meta data for this page
  •  

Salopaasi Hanna, the magical wiki

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.

Mitä on tietoliikennetekniikka? Mitä ovat tietoverkot?

-tiedon siirto/välitys ja sen keinot → protokollat, TCP/IP, OSI, UDP etc.

-verkon rakenne/suunnittelu, langallinen vs. langaton

-WLAN, LAN, ADSL

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Mitä opin, mikä oli päivän tärkein sanoma, …

-kerrosmalli

-protokolla

Luentopäivä 2:

-siirtotiet, linkit

-analoginen vs. digitaalinen signaali ja signaalin muunto

Luentopäivä 3:

-miten/mistä verkot muodostuu

-erilaisia lähiverkon malleja (mm. tähti, puu)

-linkkien välinen “kommunikointi”/mitä reittiä(lyhin/halvin/yms.) data siirtyy

(Luentopäivä 4:)

Kotitehtävä 1

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

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Kotitehtävässä 2 keskitytään johonkin oleelliseen osaan kokonaisuudesta (oman mielenkiinnon mukaan valittavissa) ja skenaarion/käyttötapauskuvauksen avulla selvitetään mitä ko. osa-alueella oikeasti tapahtuu.

(En oikein hoksannut, mikä tämä “oleellinen osa kokonaisuudesta” voisi olla, joten en osannut muuta kuin ottaa esimerkiksi käytetyn GPS:n, jota en pidä kovin mielenkiintoisena eikä mielenkiintoa riittänyt tutustua kovinkaan laajasti aiheeseen.)

Skenaario Olen liikkeellä merellä, pimeä yllättää ja eksyn väylältä. GPS-vastaanotin ottaa yhteyttä 3-4 lähimpään satelliittiin ja määrittää koordinaatit, joissa olen. Vastaanotin siirtää koordinaattitiedot NMEA 0183-protokollaa käyttäen läppärilleni, jossa merikarttaohjelmalla näen sijaintini ja voin navigoida turvallisesti kotisatamaan.

GPS GPS:ää (Gloal Positioning System) käytetään yleisimmin oman sijainnin paikantamiseen ja myös lähettimien(esim. eläinten seuranta) seuraamiseen/paikantamiseen. Parhaiten näin Etelä-Suomen oloissa paikannus toimii meriolosuhteissa, joissa saadaan helpohkosti yhteys tarvittavaan määrään satelliitteja.

Vastaanotin käyttää hyväkseen satelliittien lähettämien signaalien saapumisaikoja määrittääkseen etäisyytensä kyseisistä satelliiteista täten määrittäen sijaintinsa satelliittien muodostaman alan keskeltä, niin kutsuttu kolmiolaskenta vaikka neljättä satelliittia käytetään varmentamaan mm. vastaanottimen kello. Näin saavutetut koordinaatit muutetaan käyttäjälle sopivaan muotoon, yleensä pituus- ja leveyspiiriin. GPS:llä voidaan paikantaa myös määränpää, johon halutaan mennä, mutta se ei itsessään kerro mitään välimatkan maastosta, joten avuksi tarvitaan lähes aina kartta (joissakin vastaanottimissa on myös sisäänrakennettuna).

Kotitehtävä 3

Tehtäväkuvaus: Valitse haluamasi aihealue (esim. omasta terminologiastasi/aihepiirilistasta (oppimispäiväkirja)) Etsi aihepiiriin liittyvä protokolla Tutustu protokollaan (rakenne, logiikka, viestit, …) ja mieti kuinka protokolla vaikuttaa valitsemasi aihepiirin toimintaan.

GPS:n ja tietokoneen välinen tiedonsiirto NMEA 0183-protokolla

NMEA 0183 on ASCII protokolla, jossa on yksi lähettäjä ja (mahdollisesti) useita vastaanottajia. Protokollaa käytetään mm. GPS:n ja tietokoneen välisessä kommunikoinnissa. “Lause” alkaa aina $-merkillä, seuraavat viisi merkkiä kertovat puhujan/lähettäjän identiteetin(2) ja viestin tyypin(3). Kaikki seuraavat datakentät ovat pilkkujen erottamat ja jos data ei ole saatavilla vastaava kenttä sisältää arvon NUL-tavua(tyhjä). Viimeistä datakenttää seuraava merkki on asteriski (*), jota seuraa $ ja * välissä olevista merkeistä laskettu 16-järjestelmäinen tarkistussumma. <CR><LF> päättää viestin.

Esimerkki kommunikoinnista:

$GPRMC,060001,A,3348.795,N,11754.064,W,000.0,000.0,110698,013.7,E*62

$GPRMB,A,,,,,,,,,,,,V*71

$GPGGA,060001,3348.795,N,11754.064,W,1,07,1.0,65.8,M,-31.9,M,,*4F

$GPGSA,A,3,14,15,16,18,22,25,29,,,,,,2.2,1.0,1.9*38

$GPGSV,2,1,07,14,70,322,55,15,31,212,53,16,32,317,54,18,10,282,47*7C

$GPGSV,2,2,07,22,40,120,53,25,36,045,52,29,28,073,50,,,,*4B

$PGRME,19.5,M,44.7,M,48.8,M*10

$GPGLL,3348.794,N,11754.064,W,060002,A*3E

$PGRMZ,217,f,3*1F

$PGRMM,WGS 84*06

$GPBOD,,T,,M,,*47

$GPRTE,1,1,c,0*07

$GPRMC,060003,A,3348.794,N,11754.064,W,000.0,000.0,110698,013.7,E*61

$GPRMB,A,,,,,,,,,,,,V*71

$GPGGA,060003,3348.794,N,11754.064,W,1,07,1.0,66.2,M,-31.9,M,,*45

$GPGSA,A,3,14,15,16,18,22,25,29,,,,,,2.2,1.0,1.9*38

$GPGSV,2,1,07,14,70,322,56,15,31,212,53,16,32,317,54,18,10,282,47*7F

$GPGSV,2,2,07,22,40,120,52,25,36,045,52,29,28,073,50,,,,*4A

$PGRME,19.5,M,44.7,M,48.8,M*10

$GPGLL,3348.794,N,11754.064,W,060004,A*38

$PGRMZ,217,f,3*1F

$PGRMM,WGS 84*06

$GPBOD,,T,,M,,*47

$GPRTE,1,1,c,0*07

.

.

http://www.nmea.org/content/nmea_standards/nmea_083_v_400.asp

http://www.elisanet.fi/master.navigator/Fi_InfoNmea.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA_0183

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus: 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

GPS:n siirtotie ja käytetty tiedonsiirtomenetelmä

GPS-vastaanotin kommunikoi satelliittien kanssa radioaalloilla. Siviilikäytössä on niin kutsuttu L1-taajuusalue 1575-4200 MHz.(L2 1227-6000 MHz on sotilaskäytössä ja salattu.) GPS-satelliitit lähettävät kantoaallon päälle moduloituna niin kutsuttua näennäissatunnaista signaalia (PRN, Pseudo Random Noise). Koska siirtotienä on ilma, pitää vastaanottimella olla suora yhteys taivaalle sillä signaali ei läpäise kiinteää ainetta(esim. puita/rakennuksia).

Joitakin modulaatioita ovat jokaiselle satelliitille yksilöllinen C/A-koodi ja tieto-osa, joka sisältää paikannukseen vaadittavat tiedot eli satelliitin rata-ja kellotiedot(myöskin nk. terveystilatiedot). Jokainen satelliitti lähettää kaikkien muidenkin satelliittien tiedot. Lisäksi satelliitit lähettävät sotilaalliseen käyttöön tarkoitettua, salattua P(Y)-koodia.

C/A- ja P(Y)-koodit ovat CDMA(Code Division Multiple Access) tyyppisiä.(Tarkempaa tietoa CDMA:sta luentokalvoista 3-3.)

Kotitehtävä 5

Koti Kaksi pöytäkonetta, läppäri, modeemi(router) ja langaton reititin.

Vanhassa, kaksikerroksissessa talossa puhelinpistoke on alakerrassa ja molemmat pöytäkoneet yläkerrassa. Koneet ovat myös vastakkaisissa päissä taloa eli etäisyydet ovat kohtalaisen suuria tälle skaalalle. Modeemi on käytännönsyistä yläkerrassa sillä pidempää puhelinjohtoa on helpompaa saada kuin 10+ metristä CAT5-parikaapelia. Pöytäkoneet on yhdistetty modeemiin siis kyseisellä parikaapelilla ja modeemiin on yhdistetty puhelinjohdon lisäksi langaton reititin, joka mahdollistaa netin jakamisen myös alakerrassa sijaitsevalle läppärille. Haasteena tässä on signaalin voimakkuuden riittävyys alakertaan asti, joten läppärillä saavutettu nopeus on vain pieni osa liittymän maksiminopeudesta. Topologiana lähiverkko on siis tähti, joka sopii parhaiten kotioloihin, missä jokaisen koneen pitää pystyä toimimaan itsenäisesti(jokaisella koneella eri käyttäjä).

(Pullonkaulan tiedonsiirrolle ulkomaailmaan(Internet) asettaa yhteyden maksiminopeus, jota ei ole mahdollista nostaa tarjonnan puutteen vuoksi. Lähivuosina yhteyden on myös tarkoitus muuttua pelkästään langanttomaksi.)

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus 6h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0h
    • Kotitehtävien tekoa 2h
  • Luentoviikko 2
    • Lähiopetus 7h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0h
    • Kotitehtävien tekoa 2h
  • Luentoviikko 3
    • Lähiopetus 7h
    • Valmistautumista lähiopetukseen 0h
    • Kotitehtävien tekoa 4h
  • (Luentoviikko 4
    • Lähiopetus
    • Valmistautumista lähiopetukseen
    • Kotitehtävien tekoa)

Palautetta

Yleiskuva ihan hyvä. Parasta antia GPS protokollan selvitys ja hyvin esitetyt linkit. Oppimisen arviointi/luentoyhteenvedot lähes olemattomat. Sopivasti asiaa koostamalla olisi siitäkin voinut oppia itse tenttiä ajatellen.


Pääsivulle