meta data for this page
  •  

Essi Kunnarin (ex Eskola) Oppimispäiväkirja Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkotehtävä 1.

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.

Kurssi alkaa vaatimattomien pohjatietojen kanssa, joten uutta asiaa on tulossa erittäin paljon ja omaksuminen tulee olemaan haasteellista. Digi-TV on sentään tuttu, digilähetykset vaativat niihin sopivan tv:n tai tv:seen liitetyn digiboksin. GSM:ää ja internettiäkin tulee käytettyä kotona on ADSL ja langatontakin yhteyttä on tullut kokeiltua.

GPS syteemiin tuli perehdyttyä 90-luvun loppupuolella, kun metsäyhtiöt alkoivat kehittää omia kuljetustenohjausjärjestelmiä GPS:ään perustuen. Tukkiautoihin ja metsäkoneisiin tuli tietokoneet, tukkirekka löysi metsästä puupinot GPS:n avulla ja metsätoimihenkilö pysyi toimistossa kärryillä metsästä hakattujen puiden määristä, kun tiedot saatiin koneesta suoraan siirrettyä tietokantaan.

Satellittiyhteydet ja valokuiduyhteys varmaankin saavat lisäselvennystä tällä kurssilla.

Avainsanat, jotka luennoilla käytiin yhteisesti: 1. Bitti 2. Protokolla 3. WLAN 4. Palvelut 5. Kapasiteetti 6. Tietoverkko 7. Terveysvaikutukset 8. Siirtotie 9. Liiketoiminta 10. Kommunikaatio

Omat avainsanat: GSM, Digi-TV, ADSL, pöytäkone, GPS, itkuhälytin, tietoturva, läppäri, LA-puhelin, operaattori

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Mitä opin, mikä oli päivän tärkein sanoma, …

Ensimmäsillä luennoilla käytiin läpi kurssin toteutus ja käytännöt.

Käyttäjänäkökulmasta tietoliikenne on verkkojen hyödyntämistä ja verkkonäkökulmasta käyttäjien tarpeiden toteuttamista, johon liittyvät verkon rakenne, rajapinnat ja protokollat.

Kolmen kerroksen teoreettinen malli sisältää sovellusmoduulin, kommunikointimoduulin ja verkkomoduulin ja siihen liittyy kolme osatekijää: sovellukset, laitteet ja verkot. OSI (open systems interconnection) perustuu seitsemän kerroksen käyttöön: fyysinen, linkki, verkko,kuljetus, istunto, esitystapa ja sovelluskerros. OSI-kerrosmallin toiminta perustuu protokollamäärittelyyn (tietyn kerroksen olioiden kanssakäymisessä tarvittavat määrittelyt), palvelumäärittelyyn ( palveluiden käyttäminen ja tarjoaminen) ja osoitteistukseen ( pavelupisteet). TCP/IP-arkkitehtuuri (transmission control protocol/internet protocol) perustuu viiden kerroksen käyttöön: fyysinen, verkko, internet, kuljetus ja sovelluskerros.

Protokolla koostuu syntaksista (mitä), sematiikasta (kuinka) ja ajoituksesta (koska) ja niiden tehtäviä ovat mm. segmentointi,kokoaminen, paketointi, yhteyden hallinta ja lähetyksen hallinta. Kommunikointi voi tapahtua yhteydettömästi tai yhteydellisesti, virheiden tarkkailuun ja virheenkorjaukseen on erilaisia tapoja.

Päivän tärkein sanoma oli varmaankin se, että asioista pitää pyrkiä muodostamaan kokonaiskuva, mikä ei olekaan ihan helppo tehtävä!

Luentopäivä 2:

Luentopäivä 2 oli melkoisen vauhdikasta menoa ainakin tälläiselle asiaatuntemattomalle kuuntelijalle, ihan bitiiavaruudessa päivää vietettiin. Ja osa tiedosta ei ehkä tavoittanut ihan omaa ymmärrystä, mutta ehkä asiat tästä aukeavat kun näitä prujuja uudelleen kotona lueskelee.

Standardoinnilla huolehditaa eri järjestelmien yhteensopivuudesta, internetin aikakaudella yhteensopivuutta vaaditaan kaikilta, internetin protokollia kuvaavia asiakirjoja kutsutaan RFC:ksi.(request for comments).Standardointi vahvistaa markkinat tuotteille, antaa mahdollisuudet massatuotantoon, huolehtii yhteensopivuudesta nyt ja tulevaisuudessa sekä näiden kautta laskee hintoja. Toisaalta standardit ovat hitaita, samalle asialle voi olla useita standardeja ja joudutaan tekemään kompromissejä, jotka eivät ole kenelläkään hyviä.

Data transmission osuus lienee helpoin yrittää selvittä itselleen määrittelemällä termit suomeksi:

- Suora linkki - 2 laitteen välinen yhteys esim. bluetooth

- Point to point - 2 laitetta jakaa linkin

- Multipoint - saman piuhan äärellä useita laitteita

- Simplex - yhteensuuntan esim. TV

- Half duplex - jompaankumpaan suuntaan, esim lälläri

- Full duplex - molempiin suuntiin, esim. puhelin

- analoginen signaali - mikä tahansa arvo min ja max väliltä, esim puhe

- digitaalinen signaali - pysyy ensin yhdessä arvossa ja sen jälkeen vaihtaa toiseen, tietokoneen generoimaa

- Amplitudi - “aallon korkeus” ?

- Aallonpituus - aallon alku ja loppukohtien välinen matka

- Taajuus

- Kaista - signaalin taajuusalue

- Tehollinen kaistanleveys - se osa kaistaa, jossa suurin osa energiaa kulkee

- Attenuation - signaalin tehon häviäminen

- Delay distortion - viivevääristymä

- Noise - kohina, esim. ylikuuluminen, white noise

- Kanavakapasiteetti - suurin mahdollinen tiedonsiirtonopeus tietyllä kanavalla

Siirtotiet voivat olla johtimellisia (parikaapeli, koaksiaalikaapeli, optinen kuitu, sähköjohto) tai johtimettomia (mikroaaltolinkit, sateliittilinkit, radiotie, infrapuna. Siirtonopeus ja etäisyys ovat tiedonsiirrossa tärkeitä suureita ja niihin vaikuttavia tekijöitä ovat : kaistanleveys, siirtotien heikennykset ja häiriöt, häiriöt muista signaaleista ja vastaanotinten lukumäärä. Tiedonsiirron laatuun ja ominaisuuksiin vaikuttavat myös siirtotien ja signaalin ominaisuudet. Kaikista järjestelmistä voidaan selvittää miten dataa siirretään.

Tässä kohtaa harmittavasti hävisi yliopistolta sähköt eikä hommaa pystynyt enää jatkamaan ja oppimispäiväkirjan teko jäikin valitettavasti vähän niin kuin tenttiin valmistavaksi hommaksi.

Signal encoding techiniques-osiosta jäi vähän epävarma olo omasta ymmärryksestä, tarkoituksena oli saada peruskäsitys miten analoginen data saadaan useilla eri tavoilla digi muotoon. Mietin esimerkkien avulla osion asioita, digitaalinen data - digitaalinen signaali - onko sähköposti tähän kuuluvaa, tässä voidaan koodaukseen käyttää esim. NRZ-L tai Bipolar-Ami- tekniikoita. Digitaalinen data - analoginen signaali esim. modeemi ja koodaukseen voidaan käyttää taajuusavainnusta tai vaiheavainnusta. Analoginen data - digitaalinen signalli esim. puhelin ja koodaukseen NRZ-L + pulssikoodimodulaatio. Analoginen data - analoginen signaali esim bluetooth ja koodaustekniikat taajuusavainnus tai 8-QAM/PSK.

Asynkronien tiedonsiirto on halpaa ja yksinkertaista, soveltuu silloin kun on hidas yhteys. Asynkronisen tiedonsiirron “osat” ovat: aloitusbitti, kehys esim. 8 bittiä dataa, pariteettibitti ja stop-bitti. Synkroninen tiedonsiirto on tehokasta ja sen “osat” ovat: aloituslippu, kontrollikenttä, datakenttä, kontrollikenttä ja lippubitti. Virheet tiedonsiirrossa voivat kohdistua yhteen bittiin tai ovat purskeita, virheitä voidaan havaita esim. tarkistussumman avulla ja pariteettibitin avulla. Datayhteydyn kontrolliprotokollista jäi näkömuistiin liukuvan ikkunan systeemi, Go Back N sekä Sekä Stop and wit toteutukset virheiden hallintaan.

Luentopäivä 3:

Luentopäivä 3 alkoi linkkeihin liittyvällä pistarilla. Linkit voivat olla esim. kaksi tietokonetta, joiden välillä on siirtotie. Siirtotie voi olla johtimellinen tai johtimeton, eri siirtoteillä on omat rajoitteensa. käytössä voi olla analoginen tai digitaalinen signaali riipuen siirtotiestä, signaalikoodauksella data muutetaan siirtotiellä sopivaan muotoon.Kaistanleveys asettaa rajoitteita, samoin siirtotiellä olevat häiriöt. Siirto voi olla asynkronistat tai synkronista. Datayhteyden protokollan avilla tehdään virheen havainnointia ja korjausta, ja vuon valvontaa, myös synkronointi ja kanavointitekniikat kuuluvat linkin toimintaan.

Kanavoinnilla tarkoitetaan siirtokapasiteetin jakamista useamman siirrettävän signaakin kesken. Eri kavanavointitapoja ovat taajuusjakokanavointi (esim. radiotekniikka), aikajakokanavointi (esim. puhelinverkko, GSM), koodijakokanavointi (esim. uudet matkaviestinverkot) ja aallonpituuskanavaointi (valokuitu).

Viestinvälitys piirikytkentäisessä verkossa(esim. yleinen puhelinverkko): 1.Yhteyden muodostus (piirin muodostus) 2.Datan siirto 3.Yhteyden lopetus (piirin purku)

Viestinvälitys pakettikytkentäisessä verkossa (esim. ethernet): - data pilkotan pieniin paketteihin, jotka sisältävät dataa ja kontrolli-informaatiota - reitin solmuissa paketit varastoidaan lyhyeksi aikaa ja lähetetään eteenpäin seuraavalle solmulle

Piiri- ja pakettikytkentäisten verkkojen vertailu: piirikytkentae.doc

Reitityksellä tarkoitetaan algoritmista reitin valitsemista, tietoliikenne ohjataan kulkemaan tietoliikenneverkossa tiettyä reittiä, reitin valinnalle voi olla perusteena esi. lyhyin matka tai palvelun hinta. Tietoliikenneverkossa reititystä hoitavat reitittimet ja reititystekniikoita ovat mm. flooding, satunnainen ja mukatuva reititysstrategia.

Harmittavasti luennot jouduttiin tiivistämään kolmeen päivään ja olivat melkoisen vauhdikkaat, omat lähtötiedot kun olivat melkein nolla, neljä päivää olisi itselle tullut tarpeeseen. Erityisesti pidin luennoilla käydyistä ruohonjuuritason esimerkeistä, jotka auttoivat pääsemään edes vähän tietoliikenteen maailmaan sisälle.

Kotitehtävä 1

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

0353051_essin_kuva.doc

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Keskitytään johonkin oleelliseen osaan 1. tehtävän kokonaisuudesta, oman mielenkiinnon mukaan.

En tiedä onko kyseessä oleellinen osa kokonaisuudesta, mutta kun kurssin aikana minulle valkeni, että itkuhälyttimen toimintakin on tietoliikennettä, niin päätin perehtyä sen toimintaan. Asia kun nyt sattuu olemaan itselle kovin ajankohtainen ja ehkä kovin moni muu ei ole valinnut itkuhälytintä aiheekseen.

Itkuhälyttimen toiminta siis perustuu PMR -puhelimeen (personal mobile radio), jota voidaan käyttää esimerkiksi myös metsästys, kalastus, veneily ja retkeily käytössä. PMR –puhelin toimii UHF- alueella 446 MHz:n taajuusalueella ja sen kantama on noin 2-3 km, jopa 5 km. normaali maastossa. PMR –puhelimet eivät vaadi Viestintäministeriön lupaa.

PMR –puhelimen toimintaa säätelee yleiseurooppalainen radiopuhelinstandardi. Itkuhälyttimen toiminta perustuu VOX -toiminnolla varustettuun PMR –puhelimeen. VOX (= automaattinen ääniohjaustoiminto) alkaa lähettämään signaalia tunnistettuaan puheen (tai itkun), tangentin painamista ei tarvita. Siirtyvä puhe on analogista dataa ja suorien linkkien eli tässä tapauksessa antennien välillä siirtyy analoginen signaali, tässä tapauksessa radioaallot.. Dataa siirtyy vain yhteen suuntaan eli kyseessä on simplex.

Radiotie on johtimeton siirtotie, kommunikointi on ympärisäteilevää ja suuntaamatonta. Itkuhälyttimen taajuusalueella on käytössä 8 kanavaa eli siirtotiellä on käytössä kanavointi. Mahdollisia häiriöitä on kohina, käynnistymisherkkyys (voi jäädä ensimmäisiä sanoja kuulumatta tai kuuluu esim. linnunlaulua), ylikuuluminen, tiheään asutulla alueella paljon käyttäjiä ja kanavia ei ole tarpeeksi, viimeisen sanan jälkeinen viive ja paljon liikennettä tiheään asutulla alueella. Viimeisen sanan jälkeistä viivettä ja käynnistymisherkkyyttä on mahdollista säätää, ainakin joissakin puhelinmalleissa. PMR –puhelimen salakuuntelu on myös helppoa, salausta varten tarvitaan salausominaisuuksilla varustettu laite, jolloin keskutelua voidaan kuunnella vain samanlaisilla salausominaisuuksilla varustetulla laitteella.

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: Tutustuminen protokollaan, rakenne, logiikka ja viestit sekä pohdintaa kuinka protokolla vaikuttaa valitsemasi aihepiirin toimintaan.

Päätin jatkaa tässä kotitehtävässä tutustumista PMR-verkkoon, joka pohjatuu TETRA- standardiin (Terrestial European Trunked RAdio) ja käyttää TCP-protokollaa (RFC 739). (PMR-verkko käyttää myös IP-protokollaa). PMR-verkon toiminta perustuu piirikytkentään ja sen kolmeen vaiheeseen: 1. Yhteyden muodostus 2. Tiedonsiirto 3. Yhteyden katkaisu.

PMR-verkossa TCP-protokollan tehtäviä: - Yhteyden hallinta: varataan tietty kanava yhteydelle - Vuon valvonta: mielestäni Stop and wait- syteemi, Henkilö X: kuuleeko Y?, Henkilö Y vastaa: kuuntelen ja sen jälkeen henkilö X vastaa jne. - virheen havainnointi ja korjaus, esim. häiriö toisesta signaalista tai signaalin vaimeneminen: Henkilö X ei saa Y:ltä kuittausta ja kysyys uudelleen kuuleeko Y? (lähettää datan uudelleen) tai Y:n kuittaus ei mene perille ja hän lähettää sen uudelleen. - Osoitustila: lähetys yleensä yhdelle oliolle (unicast)

http://www.faqs.org/rfcs/rfc793.html

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus: Tiedonsiirtomenetelmät

Valitsin tässä kohtaa Digi-TV:n, koska sen en ole juurikaan aiemmin vaivautunut miettimään sen toimintaperiaatteita. Tieto etsiessäni löysin kätevän digitv-sanaston, jossa asioita on yritetty selvittää ihan tavallisille ihmisille.

http://www.tsk.fi/fi/info/digi-tv-sanasto.pdf

Digitaalinen televiso on televisojärjestelmä, jossa signaalinvälitys tapahtuu digitaalisesti. Suomessa käytetään digitaalisessa televisiossa DVB-standardia (digital video broadcasting). Data = liikkuva kuva + ääni pakataan siirtotielle ja puretaan vastaanottajalle MPEG2- standardin mukaan. Siirtotie voi olla johtimellinen (kaapelitelevisio) tai johtimeton(antennitelevisio tai satelliittitelevisio). Kanavat on jaettu salaamattomiin ja salattuihin kanaviin, meidänkin perheessä on käytössä jonkulainen kortti, jolla pääsee maksullisia kanavia katsomaan. Nyt minulle oikeasti valkeni, että kyseessä on salattu kanava, jonka vastaanottamien on mahdollista salauksenpurkukorttia käyttäen. Suomessa käytössä on Conax-salauksenpurkujärjestelmä.

MPEG-2 on häviöllinen digitaalinen koodausjärjestelmä, kerran koodattua signaalia ei voi enää palauttaa alkuperäiseksi. MPEG-2 pystyy pakkaamaan dataa 2–20 Mb/s:n siirtonopeuksilla, normaali nopeus on 3,5 Mb/s. Pakkaus tapahtuu niin, että osa kuvien passiivisista kohdista jätetään pois ja keskitytään niihin kuvajaksoihin, joissa on liikettä.

MPEG-2.pakkaus perustuu neljään periaatteeseen: 1. Tarpeeton poistetaan: kaikki mikä on jo kertaalleen mukana datassa tai voidaan muuten ennustaa poistetaan, jätetään toistuvia samanlaisia osia datasta 2. Ihmissilmä ei havaitse korkeataajuista kohinaa eikä huomaa kuvan huonotuneen, vaikka pieniä yksityiskohtia on poistettu 3. Otetaan mukaan vain eroa kuvaava tieto video-ohjelmassa, datamäärä pienenee, mutta kuvan laatu ei kärsi 4. Ennustetaan perättäisissä kuvissa tapahtuvia muutoksia liikevektoreilla ( dataan ei tarvitse liittää kuvaelementin tietoja)

Kotitehtävä 5: Koti/käyttöskenaario

Kotona käytössä olevat laitteet ovat pöytäkone, (työ)läppäri, itkuhälytin ja navigaattori. Käytössä meillä on ADSL langallisessa (puhelin)verkossa, kuituverkkoa tai kaapeliverkkoa ei tänne maalle ole saatavilla. Jos tarvitsen työläppärillä kotona yhteyden nettiin, niin joudun vaihtamaan verkkopiuhan suoraan koneeseen. Jostain syystä langaton yhteys ei oikein toimi. tähän asti en ole siihen jaksanut paneutua, mutta nyt olen huomannut kurssin “innostamana” että yritän itsekin miettiä tietoliikenteen ongelmia enkä heti mene kysymään neuvoa, joten yritän varmaankin setviä myös langattoman yhteyden toimimattomuutta. Tämä tulee ajankohtaiseksi myös sen takia että jälkikasvu on jo aloitellut tietokoneen käyttöä ja käytännön syistäkin langatonta yhteyttä tarvitaan.

Palaute

Mukavat kotitehtävät ja oma itsearviointi. Luennoitsijana myönnen että 4 kertaa olisi tarvittu niin ei olisi tullut kiirus, mutta aikataulut kun ovat mitä ovat niin sairastumiseen on vaikea etsiä korvaajaa. Pidin tuosta PRM esimerkistä jonka otit ja uskon että asioiden pohdinta henkilökohtaisen asian taholta auttaa aina ymmärrystä.

Viikoittainen ajankäyttö ■Luentoviikko 1 ■Lähiopetus 7 h ■Valmistautumista lähiopetukseen 1 h ■Kotitehtävien tekoa tähän mennessä 1,5 h ■Luentoviikko 2: lähiopetus 7 h, valmistautumista lähiopetukseen 2 h ■Luentoviikko 3: lähiopetus 7 h, valmistautumista lähiopetukseen 2 h ■Luentojen jälkeen: Kotietehtävien tekoa ja samalla tenttiin valmistautumista yhteensä 10 h, tenttiin valmistautuminen jatkuu