meta data for this page
  •  

Vihdoin saan nämä tuotua tänne :)

Ennakkotehtävä 1.

Oma näkemykseni tietoliikenteestä on varsin perusperusperus tasolla. Tietotekniikkaan liittyviä termejä kyllä osaan yhdistää aiheeseen, mutta syventävää kertausta tarvitsen aivan varmasti. Mietin tässä aluksi, että mikä ero on tietotekniikalla ja tietoliikennetekniikalla? Olisinko oikeassa, jos kertoisin tietotekniikan olevan laajempi alue käsittäen esimerkiksi laitteistot, tietoliikenteen, verkot, järjestelmät, tietokannat. Tietoliikennetekniikaksi voisin kuvitella sitä, kun tietoa siirretään paikasta toiseen jollain keinolla toisin sanoen jotakin linjaa pitkin.

Termistöstä yhdistäisin aiheeseen esimerkiksi seuraavat - kommentti tämänhetkisestä tietämyksestä seuraa termiä:

bitti = 8 bittiä on 1 tavu analoginen lähetys = vanhanaikainen kanava = reitti, jota pitkin data kulkee koaksikaapeli, valokuitukaapeli = tiedonsiirtoon käytettäviä kanavia protokolla = kun kaksi tietokonetta/ järjestelmää keskustelee keskenään > heillä yhteinen keskustelutapa flow control = liittyy vuohon vuo = liittyy muistaakseni liikkuvan tiedon määrään ja sen hallintaan, ettei vastaanottavan koneen linjat tukkiudu lan/wlan = paikallisverkko/ ulkoverkko, mutta ei aavistustakaan mikä tarkoitus näillä on langaton lähiverkko = käytetään muun muassa liikkuvissa työpisteissä. OSI-malli = professori Heikkisen luennoilla ensimmäisenä vuonna sivuttiin mallia eli mallin seitsemän kerrosta kuvaa, kuinka palveluita tarjotaan aina ylemmälle kerrokselle

Opintopäiväkirja:

Luentopäivä 1:

Ensimmäisenä luentopäivänä en valitettavasti päässyt luennolle - kävin kuitenkin tunnollisesti monisteet läpi kotona ja sain Annelta ensimmäisten tuntien hyvät muistiinpanot. Lisäksi esimerkit luentomateriaalissa avarsivat tietämättömänkin näkemystä asiaan. Päivän tärkein anti oli ymmärtää kerrosmallit ja niiden muotoutuminen siten, että ne osat vain toimivat, joita tarvitaan. Lisäksi se, että aina tarvitaan “lähettäjä - kanava - vastaanottaja”, kun kuvataan datan siirtoa eri laitteiden välillä. Toisin sanoen lähde lähettää datan, lähetin muuttaa sen signaaliksi, data kulkee jonkun siirtojärjestelmän kautta vastaanottimelle, vastaanotin ottaa vastaan signaalin ja vastaanottaja toistaa vastaanotetun datan. Kerrosmallilla tarkoitetaan mallia, jossa tiedonsiirron tehtävä on jaettu kolmeen eri moduuliin. Mallissa on huomattavaa, että muutokset yhdellä kerroksella ei vaikuta muihin kerroksiin ja kommunikointi muiden järjestelmien kautta tapahtuu aina mallin alimman kerroksen kautta. Muita kerrosmalleja ovat esimerkiksi TCP/IP (5 kerrosta, yleisin malli) ja OSI-malli (7-kerrosta). Protokolla toimii siten, että kerrokset kommunikoivat vastinolioidensa kanssa eli esimerkiksi kuljetuskerros kommunikoi kuljetuskerroksen kanssa. Kommunikointimallin tehtäviin kuuluu tehokkaasti kanavoida lähetettävä tieto oikealle siirtotielle ja siten, että tieto on vastaanottimella ymmärrettävässä muodossa. Lähettäjä ei saa hukuttaa vastaanottajaa tietoihinsa (vuon hallinta ks. kotitehtävä 1). Vastaavasti vastaanottopään tehtävä on hallita yhteyksiä, havainnoida virheitä ja korjata niitä. Tärkeää kommunikointimalleille on myös virheistä toipuminen, tietoturvallisuus ja järjestelmien hallinta sekä ajan tasalla oleminen. Tiedonsiirto tapahtuu jonkin kommunikointiverkon kautta, esimerkiksi WAN, LAN (ks. kotitehtävä 1.). WAN verkko toimii maantieteellisesti laajalla alueella ja LAN on paikallisverkko. Protokolla on tapa, jolla tietoliikenteen osapuolet keskustelevat toistensa kanssa. Internetin tiedonsiirtoprotokolla on TCP/IP. Protokollan avulla tietoliikenteen osapuolet saadaan toimimaan samojen sääntöjen mukaan. Sääntöjen avulla määritellään esimerkiksi miten tietoa siirretään. Esimerkiksi protokollan tulisi havaita bittien vääristymät ja pystyttävä korjaamaan virheet. Tietovuonhallinta kuuluu myös protokollan hallintaan. Vuonhallinta säätelee linjalla liikkuvan datan määrää siten, että ehtii vastaanottopää ehtii käsitellä saapuvan tiedon tukkimatta omia puskureitaan. Kaiken kaikkiaan varsin kattava, mutta ymmärrettävä kokonaisuus tämä ensimmäinen luentosessio:-D

Luentopäivä 2:

Nyt pääsin luennolle ja päivä vierähti kuin siivillä. Mitä siis tänään opin ja mitä oli mielestäni tärkeää… Standardeihin törmää nykymaailmassa joka paikassa eli tietotekniikan alalla sen pääasiallinen tehtävä huolehtia eri järjestelmien välisestä yhteensopivuudesta. Pienenä esimerkkinä voin kertoa RFID -tunnisteeseen liittyvästä standardista - jos organisaation osata tunnistejärjestelmän suoraan joltain laitevalmistajalta (ei standardoidulta) voi järjestelmän kanssa tulla yhteensopivuusongelmia tulevaisuudessa, kun joudutaan uusimaan tai lisäämään osia tunnistejärjestelmään. Kun ostaa tämän standardoidulta toimittajalta ei tällaista ongelmaa synny. ISO -standardi on itselleni tuttu logistiikan alalta. ITU-T taas standardina tullin ja asiakasyhteisön välillä.

Kommunikointijärjestelmien terminologiassa tärkeimpänä pidin linkkejä; suoralinkki, point-to-point, multi-point, simplex, half duplex, full duplex. Lisäksi analogisten ja digitaalisten signaalien aallon eteneminen eri taajuuksilla sekä jaksojen pituudet ovat kiinnostavia. Tiedonsiirron nopeus on verrannollinen siihen, että mitä nopeampaa on tiedonsiirto, sitä pienempi on bittien leveys ja lisäksi nopeus lisää tasoja - olivatko aikatasoja? Kaistanleveyden miellän bittien nopeuteen eli kuinka nopeasti ne liikkuvat vastaanottajalle. Mitä tapahtuu jos tuplataan kaistanleveys? Voi ei tämä ei oikein auennut? Tämä aukeni paremmin; kun pienennetään taajuutta, samalla elementtien lisääminen tekee tiedon tarkemmaksi, tapahtuu sellaista, että esimerkiksi nopeuden puolitus vaatii enemmän taajuuksia.

Analoginen ja digitaalinen tiedonsiirto oli perusosiltaan tuttua. Mielenkiintoista oli huomata ihmisen puheen akustisesta kaistasta sellaista, että äänen teho pienenee mitä suuremmille taajuuksille mennään. Lisäksi jos lähetetään analogista signaalia, digitaalinen pää voi tulkita sen väärin (vaimeneminen ts. signaalin tehon häviäminen tai siihen liittyvä vääristymä ts. aallot heijastuvat väärin). Huonoista asioista jäi mieleen kohina; erityisesti jännitepulssit, jotka tuhoavat pitkän pätkän biteistä. Valokuitutekniikan kerrottiin eliminoivan tätä.

Siirtotiet (johtimelliset, johtimettomat) ovat kiinnostavia tekniikan kannalta. Tiedonsiirtonopeus ja etäisyys ovat tärkeitä tiedonsiirrossa, joita pyritään maksimoimaan, muttei kuitenkaan molempia. Tietoliikenteen sähkömagneettinen spektri on kuvattu hyvin luentomateriaalissa. Huomattavaa on, että spektrissä aallon pituus pienenee mentäessä suurempiin taajuuksiin ja kun on suuremmat aallon pituudet, niin pienet esteet eivät haittaa. Johtimellisten siirtoteiden käyttö on jokseenkin tuttua, mutta tiedon siirtyminen langattomasti oli uutta; kahden linkin välinen tiedonsiirto perustuu näköyhteyteen eli pallon toiselle puolelle mennään useamman linkin kautta, mutta se että signaalit voivat myös näköyhteydettömässä tilassa heijastua myös ionosfäärin kautta oli uusi juttu itselleni.

Signaalin koodaustekniikoihin tutustuminen oli myös täysin vieras asia itselleni. Sellainen kuva jäi luennolta, että Manchesterin tekniikka ei ollut oikein hyvä, koska kaistanleveys on suurempi ja nopeus on pienempi. Muuten oli erittäin vaikeaselkoinen alue itselleni.

Luentopäivä 3:

Asynkroninen ja synkroninen tiedonsiirto kuulostavat hienolta :) Näihin termeihin liittyy sisään tulevien bittien tunnistaminen. Eräs tapa on kehystää kukin siirrettävä merkki. Tästä käytetään nimitystä asynkroninen tiedonsiirto. Siirrettävän jakson koko oli usein pieni. Asynkronisessa tiedonsiirrossa bitti, joka aiotaan siirtää sijoitetaan niin, että datamerkkiä edeltää aloitusbitti eli 0-bitti (start bit) ja merkki päätetään lopetusbittiin eli 1-bitti (stop bit). Esimerkiksi 8 bitin siirtämiseksi tarvitaan vähintään 1 aloitusbitti + 8 bittiä + 1 lopetusbitti.

Virheen havainnointi ja korjaus ovat erittäin tärkeitä tiedonsiirrossa. Esimerkiksi “stop and wait” tiedonsiirrossa kuittaukset tapahtuvat vuorotellen 0:na tai 1:nä. Näin ollen virheitä ei pitäisi syntyä. Kanavoinnissa käsiteltiin kahden tyyppisiä linkkejä; point-to-point ja broadcast. Point-to-point voi olla esimerkiksi kahden koneenvälillä: laite ja Ethernetissä kytkin. Kanavoinnit voidaan jaotella taajuusjako-, aikajako-, koodijako- ja aallonpituusjakokanavointiin.

Taajuusjakokanavoinnissa (FDMA) jätetään tietty varmuusväli häiriön minimoimiseksi ja tämä perustuu signaalien modulointiin. Taajuus on varattu koko ajaksi, esimerkiksi radio-ohjelmalle. Ongelmana kanavien ylikuuluminen. Aikajakokanavointi (TDMA) perustuu signaalien viipalointiin ja jako tehdään ajan ei taajuuden mukaan. Tyypillistä tälle on, että tietty taajuusalue määritelty ennalta. Tämän ongelmana on, että se sopii huonosti tietokonekäyttöön. Koodijakokanavoinnissa (CDMA) on käytössä koko taajuusalue sekä kaikki aikaviipaleet. Siirtotie on johtimeton, esimerkiksi radiotie. Aallonpituusjakokanavoinnissa (WDMA) käytetään eri taajuisia valonsäteitä, jotka muodostavat kukin oman kanavansa.

Verkkokytkennöissä (circuit switching) yleensä solmut ovat verkon sisäisiä pisteitä ja mitä enemmän solmuja on polkujen välillä, sitä luotettavampi verkko on. Näitä käytetään muun muassa puhelin-, ISDN ja GSM-verkoissa. Verkkokytkennässä keskus varaa kutakin yhteyttä varten kiinteän siirtokapasiteetin. Tiedon siirto on yleisesti ottaen siirtoviiveeltään lyhyt ja tasainen sekä tiedonsiirto on yhteyden aikana tasaista. Kytkentä on hyvä esimerkiksi puheen tai liikkuvan kuvan siirrossa. Pakettikytkentää (packet switching) käytetään taas muun muassa IP-reititin verkossa. Siirrettävä data paketoidaan määrämuotoiseen pakettiin, jonka ohjauskentästä löytyvät lähettäjän ja vastaanottajan verkko-osoitteet. Kytkennän etuna on muun muassa siirtoyhteyksien tehokas käyttö, standardoitu liitäntätapa ja se on muutenkin joustava ja tehokas ratkaisu.

Reitittimiä käytetään verkkojen yhdistämisen ja eri organisaatioiden välisien yhteyksien luomiseen. Verkkoprotokolla ohjaa reititystä. Protokollan päätehtävä on välittää kehyksen vastaanottajan osoite reitittimelle. Esimerkiksi Internet -protokolla on tällainen. Reitittimille tyypillisiä toimintoja ovat esimerkiksi vara- ja rinnakkaisreittien käyttö, reitin optimointi kapasiteetin mukaan ja liikenteen analysoiminen.

Luentopäivä 4__:

Tämä loppuosa mentiinkin aika haipakalla :) Lähiverkot olivat itseäni kiinnostavin juttu. Lähiverkkohan on rajoitetulla maantieteellisellä alueella toimiva tiedonsiirtoverkko. Lähiverkko alue voi olla esimerkiksi jopa yksi rakennus tai tehdasalueella rakennusryhmä. Lähiverkon etuna mainittakoon muun muassa: sillä on keskitetty tuki ja ylläpito, oheislaitteiden yhteiskäyttö, yhteiset ohjelmat, yhteiset tietokannat, keskitetty virustentorjunta. Haittojakin löytyy esimerkiksi tietosuoja ei ole niin vahva, kuin erillisillä koneilla ja aloituskustannukset ovat verraten suuria. Lähiverkko koostuu kaapelista, verkkolaitteista, työasemista ja palvelimista.

LAN-arkkitehtuuri sisältää erilaiset siirtotiet ja protokollat. OSI-kerrosmallista se kattaa 2 kerrosta eli fyysisen- ja linkkikerroksen. (MAC, LLC). LAN yhdistetään yleensä aina johonkin verkkoon siltaus tai reititys tapaa käyttäen. Siirtotiet yhdistävät verkkopäätteet toisiinsa, joissa siirtotiet muodostuvat yleensä erilaisista reitittimien yhdistämistä yhteyksistä. Tyypillisiä siirtoteitä ovat muun muassa parikaapelit, optiset kuidut ja langattomat yhteydet.

LAN-topologioita ollaan sivuttu myös tutkimusmetodiikan kurssilla viime vuonna. Topologioita on väylä-, puu-, rengas- ja tähtitopologiat. luentomateriaalissa on selvästi kuvattu kukin topologia etuineen ja haittoineen.

Kun LAN- ja MAN-verkoissa on monia käyttäjiä, tarvitaan siirtotielle yhteistä protokollaa. MAC-protokolla on tehokas koskien datan liikkumista siirtoteillä.

Tähän pitää vielä panostaa enemmin - aihe on selkeää verrattuna bittilaskelmiin :)

Kotitehtävä 1

Kotitehtävä 2

Kotitehtävä 3

RFID-järjestelmän protokollaa aion tutkia… kotitehtaevae_3.pdf

Kotitehtävä 4

Kotitehtävä 5

Viikoittainen ajankäyttö

Alla laskelmat viikottaisesta ajankäytöstäni. Olisin kyllä mielelläni panostanut aiheeseen paremmin, mutta kun nuo “henk.koht. harmit” eivät katso aikaa eli jotain kuitenkin jäin mieleen näin “pikakurssina”, muttei tarpeeksi… Onneksi on muutama päivä vielä tenttiin eli ihan positiivisena ollaan :)

  • Luentoviikko 1:
    • Lähiopetus 0 x h
    • Valmistautumista lähiopetukseen kotona 4 h
    • Luentoviikko 2:
    • Lähiopetus 7 h
    • Valmistautuminen 2 h
    • Luentoviikko 3+4:
    • Lähiopetus 5 h
    • Valmistautuminen 2 h
    • tehtävien osuus: ennakko tehtävä 0,5 h, Kotitehtävä 1 = 3h, Kotitehtävä 2 = 3 h,

Kotitehtävä 3 = 2 h, Kotitehtävä 4 = 2 h, Kotitehtävä 5 = 0,5 h

terv. Riitta/ TIMO09/ d0248269

Palaute

Hyvä kokonaisuus, erityisesti pidin tuosta traktoritehtävästä. :-)


Pääsivulle