Mikko Paasosen oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Ensimmäisenä mieleen tuli bittien virta lankaa pitkin tai ilman. Tietoa liikkuu erikokoisissa verkoissa: maailmanlaajuisesti mannerten ja valtioiden välillä, valtioiden sisällä, kaupungeissa, oppilaitoksissa, yrityksissä ja kotona. Tietoliikenneverkot ja kaistojen leveydet ovat kasvaneet vuosien mittaan paljon. Tietoliikennettä tarvitaan, jotta laitteet voivat olla yhteydessä toisiinsa. Tietoliikenteeseen liittyvistä laitteista mieleen tuli palvelimet, reitittimet, modeemit, linkkimastot ja erilaiset johdot ja liittimet. Tietotekniikan ulkopuolella tietoliikenteeseen voisi liittyä esim. savumerkkejä tai kirjekyyhkyjä.

Lyhenteitä, termejä: TCP/IP, protokolla, LAN, WLAN, GPS, NMT, EDGE, 3G, @450, RJ45

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

  • Päivän aihe:  Tietoliikenne yleisesti, kerrosmalli, protokollat
  • Päivän tärkeimmät asiat: OSI ja TCP/IP, FTP
  • Mitä opin tällä kertaa: Ensimmäisellä luennolla selvisi, kuinka sähköpostiviesti liikkuu verkossa. Eri protokollia tiesin nimeltä, mutta niiden toiminta ja tarkoitus oli aiemmin täysi mysteeri, joten luento avasi esim. FTP-protokollan toimintaa. Esimerkit tietokoneen kommunikoinnista vastapuolen kanssa syventivät aiheeseen pureutumista mukavasti. Kerrosmalli tuli täysin uutena asiana ja sai aikaan jonkinlaisen ahaa-elämyksen. Käsittely tosin keskittyi itse malliin, sen toiminta “konepellin alla” jäi kiinnostamaan. Eri protokollien headerit tulivat täysin uutena asiana, ne selvensivät hyvin protokollien eroja.
  • Jäi epäselväksi: Kerrosmallin tekninen toiminta, selviää varmaan seuraavalla luentokerralla.

Luentopäivä 2:

  • Päivän aihe: Protokollat, siirtotiet
  • Päivän tärkeimmät asiat: Protokollien toiminta, johtimelliset ja johtimettomat siirtotiet
    • Protokolla toteuttaa kerroksen toiminnan, ohjausinformaatio toteuttaa protokollan
  • Mitä opin tällä kertaa: Sähköpostijärjestelmien erot (POP, IMAP, HTTP), valokuitukaapelin toiminta
  • Jäi epäselväksi:

Luentopäivä 3:

  • Päivän aihe: Kommunikointi, virheenkäsittely
  • Päivän tärkeimmät asiat:
  • Mitä opin tällä kertaa:
  • Jäi epäselväksi:

Luentopäivä 4:

  • Päivän aihe: Kanavointi, reititys
  • Päivän tärkeimmät asiat:
  • Mitä opin tällä kertaa:
  • Jäi epäselväksi: Reitityksestä ehdittiin käydä vain pintaraapaisu, jospa seuraavalla luennolla enemmän.

Luentopäivä 5:

  • Päivän aihe:
  • Päivän tärkeimmät asiat:
  • Mitä opin tällä kertaa:
  • Jäi epäselväksi:

Mitä opin kurssin aikana

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

kotiteht1_0374522.jpg

  1. Mitä eroa on matkapuhelinverkon eri tekniikoilla (3G, HDSPA, jne)?
  2. Kuinka WLAN-signaali salataan ja miten eri salaukset eroavat toisistaan?
  3. Mikä on erilaisten johtimien ja langattomien verkkojen maksimitiedonsiirtonopeus?

Kotitehtävä 2

Kotitehtävä 3

Optinen kuitu kaiutinjärjestelmän ja television välillä: Kaapelissa on TOSLINK-liittimet ja tiedonsiirtoon käytetään S/PDIF -standardia. Kustannussyistä kuitu on todennäköisesti 1mm paksuista muovia. Optinen signaali tuotetaan LED-tekniikalla aallonpituudella 650 nm. Digitaalinen signaali noudattaa Dolbyn kehittämää AC-3 koodausta.

FM-radio toimii radiotiellä: Auton takalasiin integroitu radioantenni vastaanottaa ULA-taajuusalueella (87,5 - 108,0 MHz) taajuusmoduloitua analogista signaalia. Esimerkiksi YleX kuuluu Etelä-Karjalassa taajuudella 90,90 lähettimen sijaitessa Joutsenossa.

USB 2.0 esim. tietokoneen ja näppäimistön välillä: Parikaapeli pitää sisällään neljä johtoa. Tiedonsiirron maksiminopeus on 480 Mbit/s ja koodauksena käytetään NRZI:tä (Non-Return-to-Zero-Inverted).

Lähteenä Wikipedia

Kotitehtävä 4

FM-radio: Siirtojärjestelmän kapasiteetti on jaettu hyödyntäen taajuusjakokanavointia (FDMA). Verkon kapasiteetti on rajoitettu ULA-taajuusalueelle (87,5 - 108 MHz), joka on jaettu taajuuksittain kanavien kesken. Verkon käytön tehokkuus riippuu kanavien määrästä. Suomessa luvat kanaville myöntää Valtioneuvosto. Kapasiteettia menee joka tapauksessa hieman hukkaan kanavat erottavien varmuusvälien johdosta.

Kaapelimodeemi: Kaapelimodeemi kytkettynä koaksiaalikaapelilla seinän antennipistokkeeseen. Taajuusalue on jaettu kolmeen osaan: yksi TV:lle, kaksi datalle (upstream ja downstream). Datakanavat on jaettu käyttäjien kesken hyödyntäen asynkronista TDMA:ta (aikajakokanavointia). Käyttäjät varaavat upstream-kanavan käyttövuoroja downstream-kanavan kautta ja vahvistinasema välittää paketit käyttäjälle vuorojen perusteella. Näin kapasiteettia ei mene hukkaan, sillä kaikki liikenne toteutuu tarpeeseen perustuen.

Kännykkä: GSM-verkossa pyritään tehokkuuteen aikajakokanavoinnin (TDMA) avulla. Lähetykselle ja vastaanotolle on varattu omat taajuusalueet, joiden kapasiteetti on jaettu käyttäjien kesken aikajakokanavoinnilla. Jokainen käyttäjä lähettää ja vastaanottaa paketteja omalla vuorollaan. Paketteja liikkuu niin tiuhaan, ettei se vaikuta pakettien sisältämän äänen kuulemiseen. Esimerkiksi massatapahtumissa verkko saattaa ylikuormittua johtuen liian suuresta käyttäjämäärästä kapasiteettiin nähden.

Kotitehtävä 5

Kokonaiskuva sovelluksen käyttäytymisestä eli pohtikaa yksittäisen sovelluksen (oma valinta) toimintaa aina sovellustasosta varsinaiseen bittien siirtoon. Pyrkikää luomaan kokonaiskuva, jossa kurssilla käydyt asiat nivoutuvat yhteen.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h

  • Luentoviikko 2
  • Luentoviikko 3
  • Luentoviikko 4

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