meta data for this page
  •  

:-D OPPIMISPÄIVÄKIRJA 8-)

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Näkemykseni mukaan tietoliikenteen ydin on seuraavan prosessin toteutus: Lähettävän pään sanoma X saadaan toistettua samansisältöisenä ja samannäköisenä vastaanottajan päässä. Tietoliikenne pohjautuu nykyään usein langattoman tiedonsiirron varaan ja avainsanoja ovat tietoturvallisuus, pilvipalvelut ja nopeat sekä toimintavarmat langattomat yhteydet. Tietotekniikan, järjestelmien ja verkkoliikenteen merkitys korostuu entuudestaan, kun organisaatioiden toimintaa pyritään tehostamaan synkronoimalla aiemmin itsenäisiä järjestelmiä tai luomaan kokonaan uusia systeemejä, joiden välille rakennetaan erilaisia yhteyksiä jo olemassa olevan informaation hyödyntämisen helpottamiseksi.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1

Opin, että ohjausdata toteuttaa protokollan. Vain alin palikka keskustelee vastapuolen kanssa. Jokainen kerros lisää välitettävään pakettiin aina oman ohjausdatan. (= johtaja ei keskustele sihteerin kanssa, eikä sihteeri koskaan avaa johtajan kirjeitä.. poikkeuksiakin tietysti on) Tärkeimmät kerrosmallit ( ? ) ovat OSI ja TCP/IP. Sanoman perillemeno voidaan vahvistaa eri kerroksissa esim. varmennusnumerosarjojen / lippujen avulla.

2. Luennon ennakkotehtävä: iPhone tukee taajuuksia 850/900/1900/2100MHz. Nopeudesta ei ole hajuakaan, mistähän tuon tiedon löytäisi? Operaattorin tarjoama datanopeus on max. 24 MB/sek.

Luentopäivä 2

Toisen luennon opit keskittyivät protokollan yleiseen toimintaan (segmentointi ja kokoaminen, paketointi, yhteyden hallinta, toimitus oikeassa jrjestyksessä, vuon valvonta, virheen havainnointi, osoitteet, kanavointi ja kujetuspalvelut) ja esim. siirtoteihin. Protokolla koostuu syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta. Protokollan tehtävänä on datavirtojen välittäminen kommunikoivien olioiden välillä. Tarvittaessa data voidaan protokollan kerroksesta riippuen joutua pilkkomaan eli segmentoimaan pienempiin osiin.

Standardointi aihepiirinä on itselle hyvinkin tuttu, mutta lähinnä muutoin kuin tietoliikenteeseen liittyen. Esimerkiksi American National Standards Institute (ANSI) ja International Organization for Standardization (ISO) ovat tulleet käsittelyyn useasti työelämässä.

Alla hyödyllisiä linkkejä liityen teknologian standardointiin (lainaus luentokalvolta):

Internet

ISO

ITU

IEC

ETSI

SFS

ANSI

IEEE

  • standards.ieee.org

Siirtotiet voidaan jakaa johtimellisiin ja johtimettomiin. Johtimellisia siirtoteitä ovat parikaapeli, koaksiaalikaapeli, valokuitu ja sähköjohto. Kuidut voidaan jakaa edelleen yksi- ja monimuotokuituihin. Monimuotokuidun tehokkuutta syö pulssin dispersio eli leveneminen (ja sitä myöten heikkeneminen), joka johtuu säteiden etenemistä useita eri reittejä pitkin. Johtimettomia siirtoteitä ovat mikroaaltolinkit (suunnattu kommunikointi), satelliittilinkit (satelliittikommunikointi), radiotie (suuntaamaton kommunikointi) ja infrapunalinkit (lyhyen matkan point-to-point eli päästä päähän -kommunikointi). Johtimettomissa siirtoteissä signaali etenee ilmassa tai muussa väliaineessa antennien välityksellä. Antennit voivat olla suunnattuja tai suuntaamattomia (eli ympärisäteileviä).

Tiedonsiirron osuudesta mieleeni jäi parhaiten se, että kun siniaaltoja lisätään tarpeeksi, niin saadaan muodostettua kanttiaalto, josta voidaan muodostaa selkeämmin bittejä. (Joku voi korjata, jos asia ei mennyt ihan näin..) Mielestäni ei voi kuitenkaan tällaisella perustason kurssilla olettaa, kuten luennoitsija jossain vaiheessa totesi, että “nämä kaavat lienevät kaikille tuttuja jostain aiemmista perusopinnoista”.

Luentopäivä 3

Kolmannella viikolla aihepiiri herätti seuraavanlaisia ajatuksia. Aiheena oli tiedonsiirron entistäkin syvällisempi tulkinta. Tiedonsiirtoon vaadittavien signaalien tulkintaa varten tarvitsee olla tiedossa bittien alku- ja loppukohdat (ajoitus) ja signaalitasot. Signaalin tulkinnan onnistumiseen vaikuttavia tekijöitä ovat signaali-kohinasuhde, tiedonsiirtonopeus, kaistanleveys ja koodausjärjestelmä. Koodausjärjestelmistä sanotaan wikipediassa fi.wikipedia.org seuraavaa (Kaj Granlund, Tietoliikenne. Tietoliikennetekniikan peruskirja. Gummerus kirjapaino, Jyväskylä 1999. Teknolit Oy. ISBN 952-5159-80-9):

“Tietoliikenteessä linjakoodaus on tiedonkoodausta, jota hyödynnetään tietoliikennejärjestelmässä tiedonsiirtoon siirtotiellä. Linjakoodauksella saadaan koodaustavasta riippuen esimerkiksi lisättyä bittinopeutta, vähennettyä virhetodennäköisyyttä tai estettyä energian siirtymistä linjalla.

Hyvälle linjakoodaukselle asetetaan seuraavia vaatimuksia:

  • Tasavirtakomponentin tulee olla mahdollisimman pieni
  • Riittävä määrä tilamuutoksia erottamaan bitit toisistaan
  • Johtoparien polariteettiriippumattomuus (johdot voi kytkeä ristiin)
  • Pieni kaistanleveystarve
  • Kellotaajuuden johtaminen data-signaalista.”

Luentomateriaalissa esiteltiin eri linjakoodausjärjestelmiä: Nonreturn to Zero-Level(NRZ-L), Nonreturn to Zero Inverted, (Multilevel Binary) Bipolar-AMI, (Multilevel Binary) Pseudoternary, Manchester (used by IEEE 802.3), Differential Manchester (used by IEEE 802.5).

Kanavointi

Olemassa olevaa siirtokapasiteettia voidaan jakaa useamman siirrettävän signaalin kesken. Tätä kutsutaan multipleksoinniksi eli kanavoinniksi, jota hyödynnetään esim. kuituihin, koaksaalikaapeliin tai mikroaaltolinkkeihin perustuvassa runkoverkossa sekä radiotiellä kuten esim. matkapuhelinverkossa.

Kanavointi voidaan jakaa seuraaviin luokkiin:

– Taajuusjakokanavointi (FDMA, Frequency Division Multiple Access) – Aikajakokanavointi (TDMA, Time Division Multiple Access) *Synkroninen *Asynkroninen (tilastollinen) – Koodijakokanavointi (CDMA, Code Division Multiple Access) – Aallonpituusjakokanavointi (WDMA, Wavelength Division Multiple Access) (lähde: luentomateriaali / JPorras LUT)

Kommentteja: Tämä kolmannen luentokerran materiaali oli erittäin vaikea omaksua. Mielestäni mikäli kurssin opetuskieleksi on määritelty suomi, helpottaisi varmasti suurimmalle osalle opiskelijoista asioiden omaksumista, jos kaikki materiaali olisi suomeksi eikä niin että 3,5/4 kalvoista on pelkkiä kaavioita tai englanninkielistä termistöä (mahdollisimman paljon rautalangasta vääntöä, ei suorahkoja lainauksia edistyneemmän tason vieraskielisistä alan opuksista..) Tai mikäli kurssin kieli on englanti, mielestäni opetuksen ja materiaalien kokonaisuudessaan pitäisi olla englanniksi, niin että vaihteleva termistön käyttö ei sekoita päänuppia.

Luentopäivä 4:

Neljännen luentopäivän anti oli monipuolinen. Ensiksi käsiteltiin tele- ja dataliikennejakoa sekä piiri- ja pakettikytkentäisten verkkojen ominaispiirteitä ja niiden keskinisiä eroavaisuuksia. Reititysstrategiat (solmujen välinen liikenne) edellä mainituissa → ARPANET:n toimintaperiaatteet ja evoluutio, Dijkstran ja Bellman-Fordin algoritmit. Ruuhkan ja liikennöinnin hallintamenetelmät (esim. toimitetaanko info paketin viiveestä eteenpäin vastaanottajalle vai taaksepäin lähettäjälle).

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus: Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa. kuva1.pptx

Kotitehtävä 2

Ensimmäisten luentojen kotitehtävissä selvititte laitteita ja palveluita. Tässä kotitehtävässä selvitetään laitteiden ja palveluiden käyttämiä protokollia sekä siirtoteitä. Pohtikaa ensin millaisia siirtoteitä valitsemanne järjestelmät käyttävät ja millaisia protokollia niissä on käytössä. Pyrkikää löytämään 3 esimerkkiä molemmista.Protokollien osalta etsikää myös missä protokolla on määritetty ja mahdollisesti linkki kyseiseen määritykseen.

1. Kannettava tietokone - WLAN-reititin. Johtimeton siirtotie, protokolla 802.11n/b/g IEEE standardin wlan-verkoille asettamat speksit täyttävä. Standardin määritelmä ladattavissa http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.11-2012.pdf)

2. Kännykkä - kannettava tietokone. Tiedonsiirto hyödyntäen bluetooth-teknologiaa, jossa käytössä johtimeton siirtotie (radiotie) ja signaali etenee ilmatietä.

3. Tietokone - tulostin. Johtimellinen siirtotie, parikaapeli (USB)

3. Luento: Ennakkotehtävä Etsi toisessa kotitehtävässäsi valitsemissasi siirtotieratkaisuissa käytetty koodaus- ja kanavointitapa.

Kotitehtävä 3

Käykää tutustumassa vähintään viiden muun henkilön kotitehtäviin ja tehkää niistä lyhyt analyysi omalla sivulle (vahvuudet, heikkoudet, …)

En analysoi tässä yksittäisten henkilöiden sivuja, vaan esitän lyhyen yhteenvedon satunnaisesti valitsemieni henkilöiden sivujen sisällöstä. Kaikki tarkastellut henkilöt olivat tehneet suurimman osan kotitehtävistä. Tehtävät oli tehty huolellisesti, mutta huomasin, että moni oli kommentoinut että aihepiiri on todella haastava. Osalla tätä kommenttia ei ollut, mutta saattoi huomata, että vastaukset eivät olleet ihan viimeisteltyjä - eli luultavasti haasteita on pohtimisessa ollut. Osalla taas oli hyvin vakuuttavasti vastattu kaikkiin kysymyksiin, mutta en osannut arvioida, olivatko vastaukset oikeita. Suurta vaihtelua vastausten välillä on, voisi johtua siitä että termistö ei ole ihan päivänselvää kaikille. Kaikki olivat kuitenkin selvästi pohdiskelleet käsiteltyjä aiheita ja heittäneet ilmoille kysymyksiä, jotka olivat todella relevantteja ja joita itselle ei ollut vielä tullut mieleen.

4. luennon ennakkotehtävä:

Lue wikissä pääsivulla kohdassa “linkkejä ja muuta materiaalia aihepiiriin” löytyvä WLAN -artikkeli ja pohtikaa kuinka tunneilla opetetut asiat suhteutuvat siihen. Etsikää verkosta sivu tai pari, jotka esittelevät LTE-tekniikkaa (mobiiliverkko) ja pohtikaa mitä uutta kyseinen tekniikka tuo siihen mitä tunneilla on opetettu. Millaisia kysymyksiä aihepiiri herättää?

Artikkelissa oli joitakin kohtia, joita pystyin suhteuttamaan kurssilla opittuihin asioihin. Se tuli ainakin selväksi, että todellisuudessa yhteyksien nopeudet eivät yllä läheskään siihen, mitä teoreettiselle pohjalle rakennetut standardien vähimmäistasot antavat ymmärtää. Yhteyden nopeuteen on vaikutusta mm. etäisyyksillä, verkkoa ympäröivän rakennuksen materiaaleilla, yhteyden käyttäjämäärällä sekä esimerkiksi muiden langattomien päätelaitteiden aiheuttamilla häiriöillä. Suunnitteluasteella oleva terahertsin nopeuteen yltävä supernopea verkko olisi todennäköisesti ainakin alkuvaiheessa käytettävissä vain erittäin lyhyillä matkoilla.

LTE (long term evolution, joissakin yhteyksissä puhutaan myös 4G -teknologiasta) -tekniikasta löytyneitä artikkeleja:

1. Nelli-portaalin lehtien tietohaun kautta löytynyt: LTE-Advanced and the evolution to beyond 4G (B4G) systems Original Research Article Physical Communication, In Press, Accepted Manuscript, Available online 20 November 2013 Ian F. Akyildiz, David M. Gutierrez-Estevez, Ravikumar Balakrishnan, Elias Chavarria-Reyes

2. 4G is here, but LTE-A is already coming. Lähde: Electronics weekly [0013-5224] Wilson, Richard v:2013 iss:2537 s:15 -15

3. 4G Is Here: Buy Now, or Wait? Lähde: PC world [0737-8939] Sullivan, Mark v:2011 vol:29 iss:4 s:87 -89

LTE-tekniikan osalta mietin, onko tästä teknologiasta merkittävää hyötyä ns. ihan tavalliselle puhelimen käyttäjälle, joka ei merkittävästi erillistä datansiirtoa tarvitse. Suuri kysymys tietysti on myös se, tuleeko tässä tiedonsiirron nopeuksien kehityksessä koskaan raja vastaan, vai voidaanko kehitystä jatkaa äärettömiin?!

Kotitehtävä 4

Tarkastellaan 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.

1. Läppäri on yhteydessä verkkoon WLAN-reitittimen välityksellä. Kotiympäristössä yhteyttä reitittimen kautta hyödyntävät samanaikaisesti esim. läppäri, iPad & iPhone. Siirtotien tehokkuus varmistetaan taajuusjakoisella kanavoinnilla (FDM). Reititin puolestaan on yhteydessä palveluntarjoajan verkkoon optisen kuidun välityksellä, jossa siirtotie on kanavoitu aallonpituusjakoisena (WDM).

2. Kännykkä hyödyntää 3G-teknologiaa, jossa käytössä koodikanavointi (CDMA = Code Division Multiple Access). CDMA on hajaspektritekniikka eli lähettäjä ja vastaanottaja vaihtavat taajuutta koodin mukaan taajuusalueen tehokkaamman hyödyntämisen mahdollistamiseksi. Muut puhelut tässä tapauksessa ovat taustakohinaa, kaistan päällekkäinen käyttö häiritsee vähemmän.

MITÄ OPIN KURSSILLA:

Vasta hyvinkin kurssin loppumetreillä alkoi tuntua siltä, että palikat alkoivat loksahdella kohdalleen, ja kykenin jokseenkin hahmottamaan yhteyksiä eri osakokonaisuuksien välillä. Jouduin melko paljon pänttäämään asioita muualta kuin tämän kurssin materiaaleista, sillä mielestäni luennoilla edettiin vähän turhan korkealentoisesti, eivätkä englannin- ja suomen sekakieliset kalvot helpottaneet oppimista. Pystyin kuitenkin sisäistämään asioita vähän paremmin esim. googlettamalla löytyneiden Aalto-yliopiston suomenkielisten kurssikalvojen avulla. Näin kurssin jälkeen on sellainen olo, että olen lyhyessä ajassa saanut kattavan kuvan tietoliikennetekniikan laajasta kontekstista ja onpa mieleen jäänyt myös detaljitason juttuja. Kuten joku muukin oppimispäiväkirjassaan kirjoitteli, olisin itsekin kiinnostunut perehtymään lisää esim. tietoturva-asioihin ja tekniikan psykososiaaliseen puoleen eli käyttäjän käyttäytymiseen ja tähän vaikuttamiseen. Lisäksi olen ehdottomasti samaa mieltä myös siitä, että tämä kurssi ja aihepiirin + perustoimintaperiaatteiden tunteminen ovat erittäin hyöyllistä ja käyttökelpoista tietopääomaa myös muille kuin alan käytännön substanssiosaajille. Manchesterista tulee edelleenkin ensimmäisenä mieleen jalkapallo (City, ei Utd), mutta kiitos näiden oppien saatan osata yhdistää sen muuhunkin ;-).

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h, kotitehtävät 4 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 7 h, kotitehtävät 4 h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 0 h, kotitehtävät 5 h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 6 h, kotitehtävät 4 h, tenttiin valmistautuminen 15+ h


Pääsivulle