Oppimispäiväkirja © Mikko Paasonen

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne tuo ensiksi mieleen tiedon siirtymisen kahden tai useamman yksikön välillä, käytännössä esimerkiksi kaapelia pitkin tai radioaaltoina ilmassa. Tietoliikenne liittyy läheisesti erilaisiin verkkoihin, kuten matkapuhelinverkkoihin, kaapeli- ja antennitelevisiojärjestelmiin sekä langattomaan lähiverkkoon. Siirtonopeudet kasvavat jatkuvasti kun teknologioita kehitetään ja uusia keksitään. Esimerkiksi Xbox 360 -pelikonsoli hyödyntää tietoliikennettä monella tapaa: se on parikaapelin avulla yhteydessä reitittimeen ja siten internettiin, HDMI-kaapeli välittää kuvan televisioruudulle ja optinen kaapeli äänen kaiutinjärjestelmään. Lisäksi peliohjain välittää komentoja langattomasti radioaalloin konsolille.

Termejä/käsitteitä/kokonaisuuksia: valtioiden väliset datayhteydet, LTE, pilvipalvelut, WLAN, RJ45, GPS, kaapeli-tv

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:
  • Päivän aihe:

Tietoliikenne yleisesti, kerrosmalli, protokolla ja sähköposti

  • Päivän tärkeimmät asiat:

Kommunikointimalli, kokonaiskuva tietoliikenneverkosta, kerrosarkkitehtuurin kerroksien toiminnot ja kommunikointi protokollan avulla, OSI ja TCP/IP

  • Mitä opin tällä kertaa:

Tietoliikenteen kokonaiskuvan piirtäminen heti ensimmäisellä luennolla avasi kurssin käsittelemän kokonaisuuden hienosti ja herätti kiinnostuksen kaikkia niitä palasia kohtaan, joista tietoliikenneverkosto rakentuu. Yksittäisten osasten hahmottaminen on varmastikin helpompaa, kun osaa heti sijoittaa ne oikeaan kohtaan suurta kokonaisuutta.

Kerrosmallit ja niiden toiminta jäivät mieleen, ne tarjosivat hyvin konkreettisen kuvauksen datan liikehdinnästä sekä eri kerrosten kommunikoinnista. Mielenkiintoisinta luennon loppupuolella oli ohjausinformaation toiminta ja headereiden muodostama “jono”, joka puretaan kerros kerrokselta kunnes jäljellä on vain siirrettävä datapaketti. Varsinkin seuraava boldattuna kirjoitettu lause jäi mieleen. Protokolla toteuttaa kerroksen toiminnan, ohjausinformaatio toteuttaa protokollan

Sähköpostin toiminnan esittely oli kiinnostava, eipä ole koskaan ennen tullut mietittyä miten viestien ja liitetiedostojen lähettely käytännössä tapahtuu. Palvelimiahan siinäkin tarvitaan, kuten niin monessa muussakin järjestelmässä.

  • Jäi epäselväksi:

Piirtoheittimellä kalvoilta heijastetut esimerkit jäivät kirjaimellisesti hieman hämäriksi ja sumeiksi, vaikka tuli istuttua luokan etuosassa, mutta kyllä nekin pääpiirteittäin tuli sisäistettyä.

Luentopäivä 2:
  • Päivän aihe:

Eri protokollien toteuttamat perustoiminnot, tietoliikennestandardit, erityyppiset siirtotiet

  • Päivän tärkeimmät asiat:

Erilaiset johtimelliset (kaapelit, liittimet) ja johtimettomat siirtotiet (ilmatie)(signaalit, linkit) ja niiden soveltuvuus eri sovelluksiin. Kaistaleveyden merkitys tiedonsiirtonopeudelle sekä linkin kantomatkalle tuli myös selväksi. Luennolla käsiteltiin myös häiriötekijöitä signaalin välityksessä.

  • Mitä opin tällä kertaa:

Syvensin ymmärrystäni protokollien toiminnasta, erityyppisistä siirtoteistä sekä yleisimmistä standardeista.

  • Jäi epäselväksi:

Häiriötekijät jäivät kiinnostamaan vielä luennon jälkeenkin, olisi ollut mukava kuulla aiheesta lisää.

Luentopäivä 3:
  • Päivän aihe:

Koodaustekniikat, linkkien hallinta sekä kanavointi

  • Päivän tärkeimmät asiat:

Digitaalisen datan muuntaminen analogiseksi sekä sama toisinperin. Tiedonsiirron synkronointi linkkien välillä. Vuonhallinta ja virheenkorjaus

  • Mitä opin tällä kertaa:

Koodaustavat ja niitä kuvanneet kaaviot olivat havainnollistavia, mutta tuskin tulevat tentissä vastaan. Erilaiset kanavointi- ja modulointimenetelmät olivat kiinnostavia. Pakettien liikkuminen tietoliikenneverkostossa oli mielenkiintoa herättävää.

  • Jäi epäselväksi:

Virheenkorjaus ja virheiden ehkäisy olisivat kiinnostaneet vielä enemmänkin.

Luentopäivä 4:
  • Päivän aihe:

Verkot, sovellukset

  • Päivän tärkeimmät asiat:

Kytkennät, reititys, ruuhkanhallinta, WLAN

  • Mitä opin tällä kertaa:

Piiri- ja pakettikytkentöjen erot, reititysstrategiat ja -algoritmit, matkapuhelinverkkotekniikkojen erot ja kehityksen suunnan

  • Jäi epäselväksi:

Reiritysalgoritmit eivät täysin auenneet, tosin kurssin ydinainekseen ne eivät taida kuuluakaan.

Mitä opin kurssin aikana

Yleiskuvan tietoliikenneverkostojen toiminnasta, signaaleista, siirtoteistä ja kaikista niistä palasista joita tarvitaan tiedon siirtämiseen päätelaitteiden välillä.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

kotiteht1_0374522.jpg

  1. Miten kaapeliyhteys eroaa ADSL:stä?
  2. Miten tiedonsiirto tapahtuu optisessa kaapelissa?
  3. Mikä määrittää mobiilidataverkon tiedonsiirtonopeuden?

Kotitehtävä 2

tekniikka - taajuuskaista - datanopeus


GPS - 1575.42 MHz (L1) ja 1227.60 MHz (L2)


Matkapuhelin 3G HSDPA - 900 ja 2100 MHz - 21 Mbit/s


WLAN - 2,4 GHz - max 150 Mbit/s


kaapeli-tv - 50 MHz - 1 GHz ja 5 - 42 MHz

Tehtäväkuvaus: 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.

Xbox 360 on kytketty televisioon HDMI-standardin mukaisella kaapelilla http://www.evernew.com.tw/HDMISpecification13a.pdf

Televisio ja nettimodeemi ovat yhteydessä verkkoon RG6-tyyppisen koaksaalikaapelin välityksellä.

Reitittimen ja tietokoneen verkkokortin välillä on tyypin Cat5 ethernet-kaapeli, jossa on neljä kupariparia ja päissä RJ45-liittimet. TCP (Transmission Control Protocol) IP (Internet Protocol)

Kotitehtävä 3

HDMI: Silicon Image Inc.:n kehittämä Transition-minimized differential signaling http://www.siliconimage.com/technologies/tmds/ koaksaalikaapeli: CSMA/CD, Manchester-koodaus ethernet: pulssikoodimodulaatio, Manchester-koodaus

Lauri Isoaho: + todella laaja, erinomainen tiivistelmä kurssilla läpikäydyistä asioista

Aino Hirvonen: + laaja, paljon asiaa - jäsentely ja wikisivun ulkoasu on hieman vaikeaselkoinen, paremmalla otsikoinnilla ja rivityksellä olisi voinut parantaa sivun luettavuutta

Viola Helynranta: + ydinasiat esitetty napakasti - esimerkkisivun elementit jääneet poistamatta, ennakkotehtävien otsikointi olisi saanut olla samanlainen kuin itse kotitehtävissä

Kira Hellstrom: + sarjakuvaruutu, hyvät tiivistelmät luentopäivistä, kattavat vastaukset kotitehtäviin - luentopäivien asiat kasa ranskalaisia viivoja, jäsentely olisi tarpeen

Laura Manninen: + luentopäivien sisältö käsitelty napakasti, hyvä kuva ensimmäisessä kotitehtävässä - suppeat vastaukset kotitehtäviin

Kotitehtävä 4

WLAN: Taajuusalue on jaettu useampaan kanavaan (CSMA/CA; carrier sense multiple access with collision avoidance), joista yksi reititin käyttää aina yhtä kanavaa. Jos esim. kerrostalossa on useampi reititin kuin WLAN-verkko pystyy tarjoamaan yksittäisiä kanavia, tulee laitteiden tiedonsiirtoon häiriöitä. Yhtäaikainen käyttö saavutetaan kanavoinnilla.

Optinen kuitu: Optisessa kuidussa eri lähetykset voivat olla esim. eri väreillä, ts. eri valon aallonpituuksilla (FDMA). Kyse on kanavoinnista. Valonsäteen sisääntulokulma ja taittuminen mahdollistavat myös useamman yhtäaikaisen lähetyksen. Silloin on kyse verkkotekniikasta. Tottakai myös TDMA-tyyppinen kanavointi on hyödynnettävissä valokuidussa.

Savumerkit: Esimerkiksi erivärisillä savupilvillä voidaan hyödyntää useaa yhtäaikaista lähetystä. Kyse on verkkotekniikasta ja savun väri riippuu poltettavasti aineesta, esim. jäteöljy tuottaa paljon tummemman savupilven kuin puu.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h Itsenäinen opiskelu, wiki-sivusto, harjoitukset: 3 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 6 h Itsenäinen opiskelu, wiki-sivusto, harjoitukset: 2 h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6 h Itsenäinen opiskelu, wiki-sivusto, harjoitukset: 4 h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 6 h Itsenäinen opiskelu, wiki-sivusto, harjoitukset: 3 h


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