Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Ennakkotehtävä 1

Mitä tietoliikenne sinulla merkitsee kurssin alussa?

Tietoliikenne kattaa kaiken dataliikenteen eri elektronisten laitteiden välillä. Myös yhden laitteen sisällä ilmenee tietoliikennettä esim. painat kosketusnäyttöä → käsky välittyy mm. laitteen prosessoriin. Tietoliikenteestä tuli myös mieleen erilaiset uutislähetykset, jotka saadaan suorina näytettyä kuitenkin muuallakin maailmassa. Lisäksi tietoliikenteestä tuli mieleen erilaiset häiriöt lähetyksissä.

Mieleen tulleita sanoja: Internet, modeemit, valokuitu, kaapeli, GSM (3G, 4G), verkot, satelliitit, radioverkot, virukset

Ennakkotehtävä 2

Etsi ensimmäiseen kotitehtävään valitsemistasi tietoliikenneratkaisuista niiden tarvitsema/tarjoama datanopeus ja mahdollinen taajuuskaista. Esim. GPS käyttä taajuutta X, matkapuhelin 3G moodissa käyttää taajuutta Y ja tarjoaa nopeuden Y

Wlan (yleisin malli): Euroopassa 2,4 tai 5 GHz:n taajuusalueet. Nykyinen yleinen maksiminopeus 54 Mbit/s.

Bluetooth (2.0): Taajuusalue: 2,4000 – 2,4835 GHz. Nopeus 3 Mbit/s

GPS: Satelliitti L1-taajuus (Mitä tarkoittaa?)

GPRS: Taajuusalue: samat kuin GSM-verkossa eli monta erilaista (Onko näin?) Teoreettinen max. nopeus 114 kb/s

3G: Taajuus: 2100 tai 900 MHz (DNA) Nopeus keskim. (ei teoreettinen) 8,4Mbit/s

Ennakkotehtävä 3

Etsi toisessa kotitehtävässäsi valitsemissasi siirtotieratkaisuissa käytetty koodaus- ja kanavointitapa.

Satelliitti (GPS): Gold -koodi (binäärinen koodaustapa)

Koaksaalikaapeli (ADSL): CAP, QUAM, DMT -koodi

Ennakkotehtävä 4

Lukekaa wikissä pääsivulla kohdassa “linkkejä ja muuta materiaalia aihepiiriin” löytyvä WLAN -artikkeli ja pohtikaa kuinka tunneilla opetetut asiat suhteutuvat siihen.

Artikkeli käsitteli WLANin kehittymistä, sekä erilaisten standardejen rajoituksia ja mahdollisuuksia. Artikkelissa tuli esille eri taajuuksien hyödyntäminen ja niiden ruuhkautuminen, mistä on ollut puhetta myös luennoilla. Lisäksi artikkelissa oli tietoa eri taajuusalueilla toimivien yhteyksien hyödyntämismahdollisuuksista lyhyesti. Artikkelissa mainittiin myös uudet WLAN-laitteet jotka muodostavat “keilan” siihen yhteydessä olevaan laitteeseen. Tästä minulla on omakohtaista kokemusta kotona olevan WLAN-laitteen myötä.

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?

Tunneilla, kolmannella luennolla, tuli esille väite, että mitä suurempi nopeus, niin sitä vähemmän bitit maksavat. LTE-verkon luominen selvästikin tukee tätä väitettä kun siitä niin kovasti kilpaillaan. Matalataajuuksinen ja nopea verkko on juuri sellaista mitä haetaan, sillä jos korkeille taajuuksille mennään niin antennien kantomatkat romahtavat mataliin taajuuksiin verrattuna. Lisäksi Wikipediassa mainitaan LTE:n olevan kuin parannettu 3G-verkko.

http://mobiili.fi/2013/10/30/suomen-surkuhupaisa-4g-lte-taajuushuutokauppa-paatokseen-dna-elisa-ja-teliasonera-jakavat-taajuudet/

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

  • Päivän aihe: Kurssin aloitus, Tietoliikenne ja kerrosmalli
  • Päivän tärkeimmät asiat: Kurssin suorittamiseen liittyvät tiedot, kerrosmalli ja protokollat
  • Mitä opin tällä kertaa: Opin ensinnäkin mitä tehtäviä pitää tehdä ja minkälaisia pisteitä kokeesta pitää saada, että kurssin voi suorittaa hyväksytysti. Sitten siirryimme itse tietoliikennetekniikkaan. Opin erilaisia toteutuksia verkkotekniikoista ja pomo-sihteeri-lähetti -esimerkki selvensi, minkälaisia eri toimijoita jonkin tiedon laitteesta laitteelle kommunikoinnissa on. Kerrosarkkitehtuurin pääpiirteet selkenivät, koska en ollut ennen kuullut kyseisestä asiasta, mutta silti aika monimutkaisesti jäi mieleen.
  • Jäi epäselväksi: Epäselväksi jäi kerrosarkkitehtuuri suurimmalta osin, asia oli laaja, sekä monimutkainen joten vain osan asioista ehti sisäistämään.

Luentopäivä 2:

  • Päivän aihe: Tiedon siirto, protokolla, siirtotiet ja tietoliikenteen standardointi
  • Päivän tärkeimmät asiat: Protokolla, eri siirtotiet, standardointi
  • Mitä opin tällä kertaa: Opin, miksi juuri protokollia käytetään ja millaisista “säännöistä” protokollat koostuvat ja minkälaisia asioita ne pitävät sisällään (virheenkorjaus, vuon hallinta yms.). Siirtoteiden kohdalta opin millaisia erilaisia siirtoteitä on olemassa: kaksi pääluokitusta johtimelliset (kaapelit) ja johtimettomat (esim. satelliitti). Siirtoteiden kohdalla opin myös erilaisia häiriötekijöitä kunkin siirtotien kohdalla. Lisäksi koin “oivalluksen” tunteen, sillä olen tutkiskellut operaattorien kuuluvuuskarttoja ja siinä hitaimmat yhteydet ovat kaikkein laajimpia verkkoja, ja nopeimmat sijaitsevat vain kaupunkien keskustoissa. Kyseiselle asialle sain selvennyksen. Standardoinnin opin pääpiirteittäin ja siinä on samankaltaisuuksia patenttien kanssa, mutta jokseenkin ne jäivät myös epäselviksi.
  • Jäi epäselväksi: Mihin konkreettiseksi standardeja käytetään? Niihin ilmeisesti törmää jatkuvasti selaillessaan internetissä, mutta miten ne näkyvät ulospäin?

Luentopäivä 3:

  • Päivän aihe: Signaalin koodaustekniikat, datan viestintätekniikat, kanavointi
  • Päivän tärkeimmät asiat: Kanavointi, koodaustekniikat
  • Mitä opin tällä kertaa: Yllättävän nopeasti tajusin erilaiset koodausjärjestelmät (NRZ-L, jne.) ja ne olivat helppo käsittää niin analogisen kuin digitaalisen datan osalta. Virheen korjauksen ja havaitsemistekniikat jäi pääpiirteittäin mieleen, mutta niiden osalta olisi yhä paljon tarkennettavaa, esim. siinä miten vastaanottaja virheen tajuaa ja korjaa. Eri kanavointitavat jäivät kuitenkin hyvin mieleen ja pääpiirteet kanavien toiminnasta ja missä niitä käytetään jäi selkeänä muistikuviin.
  • Jäi epäselväksi: Kokonaiskuva jäi hyvin avonaiseksi tämän luennon osalta. Lisäksi miten yleisiä virheet ovat tiedon välityksessä? Ilmeisesti todella yleisiä, ainakin luennoista jäi sellainen kuva. Missä vastaanottajalla on “kello”, jonka pitää pysyä bittijonon perässä? Lisäksi olisi selventävää tietää, missä kohdassa tiedonsiirron matkaa aina mitäkin tapahtuu.

Luentopäivä 4:

  • Päivän aihe: Teleliikenne, dataliikenne, reititysstrategiat, langattomat matkapuhelinverkot, lähiverkot
  • Päivän tärkeimmät asiat: Piiri- ja pakettikytkennät, erilaiset reititysstrategiat, matkapuhelinverkkojen periaatteet
  • Mitä opin tällä kertaa: Kaikkein selkein osuus kokonaisuudesta oli ensimmäinen osuus, jossa käsiteltiin tele-, ja dataliikennettä. Pakettikytkennästä oli helppo tajuta tietosähkeen, sekä virtuaalipiirin erot. Lisäksi suurimmaksi osaksi erilaiset reititysstrategiat oli esitetty selkeästi, muutamia strategioita lukuunottamatta ja niiden pääpiirteet ovat selkeinä mielessä. Kuitenkin jälkikäteen luentokalvoista on vaikea saada selvää miten jotkin reititysstrategiat oikeasti toimivat. Datan ruuhkautuminen oli myös suhteellisen helppo käsittää ja se mikä kyseisen ilmiön aiheuttaa. Lähiverkkojen topologiat oli jokseenkin helppo tajuta ja ymmärtää.
  • Jäi epäselväksi: Langattomien puhelinverkkojen periaatteet jäivät hyvin hämärästi mieleen. Lisäksi myös lähiverkkojen toiminta jäi melko epäselväksi, sekä niiden periaatteet vaikka niihin jatkuvasti yhteydessä ollaankin. Vieläkin kokonaiskuva jäi TODELLA epäselväksi.

Mitä opin kurssin aikana

Tässä vaiheessa kun en vielä ole käynyt kokeessa tai valmistautunut kokeeseen niin olen oppinut jokaisella tunnilla käsiteltävien aiheiden pääpiirteet. Kuitenkin on paljon vielä kertaamista koetta varten ja opittavaa. Kurssin materiaalit olisivat voineet kaikki olla suomeksi tai englanniksi jolloin opiskeleminen olisi ollut helpompaa, kielen vaihtelu tekee opiskelemisesta vaikeampaa. Pääpiirteitä kuitenkin on syytä vielä syventää paljon.

Nyt kokeen kertauksen jälkeen, minulla on varsin selkeä kuva eri osa-alueista tietoliikennetekniikassa ja mihin kohtaan mikäkin asia liittyy kun tietoa siirretään.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus: Pyri kuvaamaan ennakkotehtävässä määrittelemäsi termit/aihepiirit/kokonaisuudet yhdessä kuvassa. Laitoin nyt kaikkia yhdistävän tekijän keskelle (WLAN), koska ohjelma ei antanut tehdä montaa vastaavanlaista otsikkoa ja vasemmalla mainitut kaiuttimet (3x) tarkoittavat vain yksiä kaiuttimia.

Kysymykset: Miten WLAN pystyy tunnistamaan eri laitteet? Onko tietoliikennenopeuksille olemassa jotain fyysistä rajaa (voiko valokuidusta tulla vielä nopeampaa)? Mitä kaikkia tietoliikenneyhteyksiä esim. tietokoneen sisällä on sen sisäisiin tiedon välityksiin?

Kotitehtävä 2

Tehtäväkuvaus: Valitse haluamasi aihealue ja etsi siihen liittyvä protokolla. Tutustu protokollaan ja mieti kuinka protokolla vaikuttaa valitsemasi aihepiirin toimintaan. Esitä www-osoite käyttämääsi protokollaan.

TomTom navigaattori (GPS):

Siirtotie: johtimeton, satelliitti

Protokolla: NMEA 0183

“The NMEA 0183 Interface Standard defines electrical signal requirements, data transmission protocol and time, and specific sentence formats for a 4800-baud serial data bus. Each bus may have only one talker but many listeners. This standard is intended to support one-way serial data transmission from a single talker to one or more listeners. This data is in printable ASCII form and may include information such as position, speed, depth, frequency allocation, etc.”

http://www.nmea.org/content/nmea_standards/nmea_0183_v_410.asp

Internetin selaaminen:

Siirtotie: johtimellinen, koaksaalikaapeli

Protokolla: HTTP

“HTTP - the Hypertext Transfer Protocol - provides a standard for Web browsers and servers to communicate. The definition of HTTP is a technical specification of a network protocol that software must implement.”

http://compnetworking.about.com/od/networkprotocols/g/bldef_http.htm

Sähköpostin lukeminen iPhonella/iPadilla:

Siirtotie: johtimeton, taajuus: 900 / 2100 MHz

Protokolla: IMAP

“IMAP - Internet Message Access Protocol, a protocol for retrieving e-mail messages. The latest version, IMAP4, is similar to POP3 but supports some additional features.”

http://www.webopedia.com/TERM/I/IMAP.html

Kotitehtävä 3

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

Eskelinen Antti: Ensimmäisen kotitehtävän kuva on erittäin kattava ja saa kuvan mitä kaikkia sovelluksia käytetään, mutta selkeyteen voisi panostaa. Lisäksi oppimispäiväkirja voisi kertoa asiat laajemmin.

Peltomäki Miikka: Luentopäiväkirjassa voisi olla laajempaa pohdiskelua. Kotitehtävät on tehty hyvin perusteellisesti, sekä hyvänä pointtina 3. kotitehtävässä on otettu laajempi otos ja katsottu yleiskuvaa eikä keskitytty yksilöihin.

Korpivaara Ida: Luentopäiväkirjassa on hyvin laajaa pohdiskelua ja saa kuvan oikeasti, mitä jäi epäselväksi ja mikä ei. Kotitehtäviinkin on selvästi panostettu enemmän. Joissakin tehtävissä pikkuisia puutteita, mutta niihin kaivattavat vastaukset on vaikea löytää Internetistä.

Puoskari Marko: Kotitehtävät on tehty lyhyesti ja ytimekkään selkeästi ja pääpointit tulee selviksi. Hieman voisin olla laajempaa käsittelyä kuten myös oppimispäiväkirjassa.

Luoma Joonas: Kuva puuttuu ensimmäisestä tehtävästä, mutta kirjoituksesta saa jokseenkin kuvan mitä tarkoitetaan. Kysymykset, joihin Luoma halunnut vastaukset ovat hyvin mielenkiintoisia.

Kotitehtävä 4

Tehtäväkuvaus: 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.

Nykyisin lähes kaikki puhelimet käyttävät 3G-verkkoa, jossa käytetään hyödyksi CDMA kanavointia eli koodijakokanavointia. Lisäksi 3G toimii usealla eri taajuudella, joka auttaa sitä toimimaan laajalla alueella, sekä sellaisilla alueilla joissa sitä käytetään paljon niin toimivasti. Aiemman sukupolven GSM-verkoissa on ollut käytössä aikajakokanavointi. Joillakin katvealueilla, missä ollaan 3G-verkon rajamailla se toimii heikosti.

WLAN käyttää myös CDMA kanavointia ja kotonamme oleva langaton reititin käyttää 2,5 Ghz taajuutta, sekä 5Ghz taajuutta. Reititin muodostaa myös “keilan” siihen liitettyyn laitteeseen (Apple Airport Extreme). Nämä ovat osa verkkotekniikkaa. Kyseinen laite on toiminut moitteettomasti ja telkkarillakin internetiä pystyy selaamaan nopeammin kuin edellisellä reitittimellä. Laitteeseen on ollut kytkettynä suurimmillaan seitsemän laitetta ja se on silti toiminut moitteettomasti.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h

Kotitehtävät: 2 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 7 h

Kotitehtävät: 3 h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 7 h

Kotitehtävät: 3 h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 0 h

Kotitehtävät: 3 h

Tenttiin kertaus: 10 h


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