meta data for this page
  •  

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.

Ennakkokäsitys tietoliikenteestä. Tietoliikenne on muodostunut osaksi arkipäivää, vaikuttaa jokapäiväiseen toimintaan ja vapaa-aikaan. Sähköisten palvelujen lisääntymisen kautta on ollut mahdollista hoitaa tietokoneella tai matkapuhelimella laskujen maksamisen taikka juna- aikataulujen tarkistamisen yms. Internetin kautta tapahtuva sähköinen kaupankäynti on lisääntynyt. Tietoliikenne tekniikalla tarkoitetaan kaikkia niitä mahdollisia tekniikoita, joilla kuvaa, ääntä taikka muuta dataa siirretään jonkin siirtoyhteyden kautta lähettäjältä yhdelle tai useammalle vastaanottajalle. Esimerkkeinä digitv:n katselu, DVD:n katselu, GSM- puhelut, tietokoneella tai mobiililaitteella internetin käyttö, yms.

Luentoyhteenvedot:

Luentopäivä 1: Ensimmäisellä luennolla esiin tulleita, keskeisiä tietoliikenteen käsitteitä olivat. Kerrosarkkitehtuuri, joka tarkoittaa sitä, että tietyllä tasolla oleva komponentti käyttää hyväkseen alemmalla tasolla olevan kerroksen palveluja. OSI-malli eli Open Systems Interconnection Reference Model, kuvaa tiedonsiirtoprotokollien yhdistelmän seitsemässä kerroksessa. Kukin kerroksista käyttää yhtä alemman kerroksen palveluja ja tarjoaa palveluja yhtä kerrosta ylemmäs. OSI-malli on kehitetty 1980-luvun alussa. OSI-malli esitetään pakettivälitteisen tietoliikenteen käsitemallina, jonka olennaisia konsepteja ovat ylempien kerroksien datan enkapsulointi alemman kerroksen viesteihin, kerroksien keskittyminen tiettyihin palveluihin ja kerrosten väliset rajapinnat, jotka mahdollistavat protokollien yleiskäyttöisyyden. TCP/IP-arkkitehtuuri nimitys tulee kuljetus ja verkkokerrosten yleisimmin käytetyistä protokollista TCP = Transmission control protocol ja IP = Internet protocol. Rakenne; Fyysinen kerros, Verkkokerros, Internet-kerros, sovellus- ja Kuljetuskerros. Termi, johon olin törmännyt joidenkin aiempien kurssien tiedonhaun kautta, ja jonka halusin selvittää oli peer to peer. Nämä käsitteet selkiintyivät kuitenkin ensimmäisten päivien luentojen materiaalista. Vertaisverkko (P2P, engl. peer to peer) tarkoitetaan verkkoa, jossa ei ole kiinteitä palvelimia ja asiakkaita, vaan jokainen verkkoon kytketty taho toimii sekä palvelimena että asiakkaana verkon muille jäsenille.

Luentopäivä 2: Toisella luennolla tarkentui protokollien rakenteellinen koostumus kuten syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta sekä protokollien toiminnoista kuten segmentointi, paketointi, yhteyden hallinta, toimitusten oikea järjestys ja vuon valvonta. Lisäksi luennolla tuli esille erilaisten protokollien perustoiminnot kuten, virheen havainnointi, osoitteet, kanavointi ja kuljetuspalvelut. Protokollien perustehtävänä on datavirtojen välittäminen kahden kommunikoivan olion välillä. Luennolla käytiin läpi tietoliikenteeseen liittyviä standardeja, joita tarvitaan huolehtimaan fyysisestä, sähköisestä ja toiminnallisesta yhteensopivuudesta eri järjestelmien välillä. Tärkeimpiä tietoliikenteen standardiorganisaatioita ovat Internet Society, ISO (kansain välinen standardi) , ITU-T, ATM Forum ja IEEE. Internetissä sinällään sanan standardi merkitys on kovin epämääräinen. Perinteisesti sanalla “standardi” tarkoitetaan Internetissä voimassa olevaa RFC:tä (Request For Comments). Standardiorganisaation ydin, joka valvoo internettiä, on IETF, tämän toimia vastaavasti ohjaavat IAB ja IESG, näiden kaikkien valvovana järjestönä toimii ISOC. Eri signaalimuodoista luennolla tuli esille analoginen-, digitaalinen-, jaksollinen-, ja jaksoton signaali ja niiden erilaiset aallonpituudet. Signaalikohina suhde on tullut aiemmin tutuksi työelämässä six sigma menetelmän ja SPC- tilastollisen prosessinohjauksen kautta.

Luentopäivä 3: Kolmannella luennolla tuli esille erilaisista siirtoteistä seuraavaa, ne voidaan jakaa kahteen osaan kuten, johtimelliset (parikaapeli [halvin ja eniten käytetty], koaksiaalikaapeli, valokuitu ja sähköjohto) ja johtimettomat (mikroaaltolinkit, sateliittilinkit, radiotie ja infrapunalinkit). Siirtotien sekä signaalin ominaisuudet vaikuttavat molemmat tiedon siirron laatuun ja sen ominaisuuksiin. Siirtotiellä on suurempi vaikutus johtimellisessa tiedonsiirrossa. Signaalin kaistanleveys ja antennin ominaisuudet ovat siirtotien ominaisuuksia tärkeämpiä johtimettomassa tiedon siirrossa. Signaalia tulee parantaa (Tahdistaa/Vahvistaa) johtimellisissa siirtoteissä mikäli halutaan siirtotien pituutta kasvattaa (analogisilla- vahvistimet ja digitaalisilla signaaleilla toistimet). Johtimettomissa siirtoteissä signaali etenee ilmassa antennien välityksellä ja ne jaetaan suunnattuun ja suuntaamattomaan. Suuntaamattomassa tiedon siirtämisessä aallot etenevät kaikkiin suuntiin. Suunnatussa antennien oltava tarkasti toisiaan kohden. Antennityyppejä ovat mm. (ympärisäteilevä, eritavoin suuntaavat, sektori- ja sateliittiantennit). Signaalin tehon vähenemistä kutsutaan vaimenemiseksi, tämän vuoksi signaalia tulee vahvistaa (toistimilla taikka vahvistimilla).

Luentopäivä 4: Neljännen Luennon mukaan multipleksointi eli kanavointi tarkoittaa kahden järjestelmän välistä tiedonsiirtoa, jossa ei välttämättä tarvita koko siirtojärjestelmän kapasiteettia, tällöin voidaan siirtokapasiteettia jakaa useamman siirrettävän signaalin välillä ja tätä jakoa nimenomaan kutsutaan kanavoinniksi. Kanavoinnin perusteita ovat kustannustehokkuus ja se, että yksittäiset sovellukset tarvitsevat vain osan siirtojärjestelmän kaistasta. Kanavointi on jaettavissa erilaisiin luokkiin kuten (taajuusjakokanavointi [ jokainen signaali keskittyy omalle taajuusalueelle eli kanavalle], aikajakokanavointi [perustuu aikajakoon eri signaaleiden viipalointiin], koodijakokanavointi [Käytetään koko taajuusalue sekä kaikki aikaviipaleet], aallonpituusjakokanavointi [käytetään optisessa kuidussa eri taajuisia valonsäteitä, jotka muodostavat kukin oman kanavansa])). Kanavointitekniikoiden haittoja ovat taajuusjakokanavoinnissa kanavien ylikuuluminen ja signaalia vahvistettaessa toisen kanavan vahvistus voi luoda taajuuskomponentteja myös toisiin kanaviin. Synkronoitu TDMA soveltuu heikosti tietokonekäyttöön. Kytkentäiset verkot koostuvat toisiinsa kytketyistä solmupisteistä ja verkkoa käyttäviä laitteita kutsutaan asemiksi. Solmut tarjoavat asemille tietoliikenneverkon. Tietoliikenne jaetaan perinteisesti teleliikenteeseen kuten puhelinverkot(PSTN) ja dataliikenteeseen kuten dataverkot. Jako perustuu eri sovellusten erilaisiin vaatimuksiin, teleliikenteessä ääni tarvitsee reaaliaikaisen kommunikaatioväylän eli piirikytkentä. Datan kommunikointiväyliä käytetään mahdollisimman tehokkaasti eli pakettikytkentä. Piirikytkennän vaiheet a. yhteyden muodostus, b. datan siirto, c. yhteyden lopetus. Pakettikytkentäisen verkon tehokkuus on parempi. Pakettikytkentä käyttää kahta eri kytkentätapaa, tietosähke ja virtuaalipiiri. Pakettikoossa on huomioitava, että solmun täytyy vastaanottaa koko paketti ennen kuin se voi lähettää sitä seuraavaan solmuun. Piiri- ja pakettikytkennän suorituskykyvertailussa vain datagram- kytkennällä ei ole yhteydenmuodostusviiveitä. Pakettireitityksen vaatimuksia ovat: oikeellisuus, yksinkertaisuus, kestävyys, stabiilius, oikeudenmukaisuus, optimaalisuus ja tehokkuus. Tietoliikenteen hallinnassa merkittäviä tekijöitä ovat oikeuden mukaisuus, palvelun laatu ja varaukset.

Luentopäivä 5: Viidennellä luennolla selvitettiin Matkapuhelinjärjestelmän toimintaa, jossa jokainen solu on perustaltaan lähetin. Lähetystehoa on valvottava tarkasti ja samalla tulee sallia tietoliikenne solussa käyttäen tiettyä taajuusaluetta. Kun mobiili yksiköt liikkuvat, ne kulkevat solusta soluun, joka vaatii siirtämistä puhelun aikana yhdestä tukiasemasta toiseen. Tällaista prosessia kutsutaan vaihdoksi. Matkapuhelin-järjestelmän kanavat voidaan jakaa hallinta kanaviksi ja liikenne kanaviksi. Signaalin vaimenemisen tyyppejä ovat nopea-, hidas-, tasainen ja selektiivinen vaimeneminen. Kolmannen sukupolven (3G) langattoman viestinnän tavoitteena on tarjota nopea langaton viestintä kuten multimedia-, data- ja video sekä ääni. Äänen laatu on verrattavissa yleiseen puhelinverkko tasoon. Sisältää symmetrisen ja epäsymmetrisen tiedonsiirron ja tukee sekä pakettikytkentäisiä että piirikytkentäisiä data palveluja. Neljännen sukupolven (4G) verkko on langaton teknologia, joka on suunniteltu maksimoimaan kaistanleveys ja suorituskyky, samalla maksimoiden eri taajuuksien käytön tehokkuus. Viime vuosiin asti lähiverkkojen tehtävänä on ollut yhdistää PC:t ja keskustietokoneet tai tarjota mahdollisuus työryhmä-kommunikointiin. PC-koneiden jatkuva tehonkasvu tuo mukanaan yhä monimutkaisemmat sovellukset. Lähiverkkojen siirtoteinä toimivat koaksiaali- ja parikaapeli, optinen kuitu, radiotie. Gigabit Ethernetiä on käytetty yleensä 100 ja 10 Mbps nopeudella toimivien lähiverkkojen runkoverkkoina, siinä on määritelty 4 erilaista kerrosta, joista kolme ensimmäistä käyttää samaa koodausta ja viimeinen monimutkaisempaa.

Kotitehtävä 1 Tehtäväkuvaus: Luo kuva jonkin tutun paikan tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista, niiden käytöstä ja jopa yhteen linkittymisestä sekä niissä käytetyistä palveluista.

kotitehtava1_sepponenmikael.pdf

Minkälaisia ovat tulevaisuuden verkkoarkkitehtuurin WMESH (Wireless Mesh) tai MANet (Mobile Ad-Hoc Network)-verkkomallit?

Minkälainen on MIMO Multiple-input, multiple-output; 802.11:n tekniikka, joka mahdollistaa useiden lähettimien ja vastaanottimien yhtä aikaisen käytön?

Minkälaisia ovat ubiikkiteknologian mahdollisuudet?

Kotitehtävä 2 Tehtäväkuvaus: Selvittäkää 3 eri protokollaa joita omassa ympäristössänne on käytössä ja etsikää protokollan standardi/määritelmä ja liittäkää kotitehtäväänne linkki ko. protokollaan.

Protokollat:

IP; http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc791.txt

TCP; http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc793.txt

UDP; http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc768.txt

Viralliset Internet protokollat löytyvät osoitteesta http://www.rfc-editor.org/rfcxx00.html

Kotitehtävä 3 kotitehtava3_sepponenmikael.pdf

Kotitehtävä 4 kotitehtava4_sepponenmikael.pdf

Kotitehtävä 5 kotitehtava5_sepponenmikael.pdf Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1 Lähiopetus: 6 h

Luentoviikko 2 Luentoviikko 3 Luentoviikko 4