meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne käsittää minulle isoja eri kokonaisuuksia. Ajattelen työhön perustuvaa tietoliikennettä eri näkökulmasta kun vapaa-ajan tietoliikennettä. Tietoliikenteeseen liittyy vahvimpana yksittäisenä käsitteenä internet. Tietoliikenne on pohjimmiltaan ihmisten välillä toimiva yhteys, jolla tietoa saadaan siirrettyä. Toki tietoa välittyy laitteidenkin välillä, mutta se ei ole olennainen osa tietoliikennettä. Teknisessä mielessä tietoliikenteessä kiinnostavia asioita ovat sähköverkossa tapahtuva tietoliikenne, nykyisin yleistyvät palvelut kuten google docs, sosiaalisen median sovellukset ja spotify, jolloin koneella ei tarvitse enää säilyttää tietoa, vaan kaikki tieto on olemassa palvelimella.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Ensimmäinen päivä aloitettiin kartoittamalla opiskelijoiden mielikuvia tietoliikenteestä. Sen jälkeen kerättiin yhteen tietoliikenteeseen liittyviä avainsanoja. Tämä oli hyvä harjoitus, sillä se herätti miettimään, mitä tällä kurssilla on tarjottavana ja mitä mieltä minä olen tästä aiheesta.

Ensimmäisen päivän teemana oli tutustustua tietoliikenteeseen yleisellä tasolla ja tutustua tiedon siirron arkkitehtuuriin. Luennot olivat mielenkiintoisia ja paljon tuli itsellekin uutta asiaa, vaikka tietotekniikkaa on tullut aika paljonkin opiskeltua. Internet yleisellä tasolla oli melko tuttua, mutta kerrosmalliin en ole muistaakseni törmännyt. Protokollien osalta luennoilla esitettiin hyviä vertauksia ihmisten väliseen vuorovaikutukseen. Tämä helpotti käsitteen ymmärtämistä. Yleiskuva luentopäivästä oli hyvä. Luentokalvot vaikuttivat melko haastavilta itseopiskelumateriaaleilta, joten näillä luennoilla olisi sitten parhaimman mukaan varmaan käytävä…

Luentopäivä 2: - tiedonsiirtomenetelmiä - tiedon oikeellisuuden varmistamista No, ensimmäisen luentopäivän päätös luennoilla käymisestä kaatui työjuttuihin ja aamupäivän luennot menivät ohi. Pistareihin olisi ollut mukava osallistua ja testata, jäikö edelliselta kerralta mitään päähän. Toisella luentokerralla aiheena olivat siirtotiet. Siirtotiet herätti ajatuksia langattomasta ja langallisesta ja niihin liittyvistä vaihtoehdoista tiedon siirtämisestä ja aika hyvin näitä teemoja käytiinkin läpi. Olin jotenkin ajatellut aina, että langaton on vain yksi tapa, mutta se jaetaankin mikaroaaltoihin, radiotiehen jne. Luentoihin oli hyvin koottu tiedonsiirtotapaan vaikuttavat tekijät. Itsekin joskus sähkötekniikan suunnittelu on joutunut ottamaan kantaa tiedonsiirtotapohin. Silloin olisi ollut näillä kalvoilla käyttöä. mm. Cat 7 on tainnut tulla käytettyä tilanteissa, joissa olisi cat5 riittänyt ihan hyvin. Sähköverkossa tapahtuvan tiedonsiirron osalta käytiin mielenkiintoista keskustelua ja itsekin olen sitä joskus tutkinut. Vaihtoehto on mielenkiintoinen, mutta käytännön ongelmia on aika paljon, mm. verkko alkaa olemaan nykyään suurista elektroniikkamäärästä johtuen aika häiriöinen. Langattomien siirtotapojen yhteydessä alkoi olla lieviä hahmotusvaikeuksia asioiden suhteen, mutta jospa ne siitä tenttiin lukiessa selkiävät..

Signaaleihin liittyvistä häiriöistä oli koottu aika hyvä paketti ja johtimien lämpenemisestä johtuva kohina, white noise, oli esimerkiksi uusi termi. Tuli vain mieleen, että miten huonot liitokset vaikuttavat signaaliin? Aiheuttavatko ne vaimenemista vai kohinaa. Häiriöiden poistamisesta olisi voinut olla enemmänkin asiaa, sillä siihen liittyviä kysymyksiä on tullut usein vastaan.

Signaalin muuttaminen eli koodaaminen oli hyvin esitetty kalvoilla. A/D-D/A muuntaminen oli insinöörikoulutuksen ajoilta ja musiikkiharrastuksen takia aika tuttua, mutta toki kertaus ei ollut yhtään pahasta. Jäi mietityttämään A/A- muuntamisen yleisyys näinä päivinä.

Luentopäivä 3: Näille luennoille onnistuin keplottelemaan heti aamusta asti. No, nyt pääsin niihin pistareihin ja täytyy todeta, että olisi pitänyt kerrata sittenkin asioita. Äkkiä ne näyttävät unohtuvan, linkit? Jotain syötävää?

Luentojen teemana oli tiedonsiirto ja tehokkuus. Asynkroninen ja synkroninen tiedonsiirto oli periaatteessa tuttua juttua insinöörikoulutuksesta, mutta aika hyvin oli sekin päässyt tässä muutamassa vuodessa unohtumaan. Luennoissa se esitettiin kuitenkin melko hyvin. Virheen korjausmenetelmät saivat kyllä aluksi vähän pään sekaisin, mutta onneksi niiden tärkeys on tenttiä ajatellen luokkaa good to know.

Multiplexing oli myös tuttua juttua. Muxit ja demuxit ovat tulleet tutuiksi joillakin digitaalitekniikan kursseilla. Kanavoinnin jaottelu oli tosin ihan uutta juttua.. “Taajuus-, aika-, koodi- ja aallonpituusjakokanavointi” Siinäpä sitä taas on opeteltavaa. Toisaalta nimet kertovat aika suoraan mistä on kyse. Enemmänkin opettelua on lyhenteissä FDMA, TDMA, CDMA ja WDMA tenttiä varten.

Kytkentäisten verkkojen osalta huomasin paljon yhtäläisyyksiä sähköverkkoihin. Solmut ja haarat ovat sähkötekniikasta tuttuja termejä. Erona on se, että sähkötekniikassa solmut ovat passiivisa risteymiä, kun taas tietoliikenteessä solmuun liittyy usein jokin aktiivinen tekijä, joka lähettää ja vastaanottaa dataa. Piirikytkentä oli mielenkiintoinen uutuus. Tietyllä tavalla se tuntuu kömpelöltä, mutta esimerkiksi puhelinliikenteeseen se on kyllä toimiva ratkaisu. Pakettikytkenäinen verkko on selkeästi internet ja se tuntuukin huomattavasti tehokkaammalta tavalta. Toisaalta mietityttää, että jos yhdelle paketille löytyy hyvä siirtoreitti, miksi seuraavaa ei laiteta automaattisesti samaa kanavaa pitkin. No, onhan verkko kuitenkin dynaaminen kokonaisuus, joten tilanne muuttuu.

Luentoja käytiin tällä luentokerralla läpi melkoista vauhtia, joten hyvä kun perässä pysyi. Jäi vähän epäselväksi, mikä on oleellista ja mikä ei. Mutta toisaalta tällä selvittiin yhtä luentopäivää vähemmällä.

Kotitehtävä 1

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

Kotitehtävä 2

Kotitehtävässä 1 luotiin kokonaisnäkemys tietoliikenteen alueesta aiempien termien kautta. Kotitehtävässä 2 keskitytään johonkin oleelliseen osaan kokonaisuudesta (oman mielenkiinnon mukaan valittavissa) ja skenaarion/käyttötapauskuvauksen avulla selvitetään mitä ko. osa-alueella oikeasti tapahtuu.

- Esim. GPS tapauksessa voitaisiin selvittää kuinka paikka lasketaan ja millaisia osia itse järjestelmässä on (vastaanotin, satelliitit, maanpäälliset asemat, …). Esimerkki on hyvä valita sen mukaan mikä itseä kiinnostaa ja jota haluaa katsoa tarkemmin.

Sähköverkossa tapahtuva tiedonsiirto, datasähkö, oli jossain vaiheessa kovasti mainostettu tekniikka. Puheet tästä ovat kuitenkin hävinneet kokonaan. Minua jäi kiinnostamaan, mitä tapahtui.

Datasähkö eli PLC tarkoittaa sitä, että sähköverkossa liikkuvan 50 Hz:n vaihtovirran mukana siirretään suurtaajuista signaalia, eli dataa. Data syötetään sähköverkkoon eräänlaisen modeemin avulla. Data liikkuu verkossa normaalin sähkön mukana. Jotkin muuntamot vaativat galvaanisen erotuksen takia erityisiä kiinteitä kanavia datalle. Vastaanottopäässä, esim. kotitaloudessa, data vastaanotetaan erillisen muuntimen avulla.

Tekniikkaa on käytetty jo kauan pienessä mittakaavassa, esim. voimalaitoksin omiin tarkoituksiin, mutta nykyään sitä käytetään tarjoamaan internetyhteyksiä normaalitalouksiin. Etuna siinä helppo laajennettavuus (ei tarvita erillistä kaapelointia) ja yksinkertainen toteutus. Häiriöt sähköverkossa jotka näkyvät radioaalloissa sekä hidas tiedonsiirtonopeus on vähentänyt tekniikan houkuttelevuutta.

Kotitehtävä 3

Tiedon siirtymiseen on viitattu ennakkotehtävässä, joten valitsi Transmission Control Protocol (TCP) - protokollan. Lisäksi tähän on viitattu luennoilla, joten se on tuttu siinäkin mielessä.

TCP on 80- luvun alussa kehitetty protokolla, joka soveltuu hyvin esim. datan ja sähköpostin siirtämiseen. TCP on päästä päähän toimiva protokolla, jonka ansiosta yhteys on lähettäjän ja vastaanottajan välillä.

Yhteyden muodostus alkaa kolmivaiheisesti Ensin aloittava kone lähettää segmentin, jossa SYN-bitti on asetettu. Täten vastaanottava laite tietää, että lähettäjä haluaa avata yhteyden ja siirtyy samalla SYN-RECEIVED-tilaan. Jos vastaanottajalla on riittävästi resursseja, laite lähettää alkuperäisen sanoman lähettäjälle segmentin, jossa tietyt bitit on asetettu. Tämän avulla halutaan sanoa, että yhteys voidaan muodostaa myös tästä päästä ja että edellinen sanoma tuli perille.

Viimeisenä aloitteen tehnyt kone lähettää yhteyden varmistuspaketin, joissa keskeisten bittien asento on etukäten päätetty. Näin yhteyttä ei saa kaapattua.

Datan välitys Heti kun yhteys on muodostettu, voidaan aloittaa kaksisuuntainen liikennöinti (duplex). TCP-protokolla vastaanottaa dataa sovelluskerroksen protokollalta. Yhteyden sulkeminen Kuten aloitettaessa, TCP-protokolla lopettaa yhteyden useammassa vaiheessa. Laite, joka haluaa lopettaa yhteyden lähettää vastapuolelle paketin, jossa lopetus-bitti on asetettu. Paketin vastaanottava laite siirtyy tilaan CLOSE-WAIT ja lähettää kuittauspaketin. Vastaanotettuaan paketin alkuperäinen lopetusta haluava laite siirtyy tilaan FIN-WAIT-2. Tämän jälkeen vastaanottava laite lähettää vielä dataa, mikäli sitä on jälkellä ja samalla oman lopetuspyynnön. Sen jälkeen lopettava lähettää vielä kuittauspyynnön ja odottaa hetken ennen sulkeutumista. Kuittauspyyntö asettaa vastaanottajan CLOSED-tilaan.

Tiedonsiirrossa tällainen toimintatapa tuntuu aika työläälle ja TCP-yhteyttä ei voidakaan hitautensa takia suositella esimerkiksi multimedian siirtoon.

http://koti.mbnet.fi/mrin/paattotyo/tcp.html

Kotitehtävä 4

Tunneilla käytiin läpi erilaisia siirtoteitä ja siirtoteillä käytettyjä tiedonsiirtomenetelmiä. Valitse jokin “tuttu” järjestelmä (esim. Oppimispäiväkirjaan valitsemasi, GSM, GPS, Digi-TV). Etsi verkosta tietoa kuinka juuri kyseisessä järjestelmässä tiedon siirto on hoidettu. Esim. Fyysinen siirtotie, Bittien esitys siirtotiellä, Modulointi etc. tekniikka, Datan esitysmuoto vs. signaalit

Luentopäiväkirjassa otin esille puhelinliikenteen, joten tutustun GSM- järjestelmään.

GSM (Global System for Mobile Communications) on tekniikaltaan täysin digitalisoitu 2G-metkapuhelinverkko. Taajuusalue oli alunperin 900 MHz, mutta käytön lisääntyessä se sai käyttöönsä myös 1800 MHz alueen. Tarkempi taajuus on operaattorin valitseman ja se jaetaan aikaslotteihin yksilöllistä puhelimenkäyttöä varten. Tämä sallii kahdeksan täysinopeuksisen tai 4:n puolinopeuksisen kanavan käytön radiotaajuutta kohti. Nämä aikaslotit ovat jaettu aikajakokanavoinnilla ja kanavan data rate on 270,883 kbit/sekunnissa ja aikakehyksen kesto on 4,6 ms.

Kotitehtävä 5

Käyttöskenaariot

Muodosta tietoverkkojen käyttöskenaario yhteen seuraavista ympäristöistä: Koti, Koulu, Kaupungin keskusta tai Lentokenttä. Mieti millaisia haasteita eri ympäristöt asettavat kommunikoinnille. Kuinka kurssilla opitut asiat tukevat eri ympäristöissä tapahtuvaa kommunikointia. Millaiset asiat muodostuvat näissä eri ympäristöissä merkittäviksi. Millainen verkkorakenne sopii ympäristöön ?

Koti

Kotiympäristöni tietoverkosto muodostuu seuraavista tekijöistä: - kannettana tietokone - PC - kännykkä - taulutelevisio - tulostin

PC ja kannettava ovat yhdistetty internetiin ADSL-modeemin kautta, kannettava WLAN:n avulla. Kännykällä on yhteys bluetoothin kautta tarvittaessa joko kannettavaan tai pöytäkoneeseen. Taulutelevisio on yhdistetty sekä kannettavaan, että pöytäkoneeseen ja tulostimelle on yhteys vain pöytäkoneesta. Kotiympäristö on haasteiltaan melko yksinkertainen. Tietenkin nopeus ja käyttäjäystävälliset toiminnat ovat tärkeitä. Protokollien määrä on varmasti aika iso, kun tässäkin verkossa on niin monenlaisia laitteita ja erilaisia siirtotarpeita (media, internetdata, tulostusdata jne.)

0339194koti.pdf

Ajankäyttö viikottain

Luentoviikko: 1 Lähiopetus 7 h, Kotitehtävät 2,5 h

2 Luentoviikko: Lähiopetus 3,5 h Kotitehtävät 2h

3 Luentoviikko: Lähiopetus 7 h Kotitehtävät 3 h

Tenttiviikko: Kotitehtävät ja tentti 25 h

Palaute

Kotitehtävät ok, erityisesti tuo sähkövirtajuttu voisi antaa muillekin enemmän kuin kurssilla puhuttu.