meta data for this page
  •  

Tietoliikennetekniikan perusteet/Paula Kokon oppimispäiväkirja

Ennakkotehtävät

Ennakkotehtävä 1. Ennakkotehtävän kirjaaminen oppimispäiväkirjan alkuun. “Mitä tietoliikenne sinulla merkitsee kurssin alussa?” Rehellinen näkemys asiasta lyhyesti ennen mitään muuta. Siihen on hyvä verrata sitten mitä kurssilla on opittu (siis opiskelija voi verrata)

Tietoliikenne tuo mieleen asiat, jotka tavalla tai toisella liittyvät tiedon luomiseen, tallentamiseen, lukemiseen, siirtämiseen jne. Tietoliikenteeseen kuuluvat niin laitteet (tietokoneet, ipadit, tulostimet, serverit, kännykät) kuin ohjelmistot (office-paketit tai muut vastaavat, kunkin alojen omat ohjelmistot, jne.) ja niitä yhdistävät siirtovälineet/laitteet. Myös Internet tietoliikenteen saralla on yksi olennaisimmista asioista. Tietoturvaa ei voi myöskään unohtaa puhuttaessa tietoliikenteestä. Uutena tuttavuutena on pilvipalvelu, josta en vielä osaa sanoa yhtään mitään, mutta tiedän sen kuuluvan tietoliikenteeseen. Tietoliikenteeseen liittyvät lyhenteet ovat myös vielä hepreaa, vaikka niistä jotkut tunnistaa, mutta ei ole tiennyt mitä ne oikeasti tarkoittavat.

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

Kotitehtävässä käyttämilläni laitteillani oli seuraavia taajuuksia ja nopeuksia:

  • Kannettavan kellotaajuus oli 3600 MHz.
  • TV-kanavien taajuusalueet Joutsenon alueella kanavapakettien mukaan:682, 586, 762, 514, 562 MHz, PS2 294.912 MHz. TV:n virkistystaajuus oli 50 Hz.
  • Kännykkäni on niin vanha, että siinä on vain 2G yhteys ja taajuus on 900 Mhz/1800 MHz.
  • MP3-soittimen taajuus oli 107 MHz, tallennustila 1 Gt, bittinopeus 48 kbps.
  • Elisa Viihteen nopeudet vaihtelevat 20 Mbps-50 Mbps, latausopeus 25-50 Mbit/s /ja lähetysnopeus 5-10 Mbit/s.
  • ADSL 20/1 Mbit/s laajakaistayhteyden latausopeus 10-20 Mbit/s / ja lähetysnopeus 0,5-1 Mbit/s.

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

Kännykkä käyttää aikajakokanavointia eli TDMA:ta. Televisio käyttää taajuusjakokanavointia eli OFDM:ta. Elisa Viihteen käyttämä modeemi käyttää VC- ja LLC- pohjaista kanavointia. ADSL käyttää OFDM:ta. Koodauksia en kyllä löytänyt tai en ymmärtänyt mistä ne löytäisi.

Ennakkotehtävä 4. Lukekaa wikissä pääsivulla kohdassa “linkkejä ja muuta materiaalia aihepiiriin” löytyvä WLAN -artikkeli ja pohtikaa kuinka tunneilla opetetut asiat suhteutuvat siihen.

Artikkelissa käsitellään monia asioita, joita tunneilla tuli esiin. Esim. Internettiin liittyvät standardit 802.11ac ja 802.11ad ja kuinka standardit tulevat markkinoille ennen kuin ne on lopullisesti hyväksytty. Tai kuinka käyttäjät odottavat koko ajan nopeampia ja nopeampia siirtonopeuksia ja kuinka niitä ei koskaan saavuteta, koska aina tulee siirtoteihin tai muuhun liittyviä esteitä/häiriöitä. Tunneilta tuttua oli myös, että antennien määrällä voidaan listä tietovirtojen määrää, mutta maksimiin päästään vain optimiolosuhteissa. Tuttua olivat myös koodaus- ja modulointialgoritmit, signaalin monitie-eteneminen, kanavanleveys, ruuhkattomuus, ethernet,usb ja ITU. Uutta puolestaan olivat mimo, spatiaalinen limitys ja ofdm-modulointi, joihin voisi vielä tutustua, jotta ymmärtäisi artikkelia paremmin. Mielenkiintoista oli myös huomata, että on vielä taajuusalueita, joita ei ole otettu käyttöön. Miten se voi olla mahdollista, kun käyttäjiä ovat niin tv, radio, tietoliikenne ja muut mahdolliset käyttäjät? Mutta artikkelin mukaan vapaista taajuusalueista ei tule olemaan pulaa, sillä taajuusallakointi pättyy 300 gigahertsiin ja häiriöitä tulee olemaan lähinnä radioastronomian (?) ja satelliittikartoituksen kanssa. Viimeisen kappaleen jälkeen jäin miettimään, että kuka oikeasti haluaisi ladata Full hd-elokuvan matkapuhelimen muistiin ja katsoa sen vielä sieltä, kun nykyisin voi esim. viihdepakettien kautta vuokrata elokuvan nopeasti ja kivuttomasti omalta sohvaltaan ja katsoa sen hyvässä seurassa milloin vain.

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?

Googleen LTE-tekniikka-sanan laittaessa tulee ensimmäiseksi sivuksi Wikipedin sivusto(http://fi.wikipedia.org/wiki/LTE). Siinä kerrotaan, että LTE (Long Term Evolution) on edistynyt 3G-tekniikka (joissain yhteyksissä myös 4G:ksi kutsuttu), jonka tarkoitus on kasvattaa datan siirtonopeuksia, lyhentää viiveitä, parantaa palveluita ja vähentää kuluja. LTE-tekniikassa datan siirto tukiasemasta päätelaitteeseen tapahtuu eri tavalla kuin päätelaitteesta tukiasemaan. Datan siirto tukiasemasta päätelaitteeseen tapahtuu OFDM-tekniikalla ja päätelaitteesta tukiasemaan SC-FDMA-tekniikalla. Jos tämä tekniikka todella kasvattaa siirtonopeuksia, lyhentää viiveitä ja parantaa palveluita, niin silloinhan se poistaisi monia ongelmia tai häiriöitä, joita tunneilla olemme käsitelleet. LTE-tekniikka mahdollistaisi myös tiedonsiirron nopeasti liikkuvissa ajoneuvoissa ja standardi tukee monia taajuusalueita, kaistanleveyksiä (1,4 MHz – 20 MHz) ja sekä FDD:tä että TDD:tä. Käytännössä ei kuitenkaan ole saavutettu testeissä saatuja siirtonopeuksia, mutta ehkä joskus vielä saavutetaan. Jospa kyseessä olevan tekniikan ansiosta päästäisiin eroon esim. Elisa Viihteen tallenteita katsoessa mahdollisista katkoksista.

Toinen LTE-tekniikasta löytämäni oli artikkeli 3T-lehdestä (http://www.3t.fi/artikkeli/uutiset/teknologia/nsn_huippunopea_lte_advanced_tulee_vaivihkaa). Artikkeli käsittelee, kuinka nykyisin lte-verkoissa päästään teoriassa 100 tai 150 megabittiin sekunnissa, mutta seuraavissa vaiheissa teoreettinen enimmäisnopeus nousee 300 megabittiin sekunnissa, aikanaan teoriassa jopa gigabittiin asti. Samalla vasteajat lyhenevät. Lisäksi NSN pitää tärkeimpänä mobiililaajakaistan nopeuden lisäämisen kysymyksenä taajuuksien saatavuutta. Etenkin Euroopassa ollaan neuvottelemassa 800 ja 700 megahertsin taajuusalueista, joissa langaton tiedonsiirto kilpailee etenkin vanhojen tv-kanavien käyttämän kapasiteetin kanssa. Juuri kun Wlan-artikkelissa oli puhetta, että taajuusalueista ei tule olemaan puutetta, mutta nyt kuitenkin on? Artikkelissa kerrottiin myös nestemäisistä sovelluksista, jossa ”nestemäisyydellä” NSN tarkoittaa sitä, että tukiasemaan voidaan tilanteen mukaan siirtää tiedostoja, joille on kulloinkin kovaa kysyntää, jolloin tiedostot haetaan mahdollisimman läheltä, eli NSN:n tapauksessa Flexi-tukiasemien pilvipalveluista. Tulihan se pilvipalvelu esiin jossain, josta olin kiinnostunut ensimmäisessä ennakkotehtävässä. Tosin vieläkään en oikein ymmärrä pilvipalvelun koko toimintatapaa, mutta ehkä vielä ennen tenttiä saan sen selvitettyä.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

  • Päivän aihe: Opintojakson sisällön ja tavoitteiden läpikäynti, kerrosarkkitehtuuri ja protokolla
  • Päivän tärkeimmät asiat: Kerrosarkkitehtuurin rakentuminen OSI:ssa ja TCP:ssä. Protokolla tietoliikenteessä eli kuinka protokolla toteuttaa tehtävät ohjausinformaation avulla.
  • Mitä opin tällä kertaa: Tällä kertaa tuli monia uusia asioita, joista en edes ollut kuullut aiemmin: kerrosarkkitehtuuri, protokolla, TCP, OSI,ohjausinformaatio ja lisäksi monia uusia lyhenteitä ja mitä ne tarkoittavat.
  • Jäi epäselväksi: Edellä mainitut kerrosarkkitehtuuri ja protokolla-asiat ovat vielä hieman epäselviä, tai oikeastaan niiden sisäistämiseen menee vielä jonkin aikaa. Ei vielä ole täyttä ymmärrystä kuinka ne oikeasti toimivat.

Luentopäivä 2:

  • Päivän aihe: Tiedon siirto eli kuinka tieto siirtyy lähdelaitteesta vastaanottavaan.
  • Päivän tärkeimmät asiat: Protokollan koostuminen syntaksista, semantiikasta ja ajoituksesta. Protokollien perustoiminnot: Segmentointi, kokoaminen, paketointi, yhteyden hallinta, toimitus oikeassa järjestyksessä, vuon valvonta, virheen havainnointi, osoitteet, kanavointi ja kuljetuspalvelut. Tietoliikenteen standardisointi. Siirtotiet: johtimelliset ja johtimettomat.
  • Mitä opin tällä kertaa: Tällä kertaa mieleen jäi johtimien luokitukset, joiden mukaan isompi numero tarkoittaa parempaa nopeutta siirtää tietoja. Protokollan toiminta tarkentui viime kertaiseen verrattuna, mutta paljon tuli taas uutta tietoa, jonka sisäistämiseen menee vielä aikaa.
  • Jäi epäselväksi: Vieläkään en oikein osaa hahmottaa taajuuksien merkitystä, varsinkin kun ennakkotehtävässä tuli esiin kellotaajuuksia, virkistystaajuuksia, pelkkä taajuus. Mitä eroa näillä taajuuksilla on?

Luentopäivä 3:

  • Päivän aihe: Linkit
  • Päivän tärkeimmät asiat: Kanavoinnin eli multipleksoinnin jakaantuminen taajuuskanavointiin, aikajakokanavointiin, koodijakokanavointiin ja aallonpituusjakokanavointiin. Signaalin ohjelmointitekniikat. Virheen havainnointi ja korjaus.
  • Mitä opin tällä kertaa: Kuinka tiedot ovat paketissa sisältäen aloitustiedon, varsinaisen tiedon ja lopetustiedon. Ja kuinka lähettävä ja vastaanottava kohde käsittelevät näitä paketteja ja niihin liittyviä virheitä ja kuinka ne korjaavat virheet. Opin myös jakamaan 0 ja 1 jakokulmassa, kerrankin jotain joka perustuu ihan suoraan matematiikkaan.
  • Jäi epäselväksi: Miten 1 ja 0 nollista saa aikaiseksi X potenssiin 2 tai jotain muuta vastaavaa? Mihin nuo potenssit perustuvat? Ja kuinka ne muodostetaan.

Luentopäivä 4:

  • Päivän aihe: Verkot ja sovellukset
  • Päivän tärkeimmät asiat: Tele- ja dataliikenne, piiri- ja pakettikytkentä, reititys, ruuhkan hallinta, LAN-lähiverkot, MAC-protokolla ja CSMA
  • Mitä opin tällä kertaa: Piiri- ja pakettikytkennän erot, reititykseen liittyvän tulvimis-käsitteen, ruuhkan hallinnan perusteet verkkotasolla.
  • Jäi epäselväksi: Vaikka kaikki asiat on käyty läpi, on vieläkin vaikea hahmottaa kokonaisuutta ja yhdistää asioita toisiinsa, saati sitten saada käytännön tasolla käsitystä, mistä on kyse. Pitänee vielä tehdä töitä asian eteen.

Kotitehtävät

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, …. Ajatuksena on, että tässä vaiheessa luodaan kuva tietoliikennetarpeista ja sovelluksista ilman, että vielä pohditaan alla olevia teknologioita. Tämän kuvan olisi hyvä herättää ajatuksia ja kysymyksiä siitä kuinka kaikki toimiikaan. Kirjaa näkyville kolme mielestäsi tärkeintä kysymystä, jotka haluat selvittää. Kurssin edetessä tätä kuvaa laajennetaan sitä mukaan kun uusia osia malliin ilmenee ja lopulta arvioimme saatiiko kysymyksiin vastaukset kurssin aikana. kotitehtava1_paula_kokko.pdf

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.

TV-lähetykset ja kännykkä käyttävät radiotietä. Lisäksi johtimina on koaksaalikaapelia ja parikaapelia. Elisa Viihteen siirtotienä on Ethernet. Elisa Viihteen talleiden katselussa käytetään TCP80 (HTTP), Elisa Viihteen IPV-kanavien katselussa käytetään UDP 1234 (multicast). Elisan sähköposti ja internet-yhteys käyttää suojaamattomassa tiedonsiirrossa HTTP-protokollaa ja TCP 80 tiedonsiirtoporttia, ja suojatussa tiedonsiirrossa HTTPS-protokollaa ja TCP443 tiedonsiirtoporttia. http://asiakastuki.elisa.fi/ohje/37/

Kotitehtävä 3:

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

Ilona Toth:

  • Vahvuudet: Sivusto tehty erittäin selkeästi ja kurinalaisesti. Sivustoa on helppo lukea.
  • Heikkoudet: Kuviakin olisi ollut kiva katsella.
  • Muuta: Ilona on hyvin päässyt sisälle tietoliikennetekniikan saloihin, joten tenttiin valmistautuminen ei varmaankaan tuota ongelmia.

Lotta Koskela:

  • Vahvuudet: Sivusto oli tehty selkeästi ja sitä oli helppo lukea. Lotta oli hyvin perehtynyt kuhunkin tehtävään ja saanut selvitettyä olennaisimmat asiat.
  • Heikkoudet: Tietoliikennetekniikasta vähemmän tietävänä, jäin joissain kohdin kaipaamaan selventävää lausetta, mutta sivustonhan Lotta oli tehnyt itseään varten, ei minua.
  • Muuta: Lotta oli saanut erittäin hyvin tehtyä kuvan suoraan sivustolle. VAU!

Markku Pitkänen:

  • Vahvuudet: Markku tiesi oppitunneilla käsitellyistä asioista jo etukäteen, joka näkyy myös vastauksissa. Tuli eteen asioita, joista en ollut kuullut vielä oppitunneilla istuttuanikaan :)
  • Heikkoudet: Näytti että Markku oli muutamien tehtävien kohdalla mennyt sieltä missä aita oli matalin, esim. muiden sivustoihin perehtymisesä tai sitten jättänyt vastaamatta johoihinkin kokonaan. Vastauksia oli myös vaikea löytää kysymysten seasta.
  • Muuta: Markulla ei tule olemaan ongelmia selviytyä kurssista läpi.

Lauri Isoaho:

  • Vahvuudet: Lauri oli tehnyt todella perusteellista työtä kunkin lähijakson jälkeen olipa ollut tunnilla tai ei. Erittäin hyvät sivut, joita voisi käyttää muutkin kertaamiseen ennen tenttiä :-) Erittäin hyvä kuvakin sivustolla.
  • Heikkoudet: Vaikka olikin hyvin tehdyt ns. kertaussivut, niin sivusto oli aika raskasta luettavaa. Mutta tämähän oli tehty Lauria itseään varten, ei minua.
  • Muuta: Erinomaiset sivut. Pitänee käydä katsomassa vielä, kunhan Lauri on tehnyt neljännen luennon tehtävät.

Tuomo Kuosma:

  • Vahvuudet: Tuomo oli paneutunut hyvin annettuihin tehtäviin ja antaa hyvän kuvan kokonaisuudesta.
  • Heikkoudet: Näytti puuttuvan vielä ajankäyttö kullekin osiolle sekä muiden sivuihin tutustuminen.
  • Muuta: Tuomo tehnyt hyvän pohjan tenttiin valmistautumiselle.

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.

Elisa Viihde sinäänsä on erittäin hyvä, kun voin katsella ohjelmia suoraan tv:stä, tallennettuna boksilta, katsomosta tai areenalta. Lisäksi voin vuokrata videoita. Ja näitä kaikkia voin tehdä silloin, kun se on minulle sopivaa ja mahdollista. Lisäksi muiden perheen jäsenten pitäisi pystyä käyttämään nettiä vaivattomasti samanaikaiseti, kun itse katselen jotain. Mutta käytännössä tämä ei toimikkaan niin. Mikäli katson tallennetta boksilta ja haluan ns. “kelata”, netin käyttäjä kiroilee, kun netti tökkii (lue: pelien peluu takkuilee). Jos olen oikein ymmärtänyt näiden luentojen perusteella, niin kyse on siitä, että siirtotien kapasiteetti ei riitä sekä kelauksen että pelien pelaamiseen yhtäaikaisesti. Toinen vie koko linjan kapasiteetin käyttöönsä ja yleensä määräävin on minun kelaukseni. Ongelmaan varmaan auttaisi kaapeleiden vaihtaminen laadukkaammiksi tai kelauksen rajoittaminen netin kautta tai viihteen erottaminen nettilinjasta, mutta olisiko näistä mikään käytännössä mahdollista?

Mitä opin kurssin aikana

Olen oppinut kurssin aikana paljon sellaista, mitä luulin, etten ikinä tulisi edes tarvitsemaan. Luulin, että minulle riittää tieto siitä, että tarvitsemani laitteet on kytketty niin, että ne toimivat kuten haluan. Opintojakso on avannut suunnattomasti tietoisuuttani laitteiden takaisesta maailmasta ja olen oppinut ymmärtämään hieman paremmin mitä minun oikeastaan tulisi vaatia, jotta saisin laitteet ja ohjelmat toimimaan niin kuin haluaisin. Olen oppinut myös ymmärtämään, kuinka tieto löytää tiensä minun koneeltani vaikka toiselle puolelle maailmaa eri siirtoteiden, reitittimien, antennien, verkkojen jne. kautta. Alussa esittämiini kysymyksiini sain vastauksen kahteen ensimmäiseen eli ymmärrän mitä tarkoittaa kännykän 2-, 3- ja 4-taajuus ja kuinka saan yhdistettyä laitteeni toiseen haluaamaani laitteeseen. Vielä en kuitenkaan saanut vastausta kysymykseen, milloin siirrymme täysin virtuaaliseen tiedonsiirtoon, mutta sitä tulee tuskin koskaan tapahtumaankaan.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h

    Wikisivun luominen: 1 h
    Tehtävien tekeminen: 5 h
* Luentoviikko 2
    Lähiopetus: 7 h
    Tehtävien tekeminen: 4 h
* Luentoviikko 3
    Lähiopetus: 7 h
    Tehtävien tekeminen: 4 h
* Luentoviikko 4
    Lähiopetus: 7 h
    Tehtävien tekeminen: 4 h
    Tenttiin valmistautuminen 10 h

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