meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Oma käsitykseni tietoliikennetekniikasta ennen kurssia on hyvin karkeanpuoleinen, sillä en ole ennen kyseiseen aihepiiriin sen enempää paneutunut. Minulle tulee mieleen tietoliikenteestä digitaalisen tiedon siirtäminen eri osapuolten välillä pitkienkin matkojen päähän. Internetin välityksellä tapahtuvat tiedonsiirrot TCP/IP protokollien avulla on kaukaisesti tuttu asia, jonka uskon kurssin aikana avautuvan itselleni uudella tavalla. Minua kiinnostaa myös saada lisää tietoa gps:ien toiminta satelliitteja hyväksi käyttämällä, sekä tähän toimintaan linkitetty tietoliikenne.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Päivän aihe: Johdatusluento, protokollat ja kerrosmallit Tärkeimmät asiat: Kerrosmalli, protokollat

Ensimmäisellä luennolla tuli paljon uusia asioita itselleni, joista en ole aikaisemmin kuullutkaan. Ehkä päällimmäsenä mieleen jäi kerrosarkkitehtuuri, jossa jakamalla järjestelmän toiminnot pienempiin osiin saadaan järjestelmästä paremmin hallittavissa oleva kokonaisuus. Mieleen jäi myös se, että kommunikointi toisten järjestelmien kanssa tapahtuu aina kerrosmallin alimman kerroksen kautta. Myös käsite protokolla aukeni itselleni hieman enemmän. Kerrokset toteuttavat omia tehtäviään keskustelemalla vastinolioidensa kanssa ja tämä keskustelu tapahtuu tämän kerroksen protokollaa käyttämällä.

Jäi epäselväksi: Aiheesta jäi sellainen karkea käsitys, miten hommat oikeasti menee. Kuitenkin selvä kokonaisuus jäi puuttumaan, varmaan pääosin sen takia, että itselläni ei ole aiheeseen liittyvää teoriapohjaa ollenkaan.

Ennakkotehtävä 2:

Tehtävänkuvaus: Etsi ensimmäiseen kotitehtävään valitsemistasi tietoliikenneratkaisuista niiden tarvitsema/tarjoama datanopeus ja mahdollinen taajuuskaista.

WLAN:

  • 54 Mbit/s
  • 2,4 GHz taajuuskaista

Luentopäivä 2:

Päivän aihe: Siirtotiet, protokollat, tietoliikenteen standadointi Tärkeimmät asiat: Protokollien yleiset toiminnot, siirtotiet (johtimelliset ja johtimettomat)

Parhaiten mieleeni jäi siirtoteihin liittyvät asiat, koska ne olivat mielestäni käytännönläheisimpiä aiheita. Eri käyttökohteet tulivat selviksi ja eri siirtoteiden kapasiteetit olivat hyödyllistä tietoa. Standardoinnista mielenkiintoinen pointti oli, että se voi haitata teknologian edistymistä. Tällainen seikka ei ole itselleni tullut aiemmin mieleenkään. Erilaisten antennien suuntakuviot olivat myös mielenkiintoista aihetta.

Ennakkotehtävä 3:

Etsi toisessa kotitehtävässäsi valitsemissasi siirtotieratkaisuissa käytetty koodaus- ja kanavointitapa.

WLAN: kanavointi CSMA/CA, koodaus BPSK/QPSK/FSK

Internet: kanavointi polarization-division multiplexing, koodaus Manchester-koodaus

Luentopäivä 3:

Päivän aihe: Tiedon siirron synkronointi, koodaus, kanavointi, virheen havainnointi ja korjaus Tärkeimmät asiat: Eri koodausmenetelmät ja kanavointi

Parhaiten mieleeni jäi kanavointi, ja että se tarkoittaa sitä, kun siirtokapasiteettia voidaan jakaa useamman siirrettävän signaalin kesken. Kanavoinnilla saavutetaan kustannustehokkuus, koska mitä suurempi kokonaisdatanopeus on, sitä pienempi hinta per bps. Eri kanavointitekniikoita ovat taajuuskanavointi (FDMA), aikajakokanavointi (TDMA), koodijakokanavointi (CDMA) ja aallonpituuskanavointi (WDMA).

Ennakkotehtävä 4:

Lukekaa 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 käsitellään uusimpia WLANin versioita, jotka operoivat korkeammilla taajuuksilla. Kaistat ovat myös suurempia kuin nykyisissä. Tuttuja asioita olivat antennit, koodausmenetelmät, kanavointi, signaalin kulku ja siirtonopeuksia alentavat häiriöt.

LTE-tekniikka kasvattaa radioteitse tapahtuvan tiedonsiirron nopeuksia ja lyhentää viiveitä. LTE tulee myös parantamaan kustannustehokkuutta. LTE -tekniikassa yhdistetään radiotekniikkaa CDMA-kanavoinnin kanssa.

Luentopäivä 4:

Päivän aihe: Piirikytkentä & pakettikytkentä, tiedonsiirtoverkostot, reititystekniikat, reititysstrategiat, ruuhkanhallinta Tärkeimmät asiat: Piiri- ja pakettikytkentöjen erot, reititysstrategiat ja ruuhkanhallinta

Pakettikytkentäisessä verkossa tärkeässä asemassa ovat reititys sekä ruuhkanhallinta, koska muuten vaarana on verkon tukkeutuminen. Pakettikytkentä sopii dataliikenteeseen. Piirikytkentä on päästä päähän (peer-to-peer) yhteys kahden pisteen välillä, ja tämä soveltuu puheliikenteeseen.

Kotitehtävä 1

Luo kuva työpaikan/kodin/kämpän/jonkin tutun paikan tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista, niiden käytöstä ja jopa yhteen linkittymisestä sekä niissä käytetyistä palveluista. Valitse selkeästi erillisiä laitteita tyyliin tietokone, puhelin, sykemittari, gps, televisio, … ja erilaisista palveluista tyyliin urho-tv, facebook, ….

Kuvassa hahmoteltu työpaikan tietoliikenneyhteyksiä. Tietokoneet, tabletit sekä puhelimet ovat yhteydessä tukiasemiin. Tukiasemat on yhdistetty kontrolleriin, joka reitittimen kautta on yhteydessä internetiin.

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.

Siirtotiet: WLANissa tiedonsiirto tapahtuu radioteitse (käyttää sähkömagneettisia aaltoja –> ei tarvita fyysistä siirtotietä)

Protokollat: TCP, IP, EAP

Kotitehtävä 3

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

Kotitehtäviä läpikäydessä vastaan tuli sekä perusteellisesti esitettyjä tehtäviä että hieman suppeampia kuvauksia. Joiltain osin pystyy päättelemään, ketkä lukevat tietoliikennetekniikan aihepiiriä yliopistossa laajemminki, koska tietämystä on selvästi olemassa pohjalla jo paljon. Mutta pääpiirteittäin kurssilaiset ovat käyttäneet hyvin aikaa tehtävien tekemiseen, vaikkakin joillain henkilöillä on selvästi nähtävissä laiskuutta.

Kotitehtävä 4

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.

Jokaiselle laitteelle, joka toimii WLANissa, voidaan varata oma, tietty taajuusalue jolla se lähettää ja vastaanottaa tietoa. Laitteiden taajuusalueet on suunniteltava tarkasti, ettei tapahdu yhteentörmäyksiä toisten koneiden lähettämien tietojen kesken.

WLANin taajuuksia ovat 2,4 GHz ja 5 GHz. 5 GHz on nopeampi mutta sen kantama ei ole yhtä hyvä kuin 2,4 GHz taajuudella. 2,4 GHz varjopuolena on se, että sen alueella voi olla paljon muuta WLAN-liikennettä, kuten bluetoothit ja langattomat puhelimet. Kanavoinnin säätelemisellä voidaan saada lisää vauhta WLANiin.

Euroopassa 802.11 WLAN -verkossa on eri kanavia käytössä 1-13 kappaletta. Kanavien taajuudet menevät kuitenkin osittain päällekkäin. Euroopassa kaikki 13 kanavaa ovat sallittuja, mutta ainoastaan kanavista 1, 7 ja 13 ovat kanavia, jotka eivät häiritse toisiaan. Jos halutaan hieman enemmän vaihtelua kanavointiin, voidaan ottaa käyttöön malli, jossa käytetään kanavia 1, 5, 9 ja 13.

Kun WLAN-verkko on useiden tukiasemien muodostama, kasvaa kanavoinnin merkitys. Tukiasemien kanavat on valittava siten, ettei vierekkäisten solujen käyttämä taajuus mene päällekkäin. Minimisääntönä voidaankin pitää, että vierekkäisten solujen väliin jätetään ainakin kaksi käyttämätöntä kanavaa.

Tiedonsiirtonopeus pysyy yleensä vakiona kaapeliverkossa, mutta WLAN-verkossa tilanne on toisin päin. Langattomat verkon toimintaan vaikuttaa tukiaseman ja päätelaitteen välisen etäisyyden lisäksi erilaiset välillä olevat esteet. Tiedonsiirtonopeuteen vaikuttaa myös tukiasemas solussa liikennöivien asiakkaiden määrä. Mikäli liikennöiviä päätelaitteita on vain yksi, tämä saa kaiken tukiaseman tarjoaman siirtonopeuden käyttöönsä. Mikäli useita käyttäjiä on yhteydessä saman tukiaseman kautta, jaetaan tarjottava tiedonsiirtonopeus käyttäjien kesken.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h, tehtävät 2h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 6 h, pistokokeeseen valmistautuminen 3h, tehtävät 2h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6 h, tehtävät 2h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 6 h, pistokokeeseen valmistautuminen 3h, tehtävät 2h


Pääsivulle