meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Ennakkonäkemykseni aiheesta on hyvin käytäntölähtöinen. Normaalisti en kiinnitä tietoliikenteeseen edes huomiota, sen olemassaoloon tai missä kaikkialla sitä jatkuvasti hyödynnän. Vasta kun tieto lakkaa liikkumasta ja bitit jysähtävät poikittain tietoliikenteen elintärkeyden huomaa. On ollut tilanteita, jolloin kännykkäliittymä on yhtäkkiä lakannut toimimasta tai tietoliikenneyhteys katkennut täysin, ja vasta silloin huomaa kuinka riippuvainen siitä onkaan.

Toisaalta näkemykseni on hyvin hajanainen. Päässä risteilee eri yhteyksistä sinne tarttuneena lukemattomia lyhenteitä ja osalle myös selityksiä, mutta niiden paikka ja tehtävä kokonaisuudessa sekä keskinäiset suhteet ovat hahmottumatta. Työskentelin aiemmin tietoliikennealan yrityksissä ja täysin epäteknisissäkin tehtävissä oppinut hitusen tekniikkaa tai ainakin lyhenteitä muun sekamelskan jatkoksi. Työkokemuksesta johtuen tietyt osa-alueet ja teknologiat kiinnostavat erityisesti.

Tietotekniikan pakolliset opintojaksot ovat menneet siinä järjestyksessä, että suoritan perusteita nyt muiden opintojaksojen jälkeen. Järki yrittää uskotella että tästäkin voi selvitä, mutta tunne on toistaseksi vahvasti toista mieltä.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1

Päivän tärkein sanoma oli ehdottomasti, että työtä tekemällä tästäkin kurssista voi selvitä :)

Helpotus oli, ettei salin edestä vain luetella munkkilatinaa, vaan asiat esitettiin selkokielellä ja rautalankaesimerkkien kera, ja tyhmiäkin uskaltaa penkkiriviltä kysellä. Luentojen seuraamista olisi helpottanut, jos luentomateriaalit olisi voinut tulostaa jo ennen luentoa ja tehdä muistiinpanot suorasan niihin. Suurta oivallusta en vielä kokenut, syy tulla paikalle seuraavillekin luennoille…

Tehtäväosuudessa keskustelimme siitä, kuinka tekniikasta on tullut paikkariippumatonta (mietimme onko langattomuus parempi termi, mutta päädyimme ensimmäiseen). Yliopiston sähköpostin voi tarkastaa vaikka työpaikalla tai tv-sarjaa katsoa bussia odotellessa omien mieltymysten ja aikataulujen mukaan, tai ainakin tekniikka sen periaatteessa mahdollistaa. Kuinka hassulta tuntuukaan ajatus, että pitäisi mennä yliopistolle tarkistamaan onko jossain sijaitsevaan fyysiseen postilokeroon tullut viestejä, tai että tiettynä iltana kahdeksasta yhdeksään täytyy istua kotona tv:n äärellä sarjaa katsomassa. Toisaalta myös eri laitteiden rajat alkavat hämärtyä, pc:llä voi katsella televisiota tai soittaa puheluita, tai kännykkä korvaa kameran ja musiikkisoittimen.

Tekniikan kehitys on väistämättä johtanut ja johtaa muutoksiin yhteiskunnassa sekä kuluttajien että yritysten käyttäytymisessä. Yrityksille on auennut uusia mahdollisuuksia, ja edelläkävijöillä on mahdollisuus tehdä eroa niihin, jotka reagoivat vasta pakon edessä. Paikkariippumattomuuden yleistymisellä voi olla myös seurauksia, joita ei ole osattu ennakoida, kuten vaikkapa koulukiusaamisen siirtyminen siirtyminen internetiin videoiden ja digikuvien myötä. Toisaalta tekniikan voi myös kesyttää hyödyksi, esimerkkinä terveydenhuollon etäpalvelut tai lääkeannostelija, joka raportoi eteenpäin jos lääkkeet jäävät ottamatta.

Luentopäivä 2

Toisen luentopäivän aiheita olivat OSI ja TCP/IP, protokollat, standardit ja tiedonsiirto.

Erityisesti OSIn pitäisi olla jo ennalta tuttu juttu tietoliikenneharkkojen myötä, mutta kummasti asia nyt selkeni ja nämä tiedot olisivat kummasti helpottaneet harkojen tekoakin. OSIn omaksumista helpottaa että kerrokset on nimetty selkokielisesti ja vieläpä loogisesti! Edelleen pitää muistaa, että kommunikointi tapahtuu kerrokselta kerrokselle alempien kerrosten kautta ja lähettäjän ja vastaanotta. TCP/IP:ssä kerroksia on OSIn seitsemän sijaan viisi, eli jaottelu on erilainen.

Protokollan idea on helppo muistaa käytösprotokollasta. Se kertoo, kuinka pitää toimia missäkin tilanteessa. Protokollat toimivat esim. OSI-mallin eri kerroksilla ja yhdellä kerroksella voi olla useita protokollia. Tietoliikenteessä protokollassa on useita toimintoja, kuten segmentointi ja kokoaminen, paketointi, yhteyden hallinta, järjestyksen valvonta ja vuon valvonta.

Väliaiheena käsiteltiin standardit. Standardeja on useita, kuten myös standardointiorganisaatioita. Lukuisien etujen lisäksi standardointiin liittyy myös haittoja, ja “industry standardeja” voi syntyä myös jonkin käytännön vakiintuessa käyttöön ilman tai jo ennen virallista vahvistamista.

Viimeinen aihe tiedonsiirto jäi eniten epäselväksi. Hertsit, kaistanleveydet ja kreikan aakkoset vilahtelivat, muttei mistään saanut kiinni. Helpotus oli, ettei kaavoja tai käppyröitä tarvitse osata, mutta lopun yhteenvedosta huolimatta ydinkin jäi epäselväksi. Vielä upposi, että etäisyys, siirtonopeus, kaistanleveys ja signaalin esitystapa vaikuttavat kaikki toisiinsa. Etäisyyden kasvaminen johtaa signaalin vaimenemiseen, jolloin siirtonopeus hidastuu ellei kaistanleveyttä lisätä?

Pistareissa meinasi aika loppua kesken. Viimeinen soveltava tehtävä tuntui ensimmäisiä helpommalta.

Luentopäivä 3

Kolmas luento jatkoi tiedonsiirtoa siitä, mihin edellisellä kerralla jäätiin.

Data liikkuu siirtotietä, joka on joko johtimellinen tai johtimeton. Johtimellisia ovat pari- ja koaksiaalikaapeli, valokuitu ja sähköjohto. Johtimettomia ovat mikroaalto-, satelliitti- ja infrapunalinkit sekä radiotiet. Datan siirtymiseen vaikuttaa kaistanleveys, häiriöt siirrossa sekä vastaanottajien määrä. Jos kaistanleveys pysyy vakiona, nopeus ja etäisyys muuttuvat käänteisesti.

Elektromagneettiseen signaaliin vaikuttavat värähtelytaajuus sekä aallonpituus. Taajuuden kasvaessa aallonpituus lyhenee ja kuuluvuus heikkenee, jolloin pienemmätkin esteet pysäyttävät säteet. Siksi NMT450-verkossa kuuluvuus oli parempi tai hyvä kuuluvuus helpompi rakentaa kuin GSM900-verkossa, ja toisaalta taas vesihöyrykin riittää toisinaan pysäyttämään infrapunasignaalin. Ja mikroaaltouuni ja WLAN-verkko toimivat samoilla taajuuksilla :)

Johtimellisia siirtoteitä on runkoverkoista tilaajaliittymiin ja ne voivat kuljettaa niin digitaalisia kuin analogisiakin signaaleja. Parikaapeli on halvin ja eniten käytetty, johdinpari muodostaa kommunikointilinkin ja niitä voidaan yhdistää suuremmaksi kaapeliksi. Lähiverkkopiuha RJ-45 sekä lankapuhelinlinja ovat esimerkkejä parikaapelitoteutuksista. Parikaapeleita on suojattuja, suojaamattomia ja foliosuojattuja, suojattu kestää paremmin ulkoisia häiriöitä. Koaksiaalikaapelissa on sisäkkäin kaksi johdinta, sitä käytetään esimerkiksi TV-jakeluverkoissa ja aiemmin myös puhelinverkkojen runkoverkoissa. Optinen kuitu on hyvin ohut ja koostuu ytimestä, heijastuskerroksesta ja kuoresta. Optisessa kuidussa data kulkee valopulsseina kun pari- ja koaksikaapeleissa se on sähkövirtaa. Optisen kuidun tiedonsiirtokapasiteetti on suurempi ja se kestää häiriöitä muita vaihtoehtoja paremmin. Miinuksena on liitinten ja laitteiden korkea hinta. Kuitua käytetään tiedonsiirtoverkoissa, lähinnä runko-, kaupunki- ja lähiverkoissa, tilaajaliittymiä odotetaan vielä. Dataa voidaan siirtää myös sähköverkossa, jossa kohina, heijastukset ja virtapiikit häiritsevät signaalia merkittävästi.

Johtimettomassa siirtotiessä signaalit etenevät ilmassa tai väliaineessa joko suunnatusti tai “ympäriinsä” (omnidirectional). Tärkeimpiä etenemismekanismeja johtimettomassa tiedonsiirrossa on näköyhteyttä pitkin eteneminen, ilmakehän heterogeenisuuksista tapahtuvan sironnan hyödyntäminen, ionosfäärin kautta eteneminen sekä maanpinta-aaltona eteneminen. Johtimettomissa siirtoteissä on kolme perustaajuusaluetta (ympärisäteilevät, suunnatut säteet sekä infrapuna-alue), joiden hertsejä ei onneksi tarvitse muistaa. Signaali lähetetään ja vastaanotetaan antennista. Antennejakin on suuntaamisen mukaan erilaisia, suuntakuvioista tulee mieleen hämähäkkimiehen puku… Mikroaaltolinkeissä käytetään tarkasti suunnattuja lautasantenneja ja näköyhteysvaatimuksen takia ne sijoitetaan riittävän korkealla. Mikroaaltolinkkejä käytetään runkoverkoissa ja rakennusten välilä sekä äänelle että datalle. Suurin häiriö mikroaaltolinkeissä on signaalin vaimennus, lisäksi häiriöitä aiheuttavat sade, taajuusalueiden päällekkäisyydet sekä heijastukset. Häiriöiden välttämiseksi taajuusalueet ovat hyvin säänneltyjä.

Satelliittilinkit ovat eräänlaisia mikroaaltolinkkejä, jolloin satelliitti yhdistää maassa sijaitsevat lähettimet ja vastaanottimet. Satelliitti toimii kahdella eri kaistalla, uplink (vastaanotto) ja downlink (lähetys) omillaan. Satelliittilähetys voi olla pisteestä pisteeseen tai broadcastia. Häiriöiden takia satelliitit eivät saa olla liian lähellä toisiaan, jos ne toimivat samalla kaistalla. Satelliitteja käytetään televisiolähetyksiin asemille ja asiakkaille, puhelinliikenteeseen sekä vhäisessä määrin myös yksityisiin tietoverkkoihin.

Radiotie eroaa mikroaalto- ja satelliittilinkeistä aaltojen suuntaamattomuudessa, eikä antennien tarvitse olla lautasantenneja. Eniten häiriötä radiotiellä aiheutuu monitie-etenemisestä eli heijastuksista sekä vaimenemisesta. Radiotiellä toimivat matkapuhelimet, erilaiset radiotekniikat, radio- ja tv-lähetykset sekä langattomat lähiverkot. Radiotiellä aiheutuu häiriöitä jos samaa kanavaa käytetään liian lähekkäin. Esimerkiksi WLANin 12 kanavasta vain kolmea voidaan käyttää yhtä aikaa ilman häiriöitä, mistä voi aiheutua ongelmia esimerkiksi kerrostaloissa, missä naapurit tuskin tekevät taajuussuunnittelua kotiverkoilleen… Infrapunalinkeissä käytetään IR-valoa tiedonsiirtoon. Lähettimen ja vastaanottimen on oltava näköetäisyydellä, sillä pienestä aallonpituudesta johtuen ne eivät läpäise esteitä.

Johtimellisia siirtoteitä voi olla käytännösti rajattomasti yhtäaikaisesti samassa paikassa. Toisaalta johtimettomat siirtotiet mahdollistavat nykyaikaisen mobiliteetin. Eri vaihtoehtoja on myös mahdollista yhdistellä.

Uutta oli, että VHF-puhelimiin tarvitaan lupa. Harrastuksissa niitä käytetään paljonkin, mutten ole koskaan kuullut kenenkään edes puhuvan luvista. Täytyypä joskus kysellä… Ja luennoitsijalle lohdutukseksi, tiedän useita radioamatööriharrastajia, joten ei se vielä täysin hävinnyt laji ole :)

Signaaleja voi koodata ja moduloida eri tavoin, mutta vastaanottajan päässä koodaus on osattava myös purkaa. Koodauskippuroista tulee mieleen lapsuuden vohvelikangasompelut. Konvertoimalla digitaaliset signaalit voivat välittää myös analogista dataa. Analogisia signaaleja moduloimalla hyödyntää korkeamman taajuuden etuja ja jakaa taajuuksia kanavanipuille.

Asynkronisessa tiedonsiirrossa vältetään ajoitusongelmat kun ei lähetetä pitkiä datapätkiä. Synkronisessa tiedonsiirrossa datablokki toimitetaan yhtenäisenä. Asynkronisessa tiedonsiirrossa toimitetaan kirjain kerrallaan, jolloin vastaanottaja voi uudelleensynkronoida jokaisen kirjaimen alusta. Asynkroninen tiedonsiirto sopii datalle jossa on pitkiä välejä. Synkronisessa tiedonsiirrossa lähettäjän ja vastaanottajan kellojen on oltava synkronissa ja alku ja loppu on ilmaistava. Isoille datablokeille tämä on tehokkaampi siirtotapa.

Virheitä voi aiheutua yksittäisille biteille tai kokonaisille dataerille, ja niitä tapahtuu aina. Virheitä voi saada kiinni lisäämällä viestiin koodin, jonka vastaanottaja tarkistaa. Yleensä koko datablokki on virheen sattuessa lähetettävä uudelleen, mikä ei länagattomilla sovelluksilla ole käytännöllistä, vaan virheet korjataan vastaanotetun tiedon pohjalta.

Luento sai minut miettimään miten paljon säteilyä ympärillämme oikein onkaan ja kuinka se vaikuttaa ihmisiin. Matkapuhelinten säteilystä ei vieläkään tiedetä kaikkea, mutta kilvan todetaan sen olevan vaaratonta ihmisille. Samoin mikroaaltouunit vaikka joskus varoitettiin ettei luukun edessä saa seisoa laitteen käydessä. Altistumme erilaiselle säteilylle nykyisin joka paikassa koko elämämme. YLEn Silminnäkijä kertoi syyskuussa liialle säteilylle työssään altistuneesta miehestä. Käykö näin ennen pitkää meille kaikille, vai aiheuttaako saamamme säteily aikanaan muita ongelmia, joita ei vielä osata ennustaakaan?

Luentopäivä 4

Neljännen luennon aiheita olivat kanavointi (multiplexing), tele- ja dataliinkenteen ja verkkojen kytkentöjen erot, reititys (routing) sekä ruuhka (congestion). Pistarit siirrettiin seuraavalle kerralle.

Verkossa on kahdenlaisia linkkejä: point-to-point, kuten kytkimen ja laitteen välillä, sekä jaettuja, kuten langaton lähiverkko WLAN. Kahden järjestelmän välinen kommunikointi ei yleensä vie koko siirtojärjestelmän kapasiteettia, vaan sitä voidaan jakaa useamman siirrttetävän signaalin kesken. Tätä jakoa kutsutaan kanavoinniksi.

Kanavoinnissa käytetään multipleksereitä, jotka yhdistävät syötteet yhdelle linjalle ja jakavat ne vastaanottopäässä. Yhdellä linjalla käytetään useaa kanavaa. Kanavoinnin perusteena on kustannustehokkuus (pienempi hinta per bps) ja se, että yksittäiset sovellukset tarvitsevat vain osan kaistasta. Kanavointi jaetaan taajuuskanavointiin (FDMA), aikajakokanavointiin (TDMA; voidaan jaka synkroniseen ja asynkroniseen), koodijakokanavointiin (CDMA) sekä aallonpituusjakokanavointiin (WDMA).

FDMA eli Frequency Division Multiple Access Kukin signaali keskittyy omalle taajuusalueelleen eli kanavalla (esim. radio- tai TV-kanava) ja se perustuu eri signaalien modulointiin eri taajuisille alueille. Kanava on kantoaallon kohdalle keskittynyt kaistanleveys. Eri kanavien väliin on jätettävä riittävän suuri varmuusväli estämään kanavien väliset häiriöt. FDMA:ssa siirtotien kapasiteetin on ylitettävä siirrettävien signaalien yhteenlaskettu kaistanleveysvaatimus. FDMA:ssa syötettävä data voi olla digitaalista tai analogista, mutta moduloitu signaali on aina analoginen.

Esimerkki taajuusjakokanavoidusta palvelusta on tilaajaliityntä ADSL, jossa jakelusuunta on laajempi kuin paluusuunta. ADSL on alunperin suunniteltu tilausvideopalveluille, sittemmin nettikäyttö on tullut yleisimmäksi. Tyypilliseen internet-käyttöön asymmetrisen kaistat ovatkin sopivia, sillä lähetettävää dataa (upstream) on vähemmän kuin vastaanotettavaa (downstream). ADSL:ssä on oma kaista varattu puheelle ja sisäisesti käytetään vielä taajuuskanavointia tulevan ja lähtevän datan kanavissa. ADSL käyttää Discrete Multitone (DMT) -tekniikkaa. Muita nopeita digitaalisia tilaajalinjatekniikoita ovat HDSL, SDSL ja VDSL.

Ongelmana FDMA:ssa on kanavien ylikuuluminen ja pitkillä matkoilla signaalin vahvistus yhdellä kanavalla voi luoda taajuuskomponentteja myös toisiin kanaviin.

TDMA eli Time Division Multiple Access Synkronisessa aikajakokanavoinnissa tietty kanava toistuu säännöllisesti tietyin välein. Datan on oltava digitaalista, mutta signaali voi olla digitaalinen tai analoginen. Tuleva data puskuroidaan, ja multiplekseri käy puskureita läpi peräkkäisesti ja muodostaa sisällöstä siirrettävän signaalin. Puskureiden läpikäynnin on oltava riittävän nopeaa. Data muodostaa kehyksiä, jotka muodostuvat aikaviipaleista. Lähteet voivat varata itselleen useampia aikaviipaleita, mikä nopeuttaa kommunikointia. Yhden lähteen varaamia aikaviipaleita kutsutaan kanaviksi. Aikaviipaleet varataan kiinteästi koko yhteyden ajaksi, joten kapasiteettia hukkaantuu, jos dataa ei olekaan siirrettäväksi (samoin FDMA:ssa). Linkille ei tarvita protokollaa eikä vuonvalvontaa. Kehyksiin lisätään kontrollibitti, jolla lähettäjän ja vastaanottajan kellot synkronoidaan. Synkroninen TDMA soveltuu huonosti tietokonekäyttöön

Asynkronisessa (tilastollisessa eli älykkäässä) aikajakokanavoinnissa aikavälit varataan dynaamisesti tarpeen mukaan, jolloin aikavälejä ei tuhlata. Tilastollinen TDMA hyödyntää siirtotien taukoja, kapasiteetti voi olla pienempi kuin lähteiden nopeuksien summa. Datan yhteyteen kuitenkin vaaditaan ohjausinformaatiota.

CDMA eli Code Division Multiple Access Johtimettomilla siirtoteillä käytössä on CDMA. Siinä käytetään koko taajuusalue sekä kaikki aikaviipaleet, minkä ansiosta siirto on tehokkaampi ja taajuuksien käyttö joustaivampaa. Samalla alueella voi toimia useita CDMA-järjestelmiä ja verkkosuunnittelu helpottuu. Häiriöiden vaikutus on pienempi ja laitteet kuluttavat vähemmän tehoa. CDMA:lla jaetaan analogista tai digitaalista dataa analogisella signaalilla. Koodijakokanavoinnissa ei käytetä multiplekseriä, vaan signaalia lähettävä laite huolehtii jaosta. Vastaanottajan on tiedettävä käytetty koodaustekniikka jotta hän voi vastaanottaa viestin. Koodausavaimena on yksilöllinen tieto, esimerkiksi laiteosoite Bluetoothissa.

WDMA eli Wavelenght Division Multiple Access Optisessa kuidussa käytetään tiedonsiirron tehostamiseksi eritaajuuksisia valonsäteitä, jotka muodostavat kukin oman kanavamsa. Käytön perusteena on kustannustehokkuus.

Verkkokytkennät

Kytkentäinen verkko koostuu toisiinsa kytketyistä solmupisteistä. Dataa siirretään solmusta solmuun, kunnes se siirtyy vastaanottavan aseman (esim. tietokone) liitäntäsolmuun, josta data toimitetaan perille. Solmut joko toimivat verkon sisäisinä pisteinä tai ottavat vastaan ja luovuttavat dataa asemille. Solmujen väliset linkit on jaettu kanavoimalla. Kaikkien solmuparien välillä ei ole linkkejä, mutta mitä enemmän linkkejä on, sen luotettavampi verkko on.

Tietoliikenne jaetaan teleliikenteeseen sekä dataliikenteeseen eri sovellusten erilaisten vaatimusten takia. Teleliikenne tarvitsee reaaliaikaisen väylän (piirikytkentä) kun taas tietoliikenteelle on tärkeää verkon mahdollisimman tehokas käyttö (pakettikytkentä).

Piirikytkennässä kommunikaatio edellyttää määriteltyjä yhteyspolkuja solmujen välille. Viestinvälitys sisältää kolme vaihetta: yhteyden muodostuksen, datan siirron ja yhteyden lopetuksen. Yhteys päästä päähän on muodostettava jo ennen datan siirtoa ja varattava kapasiteetti yhteydelle. Riippumatta datan kulkemisesta kapasiteetti pysyy varattuna koko yhteyden ajan. Signalointi voi tapahtua puheen kanssa samalla kanavalla (kaistansisäisesti tai kaistan ulkopuolella) tai omalla kanavallaan (yhteinen kanava eri datavirroille).

Pakettikytkentäisissä verkoissa data pilkotaan pieniin paketteihin siirtoa varten. Paketit varastoidaan lyhyeksi aikaa solmuissa ja lähetetään sitten eteenpäin. Verkot ovat tehokkaampia kuin piirikytkentäiset, sillä linkit voidaan jakaa dynaamisesti kaikilta asemilta tulevien pakettien kesken ja kapasiteetti varataan vain datan siirron ajaksi. Pakettikytkentäisessä verkossa liikenteen kasvaessa uudet paketit hyväksytään mutta välitysviive kasvaa, lisäksi paketeille voidaan määrätä eri prioriteetteja. Jokaisessa paketissa on tietty määrä ohjausinformaatiota, joten paketteja ei ole järkevä pilkkoa alle tietyn optimin, vaikka pienet paketit nopeuttavat koko datavirran siirtoa.

Reititys

Pakettikytkentäisten verkkojen suunnittelussa reititys on oleellinen asia, se määrittää mitä reittiä paketti kulkee asemien välin. Reititys voidaan määritellä minimoimalla solmujen määrä tai minimoimalla kustannus, joka on joustavampi tapa ja siten yleisempi. Reitityksessä käytetään tauluja, jotka voivat olla kiinteitä tai mukautuvia.

Ruuhka

Ruuhka syntyy kun siirrettävien pakettien määrä saavuttaa verkon käsittelykapasiteetin. Kontrollin tavoitteena on pitää pakettien määrä ruuhkatason alapuolella, yleensä 80 % käyttöaste on kriittinen ruuhkan syntymisen kannalta. Ruuhkautuessaan solmu joko hidastuu tai vähentää muilta solmuilta tulevien pakettien vastaanottoa. Solmu voi myös viestittää ruuhkasta, jolloin datan lähetystä lykätään.

Luentopäivä 5

Viimeisen luennon aiheita olivat langattomat verkot, lähiverkot (LAN), nopeat LANit, langattomat LANit (WLAN) ja internetworking. Lisäksi pistarit, kurssin pikakertaus ja “tenttitärpit”

Mobiiliverkot koostuvat soluista taajuuksien käytön optimoimiseksi ja kuuluvuuden parantamiseksi. Mikäli jokin solu tilapäisesti kuormittuu, taajuuksia voi lisätä vielä käyttämättömistä, lainata taajuuksia tai pilkkoa soluja pienemmiksi. Kasvava kapasiteettitarve Kaikkien vaikuttaa nykyään yhä enemmän GSM-verkkojen suunnitteluun ja solukokoa joudutaan pienentämään. Tällä pyritään saamaan mahdollismman paljon taajuuksia ja kapasiteettia käyttöön, mutta pienempi solukoko vaatii enemmän tukiasemia toteutukseen. Langattomien verkkojenkin taustalla on edelleen lankaverkko, langattomuus tarkoittaa ainoastaan käyttäjälinkin toteutustapaa, mikä mahdollistaa mobiliteetin. Langaton siirtotie on aina jaettu, mikä asettaa omat haasteensa, mutta johtoja voi asettaa vierekkäin tarpeen mukaan rajattomasti. Langattomissa verkoissa on “asiakaskanavien” lisäksi käytössä aina kontrollikanava, joka välittää verkon ylläpitämiseksi tarvittavaa tietoa.

Mobiiliverkoissa olennaista on 'handover' eli yhteyden siirto tukiasemasta toiseen niin, ettei käyttäjä huomaa siirtoa yhteydessä. Mobiililaitteet kuuntelevat kahdesti sekunnissa mihin tukiasemiin ne saavat yhteyden, ja ovat näin valmiina siirtämään yhteyden edellisen tukiaseman signaalin heiketessä. Signaalin häipymään vaikuttaa etäisyyden lisäksi maastonmuodot (hidas häipymä) ja muu ympäristö, kuten puusto ja rakennukset (nopea häipymä).

Lähiverkkojen alkuperäinen tavoite oli yhdistää pienellä alueella olevat laitteet yhteen ja korvata point-to-point-ratkaisut. Verkkojen kehitykseen ovat vaikuttaneet PC:iden hyötykäytön lisääntyminen, niiden tehojen kasvu ja monimutkaisemmat sovellukset sekä uudet tavat hyödyntää verkkoja, mm. pilvipalvelut. Läihverkkoja käytetään PC:iden ja yhteisten resurssien (esim. tulostin) yhdistämiseen, taustaverkkoina yhdistämässä järjestelmien osia toisiinsa, toimistoverkkoina sekä runkoverkkoina yhdistämässä useita eri rakennusten tai osastojen LANeja toisiinsa.

(Tuli tuota kirjoittaessa mieleen että joskus ajat sitten puhuttiin lanittamisesta, taisi tarkoittaa pelien pelaamista verkossa toisia vastaan niin, että pelaajat olivat samassa tilassa).

LAN-topologioita ovat väylä, puu, rengas ja tähti, jotka siis kertovat koneiden sijainnin palvelimeen ja toisiinsa nähden. Siirtotien valintaan eri topologioissa vaikuttaa odotettu verkkoliikenne ja kapasiteetin tarve, luotettavuus, käytetyt datatyypit ja käyttöympäristöt. Erilaiset siirtotiet vaativat erilaiset verkkokortit. LANien arkkitehtuuri määritellään normaalisti kerrosmallin mukaisesti kattaen OSIn kerroksista fyysisen ja linkki-. IEEE 802 on lähiverkkojen referenssimalli. Fyysisessa kerroksessa tapahtuu signaalien koodaus ja purku, synkronointi ja bittien siirto. Linkkikerroksessa tapahtuu yhteys ylempiin kerroksiin. Linkkikerroksessa data kootaan kehyksiksi osoitteiden ja virheenkorjauksen kanssa, kehykset puretaan vastaanotossa, vastataan siirtotein käyttövuoroista, valvotaan vuota ja virheenkorjausta sekä tarjotaan rajapinta erilaisille verkoille.

Nopeiden LANien teknologia on CSMA/CD (aikaviipaloitu aloha), jossa tukiasema kuuntelee onko datan lähetys käynnissä, eikä aloita lähetystä päällekäin toisen tukiaseman kanssa. Jos viiveestä johtuen dataa kuitenkin aletaan lähettää päällekkäin, törmäyksen havaittua lähetys lopetetaan jottei kaista-aikaa tuhlata päällekkäiseen lähetykseen.

Virtuaalisella LANilla (VLAN) voidaan eriyttää verkon alueita toisistaan tai yhdistää eri esimerkiksi eri paikkakunnilla sijaitsevat verkot yhdeksi.

Langattomia lähiverkkoja käytetään verkkojen laajennukseen, rakennusten yhdistämiseen, liikkuvaan verkonkäyttöön ja ad hoc -verkottumiseen. WLANien standardi on IEEE 802.11, jonka eri “versiot” erotetaan toisistaan kirjaimin (a, b, g, n). WLANin käytössä on 13 kanavaa, mutta vain kolmea on mahdollista käyttää samaan aikaan ilman häiriöitä ylikuulumisen vuoksi. Luennolla vihdoin ymmärsin mitä eri kirjaimet sekä WLANin kanavat tarkoittavat.

Internetworking on tekniikka useiden verkkojen yhdistämiseen yhdeksi verkoksi. Keskeisiä protokollia ovat IP (verkkokerroksessa) sekä TCP ja UDP (kuljetuskerroksessa). Internet on “verkkojen verkko”, joka palvelunäkökulmasta on kommunikointi-infrastruktuuri. Esimerkkeinä olivat DNS- ja SMTP-protokollat.

Kotilukemiseksi tuli vielä tietoturvaosio.

Kotitehtävä 1

Kotitehtävä 2

Kotitehtävä 3

Kotitehtävä 4

Kotitehtävä 5

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1
    • Kurssisisältöön tutustuminen, luentomateriaalien etsiminen, wikin ihmettely 0,5 h
    • Luennot 7 h
    • Oppimispäiväkirjan kirjoittaminen 0,5 h
    • Kotitehtävä, 2 h
  • Luentoviikko 2
    • Luentoon valmistautuminen 0,5 h
    • Luennot 7 h
    • Oppimispäiväkirja 1,5 h
    • Kotitehtävä, 1 h
  • Luentoviikko 3
  • Luennot 7 h
  • Oppimispäiväkirja 2 h
  • Kotitehtävä 1,5 h
  • Luentoviikko 4
    • Luentoon valmistautuminen 1 h
    • Luennot 7 h
    • Oppimispäiväkirja 2 h
    • Kotitehtävä 2 h
  • Luentoviikko 5
    • Luentoon valmistautuminen 1,5 h
    • Luennot 7 h
    • Oppimispäiväkirja 2 h
    • Kotitehtävä 3 h
  • Tenttiin valmistautuminen 15 h
  • Tentti 1,5 h