Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne on tietojärjestelmien välistä kommunikaatiota. Järjestelmien välinen kommunikaatio tapahtuu tietoliikenneverkkojen avulla. Osapuolten on käytettävä jotain tiettyä protokollaa jotta ne voivat ymmärtää toisiaan. Osapuolien on myös pystyttävä löytämään toisensa esimerkiksi ennaltamääriteltyjen osoitteiden tai jonkun muun keinon avulla, millä ne voivat ilmoittaa toisilleen olemassaolostaan. Langattomien siirtoteiden ja niihin liittyvien häiriöiden vuoksi nykyisessä tietoliikenteessä virheenkorjauksen merkitys on korostunut entisestään.

Avainsanat: protokolla, ip-osoite, langattomat yhteydet, virheenkorjaus

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

  • Päivän aihe: Tietoliikenne yleisesti
  • Päivän tärkeimmät asiat: Kommunikaatiomalli, kerrosmalli, protokolla
  • Mitä opin tällä kertaa: Liikuttiin vielä niin perusteissa, että kävi kertailusta edelliseen tietotekniikan tutkintoon. Pikademo wikin käytöstä oli hyödyllinen ja selitys kurssin pisteytyksestä.
  • Jäi epäselväksi: Miten OSI-mallista saisi edes etäisesti mielenkiintoista opiskeltavaa?

Luentopäivä 2:

  • Päivän aihe: Tiedon siirtyminen
  • Päivän tärkeimmät asiat: Protokollat ja niiden toiminnot, johtimelliset ja johtimettomat siirtotiet, tiedon siirto
  • Mitä opin tällä kertaa: Virheenkorjausta käsiteltiin muutenkin kuin pelkällä paketin uudelleen lähetyksellä. Miten siniaallosta saadaan “kantikas”. Shannonin kapasiteetin kaavan.
  • Jäi epäselväksi: Kanavointia vain sivuttiin.

Luentopäivä 3:

  • Päivän aihe: Linkit
  • Päivän tärkeimmät asiat: Signaalin koodaus, tiedonsiirtotavat, vuon hallinta, kanavointi
  • Mitä opin tällä kertaa: Signaalin koodausmenetelmät, lisää virheenkorjausta ja havainnointia, kanavointi
  • Jäi epäselväksi:

Luentopäivä 4:

  • Päivän aihe: Verkot ja sovellukset
  • Päivän tärkeimmät asiat: Piiri- ja pakettikytkentä, reititys, soluverkot, verkkotopologiat, MAC-protokolla, siltaus, kytkimet, törmäysten hallinta, nopeat lanit
  • Mitä opin tällä kertaa: Tietosähke ja virtuaalipiiri, törmäysten hallinta
  • Jäi epäselväksi:

Mitä opin kurssin aikana

Kurssi toimi ihan hyvänä kertauksena moniin asioihin ja joitain asioita käytiin syvällisemmin läpi, kuin aikaisemmissa opinnoissa. Toisaalta mielestäni joitain asioita käytiin jo liian syvällisesti läpi. Tietotekniikan puolella mielestäni “perusteet” -tason kurssien pitäisi olla laajuudeltaan ja sisällöltään suhteutettu siihen, että kurssin perusidea on antaa ongelmatilanteisiin avainsanoja millä googlettaa lisätietoa.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Kysymykset, jotka haluaisin selvittää:

Voiko virheenkorjaus toimia muuten kuin uudelleenlähettämällä paketti?

Miten pakkaus tiedonsiirrossa toimii?

Onko tulevaisuudessa tulossa järkevämpiä tiedonsiirtotapoja?

Ennakkotehtävä 2

Wlan käyttää standardia 802.11g käyttäen 2,4 GHz:n taajuutta ja tarjoaa nopeuden 54 Mbps

ADSL tarjoaa 8 Mbps siirtonopeuden sisään ja 800 kbps siirtonopeuden ulos ja toimii 23 kHz-1,1 MHz taajuudella

Matkapuhelin 3G moodissa käyttää 900 Mhz tai 2100 Mhz taajuusalueita ja tarjoaa HSPA-tekniikalla jopa 42 Mbps siirtonopeuden

HDMI 1.3 kaapeli tarjoaa 10,2 Gbps siirtonopeuden ja käyttää 340 MHz taajuutta

Bluetooth 2.0 taajuusalue on 2,4-2,48 GHz ja se tarjoaa maksimissaan 3 Mbps siirtonopeuden

Kotitehtävä 2

ADSL käyttää runkoverkossa johtimellisena siirtotienä optista kuitua, siirtoprotokollana ATM (Asynchronous Transfer Mode) määritelty aikoinaan ilmeisesti ATM Forumin toimesta, nykyisin Broadband Forum (http://www.broadband-forum.org/).

WLAN käyttää langattomana siirtotienä radiotietä ja käyttää IEEE 802.11g protokollaa, määritelty http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html.

Bluetooth käyttää langattomana siirtotienä radiotietä ja (ainakin) seuraavia protokollia:

LMP - Link Management Protocol

AVRCP - Audio/Video Remote Control Profile

L2CAP - Logical Link Control and Adaptation Protocol

SDP - Service Discovery Protocol

RFCOMM - Radio Frequency Communications

BNEP - Bluetooth Network Encapsulation Protocol

AVCTP - Audio/Video Control Transport Protocol

AVDTP - Audio/Video Distribution Transport Protocol

TCS - Telephony Control Protocol

PPP - Point-to-Point Protocol

TCP/IP/UDP

WAE/WAP - Wireless Application Environment/Wireless Application Protocol

Bluetoothin käyttöön otetut spesifikaatiot löytyvät osoitteesta https://www.bluetooth.org/en-us/specification/adopted-specifications.

Ennakkotehtävä 3

ADSL ja WLAN: OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing), DMT modulointi Bluetooth: ACL (Asynchronous Connectionless Link) tai SCO (Synchronous Connection Oriented Link) multipleksointi, modulaationa GFSK-taajuussiirtokoodaus

Kotitehtävä 3

Haapanen Heidi: Oppimispäiväkirja hyvin täytetty, tehtävissä ei vastattu välttämättä kysymykseen ja osia jätetty tekemättä.

Hallikas Juha: Hyvin täytetty oppimispäiväkirja ja hyvin tehdyt tehtävät. Rakenne selkeä.

Halme Kasper: Oppimispäiväkirja täytetty, tehtävät tehty, aika paljon tehty pelkillä ranskalaisilla viivoilla.

Heimala Eetu: Tehtävät tehty, luentopäiväkirja täytetty, aika pintapuoleinen.

Hellström Kira: Kattava oppimispäiväkirja, hyvin tehdyt kotitehtävät. Rakenne selkeä ja lähteitä merkattu.

Ennakkotehtävä 4

Tunneilla joille osallistuin muistaakseni käsiteltiin ongelmia taajuuksien kasvattamisessa (läpäisykyky heikkenee), antennien merkitystä ja häiriöiden merkitystä. Kaikkia näitä asioita sivuttiin artikkelissa ja esitetyt maksimi nopeudet ovatkin ainakin tänä päivänä enemmän toive ajattelua, kuin todellisuutta ja saavutetaan “vippaskonsteilla”. Ongelma näissä vippaskonsteissa on koko taajuusalueen muuttuminen ruuhkaisaksi.

http://fi.wikipedia.org/wiki/LTE

LTE (Long Term Evaluation) on 3G-tekniikka jossa tukiaseman ja päätelaitteen välinen radioliikenne on suunnasta riippuen toteutettu eri tavalla. Siirrettäessä tukiasemasta päätelaitteeseen käytetään OFDM-tekniikkaa ja päätelaitteesta tukiasemaan SC-FDMA tekniikkaa. Etu vanhempiin versioihin saadaan käyttämällä MIMO-tekniikkaa, jolloin joko tiedonsiirron luotettavuus tai nopeus kasvaa. Tekniikkaa kutsutaan usein myös 4G tekniikaksi. 4G-tekniikassa mielenkiintoa herättävintä on sen hidas yleistyminen. Tästä voisi arvailla että tekniikan käyttöönotto on todella kallista, joten onko 4G:llä tulevaisuutta muualla kuin kaupunkien keskustoissa?

Kotitehtävä 4

ADSL ja WLAN hyödyntävät OFDM-kanavointia, joten siirtotien tehokas käyttö saadaan aikaiseksi taajuuskanavointia käyttämällä. OFDM-tekniikassa kanavien ja kanavassa kerrallaan siirrettävien bittien määrä vaihtelee ja se nykyisin siinä käytettävät menetelmät perustuvat diskreettiin Fourier-käänteismuunnokseen.

Bluetooth osaa käyttötarkoituksen mukaan vaihtaa joko ACL tai SCO kanavointitekniikkaa. Jos tarvitaan reaaliaikaista siirtoa käytetään SCO-tekniikkaa, esimerkiksi Bluetoothilla toimiva kuulokemikrofoni, muussa tapauksessa käytetään ACL-tekniikkaa. Bluetoothin mobiilin ja adhoc-luonteen mukaan siirtotien tehokas käyttö ei välttämättä ole tärkein asia, vaan energiatehokkuus ja siinä käytettävän kanavointitekniikan vaihtelu on eduksi.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h, Kurssimateriaalin lukeminen: 2 h, Kotitehtävät: 4 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 6h

  • Luentoviikko 3 & 4

Kurssimateriaalin lukeminen: 12 h, Kotitehtävät: 8h


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