meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja CT30a2001 - Asko Tarkiainen

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.

Tietoliikenteellä käsitän erilaisen tiedon siirtämistä erilaisia sähköisiä tiedonsiirtotapoja käyttäen. Tieto siirtyy siten dataverkkojen kautta, joista mieleen tulee erilaisina tekniikoina Frame-relay, adsl, WiFi / WLAN, LAN, @450, WiMax, gsm, gprs. Perusjakona siis langallinen ja langaton tiedonsiirto. Tietoliikenteeseen liitty useita toimijoita; verkon omistaja, operaattori, asiakas. Tietoliikenne toteutetaan yhdistämällä erilaisia verkkoja erilaisilla laitteilla; kytkin, reititin, tukiasema. Tietoliikenteen merkitys on korostunut nykypäivän liiketoiminnassa erittäin tärkeäksi sillä suurin osa liiketoimintaan liittyvästä tiedonvaihdosta on riippuvainen toimivasta tietoliikenteestä. Raha-, tilaus-, laskutusliikenne. Mikäli tietoliikenne ei toimi, liiketoimintaan tulee toiminnnasta riippuen suuria häiriöitä, johtaen jopa liiketoiminnan keskeyttämiseen. Siksi tietoliikenteen toimivuus oltava 100%.

=== Luentoyhteenvedot ===

Luentopäivä 1:

Mitä opin, mikä oli päivän tärkein sanoma, …

Ubiikkiläsnä-äly on tulevaisuutta, osin jo täällä. Tätä tukee erilaisten tietoverkkojen yhdistyminen. Palveluiden merkitys on korostunut huomattavasti. Enää ei ole insinöörivetoista laitekikkailua, vaan loppukäyttäjien tarpeet ovat ne jotka ohjaavat laitesuunnittelua. Palvelut tarvitsevat tietoliikenneverkkoja ja verkkojen kehittyminen tukee taas palveluiden kehitystä.

Lähetetty data ei ole täsmälleen sama kuin vastaanotettu data. Jo pelkästään tämä vaikeuttaa informaation täsmällisyyttä, tällöin konteksi tulee tärkeämmäksi. Näin ollen lähettäjän tulee tuntea vastaanottaja jollain tasolla, tason tulee olla suoraan verrannollinen tiedon arvoon

Kerrosmallit, protokollat

Kukin lähettäjän kerros toimii aina samalla protokolla kuin vastaanottaja vastaava kerros. Eri kerrokset käyttävä eri prokollia. Ja verkossa kulkevien pakettien tunnistus header -tietojen avulla avasi lisää tietoa vaikka se jollain tasolla oli ymmärretty.

Tärkeintä on kuitenkin ollut oppia näitä asioita nyt tarkasti kun on joutunut työelämässä opettelemaan kantapään kautta. Työelämässä näihin törmää koko ajan ja asioiden parempi sisäistäminen tukee vahvasti työelämän osaamista.

Luentopäivä 2:

Standardointi

Standardoinnista on etuja ja haittoja, joten yleensä päädytään kompromissiin. Standardeja laativat standardointiorganisaatiot ja erilaiset yhteistyöfoorumit.

Data transmission – tiedon siirto

Johtimella tai johditon tiedonsiirto. Kaista = on ne taajuudet joita signaali käyttää. Tehollinen kaistanleveys on se missä suurin osa energiasta on. Mitä nopeammin tietoa siirretään, sitä leveämpi kaista.

Tiedonsiirron nopeutus onnistuu bitin leveyttä pienentämällä ja lisäämällä tasoja eli montako signaalia viedään sekunnin aikana; bit/s. Bittiä kaventamalla heikennetään tiedon tarkkuutta.

Johdoissa kulkee jotain kanttiaallon näköistä. Joten puhutaan taajuuksista. Ei välitetä aikatasoista niin paljon vaan taajuusalueesta ja kaistan leveydestä.

Taajuutta lisäämällä saadaan tarkempaa tietoa. Langattomat järjestelmät ovat kaistanleveysrajoitettuja järjestelmiä

Kun operaattori myy nopeutta, on se rajoitettu kaistanleveyteen.

Näiden asioiden ymmärtäminen vaati jo aineiston kertaamista ja asian hahmottamista rauhassa vielä uudelleen

Siirtotiet - siirtomedia

Pääpointti: nopeus ja etäisyys ovat toistensa vastakohtia. Radiohorisontti on pidemmällä kuin optinen horisontti. Oleellista on ymmärtää siirtoteiden rajoittuneisuus ja sen riippuminen käytettävästä johtimesta. Tulevat tiedonsiirtotiet ovat valokuitu ja ilmatie.

Signaalit

Oleellista on tietää oikea menetelmä signaalin vastaanottoon jotta tieto tulee oikein.

Vastaanottajan näkökulmasta tärkeimmät kolmea asiaa ovat; milloin bitit alkaa, signaalin kesto, monta taso. Näiden perusteella saadaan oikea arvo signaalille. Signaaleja linjakoodataan siirtoa varten erilaisilla tekniikoilla kuten NRZI ja Manchester. Scrambling –tekniikka pyrkii siihen että signaali vaihtuu useaan, niin että peräkkäisiä ykkösiä tai nollia tulee mahdollisimman vähän. B8ZS scrambling vaikuttaa 8 bitin jonon muuntoon ja HDB3 4 bitin jonon muuntoon. Mitä enemmän on muutoksia, sen paremmin synkronointi onnistuu. Digitaalinen signaali – analoginen signaaali

Digitaalinen signaalinen muutetaan analogiseksi moduloimalle signaalia. Modulointitapoja on ASK, FSK ja PSK, eli amplitudinmodulointi, taajuusmodulointi ja vaihemodulointi.

Analoginen signaali – digitaalinen signaali

Pulssikoodimoduloinnissa näytteitä pitää ottaa kaksi kertaa kaistan leveys, niin analoginen signaali voidaan vastaanotto päässä rekunstroida. Deltamoduloinnissa katsotaan vain muutosta. etuna.

Oppimisen kannalta tuli valtavan paljon tietoa selkeästi esitettynä ja avasi esimerkiksi WLAN –tekniikan toimintaa huomattavasti, kuin myös ADSL –tekniikan toimintaa.

Asynkroninen ja synkroninen tiedonsiirto

Synkroninen tiedonsiirto: kellojen synkronointi, kehykset, aloituslippu, kontrollilippu, dataa iso kenttä, kontrollilippu, 8bitin lippu

Virheitä tulee aina, ja siihen tarvitaan menetelmiä virheen tunnistamiseen. Pariteettibitti, on heikko menetelmä. Tarkistuslaskenta, antaa kohtuullisen keinon havaita virhe CRC on yksi yleisimpiä ja helpoimpia tapoja laskea.

Luentopäivä 3:

Kanavointi - linkeillä

FDMA Radiokanavat, ADSL

TDMA Kun kehyksiä tulee riittävän nopeasti niin tule pätkimistä vaan saadaan yhtäjaksoinen signaali. GSM verkko 8 puhelua per taajuus

Pulssikanavamodulointi Kaistojen ei tarvitse olla samankokoisia, vaan “tavara” ajetaan kehyksen sisään. Vuonvalvontaa ei tarvita koska kananan koko on nopeuden perusteella tiedossa koko ajan. Linkkien välillä ei tarvita protokolla. Ei sisällä virheenkorjausta, vaan tekeen uudelleenlähettämispyynnön.

CDMA Taajuushyppely tai suorasekvensointi

WDM Aallonpituuksia valokuidussa

Verkot

Linkit ovat yksittäisiä yhteyksiä kahden laitteen välillä. Kun käsitellään useita peräkkäisiä linkkejä, käsitellään silloin verkkoja.

Kytkentäiset verkot Node, station

Piirikytkentä saa aikaan reaaliaikaisen yhteyden, pakettikytkentä käyttää tehokkaasti verkkoa hyväkseen, tehokkaammin kuin piirikytkentä. Pakettikytkennässä on kaksi kytkentatapaa: tietosähke ja virtuaalipiiri.

Kytkentäiset verkot olivat jo tutumpi asiat mutta oikeastaan kurssin merkittävin oppiminen tuli kanavoinnin kautta. Se avasi kaikista eniten asioita ja kanavoinnin tajuamisen kautta muutkin asiat aukesivat paljon paremmin. Siksi kotitehtävätkin pitkälti kulkevat juri tuon kanavoinnin kautta.

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus:

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

Oheisessa kuvassa on kuvattu kodin erilaisia yhteyksiä verkkojen kautta maailmalle. Ensisijainen tapa on @450 verkko koska itse sellaista käytän asuessa haja-asutusalueella johon ei perinteisiä adsl -liittymiä ole saatavana eikä myöskään WiMax tekniikka toimi maaston vuoksi. Toisena yhteystapana on matkapuhelintekniikka ja siinä on erilaisia tapoja. Eniten lähinnä kiinnostaa kuinka tuo langaton tekniikka sinällään toimii tukiasemaan asti josta se lähtee eteenpäin taas lankaverkossa.

kotitehtava1_askotarkiainen0352832.pdf

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus:

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.

Oman mielenkiinnon mukaan lähden kuvaamaan kuinka nettisivujen sisältö siirtyy matkapuhelimeen 3g verkossa.

Käytössäni on Nokia E71 matkapuhelin, operaattorina on DNA ja palveluna on kytketty DNA Matkanetti 1M. Lähden kuvaamaan kuinka tällä laite- ja palveluyhdistelmällä kytkeydytään matkapuhelinverkkoon. Ensimmäisenä tehtävänä tässä tuli selvittää keskeisemmät käsitteet.

Nokia E71 ominaisuuksiin kuuluu seuraavien tiedonsiirtotapojen tukeminen:

• Piirikytkentäinen tiedonsiirto (CSD)

• Nopea piirikytkentäinen tiedonsiirto (HSCSD)

• GPRS-luokka A, multislot-luokka 32, maksiminopeus 100/60 kbit/s (lataus/lähetys)

• EDGE-luokka A, multislot-luokka 32, maksiminopeus 296/177,6 kbit/s (lataus/lähetys)

• WCDMA 900/2100, maksiminopeus 384/384 kbit/s (lataus/lähetys)

• HSDPA-luokka 6, maksiminopeus 3,6 Mbit/s (lataus) tai 384 kbit/s (lähetys)

• WLAN IEEE 802.11b/g

• TCP/IP-tuki

• IETF SIP- ja 3GPP-standardien mukainen

Ensiksi on mainittava että Nokia E71 tukee WLAN toimintoa joten monissa tapauksissa on järkevä käyttää vapaata WLAN yhteyttä jota monissa paikoin on käytettävissä. Näin myös kotonani, jolloin webselailu on nopeampaa kun yhdistää matkapuhelimen WLAN –verkkoon.

UMTS UMTS lyhenne tulee sanoista Universal Mobile Telecommunications System. Se on ns. kolmannen sukupolven matkapuhelinteknologia (3G). UMTS on alusta asti ajateltu myös datasiirtoon. UMTSin perusdatasiirto on Rel99, joka tarjoaa 384 kb/s latausnopeuden. UMTS-verkko tarjoaa nykyään aiempaa nopeampia datapalveluita. HSDPA (3.5G) ja HSUPA (3.75G) tarjoavat lisää siirtonopeutta lataukseen ja myös verkkoon päin

HSDPA Lyhenne tulee sanoista High Speed Downlin Packet Acces. Se on matkaviestintätekniikan protokolla on joka nopeuttaa UMTS –pohjaista 3G-matkapuhelinverkkoa. Nopeutus koskee liikennettä verkosta päätelaitteelle. Käytetty nopeus on yleensä 1,8 Mbit/s, 3,6 Mbit/s, 7,2 Mbit/s tai 14,4 Mbit/s. Käytännössä tiedonsiirtonopeus jää huomattavasti alle näiden lukujen. Nopeuteen vaikuttavat käytetyt päätelaitteet ja yhteyden laatu. HSDPA vaatii toimiakseen sitä tukevan päätelaitteen.

W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access on UMTS -verkoissa käytettävä radiorajapinta. Se määrittelee esimerkiksi, kuinka mobiililaitteet kommunikoivat tukiasemine kanssa ja miten signaalit moduloidaan.

W-CDMA tukee kahta perustekniikkaa: FDD:tä (Frequency-division duplexing) ja TDD:tä (Time-Division Duplex). Molemmat ovat Full-Duplex tekniikka jotka tukevat tiedonsiirtoa molempiin suuntiin.

FDD-tekniikka perustuu siihen, että myötäsuunnalle ja paluusuunnalle on annettu omat 5 MHz:n taajuusalueet, joita päätelaitteet ja tukiasemat voivat käyttää. Taajuudet 1920-1980 MHz on varattu paluusuunnan käyttöön ja taajuudet 2110-2170 MHz myötäsuunnalle. Tämä mahdollistaa noin 250 samanaikaisen puhekanavan käyttämisen.

TDD-tekniikassa puolestaan samaa taajuusaluetta käytetään tiedonsiirrossa molempiin suuntiin. Siirrossa toimitaan vuorosuuntaisesti samalla taajuusalueella ja tätä tekniikkaa varten on varattu taajuusalueet 1900-1920 MHz sekä 2020-2025 MHz. Tämä sallii vain noin 120 yhteyttä, mutta se myös vaatii vain puolet kaistanleveydestä.

FDD toimii hyvin äänipuheluiden kanssa, mutta ei yhtä hyvin nopean datan kanssa. TDD on epäsymmetrinen, sopii internetin yhteyksiin ja raskaiden tiedostojen lataamiseen. Taloudellisten ja teknisten resurssien takia molempien ylläpitäminen operaattoreille liian kallista joten FDD on käytetympi.

WCDMA perustuu CDMA-hajaspektritekniikkaan, joka WCDMA-järjestelmässä toteutetaan suorasekvenssimenetelmällä. OSI- mallin alimmalla, fyysisellä kerroksella tapahtuu hajautus / modulointi. Kuinka tiedonsiirto sitten tapahtuu päätelaitteesta internetverkkoon. Siihen tarvitaan useampia rajapintoja. Päätelaitteen (Nokia E71) ja tukiaseman välinen rajapinta toteutetaan W-CDMA tekniikalla. Sen jälkeen seuraavana rajapintana on tukiaseman ja radioverkko-ohjaimen välinen rajapinta. Radioverkko-ohjaimen ja runkoverkon välille syntyy myös rajapinta. Näissä rajapinnoissa käytetään erilaisia protokollia.

Oppimisen kannalta oli tärkeää tutustua syvemmin matkapuhelinteknologiaan sillä työssä hallinnoin matkapuhelinliittymiä. Ja oppimisen kannalta oli hyvä opiskella nämä tämän kotitehtävän kautta, sillä jatkossa kursilla näitä tuli vastaan. Silloin näiden ja vastaavien tekniikoiden oppiminen oli paljon helpompaa.

Kotitehtävä 3

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.

Esitä www-osoite käyttämääsi protokollaan.

Työtehtävissä olen tutustunut IP -osoitteiden ihmeelliseen maailmaan, ja näissä nimenomaan kiinteisiin IP -osoitteisiin. Kotioloissa näitä harvemmin tapaa vaan IP tulee aina operaattorilta DHCP:n kautta, siksipä tutustun tähän protokollaan vähän lisää.

DHCP (lyhenne sanoista Dynamic Host Configuration Protocol) on verkkoprotokolla, jonka yleisin tehtävä on jakaa IP-osoitteita uusille lähiverkkoon kytkeytyville laitteille. Ylläpitäjä eli interoperaattori tässä tapauksessa antaa tietyn IP-osoiteavaruuden, jolloin jokainen laite pyytää käynnistyksen yhteydessä DHCP-palvelimelta oman IP-osoitteen. Annettu osoite on voimassa ennalta määrätyn ajan. Menettely yksinkertaistaa asiakaskoneiden asetuksien hallintaa huomattavasti.

DHCP sijoittuu OSI -mallissa verkkokerrokseen, joka välittää ylempien kerrosten tietoliikennepaketteja tietokoneiden välillä, tarjoten päästä päähän yhteyden erilaisten verkkoratkaisujen ylitse.

DHCP on määritelty standardissa RFC 1531 ( http://tools.ietf.org/html/rfc1531 .

DHCP:n rakenne:

 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |     op (1)    |   htype (1)   |   hlen (1)    |   hops (1)    |
 +---------------+---------------+---------------+---------------+
 |                            xid (4)                            |
 +-------------------------------+-------------------------------+
 |           secs (2)            |           flags (2)           |
 +-------------------------------+-------------------------------+
 |                          ciaddr  (4)                          |
 +---------------------------------------------------------------+
 |                          yiaddr  (4)                          |
 +---------------------------------------------------------------+
 |                          siaddr  (4)                          |
 +---------------------------------------------------------------+
 |                          giaddr  (4)                          |
 +---------------------------------------------------------------+
 |                                                               |
 |                          chaddr  (16)                         |
 |                                                               |
 |                                                               |
 +---------------------------------------------------------------+
 |                                                               |
 |                          sname   (64)                         |
 +---------------------------------------------------------------+
 |                                                               |
 |                          file    (128)                        |
 +---------------------------------------------------------------+
 |                                                               |
 |                          options (312)                        |
 +---------------------------------------------------------------+
                  Format of a DHCP message
                

Yllä olevassa kuvassa termien perässä oleva luku on bittien määrä.

DCHP-sanoma rakenteen termit; lyhenne, englanti, suomi

op Operation Code Sanomatyyppi

ilmoittaa, onko kysymyksessä dhcp-kysely vai -vastaus

htype Harware Type Laiteosoitteen tyyppi

Ilmoittaa, mistä laitteesta dhcp-kysytään.

hlen Hardware Addres Legth Laiteosoitteen pituus

hops Hops Hyppyjen lukumäärä

Laskuri on nolla dhcp-sanoman lähtiessä kohti työasemaa. Kaikki välitysagentit kasvattavat laskuria eli kentän perusteella palvelin tietää, onko sanoma kulkenut jonkin välitysagentin kautta.

xid Transaction Identifier Tapahtumanumero

Kyselyt ja vastaukset voidaan yhdistää toisiinsa.

secs Secons Aika

Ilmoittaa ajan sekunteina, milloin työasema lähetti ensimmäisen kyselyn asetustietojen hankkimisesta.

flags Flags Liput

Lippukentässä voi työasema yhdellä määritellyllä bitillä pyytää vastaukset braodcast-viestinä. Ko. ominaisuuden ansiosta tcp/ip pinot, jotka eivät osaa vastaanottaa laiteosoitteellaan varustettuja sanomia ennen iposoitetietoja, voivat käyttää dhcp-ominaisuutta.

ciaddr Client IP Addres Asiakkaan IP-osoite

IP-osoite, joka on saatu dhcp-palvelusta.

yiaddr “Your” IP Addres Palvelimen tarjoama IP-osoite

IP-osoite, jota palvelin tarjoaa.

siaddr Server IP Addres Palvelimen IP-osoite

giaddr Gateway IP Addres Reitittimen IP-osoite

Välittää työasemalle reitittimen (yhdyskäytävän) iposoitteen.

chaddr Client Hardware Addres Asiakkaan laiteosoite

Voidaan uudelleen antaa samalle laitteelle samat dhcptiedot.

sname Server Name Palvelimen Nimi

Ilmoittaa dhcp-palvelimen netbios-nimen.

file Bootfile Name Tiedoston nimi

options Options Optiot

Oppimisen kannalta nyt tiedän että DHCP ei tule noin vain jostain, vaan sen hyvin selkeästi määritelty. Ja tämä avasi paljon eri protokollien tulkintaa, on paljon helpompi nyt tutkia mitä tahansa verkkoprotokollaa.

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus:

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

Aiemmissa tehtävissä perehdyin jo matkapuhelintekniikkaan, joten päätin perehtyä DIGI-TV tekniikkaan sillä tuossahan se olohuoneessa joka ilta on auki ja välillä houkuttelemassa pois opintojen parista. Näiden kahden viimeisen tehtävän teko jäi vasta tentin jälkeen sillä ikävänlaisesti on vaivannut flunssa kaksi viikkoa ja sen jälkeen päälle alkoi sarjoittaisen päänsärkyn ( http://www.migreeni.org/perustietoa/sarjoittainen.html ). Kerroin tuo siksi että opiskelu, myös tämän kurssin tehtävät, ovat opettaneet hyvään tiedonhakuun ja analysointiin. Nyt löytyi pitkään vaivanneeseen kipuun hoitokeinot, ja pääsee taas opiskelemaankin.

Digi –TV

Tarkastelen Digi –TV:tä tietoliikenteen näkökulmasta ja keskityn maanpäälliseen digitaaliseen lähetysjärjestelmään ihan siitä syystä että kotona vastaanotan kuvaa tämän järjestelmän kautta.

DVB-T (Digital Video Broadcasting, Terrestrial) eli maanpäällinen digitaalinen lähetysjärjestelmä. Digitaalinen signaali muunnetaan D/A-muuntimella (digital to analog converter) analogiseksi kantataajuiseksi OFDM-signaaliksi, jonka lähetysjärjestelmän lähetin lähettää kantoaaltona. Tämä on seuraavissa kappaleissa kuvattu tarkemmin. Järjestelmä lähettää pakattua digitaalista audio/video-lähetettä käyttäen OFDM-modulaatiota (COFDM). OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing) eli DMT-modulointi (Discrete Multitone) perustuu tiedon siirtoon lukuisilla toisiaan häiritsemättömillä taajuuskanavilla yhtä aikaa. Samaa tekniikka käyttää ADSL. OFDM –menetelmä taas perustuu Fourier –käänteismuunnokseen, joka matematiikassa käytetty jatkuva integraalimuunnos. Fourierin –muunnos perustuu oletukseen, että mikä tahansa jatkuva riittävän säännöllinen funktio voidaan esittää siniaaltoisten funktioiden integraalina ja diskreettiarvoinen funktio vastaavasti näiden summana.

Kantoaallon modulointiin käytetään QPSK:ia, 16-QAM:ia ja 64-QAM:ia. DVB-T:n häiriönsieto perustuu ennen modulointia tapahtuvaan virheenkorjausbittien lisäämiseen.

Taajuuskanavien määrä ja kussakin kanavassa kerralla siirrettävien bittien määrä vaihtelee. Kanavia on yleensä useita kymmeniä, joskus useita tuhansia. Esimerkiksi 16-QAM-modulaatiota käytettäessä erilaisia vaiheen ja voimakkuuden arvoja on 4×4, jolloin yhden taajuuskanavan sisällä voidaan siirtää log2(4 * 4) = 4 bittiä. Eri kanavilla voi käyttää erilaisia modulaatiotapoja. Suomessa modulointiin käytetään QPSK:ia, 16-QAM:ia ja 64-QAM:ia. Suomessa käytetään 8k- ja 2k-järjestelmiä, missä 8k-järjestelmässä kantoaaltoja on 6 817 kappaletta ja ne ovat 1 116 hertsin välein. Lähdekoodaukseen käytetään MPEG-2 -koodausta ja nykyään myös MPEG-4:ää eli H.264:ää. Vastaavasti kantoaalto vastaanotetaan antennin avulla. Tv-antennin tulee olla UHF-kelpoinen eli sen tulee kattaa kanavat 21-69. Mitään erityistä digitaalista antennia ei ole olemassa. Teräväpiirtolähetykset lähetetään VHF-taajuuksilla kanavilla 5-12. UHF- ja VHF-antennit kuuluvat molemmat YAGI-antenneihin, joiden peruselementtinä on dipoli. Dipoli on antennin osa, johon antennikaapeli kytketään. Vastaanottoon voidaan myös käyttää sisäantennia tai logaritmiperiodista antennia, nämä vaativat hyvät signaalin vastaanotto-olosuhteet.

Antennikaapelin kautta (koaksaalikaapeli) signaali tulee vastaanottimeen joka on joko erillinen ”digiboxi” tai TV joka suoraan valmis vastaanottamaan ko. signaalia. Vastaanottimen A/D –muunnin (analog to digital converter) muuntaa analogisen signaalin takaisin digitaaliseksi. Demoduloinnissa käytetään diskreettiä Fourier-muunnosta: yhtä symbolia vastaavaan lohkoon kuuluvat A/D-muuntimelta saatavat näytteet muunnetaan kerralla taajuuskanavien voimakkuutta ja vaihetta kuvaaviksi kompleksiluvuiksi. Kanavan kompleksilukua lähinnä vastaava bittikuvio valitaan demodulointitulokseen. Suomessa lähetystekniikasta huolehtii Digita, joka lähettää neljää eri kanavanippua. Kanavanippu A on varattu Yleisradio Oy:n käyttöön. Kanavaniput B, C ja E on varattu toimiluvanvaraiseen käyttöön. Kanavanippu D on varattu mobiili-tv-käyttöön. Kanavanippujen keskitaajuudet ovat 482 MHz – 786 MHz.

Kotitehtävä 5

Tehtäväkuvaus:

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 ?

Käyttökohteeksi valitsen Kodin jo sillä perusteella että aiemmat tehtävät ovat jo osin kuvanneet niitä tiedonsiirtotapoja joita siellä käytetään (matkapuhelinverkko ja digi-tv.

Asun haja-asutusalueella ja näin ollen kaikki tietoliikennetekniikoita ei ole ollut käytettävissä. Tämä onkin saanut aikaan sen että on joutunut jo aiemmin tutustumaan ”maallikkona” erilaisiin tiedonsiirtomuotoihin. Esimerkiksi ADSL –liittymää ei tänne saa koska matka lähimpään operaattorin jakamoon on yli 5 km joka näin sulkee tämän vaihtoehdon pois jo ihan teknisesti. Varsinainen puhelinkaapeli vielä paikalle tulee, mutta liittymä on vuosia sitten irtisanottu. Puhelut kulkevat siten matkapuhelimen kautta, normaali gsm toimii. 3G kuuluvuus ei nykyisellä operaattorilla yletä tähän kiinteistöön. Noin 150 metrin päässä 3G voisi toimia lisäantennilla mutta mikään kaapelointi ei välitä signaalia sieltä asti ja toisaalta ei viitsi lisäantennia asentaa keskellä lampea. Tässäpä olikin haastetta kerrassaan lähetä miettimään millaisia muita vaihtoehtoja olisi tietoliikenneliittymällä jota tarvitsen niin opiskelua, etätyöskentelyä kuin vapaa-aikaa varten. Seuraavana vaihtoehtona tuli Wi-Max. Wi-Max (Worldwide Interoperability for Microwave Access) on langaton laajakaistatekniikka joka soveltuu alueille joissa ei johtimellista yhteyttä kalleuden takia kannattaa järjestää. Teoreettinen kantama voi optimaalisissa olosuhteissa olla jopa viisikymmentä kilometriä – käytännössä kolmenkymmenen kilometrin ylittäminen lienee kuitenkin epävarmaa, ja yhteydet yli 20 kilometrin etäisyyksiltä vaativat toimiakseen suoran näköyhteyden tukiasemaan. Kantamaan vaikuttavat radioaaltojen etenemistä vaimentavat fyysiset esteet sekä vaikeat sääolosuhteet, kuten vesi- tai lumisade ja sumu. Minun tapauksessa yhteyttä ei onnistuttu saamaan lähimpään tukiasemaan joka on noin 10 kilometrin päässä. Vaikka antenni nostettiin 8 metrin korkeuteen ja paikka on 131 metriä merenpinnasta ja lähialueen korkeimpia paikkoja, ei yhteys onnistunut. Sen verran kuitenkin täällä vielä perämetsiä on että estävät, kun tukiasema ei ole oleellisesti korkeammalla kuin tämä paikka. Viimeiseksi vaihtoehdoksi jäi tavallaan vanha tekniikka joka on elvytetty uuteen käyttöön; @450 –verkko. Se on Digitan hallinnoima laajakaistaverkko, jolla saadaan 1 Mbit/s nopeus. Tämä tekniikka toimii oikein hyvin, ja hyvä puoli on että se toimii käytännössä missä vain. Huonompi puoli Digitan 1.6.2010 ilmoitus ettei se enää itse jatka liiketoiminta tämän verkon osalta. Käyttäjiä on vain 18 000. Näin ollen skenaarion on aika huono sillä tänne alueella ei ole vielä edes suunnitelmia kuituverkon rakentamista. Lisäksi sen kustannukset tulevat olemaan todella suuret sillä liittymismaksut tulevat olemaan tuhansia euroja ja itse pitää vielä kustantaa kuidun rakentaminen omaan kiinteistöön joka todennäköisesti olisi noin 750 metriä. Järkevin vaihtoehto olisi 3G –verkon kuuluvuuden parantuminen, joka on todennäköistä sen takia että matkaa valtatie viitoselle on linnuntietä reilu kilometri. Valtateiden varret kuitenkin lähitulevaisuudessa tullaan kattamaan myös 3G – kuuluvuuteen. Yhtenä vaihtoehtona oli vuosia sitten esillä sähköverkko, mutta jo luennoilla sainkin hyvän vastauksen asiaan. Häiriöitä on liikaa sähköverkossa jotta tarpeeksi luotettava tapa tietoliikenteelle voitaisiin taata.

Kun nyt kuitenkin on tietoliikenne saatu kiinteistöön @450 –tekniikalla katolla olevan antennin kautta päätelaitteeseen, niin siitä eteenpäin sisäverkko on toteutettu WLAN –tekniikalla. Yksi hyvä puoli taas maalla asumisesta tulee, ei tarvitse naapureiden takia WLAN –signaalia salata.. Tuon WLANin kautta voin kytkeä matkapuhelimen internettiin. Myös käytössä oleva PS3 on kytketty WLANin kautta nettiin. Samsung –televisio on kytketty nettiin ethernetkaapelin kautta.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1
    • Lähiopetus x 7h
    • Valmistautumista lähiopetukseen y 2h
    • Kotitehtävien tekoa z 10 h
  • Luentoviikko 2
    • Lähiopetus x 7h
    • Valmistautumista lähiopetukseen y 1h
    • Kotitehtävien tekoa z 10 h
  • Luentoviikko 3
  • Lähiopetus x 7h
    • Valmistautumista lähiopetukseen z 2h
    • Kotitehtävien tekoa z 10 h
    • tenttiin lukua 50h

Kurssiin käytetty aika tuossa noin tunteina, enemmän kyllä taisi mennä mutta kun ei kirjaa ole tullut pidettyä.


Palaute

Hyvät kotitehtävät. Selkeästi haettu ja etsitty itseä kiinnostavia asioita.

Pääsivulle