Ville Väisänen

Oppimispäiväkirja

Ennakkonäkemys aihealueesta

Käsitteestä “tietoliikenne” tulee minulle ensimmäiseksi mieleen datan siirtämistä internetin välityksellä paikasta A paikkaan B. Ymärrykseni mukaan tietoliikenne on kumminkin paljon laajempi käsite joka sisältää mm. tiedonhakua, tiedonanalysointia, tietotruvaratkaisuja, sekä verkkoratkaisuja. Omat tietoni perustuvat käyttökokemuksiini jotka ovat hyvin pinnalliset, toivon oppivani asioista tulevien viikkojen aikana syvällisemmin.

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

  • Päivän aihe: Yleistietoa datan siirrosta sekä data siirron eri vaiheista sekä toiminta tavoista kerrosmalleissa.
  • Päivän tärkeimmät asiat: Miten data siirty kerros arkitehtuureissa. Sekä sen ymmärtäminen että eri kerroksilla on omat tehtävänsä (johtaja - sihteeri - kuriiri).
  • Mitä opin tällä kertaa: Kaikki oli uutta. Käytännössa nollasta lähdettiin liikkeelle. Tämän seurauksena tideonsiirto erillaisissa kerros arkitehtuureissa sekä niiden protokollat ja toimintatavat olivat minulle täysin uutta.
  • Jäi epäselväksi: Epäselväksi jäi varsin paljon. Syynä tähän oli lähinnä uuden tiedon runsaus. Uutta tietoa tuli yksinkertaisesti aivan liian paljon liian nopeasti. Etenemistahti oli varsin nopea, välillä olisi ollut ihmeteltävää ja kysyttävää ensimmäisestä asiasta mutta ennenkuin ehti avamaan suutaan tai nostamaan kättään niiin oltiinkin jo siirrytty seuraavaan asiaan. Millon data purkautuu missäkin? Millon data purkautuu keskikonsolissa ja milloin sen purku tapahtuu kerroksissa?

Luentopäivä 2:

  • Päivän aihe: Protokollien yleiset toiminnot, johtimelliset sekä johtimettomat siirtotiet, eri tyyppiset kaapelit sekä niiden toiminta perjaateet, standardit
  • Päivän tärkeimmät asiat: Standardit niiden haitat/ hyödyt(jäädyttää kehitysta / yhteensopivuus), eri tyyppiset kaapelit sekä niiden toimintatavat (esim. optinen kuitu), protokolla koostuu syntaksista, semantiikasta, ajoituksesta kaikkien näiden täytyy olla kohillaan jotta tieto siirtyisi samanlaisena paikasta A paikkaan B, erillaiset häiriöntekijät
  • Mitä opin tällä kertaa:“Mitä suurempi tiedonsiirtonopeus sitä lyhyempietäisyys(mitä suurempi taajuus, sitä suurempi signaalin vaimeneminen)”
  • Jäi epäselväksi: Miten tietty häiriöntekijä häiritsee tiedonsiirtoa enmmän kuin toinen häiriö tekijä? Miksi standradisoida asioita netissä jos kukaan ei ei välttämättä käytä em. standardisoitua muotoa?

Luentopäivä 3:

  • Päivän aihe: Analoogisten ja digitaalisten signaalien koodaus, virheidentarkastusta ja -korjausta, kanavointi
  • Päivän tärkeimmät asiat: Eri koodaus- ja modulointitavat (PSK,QPSK, QAM), Kanavoinnin hyödyt sekä eri menetelmät, erillaiset virheenkorjaus menetelmät
  • Mitä opin tällä kertaa: Virheiltä ei voi välttyä niitä on opittava käsittelemään ja hallitsemaan eri virheen korjaus tapojen avulla, koodauksen ja kanavoinnin avulla saadaan dataa tehokkaammin paikasta A paikkaan B, kokonaiskuvan talondataliikenteestä joka käyttää ADSL:ää.
  • Jäi epäselväksi: -

Luentopäivä 4:

  • Päivän aihe: Teleliikenne vs dataliikenne, kytkennäiset verkot, LAN, MAC
  • Päivän tärkeimmät asiat: Piirikytkentä vs pakettikytkentä
  • Mitä opin tällä kertaa: Että piirikytkennän avulla voidaan suorittaa reaaliaikaista tiedonsiirtoa molempiin suuntiin (lähettäjä ↔ vastaanottaja) mutta tällöin joudutaan varaamaan koko yhteyspolku kommunikoinnin ajaksi, Dataverkossa tietoa siirretään taas solmujen avulla yhteen suuntaan kerrallaan (solmut muistavat mitä dataa on siirretty mikä taas mahdollistaa virheenkorjauksen, solmujen on vuorostaan pystyttävä vastaanottamaan koko paketti minkä takia dataa pilkotaan lähetys vaiheessa)
  • Jäi epäselväksi: Mitä hyötyä MAC osoitteesta on sen lisäksi että pystyy seuraamaaan minkälaista dataa jokin tietty laite LAN verkossa lähettää/vastaanottaa?

Mitä opin kurssin aikana

Kurssin aihe piiri oli erittäin laaja sekä osittain myös hankalaa ymmärtää, mutta onneksi luennoilla otettiin käytännön esimerkkejä esille jotka yleensä selventivät asiaa jonkin verran. Kursilla opin etä tietoliikenne on paljon enmmän kuin dataa paikasta A suoraa viiva pitkin paikkaan B. Tietoliikenne sisältää yksinkertaisessa mallissaan niin lähettäjän sekä vastaanottajan, siirotien, sekä protokllan. Tämän lisäksi jokaiselle osalle on olemassa erillaisia variaatioita mutta jotta kokonaisuus toimisi kuuluusiirto tiellä, lähettäjällä sekä vastaanottajalla olla sama protokolla käytössä. Kyseinen protokolla koostuu syntaksista (ymmäryksestä mitä pitää tehdä), semantiikasta (mitä pitää tehdä), sekä ajoituksesta (milloin kyseinen asia pitää tehdä). Jäsjästelmien välillä voi olla käytössä erillaisia osoitus tapoja (point to point, multicast, ja broadcast) jotka saattavat rajoittaa lähetyksen näkyvyyttä ulkopuolisille olioille. Opin myös joillain siiroteillä voidaan kuljettaa analoogisia ja digitaalisia signaaleja. Moduloimalla saadaan aikaan analooginen signaali, koodaamalla saadaan aikaan digitaalinen signaali. Opin myös että siirtokaista sadaaan tehokkaasti käyttöön käyttämällä jotain koodaus tapaa sekä kanavoimalla useamia signaaleja lähetyspääsää yhdelle linjalle ja vasta päässä puretaan kyseisen linjan signaalit ja erotellaan näin signaalit. Opin myös että mikäli datansiirto etäisyys kasvaa heikkenee signaaali etäisyyden aikana ja tämä täytyy ottaa huomioon suunnitellessa datansiirtoratkaisuja, langattomissa ratkaisuissa täytyy myös ottaa huomioon signaalin heijastuminen, taipuminen,sironta sekä näiden synnyttämä inteferenssi.

Lyhyesti sanottuna opin kurssin aikan siis tietoliikennetekniikan perusteet.

Ennakkotehtävät & Kotitehtävät

Ennakkotehtävä 1

Tietoliikennetekniikka: tiedon sekä tiedostojen siirtoa internetin välityksellä.

IP, serveri, lataaminen, host, 3G, 4G, WiFi, tietoturva, tiedonjako.

Kotitehtävä 1

http://www2.it.lut.fi/wiki/lib/exe/fetch.php/courses/ct30a2001/opiskelijat/2013/vv_internet_ratkaisut.png?w=120&h=67&t=1380838595

1. Miten varmistetaan että tieto (data) ei mene sekaisin, eli miten varmistetaan että tietokoneen ja puhelimen lähettämät tiedot eivät mene sekaisin jä päätyvät oikeisiin osoitteisiin?

2. Miten langattomat ja langalliset tiedonsiirtomenetelmät eroavat toisistaan?

3. Onko langaton tai langallinen parempi? miksi niiden nopeudet vaihtelevat?

Ennakkotehtävä 2

1. Tietokoneen ja PS3:sen netti yhteys: 100 Mbps

2. Matkapuhelin, H+: max. 21 Mbit/s

Kotitehtävä 2 + Ennakkotehtävä 3

Tietokone:

  • Ethernet kaapeli = johtimellinen siirtotie:= UTP (suojaamaton) CAT 6 (Kategoria 6: < 200 MHz (1 Gbps)). Käyttää TCP/IP-protokollaa, käyttää Manchester koodaustapaa.

PS3:

  • Ethernet kaapeli = johtimellinen siirtotie:= UTP (suojaamaton) CAT 5 (Kategoria 5: < 100 MHz, <100 Mbps). Käyttää TCP/IP-protokollaa, käyttää Manchester koodaustapaa.

Galaxy Note II (Sonera):

  • a) 3G: Soneran verkko (UMTS) = johtimeton siirtotie. Käyttää UMTS-protokollaa.
  • b) H+: Soneran verkko (HSDPA) = johtimeton siirtotie. Käyttää HSPA+ (Evolved High-Speed Packet Access) protokollaa.
  • c) Bluetooth: Johtimeton datansiirtotapa = johtimeton siirtotie. Käyttää FSK koodaus tekniikkaa.
  • d) USB (2.0): Johtimellinen datasiirtotapa = johtimellinen siirtotie. Käyttää USB-tiedonsiirtoprotokollaa, NRZI koodaustapaa.

Kotitehtävä 3

Viisi ensimmäistä aakkosjärjestyksessä (päivitetty 5.12.2013):

1. aaltosami

  • +: Wiki sivu luotu
  • -: Sivu vaikuttaa hyvin tyhjälle

2. anteroinenolli

  • +: Hyvä ja laaja ennakkonäkemys, kotitehtävä 1 tehty, pitkä yhteenveto ensimmäiseltä luennolta
  • -: Sivun tekeminen jätetty kesken ensimmäisen luentoviikon jälkeen

3. auvinenjuho

  • +: Ennakkotehtävät sekä kotitehtävät 1&2 tehty, siistit sekä selvät kuvat
  • -: Hieman epäselvä sivunrakenne(ensimmäisenä sivulla tulee enakkotehtävät, mutta ennakkotehtävä 3 on sujautettu kotitehtävä 2 alle), sivun tekeminen jätetty kesken toisen luentoviikon jälkeen

4. eskelinenantti

  • +: Ennakkotehtävät 1&2 tehty, kotitehtävä 1 tehty
  • -: Esimerkkiteksti vielä otsikkona, sivun tekeminen jätetty kesken ensimmäisen luentoviikon jälkeen

5. ettanenanna

  • +: Hyvät luentoyhteenvedot, ennakkotehtävät 1, 2 , 3 ja 4 tehty, kotitehtävät 1, 2, 3 tehty
  • -: Hieno sivu, mutta hieman kesken

Ennakkotehtävä 4

WLAN:

  • WLAN artikkelista päällimäisenä jäi mieleen kuinka nopeaa vauhtia tietotekniikka kehittyy. Artikkelissä mainittiin koodaustapa QAM joka oli luennoilta jo ennestään tuttu. Artikkelissä mainittiin myös että tuotteita ilmestyy markinoille vaikka laitteiden käyttämät tavat eivät vielä olisi standardoituja, tämä vaikutti myös tutulle luennoilta.

LTE:

  • Luennoilla puhuttiin FDMA (taajuuskanavoinnista), LTE tekniikka hyödyntää FDMA:asta kehiteltyjä variaatiota OFDMA sekä SC-FDMA käyttää myös IP-protokollaa. LTE tekniikan avulla pystytään 20MHz taajuudella tuomaan uskomattoman nopeita internetnopeuksia puhelimiin (326 Mbps, OFDMA down /86. 4Mbps,SC-FDMA (parempi akun kesto) up).
  • 1. Miksi downlinkatessa ei olla käytetty kanavointia joka parantaisi akun kestoa?
  • 2. Syntyykö ongelmia jos puhelin automaattisesti (kesken puhelun) siirtyy LTE verkosta esim 3G verkkoon?
  • 3. Miten tekniikkaa voisi kehittää niin että puhelimen akunkesto paranisi?

Kotitehtävä 4

Koska kämpässäni on ainoastaan yksi ethernet pistoke seinässä johta tämä siihen että pelikonsoli ei voi olla yhdistetty internettiin samanaikaisesti kuin tietokoneeni (Yhtäaikainen käyttö voitaisiin mahdollistaa käyttämällä ethernet reititintä, mutta en ole vielä kerinnyt sellaista ostamaan).

Ethernet:

  • Suosituin johtimellinen lähiverkkoratkaisu, hyödyntää OSI-mallin kerroksia 1 ja 2.
  • Nopeuksia on paranneltu: ottamalla käyttöön pidemmät kehykset, tehostamalla käytettävää koodausta, lisäämällä modulaatiotasoja, pienentämällä kanavointi algoritmin kokoa (CSMA/CD) ⇒ Tehokkuuteen päästään siis kanavoinnin sekä verkkotekniikan avulla

Sonera:

  • H+ käyttä kahta eri protokollaa (High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) sekä High Speed Uplink Packet Access (HSUPA))
  • Nopeuksia on paranneltu: käyttämällä jo ennestään tuttuja koodaus tapoja WCDMA protokollasta, aprantamalla linkkaus tapopja, käyttämällä 16-QAM sekä 64-QAM koodausta jonka avulla saadaan suurempia bittinopeuksia ⇒ Tehokkuuteen päästään siis kanavoinnin sekä verkkotekniikan avulla

Yhtäaikainen käyttö ollaan saatu aikaiseksi käyttämällä kahta eri palvelua: LOAS Lnet, sekä Soneran mobiiliverkkoa.

Viikoittainen ajankäyttö

  • Luentoviikko 1: Lähiopetus: 7 h, ennakkotehtävä (2) + kotitehtävä (1) + wikin kanssa sähläily: 3h ⇒ 10h
  • Luentoviikko 2: Lähiopetus: 7 h, ennakkotehtävä (3) + kotitehtävä (2): 3h ⇒ 10h
  • Luentoviikko 3: Lähiopetus: 7 h, ennakkotehtävä (4) + kotitehtävä (3):3h ⇒ 10h
  • Luentoviikko 4: Lähiopetus: 7 h, kotitehtävä (4):2h ⇒ 9h
  • Tenttiin valmistautuminen: noin 25 h
  • Yhteensä: 64 h

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