektointi luentomateriaaleista riittänee tässä kohtaa.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus: Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa.

Kuva

Kotitehtävä 2

Tehtävänkuvaus: Tässä kotitehtävässä selvitetään laitteiden ja palveluiden käyttämiä protokollia. Selvittäkää 3 eri protokollaa joita omassa ympäristössänne on käytössä ja etsikää protokollan standardi/määritelmä ja liittäkää kotitehtäväänne linkki ko. protokollaan.

TCP/IP merkitsee protokolla-arkkitehtuuria, jossa on 5 kerrosta eli fyysinen kerros, linkkikerros, verkkokerros, sovelluskerros ja kuljetuskerros. TCP/IP protokolla-arkkitehtuuri, jossa on useita protokollia osina, on internetin perusta. Sitä käyttävät useimmat verkon yli toimivat sovellukset. IETF-standardointi on TCP/IP –protokolla-arkkitehtuurin standardoija. Request for Comment eli RFC-dokumentit ovat standardoinnin pohjana. Lisätietoja (linkki ko. protokollaan) saa mm. internet-osoitteesta http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc737968%28WS.10%29.aspx.

HTTPS-protokolla on salausprotokolla, jota käytetään tietoliikenteen (tiedonsiirron) salaukseen internetissä. HTTPS käyttää hyväkseen kahta protokollaa eli SSL- ja/tai TLS-protokollia (IP-verkon salausprotokollat). Web-pohjaisessa rahansiirrossa käytetään usein HTTPS-protokollaa salaukseen. HTTPS:ää standardoi . Lisätietoja (linkki ko. protokollaan) saa mm. internet-osoitteesta http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616.html. Standardi on Internet Societyn.

Kuten aiemmin kirjoitin, TLS-protokolla on HTTPS-salausprotokollan osa. Sen tarkoitus on suojata tiedonsiirtoa IP-verkossa eli TCP/IP –protokollan internet-kerroksessa. Näin ollen esittelemäni HTTPS- ja TLS-protokollat ovat itse asiassa myös protokolla-arkkitehtuurin TCP/IP osia. TLS:n standardi löytyy Internet RTFM:n hallinnoimana internetistä: http://tools.ietf.org/html/rfc5246.

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: Kolmannessa kotitehtävässä tarkastellaan laitteiden ja palveluiden hyödyntämiä siirtoteitä ja tiedon koodausta. Eli jälleen käsitellään 3 eri tapausta ja niistä käytetty siirtotie ja sillä käytetty koodaus. Jos käytetään ilmatietä niin olisi hyvä selvittää taajuusalue jolla toimitaan.

Hyödynnän päivittäin työpaikallani johtimellista lähiverkkoa. Kannettava työasemani on siinä osana yrityksemme lähiverkkoa telakkatyöasemana valokuituyhteyden kautta. Yrityksemme lähiverkko on kuitenkin laajempi kuin vain yhdessä toimipaikassa toimiva. Siihen kuuluu Suomessa ja ympäri maailmaa useita toimipaikkojamme. Tämän vuoksi lähiverkkoon on liityntöjä muun muassa sekä valokuituyhteyksien, johtimettomien siirtoteiden, kuten WLAN-verkon että internetin välityksellä. Yhden toimipaikan lähiverkon ydin on kuitenkin valokuiduilla rakennettu. Valokuidut toimivat 100 - 1000 THz taajuusalueella eli infrapunan ja näkyvän valon alueilla. Kuituvalo tuotetaan joko LED-tekniikalla tai laserilla. Digitaalista signaalia lähetetään valokuidun välityksellä Amplitude shift keying (ASK) -koodattuna. ASK on modulointitapa, joka esittää dataa kantoaallon värähdyslaajuuden eli amplitudin muutoksina.

Lähiverkkoomme liittyy myös työasemia WLAN-yhteydellä, joka on tekniikka lähiverkkojen muodostamiseen johtimettomasti. Yleisin WLAN-tekniikka, WLAN (802.11g), käyttää OFDM-modulaatiota ja toimii 2,4–2,4835 GHz:n taajuudella (Porras 2011; Wikipedia 2011). OFDM-modulaatio “perustuu tiedon siirtoon lukuisilla toisiaan häiritsemättömillä taajuuskanavilla yhtä aikaa” (Wikipedia). WLAN on ympärisäteilevä, suuntaamaton, johtimeton verkko, joka hyödyntää siirtotietä, joka etenee ilmassa näköyhteysreittiä pitkin (Porras 2011).

Yksi käyttämäni tekniikka verkkoyhteyden saamiseksi on ADSL-modeemi. Voin sen avulla yhdistää työasemani kotoani yrityksen lähiverkkoon, kunhan VPN-sovellus/-tekniikka toimii. ADSL eli Asymmetric Digital Subscriber Line käyttää Quadrature Amplitude Modulation -tekniikkaa, jossa ADSL lähettää kaksi erillistä signaalia samalla kantoaaltotaajuudella (Stallings 2011, 189). ADSL hyödyntää tiedonsiirrossa puhelinyhteyttä toimien verrkokytkimien avulla. Tiedonsiirrossa ADSL:llä päästään useiden Mbs:ien nopeuksiin. ADSL on ANSI-standardin mukainen. Taajuusalue on varsin laaja ADSL-yhteydellä eli n. 25 kHZ - 1 MHz. (Stallings 2011, 296- 297.)

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus: Tarkastallaan 4. kotitehtävässä siirtotien/verkon hyödyntämiseen ja tehokkuuteen liittyviä asioita. Riippuen kunkin tarkastelemista laitteista/sovelluksista/teknologioista pohtikaa hieman kuinka valituissa lähestymistavoissa siirtotien/siirtoverkon tehokas käyttö on huomioitu. Onko kyse kanavoinnista vaiko verkkotekniikoista joilla tehokkuus ja yhtäaikainen käyttö saadaan aikaiseksi.

Johtimellista lähiverkossa valokuidun kautta käytettäessä työpaikkani lähiverkkoyhteys hyödyntää kanavointitekniikkaa eli multipleksointia. Yleisesti valokuidun kanssa käytetään aallonpituusjakokanavointia eli Wavelength Division Multiplexingiä, joka on tyypiltään, kuten FDMA (Frequency Division Multiple Access). Molemmissa kukin signaali keskittyy omalle taajuusalueelleen, mutta WDM:ssä on eritaajuisia valonsäteitä, jotka ollen jokainen omalla kanavallaan. Aallonpituusjakokanavoinnilla päästään helposti 10 Gbps siirtonopeuksiin per kuitu eli kokonaisnopeus voi olla jopa 1,6 Tbps jo kaupallisissa sovelluksissakin, puhumattakaan laboratorio-olosuhteista, joissa päästään jopa 10,1 Tbps datanopeuksiin.

WLAN-yhteydessä, joka on tekniikka lähiverkkojen muodostamiseen johtimettomasti, hyödynnetään niinikään FMDA:ta eli taajuusjakokanavointia. FMDA perustuu modulointiin, joten signaali on analoginen, toisin kuin WDM:ssä, jossa se voi olla joko analoginen tai digitaalinen. Myös ADSL-modeemi eli Asymmetric Digital Subscriber Line toimii taajuusjakokanavoinnilla. ADSL hyödyntää tiedonsiirrossa puhelinyhteyttä toimien verrkokytkimien avulla. Tiedonsiirrossa ADSL:llä päästään useiden Mbs:ien nopeuksiin jopa 5,5 km etäisyyksillä, maksimissaan 1,5 Mbps - 9 Mbps.

Kotitehtävä 5

Tehtäväkuvaus: Kokonaiskuva sovelluksen käyttäytymisestä eli pohtikaa yksittäisen sovelluksen (oma valinta) toimintaa aina sovellustasosta varsinaiseen bittien siirtoon. Pyrkikää luomaan kokonaiskuva, jossa kurssilla käydyt asiat nivoutuvat yhteen. Tietoturva eli tutustukaa tietoturva-asioihin kappaeleen 23 (ja 24) mukaisesti ja liittäkää tietoturva aiemmin käsiteltyihin konteksteihin.

Termi sovellus merkitsee tietotekniikassa ohjelmaa, jonka avulla tietokone suorittaa ennalta sille ohjelmoituja toimintoja. Tarkastelen tässä kotitehtävässä lyhyesti IBM-konsernin Lotus Notes -ohjelmistoa sähköpostin lähettämiseen tarkoitettuna ohjelmistona. Ohjelmisto merkitsee eri tietokoneohjelmien ja niiden sisältämien tiedostojen yhteenliittymää, jolla voi olla useita eri tehtäviä, kuten esimerkiksi Lotus Noteskin voi mm. lisäksi toimia asiakirjanhallinta- ja kalenteriohjelmistona. Sähköposti (electronic mail) on puolestaan digitaalista tiedonsiirtoa varten suunniteltu tekniikka / ohjelma, joka hyödyntää internettiä tietoverkkona, jossa se siirtää dataa eri protokollia hyödyntäen. Protokolla on yhteyskäytäntö, joka sisältää periaatteet, joilla eri laitteet ja ohjelmat “keskustelevat” toistensa kanssa. SMTP eli simple mail transfer protocol on sähköpostin lähetyksessä hyödynnettävä TCP-protokolla. TCP/IP protokolla-arkkitehtuuri, jossa on useita protokollia osina, on internetin perusta. TCP/IP merkitsee protokolla-arkkitehtuuria, jossa on 5 kerrosta eli fyysinen kerros, linkkikerros, verkkokerros, sovelluskerros ja kuljetuskerros. Sähköposti siirtyy digitaalisena merkkijonona eli datana TCP/IP-protokolla-arkkitehtuurin eri osien kautta. Data voi siirtyä internetissä eri siirtoteitä pitkin. Erilaisia johtimia tai johtimettomia ratkaisuja siirtoteissä käytetään mm. sen mukaan, mikä on haluttu siirtonopeus, siirrettävän datan määrä, mitä siirretään ja mihin. Esimerkissä, jonka Porras (2011) esittää sähköpostin lähettämisestä, henkilö lähettää selainta hyödyntäen, TCP-protokollan (SMTP) avulla datapaketin (viestin) vastaanottajan sähköpostilaatikkoon hänen selaimeensa, josta vastaanottaja lukee viestin. Näin toimii Lotus Noteskin.

Sähköpostissa on mahdollista salata lähetettävä viesti niin, että sen luottamuksellisuus (data vain henkilölle, jolle se kuuluu), eheys (data säilyy sellaisena kuin se on tarkoitettu) ja saatavuus (data on sen tarvitsijan käytettävissä) säilyvät. Salaus tapahtuu sähköpostissa mm. IEEE 802.11i standardin mukaisesti ja lisäksi palomuuria ja mahdollisesti VPN-salausta käyttäen. Palomuuri on kontrolloitu linkki lähiverkon ja internetin välissä. VPN (virtual private network) on ns. virtuaalinen putki kahden tai useamman verkon välillä, jota erityisesti organisaatiot käyttävät tietoliikenteensä luottamuksellisuuden parantamiseksi. Virustorjunta sen sijaan tehdään sähköpostissa, kuten muutenkin, virustorjuntaohjelmiston avulla sekä ennen kaikkea epäilyttäviä liitetidostoja välttämällä, joissa voi olla virus mukana.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautumista seur. kerran lähiopetukseen 1 h
    • Kotitehtävien tekoa 1 h
  • Luentoviikko 2
    • Lähiopetus 4 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0,5 h
    • Kotitehtävien tekoa 2 h
  • Luentoviikko 3
    • Lähiopetus 4 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 1 h
    • Kotitehtävien tekoa 1,5 h
  • Luentoviikko 4
    • Lähiopetus 0 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 1 h
    • Kotitehtävien tekoa 1 h
  • Luentoviikko 5
    • Lähiopetus 0 h
    • Kotitehtävien tekoa 2 h

—-