Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Kurssin aluksi opiskelijat kirjaavat näkemyksensä tietoliikenteestä tähän kohtaan omaa oppimispäiväkirjaansa. Näkemys sinällään ei tarvitse olla pitkä selostus max 10 riviä tekstiä ja max 10 avainsanaa.

Minulle tietoliikenne on tietojen siitämistä paikasta A paikkaan B käyttäen erilaisia tiedonsiirtomenetelmiä. Toisin sanoen jonkinlainen kokonaisuus, joka muodostuu kaikesta liikkuvasta informaatiosta, eikä pelkästään datan siirtämisestä verkkokaapelia pitkin vaan myös mm. puhelinyhteydestä ja radioaalloista. Tiedon lähettäjän ja vastaanottajan osuudet on suhteellisen hyvin selvillä, mutta se mitä tapahtuu siinä välissä on mysteeri. Kaiken kaikkiaan tietoliikenne on selvästi hyvin perustavanlaatuinen asia tietotekniikassa, ja hyvä tuntea. Muutamia termejä, mtä tietoliikenteestä tuli mieleen: protokolla, IP-osoite, internet, valokuitukaapeli.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

  • Päivän aihe: Kerrosarkkitehtuuri, protokollat (OSI, TCP/IP, UDP)
  • Päivän tärkeimmät asiat: kerrosmallin rakenne ja protokollien perusteet
  • Mitä opin tällä kertaa: Opin peruskäsitteistöä tietoliikenteestä, perusteet järjestelmien välisestä kommunikoinnista ja kerrosmallin perusrakenteita.
  • Jäi epäselväksi: Moni kirjainyhdistelmä, joka todennäköisesti olikin epäolennaista tietoa ja jotkin kerrosmallin kerrosten tehtävät jäivät epäselviksi, esim. mitä istuntokerros oikeasti tekee.

Luentopäivä 2:

  • Päivän aihe: Tiedon siirtäminen
  • Päivän tärkeimmät asiat: perustiedonsiirtotavat: johtimellinen/johtimeton ja protokollien toimintaperiaate sekä tietoliikenteen standardointi
  • Mitä opin tällä kertaa: Sain laajempaa tietämystä, miten ja missä tieto oikeasti liikkuu ja opin protokollien “koostumuksen”: syntaksi, semantiikka ja ajoitus
  • Jäi epäselväksi: Standardointi vaikutti epäselvältä eikä auennut kokonaan. Lisäksi monien käsitteiden ymmärtäminen auttaisi ymmärtämään paremmin kokonaisuutta.

Luentopäivä 3:

  • Päivän aihe: Linkit
  • Päivän tärkeimmät asiat: digitaalisen/alalogisesta datasta digitaalinen/analoginen signaali, virheiden havaitseminen, kanavoinnin perusteet
  • Mitä opin tällä kertaa: Opin pääperiaatteet, miten datasta tulee signaali; kuinka virhe voidaan käytännössä löytää tiedonsiirrossa kahden laitteen välillä ja miten siihen reagoidaan, sekä kanavoinnin pääperiaatteet
  • Jäi epäselväksi: Kanavointitavat luentojen lopussa menivät yli hilseen

Luentopäivä 4:

  • Päivän aihe: Verkot
  • Päivän tärkeimmät asiat: piirikytkentäiset ja pakettikytkentäiset verkot, reitityksen perusperiaatteet
  • Mitä opin tällä kertaa: Tietoliikenteen jakaminen piiri- ja pakettiverkkoihin selvensi kokonaiskuvaa tietoliikennetekniikasta. Lisäksi molempien verkkojen toiminta avautui melko hyvin. Reitittimien valinnasta signaalin siirtämiseksi eteenpäin jäi mieleen vain pintapuolisesti, kuten myös ruuhkan hallinnasta ja viiveistä.
  • Jäi epäselväksi: Reitittimien signaalin siirtämisessä käyttämät algortmit jäivät epäselväksi. Lisäksi LAN verkon topologiat eivät auenneet ollenkaan ja itse sana topologia jäi hyvin epselväksi. Samoin MAC-protokolla ja kytkimet. Eli kerrattavaa riittää :-)

Mitä opin kurssin aikana

Kurssin aikana sain melko hyvän kokonaiskuvan tietoliikenteestä. Varsinkin se, että pystyi yhdistämään asioita kytäntöön ja arkielämään, motivoi ja auttoi oppimaan. Ensimmäisessä kotitehtävässä halusin tietää, miten se viesti syntyy ja liikkuu ja sainkin siihen melko kattavan vastauksen kurssilla. Lisäksi se kysymysmerkki lahettäjän ja vastaanottajan välillä selveni, ja sain verkoista tietooni perusperiaatteet. Kerrosmalli avasi päätelaitteiden toimintaa ja protokollien toiminta selkeni myös sitä kautta. Datan koodaus signaaliksi ja modulointi takaisin dataksi oli aivan uutta, ja samalla sain tietää miten signaali siirtoteillä etenee, ja mikä signaalin laatuun vaikuttaa (vaimeneminen, häiriöt). Lopuksi vielä luento verkoista yhdisti aiemmin opittua kokonaisuudeksi.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Tehtäväkuvaus: Luo kuva työpaikan/kodin/kämpän/jonkin tutun paikan tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista, niiden käytöstä ja jopa yhteen linkittymisestä sekä niissä käytetyistä palveluista. Kirjaa näkyville kolme mielestäsi tärkeintä kysymystä, jotka haluat selvittää.

Kolme kysymystä, jotka haluan selvittää: 1. Miten tieto käytännössä liikkuu kahden pisteen välillä? 2. Miten tiedon liikkuminen turvataan ulkopuoliselta urkinnalta? 3. Miten tiedonsiirto tulee tulevaisuudessa kehittymään?

Ennakkotehtävä 2

Tehtävänkuvaus: 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

*Älypuhelin 3G moodissa käyttää taajuutta 900 MHz ja tarjoaa maksimissaan nopeuden 21 Mbit/s. Tietokone 4G moodissa käyttää taajuutta 1800 MHz ja tarjoaa maksimissaan nopeuden 100 Mbit/s. Kaapeliteleviossa kanavian lähetetään 150-170 MHz taajuusalueella. Lisäksi radio toimii n. 80-120 MHz taajuusalueella.

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.

*Kämpän laitteista diqiboxi käyttää siirtotienä kaapelia, läppäri ja älypuhelin käyttävät ilmaa ja ovisummeri käyttää luultavasti sähköjohtoa.

*TCP-protokolla huolehtii tiedon perille kuljettamisesta ja mm. vuon valvonnasta. HTTP-protokollaa käytetään mm. WWW-palvelimien ja oman laitteen väliseen tiedonsiirtoon. XMPP-protokolla vastaa mm. pikaviestinnästä ja esim facebookin pikaviestipalvelu käyttää sitä. Linkit protokollien määritykseen:

Ennakkotehtävä 3

Etsi toisessa kotitehtävässäsi valitsemissasi siirtotieratkaisuiissa käytetty koodaus- ja kanavointitapa.

  • kaapelitelevisiossa on käytetty joko MPEG-2 tai MPEG-4 koodausta ja kanavointitapana taajuusjakokanavointia eli FDMA:ta.
  • mobiiliverkoissa on käytetty koodaustapana lähetyksessä MIMOa ja kanavointitapana aikajakokanavointia eli CDMA:ta (4G:ssä OFDMA:ta).

Kotitehtävä 3

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

Wikisivuista huomasi, että kotitehtävät ovat vielä osittain kesken, mutta kuitenkin ne ovat suhteellisen hyvällä mallilla. Samalla huomasi, että vastoin omia ennakko-odotuksia monet ovat lähteneet samalta tietotasolta kurssille kuin minä, mikä oli kannustavaa. Hyvää wikisivuissa oli laajat opintopäiväkirjat, joissa käsiteltiin omaa oppimista ja tunnilla käsiteltyjä asioita osittain myös omasta näkökulmasta. Myös kotitehtävät, siihen asti, kun ne olivat tehty, oli tehty melko hyvin. Heikouksina puolestaan oli se, että osassa kotitöitä näkyi, että aiheeseen olisi voinut panostaa enemmän ja kirjoittaa muutaman rivin lisää. Kuitenkin kuten sanottu, sivut olivat vielä kesken, joten eiköhän nuo puutteet korjaannu tenttiin mennessä.

Ennakkotehtävä 4

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

Artikkelista käy hyvin ilmi, että mitä nopeampaa tiedonsiirtoa halutaan, sitä lyhyemmiksi kantamat jäävät, jopa niinkin, ettei signaali riitä edes huoneen ulkopuolelle. Toisaalta taas nopeampi tiedonsiirto edellyttää myös isompa laitteita, joten uuden tekniikan soveltaminen esim. puhelimmiin lisää kokoa. Samalla artikkeli myös kertoo sen tosiasian, että suuret tiedonsiirtonopeudet ovat myös entistä herkempiä häiriöille.

Verkkosivut Lte:stä:

LTE-teknologia tietysti lisää tiedonsiirtonopeutta. Uutena asiana tässä vaiheessa tuli, että LTE käyttää kanavointina Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), jolla saavutetaan korkeita tiedonsiirtonopeuksia leveillä taajuuskaistoilla. Kysymyksenä herääkin, että miten sama laite voi jatkossa käyttää kuitenkin joko 2G, 3G tai 4G yhteyttä, jos niillä on eri kanavoinnit.

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.

'kaapelitelevisiossa verkon tehokkuutta lisätään juuri kanavoinnilla, jotta kaikkien kanavien lähetyksen tulisivat samaa kaapelia pitkin. Teleliikenteessä (puhelimella soitto) valittu kanava on koko yhteyden ajan varattuna, joten sen tehokkuuteen ei voida vaikuttaa. Lisäksi dataliikenteessä (internet-palvelut) minun palveluni tulee ilmatietä, joten siinä on käytetty todennäköisesti koodijakokanavointia, joka antaa muille signaaleille mahdollisuuden kulkea samaa kanavaa pitkin. Ovikellon siirtotien tehokkuudella ei ole hirveästi väliä, sillä sen tarvitsee vain välittää impulssi ovipuhelimeen ja välittää tunnistettavaa ääntä ovelta.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h Kotitehtävien teko: 2 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 6 h Kotitehtävien teko:1.5h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6 h Kotitehtävien teko:2h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 6 h Kotitehtävien teko:3h

Tenttiin luku sekä kertaus yht: 20 h

Ajankäyttöön ei ole laskettu luennoille valmistautumista.


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