meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Mitä tietoliikenne minulle merkitsee kurssin alussa? Tällä hetkellä tietoliikenne merkitsee sitä, että kun avaan koneen, niin saan yhteyden ja pystyn tekemään työhöni liittyviä asioita. Sen enempää varsinaiseen tekniikkaan perehtymättä. Tärkeänä pidän myös kotini langattoman verkon toiminnan ja saa liiteettyä siihen lisää laitteita. Nykyyään tietysti sosiaalinen media ja muut nettipalvelut ovat tärkeässä osassa. Kaikki mitä koko systeemissä tapahtuu, ei teknisesti ole tiedossa.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Aikaisempiin opiskeluihini ei ole kuulunut tietoliikenne/it- opintoja, siis mitään tarkempia. Tässä muutamia ajatuksia aiheesta: Tietoliikenne on mielestäni tiedonsiirtoa paikasta toiseen ja sen siirtäminen vaatii jonkinlaisia päätelaitteita sekä verkon. Verkkoja on erilaisia, kiinteä, lan , langaton, wlan, mobiili, 3G/4G. Kiinteissä verkoissa käytetään paljolti valokuitua, saadaan nopeampi tiedonsiirto. Verkossa kommunikoidaan tiettyjen sääntöjen mukaan, noudatetaan protokollia. Langattomissa verkoissa käytetään eri salausmenetelmiä ja joskus ne ovat aiheuttaneet itselle hankaluuksia kotona eri laitteita yhdistäessä. Oli WEP, WPA ja WPA2 salauksia, osa laitteista oli vanhempia ja ne käyttivät eri salausta kuin muut jne. Vaikka asiaan ei omasta mielestään ole perehtynyt syvällisemmin, niin jokapäiväisessä puheessa törmää eri termeihin, on bluetooth, ethernet, WLAN ym. Lisäksi jos hieman enemmän on laitteiden kanssa, törmää TCP/IP termiin, joka kuuluu niihin tiedonsiirron kerrosmalleihin. Tietonsiirron yhteydessä tulee mieleen tietoturva ja riskit. Palomuurit, virustorjunta, verkkohyökkäykset….. Itselleni uutena on tullut nämä pilvipalvelut, en aikaisemmin ollut niin perehtynyt, mutta käytän cromebookia ja sen mukana olen päässyt hieman perehtymään myös näihin.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Päivän aihe: Ensin käytiin muutokset tiedonsiirrossa nykypäivään verrattuna.Sitten käytiin läpi kommunikointimalli, kerrosmallit sekä protokollat. Kerrosmallia käsiteltiin sekä teoreettisen 3 kerroksen mallin mukaan että OSI ja TCP/IP mallien mukaan.

Päivän tärkeimmät asiat: Kerrosmalli, protokollat sekä kokonaisuus, kuinak nämä liittyvät toisiinsa.

Mitä opin tällä kertaa: Sain jonkinlaisen käsityksen, kun puhutaan protokollista, TCP/IP ja OSI- malli. Tiedän, että ne liittyvät tiedonsiirron kerrosmalliin. Sain myös selvyyttä kerrosmalliin, mikä sen idea on. Kerrosmallia käytetään hallinan helpottamiseksi. Esimerkkienavulla kokonaisuus selvisi hieman paremmin (johtaja sihteeri, kuriiri)

Jäi epäselväksi: Termistö vielä hakusessa, ei aina osaa selittää, mihin jokin asia liittyy. Varmasti kaikesta luennoilla olleista asioista on vielä jotain mieltä askarruttavaa, vaikea kysyä tässä vaiheessa mitään. Esimerkkien kautta selvitettynä nuo asiat varmaan aukeavat tälläiselle ei tiedonsiirto ammattilaiselle.

Luentopäivä 2: Protokollaan muutama selvennys pakettien lähettämisestä (segmentointi/kokoaminen). Siirtotiet, johtimelliset ja johtimettomat. Niissä käytettävien kaapeleiden erot rakenteissa ja tiedonsiirtonopeuksissa. Langattomat siirtotiet, niiden etenemismenetelmät. Lisäksi käytiin läpi antenneja ja taajuuksia sekä signaalin käyttäytymistä. Viimeinen aihe oli datan siirto ja taajuuksia, tämä jäi jonkin verran epäselväksi…..

Luentopäivä 3: Luennolla käytiin kuinka koodaus tapahtuu, käsitteitä ja tekniikoita esim. NRZ-L, NRZI,Manchester.Moduloinnin eri tekniikat, ASK, BFSK ja BPSK. Eri lyhenteet ja missä käytetään QAM, QPSK Datan lähetys ja virheenhavainnointi sekä -korjaus. Kanavointi, taajuus-, aika,- koodi- ja aallonpituusjakokanavointi, niiden käyttö sekä adslmodeemin ja kaapelimodeemin toimintaperiaate.

Luentopäivä 4: Asiaa verkoista, tele- ja dataliikenteestä sekä piiri- ja pakettikytkentäiset verkot ja niiden toimintaperiaate. Verkkojen signalointitavat sekä piiri- ja pakettikytkentäisten verkkojen vertailu. Reititys ja sen periaate, miten toimii “ruuhkassa” ja muutama reititykseen liittyvä algoritmi. Lähiverkot, niiden kehitys ja käyttökohteet, LAN:in topologiat (väylä, rengas, puu ja tähti) ja arkkitehtuuri. Eli mitä tapahtuu fyysisellä- ja linkkikerroksella.Mitä protokollia on olemassa (esim. MAC). Ethernet.

===== KOTITEHTÄVÄT JA ENNAKKOTEHTÄVÄT

Kotitehtävä1: 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, ….

Kotoa löytyy tällä hetkellä nettiyhteytenä ainoastaan mokkula. Se on kiinni langattomassa reitittimessä. Wifin kautta käytetään kahta läppäri, yhtä tablettia sekä välillä puhelinta. Reitittimessä on verkkokaapelilla kiinni dikiboksi ja xbox. Ne ainoastaan päivitysten takia, sillä mokkulan nopeus ei riitä pelaamiseen. Tv, dikiboksi, xbox ja blue-ray ovat keskenään langalliseti verkossa. Kaikki nettiliikenne toimii 3G-verkossa. Lisäksi puhelin on yhteydessä GPS-sateliitteihin. Lisäksi on sateliittilautanen, joka vastaanottaa signaaleja kahdesta eri sateliitista, Astra ja Eutelsat/Hotbird. Palveluita, esim. sähköposti, facebook, nettikaupat, netflix. Kysymyksiä: Miten laitteet varaavat langattomasta verkosta käytön, jos kaikki laitteet on yhdistetty? Mitä kaikkea tapahtuu, kun lataan elokuvan? Mistä johtuu signaalien voimakkuuksien suuri vaihtelu ja miksi netti ei mokkulan kautta toimi “ruuhka-aikana”?

2. Luento: Ennakkotehtävä 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-standardit ovat 802.11b (11 Mbps) ja 802.11g (54 Mbps), itselläni hitaampi. Se toimii 2,4 GHz:n taajuudella. Puhelin:GSM- verkot käyttävät 900 MHz ja 2100 MHz taajuuksia. Verkossa on vähintään 384 kbps tiedonsiirtonopeus verkosta päätelaitteeseen. Puhelimessa on välillä merkintä HSPA (High-Speed Packet Access, jolla päästään teoriassa jo lähelle kiinteiden laajakaistayhteyksien nopeuksia. GPS toimii taajuudella 1575,4200 MHZ. Tavallinen satelliittitelevisiosignaali tarvitsee toimiakseen 4 MHz kaistaa, äänen kanssa yhteenlaskettu tarve kohoaa 6 MHz asti. Kuva vie siis 4 MHz, ääni 2 MHz. Nykyaikaiset digisatelliitit lähettävät signaalinsa 12 GHz-14 GHz.

2. Luento: Kotitehtävä Oppimispäiväkirjan täyttö jälleen luennoilla opituista asioista. 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.

Nettiyhteys käyttää johtimetonta siirtotietä, eli on langaton. Kotiverkko on toteutettu wifi:llä ja reitittimeltä eteenpäin mennään mokkulan varassa. Samoin tekee puhelin. Satelliitti- signaali tulee langattomana signaalina lautasantenniin ja siitä mikropään kautta johtimellisena ( koaksiaalikaapeli) vastaanottimeen.

3G ja yleensä langattoman dataliikenteen protokollakokoelma on HSPA, High-Speed Packet Access. Se pitää sisällään:HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) on protokolla, joka nopeuttaa umts-datasiirron nopeutta tukiasemalta päätelaitteeseen eli esimerkiksi nopeuttaa internetsivujen latautumista kännykkään. HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access) on protokolla, joka nopeuttaa umts-datasiirron nopeutta päätelaitteesta tukiasemaan, eli esimerkiksi nopeuttaa sähköpostin tai tiedostojen lähettämistä kännykästä.

WAP (Wireless Application Protocol) on langattomien sovellusten protokolla, jonka avulla esim. matkapuhelimella voidaan näyttää internetsivuja. Sivujen katselemiseksi voidaan käyttää mitä tahansa soveltuvaa datasiirtotapaa, kuten tekstiviestejä, gsm-datapuhelua tai gprs:ää

Määritelty http://www5.sonera.fi/ohjeet/3G_ja_4G

Langattomassa verkossa on useampia protokollia, osa liittyy suojaukseen/salaukseen. AAA-protokolla on menetelmä, jolla voidaan tunnistaa toinen osapuoli tietoverkossa. RADIUS -protokollan (Remote Authentication Dial In User Service) pääasiallinen käyttökohde on operaattorin sisäisessä verkossa, jolloin verkkoa voidaan pitää kohtuullisen luotettavana ja yhden tahon ylläpitämänä. Wep- protokolla on myös salaukseen liityvä, kuten uudemmat Wpa, wpa2.

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

GSM- tekniikassa käytetään koodaukseen cdma- tekniikkaa (Code Division Multiple Access).CDMA-kanavoinnissa jokainen käyttäjä voi käyttää hyväkseen koko saatavilla olevaa taajuuskaistaa lähetyksessä ja vastaanotossa. Käyttäjät erotetaan toisistaan yksilöllisellä koodilla. Kanavointeja on erilaisia:taajuuskanavointi (fdm), aikajakoinen (tdm) ja koodijakoinen (cdm). Fdm on käytössä esim. eri radiotekniikoiden välillä, eri gsm- kaistat, wlan taajuudet ym. TDM:ää käytetään digitaalisissa puhelinyhteksissä ja GSM:ssä. Wlan käyttää myös fdm- kanavointia. Satelliittisignaallin kanavoinnissa käytetään MF-TDMA (Multi-Frequency Time Division Multiple Access), jossa on vaihteleva kaistanleveys sekä taajuus, tai FDMA, SCPC (Single Channel Per Carrier), jossa on kiinteä taajuus sekä kaistanleveys.Koodauksessa käytetään MPEG-2 formaattia.

3. Luento: Kotitehtävä Oppimispäiväkirjan täyttö jälleen luennoilla opituista asioista. Luennolla käytiin kuinka koodaus tapahtuu, käsitteitä ja tekniikoita esim. NRZ-L, NRZI,Manchester.Moduloinnin eri tekniikat, ASK, BFSK ja BPSK. Eri lyhenteet ja missä käytetään QAM, QPSK Datan lähetys ja virheenhavainnointi sekä -korjaus. Kanavointi, taajuus-, aika,- koodi- ja aallonpituusjakokanavointi, niiden käyttö sekä adslmodeemin ja kaapelimodeemin toimintaperiaate.

Käykää tutustumassa vähintään viiden muun henkilön kotitehtäviin ja tehkää niistä lyhyt analyysi omalla sivulle (vahvuudet, heikkoudet, …) Ilari Rantatalo: -vahvuudet:Selkeä rakenne, asiat selitetty lyhyesti termejä käyttäen. -heikkoudet:Jokainen tekee sivun itselleen, joten kirjoittajalle asiat varmaan selkeitä, hieman amatöörille olisi tarkemmat selitykset hyviä.

Markku Pitkänen: -vahvuudet:Selkeä, hyvin selitetty asiat, tekstistä näkyy asian olevan kirjoittajalle tuttu, ei varmaan ongelmia tentissä. -heikkoudet:vaikka pääpiirteittäin asiat olivat selitetty hyvin, joihinkin olisin kaivannut hieman pidemmän selvityksen.

Paula Kokko: -vahvuudet:Luentopäivien yhteenvedot hyvät. -heikkoudet:ennakkotehtäviin olisin kaivannut hieman enemmän asiaa.

Lauri Isoaho: -vahvuudet:Selkeä lukea, asiat jäsennelty hyvin sekä asiat hyvin avattu. Itsellenikin selkeni pari asiaa tämän luettuani. Helpottaa tenttiin valmistautumista -heikkoudet:näin ei- asiantuntijalle ei löytynyt heikkouksia

Mika Peippo: -vahvuudet:luentoyhteenvedot, oli mietitty myös, mitkä asiat jäivät epäselväksi ja kotitehtävissä kysymyksiin oli vastattu riittävällä informaatiolla. -heikkoudet:kuten edellisen tekijän kohdalla, en pysty heikkouksia esittämään.

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

Nopeissa verkoissa hyödynnetään monitie- etenemistä ja siihen liitty myös se, että samalla kanavalla voidaan lähettää kahta rinnakkaista tietovirtaa.(luennoilla viiveet, kanavoinnit, taajuudet, kaistanleveydet) Artikkelissa mainitaan myös koodaus- ja modulointimenetelmistä, jotka olivat luennolla käsiteltävänä (QAM). Eniten artikkelissa käsitellään taajuuksia ja kaistanleveyksiä tiedonsiirtonopeuteen. Niiden kasvattaminen lisää nopeutta, mutta siirtomatkat jäävät lyhyiksi.

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?

Nokia Siemens Nerworks http://nsn.com/

Tässä linkissä kattavampi esittely http://cdn.rohde-schwarz.com/dl_downloads/dl_application/application_notes/1ma111/1MA111_4E_LTE_technology_introduction.pdf

Artikkelia silmäiltyäni sieltä löytyi tuttuja käsitteitä/tekniikoita, joita edellisellä luennollakin oli ollut. Protokollissa oli uutta, ainakin minulle tai sitten ne olivet vain selitetty hienommin/tarkemmin

Kuinka nopeaksi tiedonsiirtoa pystytään tulevaisuudessa kehittämään? Tuleeko raja vastaan ja mikä sitä voi rajoittaa?

4. Luento: Kotitehtävä 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.

WLAN toimii samalla taajuusalueella kuin Bluetooth-tekniikkakin, alueella 2.4GHz ~ 2.483GHz joka on vapaasti käytettävissä suuressa osassa Eurooppaa. Häiriötekijät (esteet ja radiolähteet hidastavat nopeutta helposti) vaikuttaa myös WLAN verkossa mutta verkkoliikenne pysyy paremmin siedettävällä tasolla teoreettisen siirtonopeuden ollessa 11 megabittiä sekunnissa, Bt:n vastaava on 1 megabittiä sekunnissa.

Jokaiselle WLAN-laitteelle voidaan varata oma, tietty taajuusalue jolla se lähettää ja vastaanottaa tietoa. Jokaisen laitteen taajuusalue on suunniteltava tarkasti, ettei tapahdu yhteentörmäyksiä toisten koneiden lähettämien tietojen kesken. (taajuusjakokanavointi ja MAC-osoite, Media Access Control).

Tällä hetkellä suosituimmat WLAN-standardit ovat 802.11b (11 Mbps) ja 802.11g (54 Mbps). Nopeusvaatimusten noustessa, kehitetään uusia standardeja 802.11 jatkoksi. Nyt jo 802.11n-laajennuksen tarkoituksena on parantaa WLANin suorituskykyä aiempiin standardeihin, kuten 802.11a:han ja 802.11g:hen, verrattuna. Laajennus on taajuusyhteensopiva joko jommankumman tai molempien aiempien standardien kanssa, mutta yhteensopivuustilassa nopeus on vanhan standardin nopeus. 802.11n määrittää suurimmaksi bruttonopeudeksi 600 Mbit/s, joskin todellisuudessa niille luvataan noin 100–200 Mbit/s:n nopeutta, jolloin nopeus olisi samaa luokkaa kuin perinteisellä 100 Mbit/s Ethernet-kaapelilla. Samalla n-määritelmä tukee MIMO-tekniikkaa (multiple-input, multiple-output), jossa käytetään useampaa antennia ja useampaa ilmatien kanavaa yhtä aikaa. Uusi MIMO-tekniikka antaa tasaisemman kantaman ja mahdollistaa useat ilmakanavat. http://fi.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11

Tulevaisuden wlan:802.11ac-tekniikka tuo parannuksia nykyiseen 802.11n-tekniikkaan verrattuna. Uusi wlan-tekniikka voi kolminkertaistaa langattomien verkkojen nopeuden. Verkkojen päivittämistä vaikeuttaa se, ettei uusi tekniikka ole yhteensopiva nykyisten tukiasemien kanssa. Uuden wlan-tekniikan myötä langaton tiedonsiirto kodeissa ja toimistoissa yltää teoriassa jopa 1,3 gigabittiin sekunnissa, eli nykyiseen verrattuna 3–10-kertaiseksi. Se tarkoittaa, että hyvälaatuinen elokuva latautuu verkosta muutamassa minuutissa. Uusi tekniikka ei ole yhteensopiva nykyisten laajasti käytössä olevien 802.11b/g/n-standardien 2,4 gigahertsin verkkojen kanssa, koska 802.11ac-tekniikka toimii viiden gigahertsin taajuusalueella. 3T-lehti http://www.3t.fi/artikkeli/uutiset/teknologia/uusi_wlan_tekniikka_kolminkertaistaa_vauhdin

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h Wikisivu sekä tehtävät 5h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 6 h Tehtävät ja pistariin lukeminen 5h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6 h Tehtävät 3h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 6 h Tehtävät ja pistariin lukeminen 5h


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