meta data for this page
  •  

Jukka Ailama Wikisivusto

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Ennakkotehtävä 1.

Digi-TV , Miten signaalia siirretään ja mitä laitteita tarvitaan tekniikan käytössä? GPS , Miten paikannus suoritetaan satelliittia tai satelliitteja hyväksikäyttäen? Laitteiden kättely, Miten laitteet tunnistavat toisensa? Protokollat, Miten tietokoneiden välisiä asioita hoidetaan? Siirtotiet, Mitä siirtoteitä on olemassa, mitkä ovat suosituimmat? Datan jakaminen = Miten dataa voidaan jakaa verkkoa käyttäen useammalle käyttäjälle? Miten edellä kuvatut tekniikat oikeasti toimii, tavoitteena on saada vastaus tai oppia tietoliikennetekniikan perusteista.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Opin ymmärtämään datan siirtämisen kommunikointimallin ja sitä koskevan hierarkian, lähettämisestä vastaanottoon. Yleisellä tasolla miten viestintä toimii? tiedon siirtoa voidaan tehdä pisteestä pisteeseen tai käyttäen verkkoa, jossa dataa voidaan siirtää hajautetusti. Hahmotelmasta tuli selville miten internet, ADSL ja WAN toimii. OSI ja TCP/IP selvitys oli kattava, jossa tartuttiin mallien eri kerrosten toimintaan ja miten niitä käytetään sekä mikä on kerrosten merkitys datansiirrossa. Tosin nykyisin TCP/IP on suositumpi versio ja sen suosiota on lisännyt aikoinaan mm. www- sivujen käyttö. Opimme moduloinnin merkityksen, sekä miten moduulit on jaettu sovellus-, kommunikointi- ja verkkomoduuliin. Protokollalla määritelmästä opimme sen vastaavan kysymyksiin: mitä? miten? ja milloin? Protokollien standardeilla pyritään saamaan liikennöinti hallintaan, vaikkakin se joissakin tapauksissa voi rajoittaa sen toimintaa. Tavoitteena on datan paketointi, yhteyden hallinta, toimituksen varmistaminen ja vuon eheys. Siirtoteissä on tärkeää, että ei varata koko kaistaa vaan osa siitä koska liikennöintitiellä on muitakin käyttäjiä. Kanavoinnilla voidaan siirtotie jakaa asianmukaisesti.

Luentopäivä 2: Opimme standardoinnin edut ja haitat sekä kävimme läpi erilaiset standardit (Internet Society, ISO, ATM ja IEEE jne.) Lisäksi ymmärrystä tuli laajahkoon standardointi prosessiin, kaikilla prosesseilla ei ole tarvetta tulla std:si vaan hyväksi toimintatavaksi. Myös erilaiset linkit ovat käyttökelpoisia. Signaalien käsittely ja käyttö tuli hyvin selville vrt. analoginen – digitaalinen modulointi ja signaalin muuttaminen. Käsittelimme kaistan määritelmän. Erilaiset siirtotiet käytiin läpi havainnollisesti eli johtimelliset ja johdottomat siirtotiet. Siirtoteinä ovat parikaapeleista valokuituihin ja infrapunalähettimistä satelliitteihin. Yleisellä tasolla lisäsimme oppia erilaisten siirtoteiden kattavuudesta ja niiden tehokkuudesta.

Luentopäivä 3: Opimme ymmärtämään asynkronisen ja synkronisen tiedonsiirron. Opimme myös datan autentikointiin liittyviä asioita, sekä miten dataa suodatetaan ja korjataan. Kanavoinnin merkitys tiedonsiirrossa oli mielenkiintoinen, sekä miten voimme siirtää mahdollisimman paljon dataa aikayksikössä. Kanavointia voidaan suorittaa taajuuteen, aikaan, koodiin ja aallonpituuteen perustuen. Samalla opimme ASDL ja TDM tiedonsiirron periaatteet. Data ja teleliikenteen erilaiset toimintaperiaatteet.

Luentopäivä 4:

Datan liikkumien ja sen siirtyminen verkossa, sekä mitä tapahtuu, jos data ei liiku verkossa oikein, palautuuko se lähettäjälle jne. Verkkojen arkkitehtuurin käsitteet IEEE ja LAN ymmärrystä siirtoteiden toiminnasta. Topologien käsitteet, väylät, puut, renkaat jne. sekä Eternetin toiminnan ymmärrys. Ymmärrys verkkojen yhdistämisellä esimerkiksi siltaustekniikoita hyväksi käyttäen.

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus: Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa. Ennakkotehtävässä pohdin laitteiden kättelyä, protokollia ja laitteiden liityntään sekä siirtotien luomiseen tarvittavia fyysisiä laitteita. Pyrin ryhmittelemään laitteet niiden käyttöpaikan ja tarpeen mukaan. Ohessa on ajatelma laitteiden ja asioiden kommunikaatiosta. Digi-TV = signaali digitaalinen/ analogia muunnin GPS = paikannus satelliittia tai satelliitteja hyväksikäyttäen. Laitteiden kättely = laitteet tunnistavat toisensa Protokollat = miten tietokoneiden välisiä asioita hoidetaan Hub-box = voidaan jakaa verkkoa useammalle käyttäjälle.

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: GPS paikannuksen periaatteet sekä sovellukset esimerkiksi kunnossapitosovelluksissa. Kuvitellaan käyttötapaus kunnossapidettäville hisseille kaupunkialueella ja tavoitteena on saada informaatiota kohteesta sekä sijainnista tehtävän suorittajalle. Työnsuunnittelun tavoitteena on tehdä mahdollisimman hyvin optimoidut huoltoreitit, joissa on minimoitu turhat siirtymäajat sekä kohdetta koskeva informaatio on mahdollisimman hyvää ja laadukasta tehtävän tekemiselle. Sovellus on osa kokonaisvaltaista kunnossapitosovellusta, jossa kunnossapito-ohjelmisto käyttää töiden hallinnan-, materiaali- ja sovellusmoduuleja hyödyksi. Datan liikkuminen tässä kokonaisuudessa on mielenkiintoinen tutkimisen kohde, joten pohdiskelen vain tässä yhteydessä miten GPS saadaan integroitua sovellukseen, sekä mitä hyötyjä siitä on?

GPS laitteistosta yleistä: GPS satelliitteja on 27 kappaletta, jotka kiertävät maata kiertoradoillaan noin 20 000 kilometrin korkeudessa. Aktiivisia satelliitteja on 24 kappaletta ja varalla on kolme satelliittia. Jokainen satelliitti lähettää sähkömagneettisen signaalin eli joukon mikroaaltoja, jotka osoittavat sijainnin missä tahansa maapallolla käyttäjälle, jolla on vastaanotin signaalin vastaanottamiseen. GPS vastaanotin vastaanottaa näin ollen kaiken aikaa signaaleja neljästä satelliitista. Sisäänrakennettu tietokone määrittää signaalien avulla vastaanottajan etäisyyden neljään satelliittiin ja laskee etäisyyksien perusteella tarkan sijainnin muutaman metrin tarkkuudella.

GPS Signaali:

Siirtoteinä käytetään johtimettomia siirtoteitä. Signaalin taajuus on 1 - 10 GHz → käytetään erittäin tarkasti suunnatuissa antenneissa. Periaatteena voi olla point-to-point eli satelliittia käytetään linkkinä maasta lähetettävälle signaalille tai broadcast eli satelliitille lähetetään dataa, joka jakaa lähetetyn datan muille vastaanottimille. Signaali muutetaan sopivaksi muilla laitteilla, joten esimerkiksi laitteisto pystyy hyödyntämään datan esim. selainpohjaisilla järjestelmillä. Kunnossapito-ohjelmisto Sovelluksessa käytetään karttapalvelu ohjelmistoa, joka indikoi huoltokohteen. yleensä riittää kun löydetään kohde ja tehdään sovitut huoltotehtävät kohteelle. Pidemmälle vietävissä ratkaisuissa laite voi viestittää itse diagnostiikalla omaa tilaansa, esimerkiksi kuljettimen pyörintävahti ilmoittaa että laite on pysähtynyt tai hihna on vaurioitunut. Ohjelmistona käytetään yleisesti karttaliityntä ohjelmia kunnossapitosovellusten kanssa. Yksi vaihtoehto on käyttää Bing Maps ohjelmistoa, joka indikoi kohteen kunnossapito-ohjelmistoon. Käyttöliittymä Käyttöliittymänä voidaan käyttää mobileja tietokoneratkaisuja tai puhelin, PDM ratkaisuja. Käyttöliittymänä voi olla yleinen kommunikointimalli eli lähde/pääteasema malli jossa lähteestä lähetetään dataa ja se otetaan vastaan määritellyssä loppupisteessä. Siirtotienä voidaan käyttää puhelinverkkoa tai jopa mobileja yhteyksiä. Mobiilit yhteydet ovat tässä fokuksessa ensisijainen vaihtoehto. Mutta on otettava huomioon hankalat käyttökohteet, jolloin päätelaite voi olla kytkeytyneenä irti verkosta, niin tiedon siirto tehdään myöhemmin kun on taas siirtotie käytössä. Siirtoverkon ratkaisuissa voidaan käyttää erilaisia standardisoituja ratkaisuja, oikeastaan tämä on edellytys toimivaan rakenteeseen. Mobiilit laitteet Mobiliteetin vaatimukset ja käytettävyys tulee kasvamaan jatkuvasti, työtehtävät ovat paikasta riippumattomia, joten datan käyttö ja jalostaminen on avain vaatimuksia.

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: Protokollien tarkoitus on eri järjestelmissä sijaitsevat oliot saada kommunikoimaan keskenään, jotta se olisi mahdollista, täytyy niiden puhua samaa kieltä eli mitä, kuinka ja koska täytyy olla molempien osapuolien tiedossa. Tätä kutsutaan protokollaksi.

Etsin internetistä valitsemani kohteen protokollia, mutta huonolla menestyksellä. Löysin artikkeleita NMEA 0183… Standardista, joita käytetään meriliikenteessä. Tarkkaa kuvausta protokollasta en havainnut.

Joten joudun tyytymään wikipedian kuvaukseen asiasta. GPS-satelliitit lähettävät kantoaallon päälle moduloituna ns. näennäissatunnaista signaalia. Signaali ei läpäise kiinteitä rakenteita, joten paikantimen käyttö vaatii suoran “näköyhteyden taivaalle”. GPS toimii kahdella päätaajuudella (L1 ja L2): • L1 (1575,4200 MHz) siviilikäytössä • L2 (1227,6000 MHz) sotilaskäytössä salattuna 2003 lähtien • L3 (1381,0500 MHz) sotilaskäytössä globaali ydinräjähdyshälytys (NUDET – Nuclear Detonation) • (L4 (1841,4000 MHz) kokeellinen, ei käytössä) • L5 (1176,4500 MHz) siviilikäyttöön (ehdotus, saatavilla 2005) • (2227,5000 MHz) avaruusalusten telemetriaan (ei arviota saatavuudesta) Lähde: Wikipedia: http://fi.wikipedia.org/wiki/GPS

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus: Mikroaaltolinkit ja satelliittiyhteydet Mikroaaltoja voidaan käyttää välittämään yhteyksiä tiedonsiirrossa langattomasti. Esimerkiksi maanpinnalla tapahtuvassa tiedonsiirrossa käytetään hyödyksi mastoihin sijoitettuja linkkejä. Linkit voivat olla näköyhteyden päässä toisistaan. Tällä tekniikalla korvataan joissakin tapauksissa kaapeliyhteydet. Mikroaaltojärjestelmässä mastot ovat noin 10 – 100 km välein. Maansuuntaisessa liikenteessä käytetään taajuuksia 300 MHz – 30 GHz sekä tiedonsiirtoa voidaan toteuttaa myös mikroaaltotekniikalla satelliitteihin. Satelliitit sijaitsevat yleensä omilla GEO radoilla (muitakin ratoja on käytettävissä), mikroaaltolinkit toteutetaan satelliitteihin taajuuksilla 1 – 30 GHz. Satelliitit voivat olla yhteydessä moneen maa-asemaan samalla kertaa tai toimia toistimena vrt. peili. Maansuuntaisessa liikenteessä käytetään taajuuksia 300 MHz - 30 GHz Tiedonsiirto satelliitteihin voidaan toteuttaa myös mikroaaltotekniikalla

Kotitehtävä5 Otan pohdintaan kodin käyttöympäristön laitteineen ja ihmisten erilaisina käyttötottumuksina. Perhe x asustelee omakotitalossa, jossa on useita eri käyttäjiä samanaikaisesti. Muutamat henkilöt voivat olla kannettavillaan langattomassa netissä hoitamassa asioitaan. Lisäksi samanaikaisesti osa pelaa konsolipelejä, jolla on samaan aikaan yhteydessä muihin pelaajiin Internetin avulla. Joten yhteenvetona voimme todeta yhden ADSL varassa on kolme läppäriä, playstation 3 ja muut mobiilit sovellukset esimerkiksi puhelimet. Tarjolla edellä mainittuun selailuun on TW-EA510 ADSL modeemi (802.11 b+g) joten ei ihme että alkaa jumittaa joissakin tilanteissa. Jos halutaan laajempaa palvelua netistä esimerkiksi HD-tasoista kuvaa, on modeemin siirtonopeutta parannettava. Varmaan nostetaan muutenkin. Muissa yhteyksissä käytetään erilaisia sovelluksia esim. TV:n kaukosäädin voi olla IR tai FM taajuuksilla toimiva, sekä mobiilien laitteiden Bluetooth yhteydet ovat arkipäivää. Varmasti kurssi lisäsi ymmärrystä tietoliikenteen ominaisuuksista ja siirtotavoista sekä tekniikoista. Syvempi oppiminen on varmaan mahdollista, kun paneutuu oikein opittuihin asioihin eli jos tulee ongelmia niin voi hyöty käyttää jo opittua asiaa.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus x 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen y 1 h
    • Kotitehtävien tekoa z 6 h
  • Luentoviikko 2
  • Lähiopetus x 0 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen y 0 h
    • Kotitehtävien tekoa z 6 h *
  • Luentoviikko 3
  • Lähiopetus x 7 h
    • Valmistautumista lähiopetukseen y 1 h
    • Kotitehtävien tekoa z 6 h
  • Luentoviikko 4
  • Lähiopetus x 0h
    • Valmistautumista lähiopetukseen y 0 h
    • Kotitehtävien tekoa z 6 h

Palaute

Itsearviointi ihan ok, kotitehtävät noudattivat pitkalti samaa linjaa kuin muillakin (mielenkiinto ?). Piristävä poikkeus mikroaaltolinkkien ksäittely (lyhyt tosin)


Pääsivulle