Mika Nummilan WIKI -sivut

Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Oma näkemys tietoliikenteestä on, että se on informaation siirtämistä paikasta A paikkaa B. Tärkeitä tekijöitä tiedonsiirrossa on siirtonopeus ja tiedon säilyminen ennallaan siirtoprosessin aikana eli eheys sekä aina vain edemmän korostunut tietoturva. Perinteisiä tiedon siirtovälineitä ovat langallinen puhelin, radio ja TV. Nykyisiä siirtovälineitä ovat mm. matkapuhelimet, Digi TV, netti, muut tietoverkot. Laitteiden ja verkkojen lisäksi tiedonsiirtoon kuuluvat protokollat “pelisäännöt” joiden mukaan tietoa siirretään verkossa. liikenteeseen kuuluvia termejä olen tienyt olevan mm. WLAN, GSM, VPN, IP ja ATM, vaikka niiden kaikkinen merkitys tiedäkkään, mutta ne varmasti selviää kurssin aikana.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1 (21.09.2012):

Päivän aihe:

  • Tietoliikenne yleisesti (kokonaiskuva)

Luennolla korosteettin tietoliikennetekniikan käyttäjä keskeisen näkökulman ymmärtämistä ja tuotiin esiin, että tietoliikenne sisältää tänä päivänä hyvin erilaisia osia. Myös näkökulmia tietoliikenteeseen on useita. Langattoman eli mobiilin tiedonsiirron merkitys kasvaa koko ajan.

Päivän tärkeimmät asiat:

  • Stallingsin malliSähköpostin toiminta:

1. käyttäjäagentti (ohjelma, selain..) 2. Palvelin (Palvelinasetukset oltava kohdallaan) 3. Protokolla (Toiminnot kahden serverin välillä).

  • Erinäkökulmat tietoliikenteeseen; I Alueellinen näkökulma,Stallingsin malli II Kehitysnäkökulma III Rakennenäkökulma IV Seuraava sukupolvinäkökulma V Käyttäjänäkökulma, jonka merkitys on hyvin suuri nykypäivänä. Kursilla korosteen useaan kertaan, että tietoliikenteen perimmäinen ongelma on: “Mieten saadaan toisessa paikassa luotu viesti toistettua toisessa paikassa muutuumattomana”. Muuttumattomuutta tietoliikenteessä kuvataan tiedon eheydellä, joka on siirtonopeuden lisäksi toinen merkittävä tekijä teidon siirrossa ja tietoliikenteessä.

Mitä opin tällä kertaa:

Opin kerrosmalien merkityksen ja niiden aavulla tiedon siirron perusrakenteen. Kommunikointimallilla kuvataan informaation välitystä kahden osapuolen välillä. Lähde ensin generoi datan. Lähetin muuttaa sen signaaliksi. Siirtojärjestelmän avulla se siistyy. Siirtojärjestelmä voi olla langallinen tai langaton eli mobiili. Vastaanotin vastaanottaa signaalin. Kohde toistaa vastaan otetun datan. Kerrosmallien ja kerrosarkkitehtuurin avulla kuvataan lähteen ja kohteen osakokonaisuuksiksi jaettuja tehtäviä. Esimerkkinä käytettiin kirjeen toimittamista, johon osallistuu yrityksessä; johtaja, sihteeri ja kuriiri. Kommunikointi tapahtuu aina alimman kerroksen (kuriiri) kautta, koska muilla kerroksilla ei ole suoraa yhteyttä toisiinsa. Kolmikerroksinen teoreettinen malli jakaa toiminnan omien vastuiden mukaan; verkkokerrokseen, kuljetuskerrokseen ja sovelluskerrokseen. Kerrosarkkitehtuureja eli protekolleja ovat mm OSI ja TCP/IP. OSI -malli perustuu seitsemän kerroksen käyttöön: Physical, Data link, Network, Transport, Session, Presentation, Application. Yleisin protokolla TCP/IP on viisikerroksinen; Physical, Network access, Internet, Transport,Application.

Mitä jäi epäselväksi: Protokollien yhteys eri sovelluksiin ja algoritmiehin eli asettaako määrätty protokalla; määrätyt edellytykset käyttäville sovelluksille ja käytettäville algoritmeille - selviää varmaa myöhemmmissä luennoissa.

Luentopäivä 2: (05.10.2012)

Päivän aiheet:

  • Protokollien yleiset toiminnot
  • Tietoliikenteen standartisointi
  • Siirtotiet (Siirtomedia)

Päivän tärkeimmät asiat:

  • Protokollat

Mitä opin tällä kertaa:

  • Mitä ovat protokollat ja mitä tarkoitetaan pakeetien siirrolla?

Eri järjestelmätasoilla olevat oliot kommunikoivat keskenään ja niiden käyttämää yhteistä kieltä nimitetään protokollaksi esim. http (Hyber Text Transfer Protocol). Protokollat koostuvat: 1. Syntaksista (muoto), 2 Semantiikasta (toiminnon), 3. Ajoituksesta (mitä tehdään ja missä järjestyksessä). Dataa välitetään järjestelmien välillä paketeissa. Paketit sisältävät datan lisäksi myös ohjausinformaation, joka lisään tyy aina uuteen kerrokseen mentäessä. Protollissa on määritetty yleensä pakettien minimi ja maksimi koot. Eräs tiedonsiirron perusongelma muodostuu seuraavista kahdesta vastakkaisesta tekijästä, joiden kesken täytyy tehdä kompromisseja: 1. Mitä pienempiä paketteja sitä tasaisempi verkon käyttö, sitä kuvattiin luennolla sujuvllaa liikenteellä moottoriteillä 2. Mitä pienempiä paketteja sitä edemmän resursseja tarvitaan

  • Mikä on tietoliikenteen standardisoinnin merkitys?

Luennolla käsiteltiin myös tietoliikenteen standardointia. Standardeja tarvitaan yhteensopivuuden varmistamiseksi kehityksessä, mutta ne myös jäädyttävät myös teknolgiaa, mikä oli minulle uusi termi. Sillä tarkoitetaan, että standarsointimenetelmien hitauden vuoksi ei stardarsoidut menetelmät edusta aina viimeisintä tietämystä ja tekniikkaa. Tärkeimpiä standardisointiorganisaatioita ovat: Internet Society, ISO, ITU-T, ATM Forum ja IEEE.

Mitä jäi epäselväksi: Opetetut asia kyllä tuli riittävällä tarkkuudella selviksi.

Luentopäivä 3:(26.10.2012)

  • Päivän aihe: Linkit
  • Päivän tärkeimmät asiat:

Analoginen ja digitaalinen signaali, koodaustekniikat, modulaatioteklniikat,virheenkorjaaminen ja tunnistaminen + iltapäivällä pistokokeet

  • Mitä opin tällä kertaa:

Opin, että onnistuneen tiedonsiirron kaksi perustekijää ovat: Hyvä signaalin laatu ja Tiedonsiirtotavan ominaisuudet. Tiedonsiirron linkitystyyppit olivat minulle uusi asia. Niitä voi olla kolmea lajia: Direkt link - ilman ulkopuolisia laitteita kuten TV; Point-to-point- suoralinkki kahden laitteen välillä ja multi-point - useamman laitteen kesken jaettu linkki. Tiedonkulkusuunnan kuvaus verkossa oli myös minulle uutta. Sitä kuvataan käsitteillä: Simplex - kulku vain yhteen suuntaan, Half duplex - kulku molempiin suuntiin, mutta vain yhteen suuntaan kerrallaan kuten VHF -puhelin ja VIRVE(vaatii tangentin painamisen puhuttaessa) ja Full duplex yhtäaikanen tiedonsiirtokumpaankin suuntaan kuten lankapuhelin.

Signaalityypit olivat ennestään nimeltä tuttuja,mutta niiden tarkempi määrittely uutta:

  1. analoginen, joka on jaksoton signaali, jota ei voida sitoa tasoon vaan liukuu ja saa useita arvoja ajan suhteen esimerkiksi siniaalto s(t) = A sin(2πft+Φ) A= amplitudi, f= taajuus, Φ = vaihe, t = aika).
  2. digitaalinen signaali, jossa on joukkotasoja, joita se saa ajan suhteen kuten toistuva kanttiaalto saa arvoja 1 ja -1. Digitaalinen on halvempi ja vähemmän kohina herkkä, mutta vaimeneminen on voimakkaampaa. Digitaalinen signaali on nykyisin suositumpi.

Opin myös, että monitietie etenemisessä signaalit summautuvat eli eri aikaan saapuvat signaalit, joko vahvistavat tai heikentävät toisiaan. Signaalien muutoksien nopeuttaminen vaatii kaistan levyden suurentamista. Taajuuksien lisäämisen avulla päästään lähelle haluttua digitaalista signaalia aikatasossa. kaistanleveyden kaksinkertaistaminen kaksinkertaistaa myös tiedonsiirtonopeuden. SPEKTRI on taajuus alue, joka sisältää signaalin kaikki taajuudet. Tiedonsiirtoa heikentävät: Vaimeneminen, viive vääristää ja kohina. Analoginen signaali tarkempi signaalin laadusta ja digitaalisessä häiriöitä aiheuttaa bittivirheet.

Tuli paljon erilaisia tekniikoita, joiden runsaus oli laittaa pään ihan sekaisin ja niiden sijoittuminen tietoliikenteen kokonaisuuteen jäi sekavaksi. Samoin se miten päin milläkin tekniikoilla signaalia muutetaan analogisesta digitaaliseksi vai toisin päin, mutta tarvitsee vielä kerra aineistosta. Kokonaisuuteen sijoittuminen hahmottuu varmaan seuraaavilla luennoilla.

Luentopäivä 4:(2.11.2012)

  • Päivän aihe: tietoverkot
  • Päivän tärkeimmät asiat:Kanavointi (Multipleksointi), reititys, paketti ja piirikytkentä.
  • Mitä opin tällä kertaa:

Opin, että siirtotietä voidaan käytää yhtäaikaa useamman siirrettävän signaalin siirtoon kanavoinnin eli multipleksoinnin avulla. Kanavointitekniikoita ovat: taajuusjakokanavointi (FDMA), aikajakokanavointi (TDMA), koodijakokanavointi (CDMA) ja aallonpituusjakokanavointi (WDMA).

Minulle selvimyös, että piirikytkentää käytetään teleliikenteessä ja pakettikytkentään dataliikenteessä. Mitä se käytännössö tarkoitaa oli uutta piirikytkentä oli tuttutermi, mutta tiedon siirrossa sillä tarkoitetaan lätettäjän ja vastaan ottajan välille luotavaa yhteyttä, joka on varattuna niiden välisen tiedonsiirron käyttöön vaikka tietoa eisiirrettäisikään. piirikytkentäisen verkon ruuhkautuessa se ei enää ota yysi yhteyksiä vastaan ennen kuin ruuhka purkautuu. Paketti kytkennässä puolestaan siirrettävä data jaetaan usempiin paketteihin, jotka sisältävät ohjausinformaation, jonka avulla ne toimitetaan perille eri reittejä pitkin. Paketti kytkentä on tehokkaampi ja sen ruuhkautuessa toiminta jatkuu ja se ottaa uusia viestejä vastaan, mutta tiedonsiirron viive kasvaa.

  • Jäi epäselväksi:

Kanavoinnin ja kytkentöjen käytännön merkitys tiedonsiirrossa eri vaihtoehdoissa jäi vielä hämäräksi, mutta odotan kokonaisuuden selkeytyvän viimeisellä luennolla.

Luentopäivä 5:(16.11.2012)

  • Päivän aihe: Sovellukset ja Tietoturva
  • Päivän tärkeimmät asiat: Mobiiliyhtydet, lähiverkot, langattomat lähiverkot ja tietoturva.
  • Mitä opin tällä kertaa

Käsiteltiin matkapuhelin ja lähiverkkojen tekniikkaa erityisti linkityksen osalta. Opin, että topologialla tarkoitetaan tietoliikenneverkon muotoa eli layouttia. Eri topologioita ovat: väylä(ethernet), tähtitopologia, rengas (Token ring) ja puurakenne. Kerrosmallit saivat “lihaa luiden päälle” ja kokonaiskuvatiedonsiirto verkosta alkoi hahmottua. Reityksen tärkeimmiksi ominaisuuksiksi korostui tasapuolisuus ja optimaalisuus.

Tietoturvan todettiin olevan estämistä eli proaktiivista toimintaa eikä niinkään ongelmien ratkaisemista. Tärkemättä kolme tietoturvan perusasiaa ovat:

  1. Luottamuksellisuus(yksityisyys, luottamus)
  2. Eheys(datan eheys/järjestelmän)
  3. Saatavuus(taataan palvelun saatavuus henkilöille, joilla siihen on oikeus)

Datan eheys voi vaarantua mm. seuraavista syistä; bittien muoto voi muuttua tiedonsiirrossa, tietovoidaan syöttää väärin (esim. tilinumero)tai kolmas osapuoli voi muuttaa tietoa tai viestin sisältöa tahallaan. Bittien muuttumisen seuraamiseen voidaan käyttää mm. perinteistä parititeettitekniikka eli jokaisen tavun 7 biittisen koodin peräään lisätään parititeettibitti, joka valitaan niin että koodin ykkösten summaksi tulee parillinen luku. Tämän avulla järjestelmä tarkastaa, jokaisen tavun ja jos summa ei ole parillinen on bitti muuttunut. Kokonaisen vietin muuttumisen varmistamiseksi käytetään ns. Hash -funktiota eli tiivistefunktiota (kokonaisluku), joka liitetään viestiin digitaalisen allekirjoituksen algoritmiä käyttäen.

Autentikoinnilla tarkoitetaan käyttäjän oikeellisuuden ja luotettavuuden arviointia. Tärkeä ominaisuus tietoturvan kannalta on myös jäljitettävyys sekä informaation, että käyttäjän.

VTT:n tutkimuksen mukaan tulevaisuuden tietoturvan haasteet ovat; tehokkaiden tietoturvaratkaisuiden kehittämisessä epäjatkuvuuskohdat liiketoiminnan, tietoturvahallinnan, riskianalyysin ja teknisen tietoturvan väliltä olisi onnistuttava poistamaan. Edistyminen tällä alueella edellyttää uusien menetelmien ja työkalujen kehittämistä.

Mitä opin kurssin aikana

Kurssin perusteella sai hyvän kokonaiskuvan tietoliikennetekniikasta, mikä olikin ennakkokäsitystä huomattavasti monimuotoisempi. Eri toimintojen ja tekniikoiden määrä yllätti. Kurssin perusteella selvisi paljon uusia termjä ja tekniikoita, vaikka ammattilaiseksi ei tullutkaan niin nyt osaa sijoittaa kuitenkin ne oikeaan paikkaa tietoliikennetekniikan kentässä. harjoitustöiden yhteydessä oppi hakemaan ja selvittämään kyseisiä asioita eri käytännön tietojärjestelmistä netin avulla, jossa tarkoituksessa varmasti kurssilla opittuja käsitteitä ja perustietoja tarvitsee jatko-opiskeluissa kuin työelämässäkin.

Sain myös vastaukset kurssin aikana hyvinkin perusteellisesti kaikkiin kolmeen 1. luennon jälkeen 1. tehtävässä asettamaani kysymykseen.

  1. Miten varmistetaan tietoliikenne verkon tiedon eheys?
  2. Miten voidaan kehittää tiedonsiirtonopeutta?
  3. Miten voidaan varmistaa tietoturva tulevaisuudessa?

Vastaukset selvisivät minulle eri luentojen yhteydessä. Nyt minulla on olemassa niiden ratkaisemiseksi useita eri vaihtoehtoja.

Kurssin kulminaatiopiste oli mielestäni 4. luento päivä, koska edellisen luennon jäljiltä oli jäänyt hyvin sekava lähes toivoton mielikuva eri tekniikoiden sekavuusta, mutta 4. luennolla kokonaistilanne alkoi hahmottua. Tunnilla tehty ryhmätyö eli keskinäinen pohdin selkeytti tilannetta ja huomasi, ettei ollut ainoa, joka oli tuntenut toivottomuutta edellisen luennon jälkeen. Viimeisen luennon yhteenveto viimeistään niputti yhteen kaikki aiemmin opitut. luennoitsijan innostunut ja innostava asenne sekä käytännön esimerkit auttoivat “käryillä pysymisessä”.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

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

Kysymykset:

  1. Miten varmistetaan tietoliikenne verkon tiedon eheys?
  2. Miten voidaan kehittää tiedonsiirtonopeutta?
  3. Miten voidaan varmistaa tietoturva tulevaisuudessa?

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Valitsin tehtävän yksi kuvasta löytyviä protokollia kolme kappaletta. Tutustuin niihin ja mieti kuinka protokolla vaikuttaa valitsemasi aihepiirin toimintaan. Esitä www-osoite käyttämiisi protokolliin.

1. 3G-VERKON SS7( Signalling System 7) -protokolla

2. HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

3. TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)

1. 3G-VERKON SS7( Signalling System 7) -protokolla on kolmannen sukupolven matkapuhelinverkko on todella laaja ja monimutkainen verkko. Tämän takia on hyvä, että toiminnallisuuden yhtenäistämiseksi on määritetty standardeja sekä protokollia. Verkon rakenne on muuttunut teknologian kehityksen edetessä, jonka takia verkon rakenteen tulee olla mukautuvainen erilaisiin muutoksiin. Tämä on mahdollista jakamalla protokollarakenteita eri kerroksiin ja kokonaisuuksiin.

SS7 (Signalling System 7) –protokolla

Merkinantojärjestelmä 7 on puhelinverkon kontrollointiprotokolla, jonka avulla saadaan yleiskäyttöinen rakenne matkapuhelinverkon signalointiin, viestintään, rajapintoihin sekä verkon hallintaan. SS7:n tärkein tehtävä on toimittaa puhelut PSTN verkon yli eli yhdistää keskukselta keskukselle. SS7 rakentuu OSI -mallin mukaan seitsemästä eri tasosta (kuva 1).

Kuva 1. SS7-rakennekuva

Ensimmäiset kolme kerrosta ovat merkinantoon MTP (Message Transfer Part), kerrokset liittyvät piirikytkentäiseen tiedonsiirtoon. MTP on tiedonsiirtoprotokolla, joka käsittää verkon rajapinnat, tiedonsiirron, viestin hallinnan sekä reitityksen korkeammille tasoille. Ylempien kerrosten toimintaa on verrattu OSI -mallin seitsemänkerroksiseen malliin.

Neljäs kerros on siirtokerros, jolla toimii SCCP. Se on siirtokerroksen protokolla, joka hoitaa reitityksen, vuonohjauksen, segmentoinnin, yhteyksien suunnan sekä virheentarkistuksen. Viides kerros on istuntokerros Sessionlayer, joka vastaa palvelupyynnöistä. SS7-protokollassa viides kerros tarkoittaa käytännössä kerrosta, joka on jaettu käyttäjäosaan (xUP) ja sovellusosaan (xAP) eli OSI –mallin mukaan seitsemättä kerrosta. Se ottaa pyynnöt vastaan esittelykerrokselta Presentation-layer ja siirtää ne alemmalle kerrokselle.

Kuudes kerros toimii samoin kuin viideskin eli se siirtää palvelupyyntöjä kerrosten välillä. Seitsemäs kerros on sovelluskerros Applicationlayer,joka siirtää käyttäjäosan sekä sovellusosan tietoa.

https://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/29598/stadia-1195559753-3.pdf?sequence=13 Toivio Jarno, INSINÖÖRITYÖN TIIVISTELMÄ, 3G-Laboratorioverkon rakentaminen ja rajapintamittausten analysointi, 2007. [saatavissa 2.10.2012] viitattu 02.10.2012.

SS7 (Signalling System 7) –protokolla:

http://www.squire-technologies.co.uk/products/ss7.php?_kk=%2Bss7%20%2Bsignaling&_kt=8ad5103e-2f11-453a-a0ae-061a9d529750&gclid=CPvIu4-M47ICFch2cAodmTYAzw [saatavissa 2.10.2012]

2. HTTP (lyhenne sanoista Hypertext Transfer Protocol eli hypertekstin siirtoprotokolla) on protokolla, jota selaimet ja WWW-palvelimet käyttävät tiedonsiirtoon.[1] Protokolla perustuu siihen, että asiakasohjelma (selain, hakurobotti tms.) avaa TCP-yhteyden palvelimelle ja lähettää pyynnön. Palvelin vastaa lähettämällä sopivan vastauksen, tavallisimmin HTML-sivun tai binääridataa kuten kuvia, ohjelmia tai ääntä

http://fi.wikipedia.org/wiki/HTTP

3. TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) on usean Internet-liikennöinnissä käytettävän tietoverkkoprotokollan yhdistelmä. IP-protokolla on alemman tason protokolla, joka vastaa päätelaitteiden osoitteistamisesta ja pakettien reitittämisestä verkossa. Sen päällä voidaan ajaa useita muita verkko- tai kuljetuskerroksen protokollia, joista TCP-protokolla on yleisin. Se vastaa kahden päätelaitteen välisestä tiedonsiirtoyhteydestä, pakettien järjestämisestä ja hukkuneiden pakettien uudelleenlähetyksestä. Vaikka TCP/IP-protokollaperheeseen kuuluu monia muitakin protokollia, pääosa liikennöinnistä tapahtuu TCP-yhteyksinä IP-protokollien päällä. Tämän takia protokollaperhe yleensä tunnetaan nimellä TCP/IP.

Verkkokerroksen IP-protokolla on TCP/IP-protokollan ydin. Verkossa tietoa välittävät reitittimet välittävät ainoastaan IP-paketteja, mikä perustuu IP-pakettien otsikkokenttien tietoihin. Kaikki ylemmän tason protokollat, kuten TCP, ovat sisällytetty, enkapsuloitu, IP-paketin data-osioon. IP-tasolla toimiva verkko ei ole tietoinen ylemmän tason protokollista ja yhteyksistä.IP-protokollaa voidaan ajaa lähes minkä tahansa verkon päällä, joten sillä on helppo yhdistää erilaisia verkkoja isommiksi kokonaisuuksiksi. Internet on vain yksi mutta merkittävin tällä tavalla rakentunut verkko. Internet-protokolla-sanassa internet tarkoittaa verkkojen välistä verkkoa.

Kuten TCP/IP-protokollaperheen nimestä voi päätellä, toinen tärkeä perheen protokolla on TCP-protokolla, joka luo yhteydet tietokoneiden sovellusten välille käyttäen IP-paketteja. Se huolehtii vuonhallinnasta, luotettavuudesta, kuittauksista ja pakettien laittamisesta oikeaan järjestykseen.

http://fi.wikipedia.org/wiki/TCP/IP

Kotitehtävä 3

Kolmannessa kotitehtävässä tarkastallaan laitteiden ja palveluiden hyödyntämiä siirtoteitä ja tiedon koodausta. Eli jälleen käsitellään 3 eri tapausta ja niistä käytetty siirtotie ja sillä käytetty koodaus. Jos käytetään ilmatietä niin olisi hyvä selvittää taajuusalue jolla toimitaan.

1. ADSL (engl. Asymmetric Digital Subscriber Line) ADSL on verkkokytkintekniikka, jolla on mahdollista siirtää jopa 8 Mb/s tavallista puhelinlinjaa käyttäen. Tekniikan viimeisin versio, ADSL2+, mahdollistaa jopa 24 Mb/s nopeuden yhdessä puhelinparissa. ADSL:n nopeus perustuu korkeiden taajuuksien käyttöön. Tavallinen modeemi käyttää taajuuskaistaa 300–3400 hertsin alueella, ADSL taas 23 000–1 100 000 hertsin taajuusalueella.

ADSL:ssä käytetään kahta koodaustekniikkaa: DMT (Dicrete Multi-Tone) ja CAP Carrierless Amplitude and Phase modulation). DMT on koodaustekniikka jossa siirtokaista on jaettu 256:een 4 KHz:n kaistaan. Kussakin kaistassa voidaan siirtää 0-11 bittiä symbolijaksoa kohden, ylemmillä taajuuksilla kuitenkin vähemmän. Dynaamisen DMT-koodauksen häiriönsieto on parempi kuin CAP:n. CAP-koodaus mahdollistaa linjan käytön samanaikaisesti useaan siirtoon. Taajuuskaista on esimerkiksi 64-CAP ADSL:llä noin 100-400kHz. CAP:ssa on myös mahdollista säätää taajuusspektriä valitulle siirtonopeudelle. CAP-koodaus on halvempi toteuttaa kuin DMT-koodaus.

2. Ethernet LAN Ethernet LAN on lähiverkko, joka perustuu IEEE 802.3LAN standardiin. Siirtotienä koaksikaapeli, kierrettyparikaapeli tai valokuitu. Useat Ethernet verkot käyttävät Manchester -koodausta.

3. Bluetooth Bluetooth on lyhyen kantaman radiotekniikkaan perustuva langaton tiedonsiirtotekniikka, jonka tarkoituksena on ollut korvata kaapelit matkapuhelinten, PC:n, tulostinten ja muiden oheislaitteiden välillä. Bluetoothin nimelliset siirtonopeudet ovat symmetrisessä siirrossa 432,6 kilobittiä ja asymmetrisessä lähtevässä 721 kilobittiä ja saapuvassa 57,6 kilobittiä sekunnissa. Bluetoothilla korvataan myös infrapunayhteyksiä, koska se on toimintavarmempi ja monipuolisempi siirtotekniikka eikä tarvitse esimerkiksi optista kontaktia yhteyslaitteiden välillä.

Bluetooth-radio toimii lähes poikkeuksetta 2,4 GHz:n ISM (Industry, Medical, Science) lisensöimättömällä taajuusalueella. Tarkasti ottaen Bluetooth toimii taajuusalueella 2,4000 – 2,4835 GHz ja taajuushyppyalue on f = 2402 + k MHz, jossa k = 0, …, 78. Bluetooth vaihtelee siis lähetystaajuutta. Kanavia ko. taajuusalueella Bluetoothin käytössä on 79. Yhden kanavan taajuussiirto on 1 MHz.

Modulaationa Bluetooth käyttää GFSK-taajuussiirtokoodausta (lyhenne sanoista Gaussian frequency shift keying). GFSK-modulaatiossa binäärinen 1 ja 0 sisällytetään kantoaallon pituuteen poikkeuttamalla kantoaallon perustaajuutta. Taajuuden muutos on +-500kHz ja sen virhe saa olla maksimissaan +-75kHz. Virheen liukuma saa olla: • 1 slotin paketissa +-25 kHz • 3 slotin (lähetysjakson) paketissa +-40 kHz • 5 slotin paketissa +-40 kHz Enimmäisliukuma on siis mikrosekunnissa 400 Hz. Bluetoothin käyttämän taajuushyppelyn takia tietoliikenne on periaatteessa pakettikytkentäistä. Taajuutta vaihdetaan 1600 kertaa/s ja yhden paketin lähetysaika (slot) on noin 625 mikrosekuntia.

Kotitehtävä 4

Oppimispäiväkirjan täyttö jälleen luennoilla opituista asioista. Tarkastallaan 4. kotitehtävässä siirtotien/verkon hyödyntämiseen ja tehokkuuteen liittyviä asioita. Riippuen kunkin tarkastelemista laitteista/sovelluksista/teknologioista pohtikaa hieman kuinka valituissa lähestymistavoissa siirtotien/siirtoverkon tehokas käyttö on huomioitu. Onko kyse kanavoinnista vaiko verkkotekniikoista joilla tehokkuus ja yhtäaikainen käyttö saadaan aikaiseksi.

ADSL -verkon(engl. Asymmetric Digital Subscriber Line) avulla kotona on tietokone Intenet -verkkoon ja puhelin(lanka) kytketty puhelinverkkoon parikaapelia käyttäen. ADSL on verkkokytkintekniikka, jolla on mahdollista siirtää jopa 8 Mb/s tavallista puhelinlinjaa käyttäen. Yhtäaikanen puhelinsignaalin ja datasiirron mahdillisuus perustuu käytettäviin eri taajuus alueisiin. CAP-koodaus mahdollistaa linjan käytön samanaikaisesti useaan siirtoon. Taajuuskaista on esimerkiksi 64-CAP ADSL:llä noin 100-400kHz. CAP:ssa on myös mahdollista säätää taajuusspektriä valitulle siirtonopeudelle. CAP-koodaus on halvempi toteuttaa kuin DMT-koodaus. CAP-koodaus on halvempi toteuttaa kuin DMT-koodaus.

PAN (Personel Area Networkin) muodostavan urheilurannetietietokone käyttää langatonta ANT+ -tekniikkaa tiedonsiirtoon. ANT+ -tekniikan avulla sykemittari ja muut apulaitteet voidaan kytkeä rannetietokoneeseen. ANT+ -tekniikan etuja on erittäin pienivirran kulutustus, minkä vuoksi se soveltuu hyvin pieniin mukana kuljetettaviin laitteisiin. Ranneteitokoneessa oleva GPS -käyttää langatonta sateliittiyhteyttä paikantamiseen. Tieto rannetietokoneessa voidaan siirtää UBS -kaapelin avulla kotitietokoneeseen ja sitä kautta edelleen Internettiin.

Bluetoothin langattoman tiedon siirrotekniikan avulla voidaan kotona liittää useita laitteita lyhytyitä matkoja n. 10 metriä toisiinsa. Samoin sitä käytetään autossa lagattoman hands freen kytkemiseksi auton audiolaitteisiin. Taajuussiirtokoodauksen avulla siirtokanava voidaan jakaa useiden laitteiden yhtäaikaiseen käyttöön.

Modulaationa Bluetooth käyttää GFSK-taajuussiirtokoodausta (lyhenne sanoista Gaussian frequency shift keying). GFSK-modulaatiossa binäärinen 1 ja 0 sisällytetään kantoaallon pituuteen poikkeuttamalla kantoaallon perustaajuutta. Taajuuden muutos on +-500kHz ja sen virhe saa olla maksimissaan +-75kHz. Virheen liukuma saa olla: • 1 slotin paketissa +-25 kHz • 3 slotin (lähetysjakson) paketissa +-40 kHz • 5 slotin paketissa +-40 kHz Enimmäisliukuma on siis mikrosekunnissa 400 Hz. Bluetoothin käyttämän taajuushyppelyn takia tietoliikenne on periaatteessa pakettikytkentäistä. Taajuutta vaihdetaan 1600 kertaa/s ja yhden paketin lähetysaika (slot) on noin 625 mikrosekuntia.

Kotitehtävä 5

Oppimispäiväkirjan täyttö jälleen luennoilla opituista asioista. Kokonaiskuva sovelluksen käyttäytymisestä eli pohtikaa yksittäisen sovelluksen (oma valinta) toimintaa aina sovellustasosta varsinaiseen bittien siirtoon. Pyrkikää luomaan kokonaiskuva, jossa kurssilla käydyt asiat nivoutuvat yhteen. Tietoturva eli tutustukaa tietoturva-asioihin kappaleen 23 (ja 24) mukaisesti ja liittäkää tietoturva aiemmin käsiteltyihin konteksteihin.

3G –puhelin Soitettaessa 3G –puhelimella. Puhelin ottaa ensin yhteyden langattomasti käyttäen vahvinta tukiasemaa ja lähettää sen valitun numeron kanavalle. Siirtotienä toimii tässä tapauksessa radiotie. Tukiaseman ohjain muodostaa yhteyden lähettämällä viestejä tukiasemille. Vastaanottava numero vastaa viestiin. Ohjain muodostaa yhteyden (piirin) lähettävän (soittavan) ja vastaanottavan tukiaseman välille. Yhteyden aikana puhelimet lähettävät ja vastaanottavat singalia (puhetta ja/tai data signaalia) toisiltaan. Pulssikoodimodulaation avulla puhe muutetaan digitaaliseen muotoon radiotielle siirrettäessä. Kanavointina (multipleksointina) käytetään koodijakokanavointia eli CDMA (Code Division Multiple Access). Kanavointi mahdollistaa usean käyttäjän yhtäaikaisen saman taajuuden käyttämisen, koska vastaanottajan lähettämässä signaali sisältää vastaanottajan koodin. Tukiasemien yhteys ohjaimeen on johtimellinen. Sen avulla ohjataan piirikytkennällistä puhelinverkkoa. Tämä verkko muodostuu parikaapelista ja reitittimistä. Radiotietä käytettäessä ongelmina ovat monitie-etenemiseen kuuluvat häiriötekijät; vaimennus, heijastuminen, imeytyminen, sironta, taipuminen ja doppler –ilmiö. Doppler –ilmiössä vastaanottajan ja lähettäjä etäisyys muuttuu yhteyden aikana.

Tietoturva Tietoturvatoiminta on proaktiivista eli pyritään estämään ongelmien syntyminen ei niinkään ratkaisemaan niitä. Tärkeimpiä tekijöitä ovat: Luottamuksellisuus, eheys ja saatavuus. Puhelimen suurimpia tietoturvauhkia on saatavuus; puhelimen kadotessa, varastettaessa tai tallennettujen tietojen päätyessä vääriin käsiin. Käyttäjä on huolehdittava puhelimen huolellisesta säilytyksestä, PIN ja muiden suojakoodien käytöstä ja salaamisesta sekä tärkeiden tiedostojen varmuuskopioinnista. Bluetoothtia tai muita langattomia yhteyksiä käytettäessä tulee varmistua ohjelmien ja yhteyksien luotettavuudesta.

Puhelimen tietoturvallisuuden osalta pitää paikkansa, että ”käyttäjän on itse suurin tietoturva riski”, kuten alla oleva Nortonin luomaohjeistus julkisten WiFi -verkkojen käytöstä todistaa: WiFi -verkkojen tietoturvauhkien takia suojauksesi julkisilla langattomilla alueilla on omalla vastuullasi. Seuraavassa on joitakin keinoja, joilla voit varmistaa tietoturvasi: •Tarkkaile ympäristöäsi. Varmista, että kukaan ei kurki olkasi yli, kun kirjaudut käyttöjärjestelmään, sähköpostiin, pikaviesteihin tai muihin tileihin. •Älä koskaan jätä kannettavaasi tai kämmenmikroasi valvomatta edes hetkeksi. •Älä anna langattoman verkkokorttisi muodostaa automaattisesti yhteyttä lähimpään verkkoon. Valitse sen sijaan langaton alue manuaalisesti, kun muodostat yhteyden. •Varmista, että olet aidolla langattomalla alueella tarkistamalla isännältä verkon nimi ja yhteyden muodostamisen prosessi. •Poista tiedostojen jakaminen käytöstä, kun käytät julkista langatonta aluetta, ja yritä saada kannettavassa sekä mobiililaitteissa olevien henkilökohtaisten tietojen määrä mahdollisimman alhaiseksi. Tavallisesti tiedostojen jakamisen voi poistaa käytöstä käyttöjärjestelmän verkkoasetuksien valikosta. •Älä hoida verkkopankkiasioita tai kaupankäyntiä julkisilla langattomilla alueilla. Tee ne sen sijaan turvallisemmassa ja hallitummassa ympäristössä. •Rajoita sähköpostin ja pikaviestien käyttö vähemmän tärkeisiin viesteihin. Jos käytät pikaviestejä tai sähköpostia julkisella langattomalla alueella, älä koskaan lähetä mitään, mikä ei saisi olla julkista. Harkitse erillisen verkkopohjaisen sähköpostitilin avaamista julkisilla langattomilla alueilla käyttöä varten. •Älä käy verkkosivustoilla, joiden käyttöä et haluaisi paljastaa vieraille. •Kytke langaton kortti pois käytöstä, kun et käytä sitä. •Kun olet julkisella langattomalla alueella, et voi tietää, millaisia tartuntoja muut yhteydessä olevat tietokoneet kantavat tai onko alueella myös verkossa saalistava hakkeri. Symantecin Norton AntiVirus- ja Norton Internet Security -ohjelmistot suojaavat käyttäjää viruksilta, madoilta, troijalaisilta sekä vaarallisilta tunkeutujilta. •Tee järkeviä päätöksiä tietokonetta käyttäessäsi. Vältä aina julkisten langattomien alueiden käyttämistä tärkeään tiedonsiirtoon

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 7 h, Luenteoaineistoon tutustuminen 4 h, kotitehtävät 3 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 7 h, Luenteoaineistoon tutustuminen 4 h, kotitehtävät 3 h

      
* Luentoviikko 3
      Lähiopetus: 6 h, Luenteoaineistoon tutustuminen 4 h, kotitehtävät 4 h
      
* Luentoviikko 4
      Lähiopetus: 7 h, Luenteoaineistoon tutustuminen 4 h, kotitehtävät 4 h
      
* Luentoviikko 5
      Lähiopetus: 7 h, Luenteoaineistoon tutustuminen 5 h, kotitehtävät 3 h

http://www2.it.lut.fi/wiki/doku.php/courses/ct30a2001/start