meta data for this page
  •  

Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Ennakkotehtävä 1.

Yleisesti ottaen tietoliikenne on datan/informaation siirtämistä paikasta toiseen erilaisin keinoin. - Pilvipalvelut -GSM -Internet -TCP/IP -peer-to-peer

Ennakkotehtävä 2.

3g/HSPA: 2100MHz, HSDPA 21Mbps HSUPA 5.76Mbps 3g: 900MHz, 2Mbps Internet: 100Mbps GPS: 1575,4200MHz

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1: Mitä opin, mikä oli päivän tärkein sanoma, … Luennoilla kävimme läpi verkon rakennetta ja avasimme protokolla-käsitteen.

Luentopäivä 2: Luennot aloitettiin protokollien toimintojen läpikäymisellä. • Segmentoinnilla ja kokoamisella tarkoitetaan datan pilkkomista osiin ja sen kokoamista määränpäässä. Segmentoinnin etuja ovat mm. pienemmät lähetys ja vastaanottopuskurit.

• Ohjausinformaation lisäämistä kutsutaan paketoinniksi.

• Ohjausinformaatio voi olla

  – Osoite esim. lähettäjä / vastaanottaja
  – Virheenkorjauskoodi esim. pariteetti
  – Protokollan ohjausinformaatio

• Tärkeä osa yhteyden hallintaa on tietoyksiköiden numerointi (sequencing)

  – Numeroinnilla mahdollistetaan oikea järjestys,
    virheenkorjaus ja vuon valvonta.

• Virheenkorjaus:

  1. Automatic repeat request (ARQ):

– Stop-and-wait ARQ

  1. Lähettää paketin uudestaan kuittauksen puuttuessa.

– Go-Back-N ARQ

  1. Paketin puuttuessa pyytää lähettämään paketit uudestaan N:nestä bitistä.

– Selective-reject ARQ

  1. Pyytää puuttuvat osat datakehyksen käsittelyn jälkeen.

• Osoitteista:

  1. Osoitustaso (addressing level)
    1. Datapaketti ohjataan joko sovellukselle tai yhteydelle.
    2. Tcp/ip:ssä kaksitasoinen osoitus(Portti ja IP). Osi:ssa voidaan määrittää Service Acces Point(SAP)

– Osoituksen laajuus (addressing scope)

  1. Globaaleita ja paikallisia osoitteita:
    1. Verkko-osoite - esim. IP - on globaali verkkotason osoite.
    2. Ylemmän tason osoitteiden ei tarvitse olla globaaleja. Esim portit/SAP:it.

– Osoitustila (addressing mode)

  1. Uni-,multi- ja broadcast. Lähetykset yhdelle, usealle ja kaikille.

Kanavointi:

  1. Multiplexing:
    1. Monta yhteyttä yhteen järjestelmään tai yhdellä siirtotiellä.
    2. Downward = Alemmalle tasolle
    3. Upward = Ylemmälle tasolle

Siirtotiet:

  1. Johtimellinen/Ohjattu:
    1. Kulkee fyysistä johdinta pitkin(parikaapeli, valokaapeli)
    2. Pitkillä yhteyksillä signaalin vahvistus tai tahdistus:
      1. Analogisella vahvistin ja digitaalisella toistimia.
  2. Johtimeton/ohjaamaton:
    1. Ilmateitse (Radiotie).

Luentopäivä 3: Digitaalinen signaali

  1. Digitaalisen signaalin dekoodaamisessa tarvitaan tietää bittien ajoitus ja signaalin voimakkuudet.
  2. Mitkä vaikuttavat:
    1. signaalin spektri
    2. kellotus eli kuinka lähettäjä ja vastaanottaja synkataan
    3. virheen havainnointi signaalikerroksen yläpuolella
    4. signaalin suojaus ulkoisilta häiriöiltä
  3. Koodaustapoja:
    1. NRZ-L (NONRETURN TO ZERO-LEVEL):
      1. O ja 1 ilmaistaan eri jännitteillä. Usein 0 negatiivinen ja 1 positiivinen
    2. NRZ-L inverted:
      1. 0 ja 1 ilmaistaan jännitteen muutoksella bitin alussa. Muutos jompaankumpaan suuntaan koodataan 1:ksi ja ei muutosta 0:ksi
      2. Käytetään esimerkiksi magneettinauhoituksessa. Käyttää kaistanleveyttä hyvin ja on halpa tapa.
    3. Manchester
      1. Muutos bitin keskellä. ylös = 1 ja alas = 0.
      2. Muutos toimii myös kellona vastaanottajalle.
      3. Käytetään mm. IEEE 802.3:ssa
    4. Differentiaalinen Manchester:
      1. Bitin keskellä oleva muutos toimii vain kellona
      2. Muutos bitin alussa tarkoittaa ykköstä ja ei muutosta alussa nollaa.
      3. Käytetään IEEE 802.5:ssä

Digitaalisesta analogiseksi

  1. Käyttää modeemia.
  2. Amplitudi(ASK)-Valokaapeli, vaihe(PSK) ja taajuus(FSK)
  3. ASK:
    1. Usein tietty amplitudi on nolla ja muut 1
    2. Herkkä häiriölle, joka johtuu signaalin vahvistumisesta.
    3. Saavuttaa suuria nopeuksia valokaapelissa.
  4. BFSK(Binary frequency shift keying):
    1. 0/1 tuotetaan taajuuden muutoksilla.
    2. Käytetään radioissa (FM).
    3. Ei yhtä herkkä häiriöille kuin ASK.
    4. Voidaan käyttää useita taajuuksia samalla siirtotiellä.
  5. PSK
    1. Differential PSK:
      1. Muutos signaalin vaiheessa tarkoittaa 1:stä ja ei muutosta nollaa.
    2. Quadrature PSK:
      1. jokainen elementti vastaa kahta bittiä.
  6. QAM:
    1. ADSL
    2. Sekoitus Amplitudia ja vaihetta(ASK ja PSK)
    3. Lähettää kaksi amplitudi moduloitua signaalia yhtäaikaa samalla taajuudella.
    4. Signaalit yhdistetään kun koodaus puretaan.
  7. Variaatioita QAM:sta
    1. Four-level ASK:
      1. signaali jossain 16:sta asemasta.
      2. Parempi Datansiirtonopeus verrattuna kaistan leveyteen.
    2. QAM16 ja QAM64

Analogisesta Digitaaliseksi:

  1. Pulse code digitalization(PCM);
    1. Tuplasti näytteitä kuin hertsejä. 4000Hz vaatii 8000 näytettä.
  2. Delta modulaatio:
    1. Koodataan muutoksella -+1. Ei reagoi hyvin nopeisiin taajuuden muutoksiin.
    2. muutos alas merkitään nollana ja ylös 1:nä

Signaaleiden siirto:

  1. Tahdistamaton Siirto:
    1. Dataa lähetetään merkki kerrallaan. Jokainen merkki on viidestä kahdeksaan bittiä. Tahdistamaton siirto vaatii kahden-kolmen bitin overheadin per merkki. Tämä mahdollistaa synkkauksen jokaisen merkin alussa.
  2. Tahdistettu Siirto:
    1. Lähetetään bitit tasaisena virtana
    2. Tarvitaan kellotusta. Toteutetaan joko sisällyttämällä dataan kellosignaali tai käyttämällä erillistä kelloa.
    3. Käytetään bittijonoja bitin alussa ja lopussa merkitsemään datakehystä.
    4. Datakehys koostuu alku ja loppulipuista, ohjaustiedoista ja datasta.

Datalinkit:

  
  -**Vuon valvonta:**
  
    - Varmistaa ettei lähettäjä lähetä dataa nopeammin kuin vastaanottaja kykenee sitä ottamaan vastaan.
    
    - **Yksinkertaisin tapa on stop-and-wait:**
      
      - Kohteeseen saapuu datakehys, jonka kohde kuittaa lähettämällä ACK:n.
      - Saatuaan ACK:n lähettäjä lähettää seuraavan kehyksen.
      - Kohde voi viivästyttää lähetystä viivästyttämällä ACK:n lähetystä.
    
    - **Liukuvat ikkunat:**
    
      - Mahdollista lähettää useampi numeroitu datakehys.         
      - Vastaanottajalla on vastaanottopuskuri jonka verran kehyksiä se on valmis vastaanottamaan.
      - Lähettää ACK:n jossa seuraavan lähetettävän kehyksen numero.
      - ACK:hon mahdollista lisätä Receive-not-Ready, joka täytyy kuitata normaalilla ACK:lla. 

Kanavointi:

  1. Multiplexing:
  1. “n syötettä yhdistetään yhdelle linjalle lähetyspäässä ja vastaanottopäässä ne taas puretaan.”
  2. Käytetään mm. koaksiaalikaapeleihin ja kuituihin perustuvissa runkoverkoissa.
  3. FDMA(frequency division multiple acces),TDMA(time),CDMA(code),WDMA(wavelength)
  4. ADSL:
    1. Asymmetric Digital Suscriber Line:
    2. Käyttää puhelinlinjojen parikaapelia ja FDMA:ia/Kaiun poistoa
    3. DMT:ssä eli Dial MultiTone:ssa jaetaan upstream ja downstream kanavat tasan 4kHz:n kokoisiin alikanaviin. Moodeemi tarkistaa näiden alikanavien kohinasuhteen ja siirtää enemmän dataa paremmille alikanaville.
  1. TDMA(Time Division multiple access):
  1. Käytetään digitaalisille signaaleille tai digitaalista dataa kuvaaville analogisille signaaleille.
  2. Bitti-,tavu-, tai suuremmat yksiköt
  3. Jaetaan lähteelle tietty aika siirtolinjaa.
  4. Synkroninen TDM kiertää järjestyksessä puskuroituja syötteitä. Jos dataa ei ole, hukkaa se kapasiteettiä.
  5. Tilastollinen tmda välttyy tältä.
  1. CDMA:
    1. Käytetään langattomissa yhteyksissä
    2. FHSS(Frequency hopping spread spectrum)
      1. Lähettäjä ja vastaanottaja hyppivät usealle eri taajuudelle yht'aikaisesti.
      2. Tietyn taajuuden kuuntelu ei anna kuvaa informaatiosta eikä yhden taajuuden tukkiminen vaikuta kuin muutamiin bitteihin.

Luentopäivä 4:

  1. Kytkentäiset verkot:
    1. Koostuu solmuista sekä asemista
  1. Tele/data:
    1. Teleliikenteessä tarvitaan reaaliaikainen kommunikointiväylä.
      1. Piirikytkentä
    2. Dataliikenteessä teho tärkeää:
      1. pakettikytkentä:
        1. datagrammissa ei tehdä paketeille yhteistä reitityspäätöstä , kuten virtuaalipiirissä.
  1. **Reititysstrategiat nodejen välillä.
  2. Flooding - lähetetään paketti kaikille naapurisolmuille
  3. minimum hop - vähiten nodeja reitillä
  4. random - jollekin naapurille
  5. mukautuva

Kotitehtävä 1

aionftp_616.jpg

Kotitehtävä 2

ennakkotehtävä 3:

Tietokone - reititin: - Parikaapeli CAT5 http://standards.ieee.org/about/get/802/802.3.html, 1000BASE-TX & 1000BASE-T Ethernet,CSMA/CD Puhelin -UMTS, W-CDMA ja QAM Kannettava - reititin: -wlan 802.11g, kanavointi: CSMA/CA, koodaus: BPSK/QPSK/FSK http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html

-protokollia: HTTP - http://tools.ietf.org/html/rfc2616 FTP - http://tools.ietf.org/html/rfc959 TCP/IP - http://www.ietf.org/rfc/rfc0675

Kotitehtävä 3

Herttuainen Joni:

Oikeen siisti ja tiivis.

Kervinen Aleksi:

Hiukan vaiheessa vielä. Muuten hyvin rakennettu.

Auvinen Juho:

Vaiheessa vielä.

Salminen Joonas:

Erittäin siisti ja kotitehtäviin vastattu huolella. 

Smolander Juha-Matti:

Sotkuisempi kuin edelliset. Mutta aiheet kaikki löytyvät.
Tehtävät 4

Ennakkotehtävä:

Wlan artikkeli esittelee uusia protokollia wlanille(802.11ac ja 802.11ad), jotka kummatkin luvataan olevan parempia ja huomattavasti nopeampia, kuin vanha 802.11n. Useilla antenneilla lupaillaan olevan vaikutusta nopeuksiin(MIMO, spatiaalinen limitys, monitie-signaali). Uusien standardien nopeus perustuu ruuhkattomien taajuusalueiden käyttöön.

Mimo ja spatiaalinen yhteys eivät ole tuttuja ennestään.

LTE: http://fi.wikipedia.org/wiki/LTE Lte tekniikkaa kutsutaan joissain piireissä 4g:ksi. Se käyttää OFDMA kanavointia.

Kotitehtävä 4. Siirtotien tehostaminen toimii ainakin käyttämäni ad-hoc verkon kannalta. Suora näköyhteys toiseen “häntään” on melkein välttämätön.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1

Lähiopetus: 6 h Tehtävät ja wiki: 2 h

  • Luentoviikko 2

Lähiopetus: 4h Tehtävät ja wiki: 2 h

  • Luentoviikko 3

Lähiopetus: 6 h Tehtävät ja wiki: 1 h

  • Luentoviikko 4

Lähiopetus: 4h Tehtävät ja wiki: 1 h


Pääsivulle