Perttu Pirin Wiki -sivu

Ennakkotehtävä 1.

Ennakkokäsitys aiheesta hyvin “hatara”. Olen hyvin pitkälle tietoliikenteen käyttäjä, ymmärtämättä alkeita enempää alan sisällöstä. Toki käytän tietoliikennettä jatkuvasti ja se on aikuisuuteni aikana kehittynyt valtavasti. Työelämässä olen käyttänyt sähkettä, manuaali- ja automaattitelexiä, lankapuhelinta, VHF -yhteyttä, Inmarsat -yhteyttä, telefaxia, edi-tiedonsiirtoa, sähköpostia, kännykkää tietoliikenteen välineenä kuitenkaan syventymättä välineiden toimintaan käytön opettelua enempää.

LUENTOYHTEENVEDOT

Luentopäivä 1 (23.9.):

PAIKALLA

Päällimmäiseksi mieleen jäi suuri hämmennys; voinko ymmärtää näin vähän? Luennolta mieleen jäierilaisia tietoliikennetekniikan termejä, puhetta pilvipalveluista, kolmikerrosmalli, jossa johtaja, sihteeri ja kuriirikerros. Tämän lisäksi muistan puhutun OSI ja TCP/IP -malleista.

Luentopäivä 2 (7.10.):

PAIKALLA

Luennolta jäi mieleen mm.

  • protokollien toimintoja: Syntaksi, Semantiikka ja Ajoitus.
  • Paketointiin liittyvää asiaa; ohjausinformaatio, yhteydetön ja yhteydellinen kommunikointi
  • yhteyden hallintaan ja toimituksen järjestykseen liittyviä perusteita
  • virheenkorjaustasiaa
  • kerrosmallin kommunikoiva taso / osoitustaso
  • unicast, multicast ja broadcast -osoitustilat ja ennen kaikkea
  • kanavointi, multipleksointi

Luennolla käsiteltiin myös tietoliikenteen standardointia ja erilaisia standardointiorganisaatioita. Luennon tiedonsiirto-osassa käsiteltiin:

  • erityyppisiä signaaleita (analoginen ja digitaalinen)
  • taajuuksiin ja allonpituuksiin liittyvää perusasiaa
  • signaalin muuttamista analogisesta digitaaliseksi ja päinvastoin
  • Signaaleja tyypeittäin häiritseviä tekijöitä (melu jne.)

Kaiken kaikkiaan erittäin mielenkiintoinen luento.

Luentopäivä 3 (28.10.):

ESTYNEENÄ

Luentomateriaalin perusteella luennolla käsiteltiin erityyppisiä siirtoteitä:

  • johtimellisia (parikaapeli, koaksiaalikaapeli, valokuitu ja sähköjohto)
  • johtimettomia (mikroaaltolinkit, satelliittilinkit, radiotie ja infrapunalinkit)
  • tiedonsiirron nopeuteen vaikuttavia seikkoja (kaistanleveys ja laitteiden välinen etäisyys)
  • erilaisten siirtoteiden käyttökohteita
  • siirtoteiden (kaapeleiden) teknistä rakennetta ja ominaisuuksia
  • johtimettomien siirtoteiden etenemismekanismeja (näköyhteysreitti, sironnan kautta, inosfäärin kautta, maanpinta-aaltona).
  • johtimettomien siirtoteiden kantamaa rajoittavia tekijöitä ja kantaman laskukaavoja
  • antennityyppejä (ympärisäteilevä, suunta, sektori, lautas)
  • mikroaalto- ja satelliittilinkkejä
  • radiotien ja sadioaaltojen ominaisuuksia (vaimeneminen, sironta, häipyminen, heijastuminen)

Luennolla käsiteltiin myös hankalasti omaksuttavilta tuntuvia koodaus- ja modulointimenetelmiä ja aiheeseen liittyviä tekniikoita, tiedonsiirron virheenkorjaukseen liittyvää asiaa, sekä vuon (liikenteen) valvontaan liittyvää asiaa.

Mielenkiintoiselta vaikuttava luento, vaikkakin materiaalin perusteella hankalasti vautuvaa asiaa. Ennen kaikkea siirtotie-osuus vaikutti mielenkiintoiselta osa-alueelta.

Luentopäivä 4 (4.11.):

PAIKALLA

Luennolla 4 käsiteltiin mm. tiedonsiirron kapasiteelttiin liittyviä asioita. Lisäksi käsiteltiin tarkemmin, jo aiemmin mainittua multipleksointia eli kanavointia, ja kanavoinnin luokkia (taajuusjako, aikajako, koodijako ja aallonpituusjakokanavointi).

Lisäksi luennolla käsiteltiin:

  • erilaisia verkon kytkentätyyppejä (piiri- ja pakettikyntkennät).
  • reititystä strategioineen ja algoritmeineen.
  • solmujen ominaisuuksia ja toimintaa, sekä
  • tiedonsiirron viiveisiin liittyviä tekijöitä.

Kaiken kaikkiaan hankalasti avautuvaa asiaa.

Luentopäivä 5 (18.11.):

A-P PAIKALLA, I-P ESTYNEENÄ

Luennolla 5 käsiteltiin valtava määrä asiaa. Aiheena olivat

  • kolmannen- ja neljännen sukupolven GSM-verkkoteknologiat
  • LAN -lähiverkot (historiaa, käyttökohteita, topologiaa, siirtoteitä, MAC-protokollaa, LAN-arkkitehtuuria, siltausta ja VLAN tekniikkaa)
  • Ethernet -asiaa
  • Langatonta LAN -tekniikkaa
  • Internetin toimintaan liittyvää tekniikkaa (liittyen etenkin keromallien eri osien rooleihin).

Kaiken kaikkiaan materiaalin määrän ja asian luonteen vuoksi hankala omaksuttava kokonaisuus.

KOTITEHTÄVÄT

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus:

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

Vastaus:

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus:

  1. 3 laitteiden ja palveluiden käyttämää protokollaa (käytössä omassa ympäristössänne)
  2. Protokollan standardi/määritelmä
  3. Linkki ko. protokollaan.

Vastaus:

1. Protokollat

  • TCP (Transmission Control Protocol)
  • FTP (File Transfer Protocol)
  • NMEA 2000 (National Marine Electronics Association) & Controller Area Network (CAN) Protocol

2. Standardit/määritelmät

  • TCP TCP/IP-protokollaperheestä vastaa IETF-standardointiorganisaatio. Sovellus-, kuljetus- ja verkkokerroksen protokollat määritellään sen hyväksymissä RFC-sarjan dokumenteissa. (Wikipedia)
  • FTP Euroopassa kaapeliluokat ja kaapelointitavat on määritelty eurooppalaisessa yleiskaapelointistandardissa EN50173. Pohjois-Amerikassa vastaava standardi on EIA/TIA-568. Standardit määrittelevät kaistanleveydet sekä suuren määrän testausarvoja, jotka kaapelin on läpäistävä. Kaapelin valmistaja takaa luokituksella, että kaapeli täyttää vähintään standardin asettamat vaatimukset. (Wikipedia)
  • NMEA 2000 -standardin peruslähtökohdaksi on valittu ajoneuvoissa ja tehdasympäristöissä (DeviceNet, CANopen) yleinen CAN-väylästandardi (Controller Area Network, ISO 11898).

3. Linkit

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus:

  • 3 kpl laitteiden ja palveluiden hyödyntämiä siirtoteitä
  • käytetyt koodaukset
  • taajuusalue

Vastaus:

SIIRTOTIET

  • GSM -puhelin: Taajuusalueet:
  • Videokamera: HDMI -kaapeli: HDMI-kaapelissa video ja kuva on pakkaamatonta dataa, joka kuljetetaan johtoa pitkin TMDS-signaalitekniikan avulla. Tiedonsiirtokapasiteetti on kasvanut sarjan liittimissä julkaisuvuodesta 2002 lähtien. Aikaisemmat HDMI-standardit pystyivät 165 MHz:n kellotaajuudella (4.9Gb/s) 1080p-teräväpiirtokuvan välittämiseen, kun taas nykyinen 1.3-standardin mukainen liitäntä pystyy 340 MHz:n kellotaajuudella (10.2Gb/s) tarkempaan resoluutioon kuin mitä tällä hetkellä markkinoilla olevat monitorit. HDMI-liitännästä on suunniteltu myös nk. B-tyyppi, jossa erotuksena nykyiseen A-tyyppiin on 29-nastainen liitin 19-nastaisen sijaan. B-tyyppi olisi tarkoitettu korkeammille resoluutioille, lähtien 3200 x 2048 pikselistä. Se on taaksepäin yhteensopiva Dual-link DVI:n kanssa.
  • CAN -siirtotiet
  • Light cable (Micro) Signal Wire Gauge: 24 AWG; Power Wire Gauge: 22 AWG; Power Wire Resistance: 5,7 ohms per 100 meters; Maximum Current: 3 amps
  • Heavy cable (Mini)Signal Wire Gauge: 18 AWG; Power Wire Gauge: 16 AWG; Power Wire Resistance: 1,6 ohms per 100 meters; Maximum Current: 8 amps
  • CAN-väylän johdotus on 2-napainen parikaapeli, jossa on standardin mukaan 40 kierrosta metriä kohden. Kaapelia käytetään tiedonsiirtoon. ISO 11898 määrittelee CAN-väylällä käytettäväksi kaapelityypiksi impedanssiltaan 120 Ω suojattua tai suojaamatonta kaapelia. CAN-väylässä on 120 Ω päätevastukset.

KOODAUKSET

  • CAN -koodaukset:
  • CAN-väylällä käytetään NRZ-bit-stuffin koodausta. Non-Return-to-Zero (NRZ) linjakoodaus on binäärikoodaus , jossa “1-bitit” esitetään yhtenä merkitsevänä tilana ja “0-bitit” toisena merkitsevänä tilana. NRZ-koodauksessa ei ole neutraalia perustilaa, lepotilaa. NRZ ei ole itsestään tahdistuva koodaus, joten tahdistukseen tulee käyttää jotain muuta menetelmää, esimerkiksi rinnakkaista tahdistussignaalia tai ylimääräisiä tahdistusmerkkejä.
  • NRZ-koodaus nimensä mukaan ei palaa esitettävän bitin jälkeen johonkin neutraaliin perustilaan. Esimerkkinä, jos tiedon siirrossa jännite 1V esittää 1-bittiä ja jännite -1V esittää 0-bittiä ja yhden bitin siirtojakso on 1 sekunti, niin bittijono 111 tarkoittaa 3 sekunnin ajan 1V jännitettä linjalla.

TAAJUUSALUEET

GSM -puhelin

  • GSM 900 käyttää taajuuksia 890 - 915 MHz kiinteään verkkoon päin tapahtuvaan lähettämiseen (ylälinkki), ja 935 - 960 MHz kiinteästä verkosta päin tapahtuvaan lähettämiseen (alalinkki) tarjoten siten 124 kanavaa (kanavanumerot 1 - 124) 200 kHz:n kanavan kaistanleveydellä ja 45 MHz:n kaistavälillä.
  • E-GSM 900 on ensimmäisen kerran 3GPP TS 05.05 Ph2 teknisessä spesifikaatiossa esitelty GSM-taajuuskaista, joka muodostettiin alkuperäistä GSM 900 -taajuuskaistaa laajentamalla liittämällä sen molempien linkkien alapuolelle 10 MHz lisää kaistaa käytettäväksi kanavanumeroilla 975-1023 ja 0.[2] Samalla alkuperäisen taajuuskaistan nimi muutettiin P-GSM 900:ksi (engl. Primary GSM) niiden erottamiseksi toisistaan.
  • DCS 1800 käyttää taajuuksia 1710 - 1785 MHz (ylälinkki), ja 1805 - 1880 MHz (alalinkki) tarjoten siten 374 kanavaa (kanavanumerot 512 - 885) 95 MHz:n kaistavälillä.

KARTTAPLOTTERI

  • CAN -taajuusalue:
  • Bandwidth: 62.5Kbit to 1Mbit

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus:

  • Siirtotien/siirtoverkon tehokkaan käytön huomioiminen tarkasteltujen laitteiden/sovellusten/teknologioiden osalta.
  • Saadaanko tehokkuus ja yhtäaikainen käyttö aikaiseksi kanavoinnin vai verkkotekniikoiden avulla?

Vastaus:

  • GSM-puhelin: Verkon ruuhkaisuus vaikuttaa laitteen tehokkaaseen käyttöön
  • GSM-puhelin: Verkkotekniikka
  • Karttaplotteri:Verkkotekniikka

Kotitehtävä 5

Tehtäväkuvaus:

  • Yksittäisen sovelluksen toiminta aina sovellustasosta bittien siirtoon.
  • Kokonaiskuva
  • Tietoturva

Vastaus nmea_2000.ppt

0383076_nmea2000_tekes_.pdf

AJANKÄYTÖN ARVIOINTI

Luentoviikko 1

  • Lähiopetus 7 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 2 h
  • Kotitehtävien tekoa 2 h

Luentoviikko 2

  • Lähiopetus 7 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 2 h
  • Kotitehtävien tekoa 2 h

Luentoviikko 3

  • Lähiopetus 7 h
  • Valmistautumista lähiopetukseen 1 h
  • Kotitehtävien tekoa 2 h

Luentoviikko 4

  • Lähiopetus 0 h (estynyt)
  • Valmistautumista lähiopetukseen 2 h
  • Kotitehtävien tekoa 2 h

Luentoviikko 5

  • Lähiopetus 0 h (estynyt)
  • Valmistautumista lähiopetukseen 40 h
  • Kotitehtävien tekoa 10 h