Oppimispäiväkirja

Oppimispäiväkirjaan kirjataan omalta osin omaan oppimiseen vaikuttavia tekijöitä.

Ennakkonäkemys aihealueesta

Tietoliikenne on minulle lähinnä eri laitteiden toiminta keskenään. PC, tabletti, puhelin ja tv mm. kytkeytyy verkkoon ja siten ympäri maailmaa tietoliikenteen ansiosta.

Tietoliikenne saa maailman pyörimään!

Internet, 3G/4G, Wifi, Signaalit, IP, sovellukset, bluetooth, LAN, WAN

Luentoyhteenvedot

Luentopäivä 1:

Päivän aihe:

  • Johdanto tietolikkenteeseen

Päivän tärkeimmät asiat:

  • Kurssin vaatimukset, suoritustavat. Kotitehtävät, wiki, pistarit, tentti/kotitentti.

Mitä opin tällä kertaa:

  • Tietoliikenteen uudet trendit: 5G, puettavat, kehonmittaussovellukset ja anturit jne. Miten tietoliikenne on nykyään kaikessa läsnä. Sovellukset ja käytettävyys on se mitä käyttäjät haluaa, teknologia ei ole itseisarvo vaan käyttö.

Jäi epäselväksi:

  • Yleiskäsitys tietoliikenteestä toistaiseksi hyvin kapea.

Luentopäivä 2:

Päivän aihe:

  • kommunikointimalli, kerrosmallit, protokollat

Päivän tärkeimmät asiat:

  • kommunikointimalli, teoreettinen malli, joka kuvaa tietoliikenneprosessia. esim email/matkapuhelin. kerrosarkkitehtuuri, teoreettinen 3-kerrosmalli, osi-malli, tcp/ip-malli

Mitä opin tällä kertaa:

  • tiedonsiirto koostuu toisien kanssa keskustelevista yksiköistä. Niiden on puhuttava yhteistä kieltä, jotta asiat toimii. Tietoliikenne voidaan mallintaa kerroksiksi, joista jokainen keskustelee omalla protokollalla vastaavan kerroksen kanssa.

Jäi epäselväksi:

  • kerrokset ja mallit ei vielä täysin auenneet, tarvitsee syvempää paneutumista vielä.

Luentopäivä 3:

Päivän aihe:

  • protokollat
  • standardointi
  • siirtotiet

Päivän tärkeimmät asiat:

  • protokollat ja niiden toiminnot
  • Standardointi: tarpeellisuus, etuja, haittoja yms
  • Siirtotiet, johtimelliset ja johtimettomat. Esimerkkejä, erilaisia käyttökohteita

Mitä opin tällä kertaa:

  • Protokolla on yhteinen kieli, jolla vastinoliot keskustelevat
  • protokolla koostuu:
    • syntaksista mm. sanasto
    • semantiikasta (toimintalogiikka
    • ajoituksesta
  • Protokollan tehtävänä on datavirtojen välittäminen kahden kommunikoivan olion välillä
  • Standardointi mahdollistaa yhteensopivuuden nyt ja jatkossa
  • Standardit hitaita, jäädyttää teknologiaa. Usein jo parempia olemassa kun jostain tulee standardi
  • Siirtotiet; signaalin muuttuminen, vaimeneminen,häiriöt yms
  • Johtimelliset, parikaapeli, koaksiaali, optinenkuitu, sähköjohto
  • Johtimettomat, suunnatut ja sunntaamattomat
  • mikroaalto, radiotie, satelliitti ja infrapuna
  • radiotie
    • vaimeneminen
    • heijastus
    • taipuminen
    • sironta
    • monitie-eteneminen
  • Kaistanleveydet, rajalliset taajussalueet, ruuhkaa
  • Tiedonsiirtonopeus vs kaistanleveys, suora vaikutus

Luentopäivä 4:

Päivän aihe:

  • Signaalit,
    • encoding (digi)
    • modulation (analoginen)
    • signaalin tulkitseminen, voimakkuus, ajoitus jne
    • Kanavointi (multipleksointi)

Päivän tärkeimmät asiat:

  • analoginen data vs digitaalinen data
  • analoginen signaali vs digitaalinen signaali
  • Kanavointi (multipleksointi)

Mitä opin tällä kertaa:

  • digit data + digit signaali
  • analog data + digit signaali
  • digit data + analog signaali
  • analog data + analog signaali
  • kaikissa koodataan ja muunnetaan jotta saadaan tehokkaampaa tiedonsiirtoa
  • Kanavointi (multipleksointi), useita datavirtoja samassa siirtotiessä
    • Taajuusjakokanavointi FDMA
      • signaalit omilla taajussalueilla (kanavat, analog signaali, dig tai ana data
      • esim ADSL
    • Aikajakokanavointi TDMA
      • digitaalisille signaaleille tai digitaalista dataa kuvaaville analogisille signaaleille
      • esim GSM
    • Koodijakokanavointi CDMA
      • radiotiellä
      • Käytetään koko taajuusalue sekä kaikki aikaviipaleet
      • Analogista tai digitaalista dataa analogisella signaalilla
    • Aallonpituusjakokanavointi WDMA
      • optisessa kuidussa

Jäi epäselväksi:

  • vaikea käsittää kokonaisuuksia…

Luentopäivä 5:

Päivän aihe:

  • Verkot

Päivän tärkeimmät asiat:

  • teleliikenne vs dataliikenne
  • kytkentäiset verkot
  • piirikytkentä vs pakettikytkentä

Mitä opin tällä kertaa:

  • on eri tapoja toteuttaa verkkoja / yhteyksiä ja niissä omat ominaispiirteensä ja haasteet.
  • reititysstartegiat
    • least cost
    • flooding
    • kiinteät taulut
    • mukautuva
    • satunnainen
  • ruuhkat
    • viiveet
    • läpäisykyky

Jäi epäselväksi:

Luentopäivä 6:

Päivän aihe:

  • Sovellukset, lähiverkot

Päivän tärkeimmät asiat:

  • kerrosmalli
  • mobiiliverkot
    • solut
  • lähiverkot LAN
    • topologiat
    • protokollat
    • sillat, hubit, kytkimet, reitittimet
    • nopeat LANit
    • langattomat lähiverkot

Mitä opin tällä kertaa:

  • erilaisten verrkojen rakenne
  • kerrosmallin perusolemus
  • mac
  • törmäykset, havaitseminen (ethernet) ja välttäminen (wifi)

Jäi epäselväksi:

Mitä opin kurssin aikana

Kurssin aikana muodostui jonkinlainen kokonaiskuva tietoliikenteestä. Áiemmin en ollut mitenkään perehtynyt aiheeseen syvemmin, tärkeää on ollut vain että kaikki toimii ja signaalit kulkee laitteelta toiselle. Nyt tietää vähän, että mitä oikeasti tapahtuu.

Kotitehtävät

Kotitehtävä 1

Luo kuva oman kodin tietoliikenteeseen kuuluvista laitteista.

Kotitehtävä 2

Toisen viikon kotitehtävässä on tarkoitus etsiä omassa kotiverkossa/laitteistossa käytettyjä

  1. Siirtoteitä ja taajuuksia (ennakkotehtävä)
  2. Siirtonopeuksia
  3. Protokollia
  4. Koodaus- ja kanavointimenetelmiä

Ilmatie

Läppäri - wlan reititin

  • IEEE 802.11 ja TCP/IP
  • 2,4 GHz
  • WLAN 2.4GHz 300 Mbps
  • Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)
  • direct-sequence spread spectrum (DSSS)

tablet - wlan reititin

  • IEEE 802.11 ja TCP/IP
  • 2,4 GHz
  • WLAN 2.4GHz 300 Mbps
  • Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)
  • direct-sequence spread spectrum (DSSS)

kännykkä - 3G-verkko

  • 900 MHz ja 2100 MHz
  • HSPA+

kaukosäädin - TV, Digiboksi, Soundbar

  • Infrapuna
  • 300 Ghz - 430 THz

Johtimellinen

Reitin - LOAS verkko

  • ethernet parikaapeli CAT5
  • 100 MHz
  • TCP/IP
  • 100 Mbps

Digiboksi - Soundbar

  • HDMi 1.4
  • 10,2 Gbit/s
  • DDC, TMDS, CEC, ARC, HEC
  • 340 MHz

TV - Soundbar

  • HDMi 1.4
  • 10,2 Gbit/s
  • DDC, TMDS, CEC, ARC, HEC
  • 340 MHz

Lähteet:

  • Wikipedia
  • Luentokalvot

Kotitehtävä 3

Pohtikaa omien laitteiden muodostamaa kokonaisuutta erityisesti kokonaisuuden eli verkon kannalta. Kuvatkaa kuinka tieto liikkuu laitteelta toiselle (kerrosmallin keinoin, protokollat huomioiden)

Omassa laitteistossani koneet (pc, tablet, tv) on yhdistetty langattomasti (wi-fi / IEEE 802.11) wlan-reitittimeen, joka on yhdistetty suoraan LOAS verkkoon cat5 -Ethernetkaapelilla. Eli reitittimeen langattomasti (voi yhdistää myös kaapelilla) yhdistetyt laittee muodostavat oman lähiverkkoni. Yhteys ulkomaailmaan muodostetaan LOASin verkon kautta.

Esimerkkinä www-selailu kerrosmallin kautta kuvattuna:

Sovelluskerros: Omalla laitteellani web-selain esim. Firefox käyttää HTTP-protokollaa kun ottaa yhteyden esim. serveriin lut.fi.

Kuljetuskerros: Käyttää tässä tapauksessa TCP-protokollaa. Tässä kerroksessa määritetään miten yhteys vasta serveriin muodostetaan sis. reititys yms.

Verkkokerros: Käyttää IP-protokollaa. IP-osoite on globaali osoite. www.lut.fi vastaa jotain ip-osoitettava, minkä selain taustalla hakee kun itse syötän vain nimen.

Linkkikerros: Tarjoaa keinot luotettavaan siirtoon siirtotiellä (linkin aktivointi, ylläpito, vapautus, virheiden havainnointi ja korjaus). MAC-osoitteet. Tiedonsiirto vierekkäisten solmujen välillä

Fyysinen kerros Minun PC koodaa datan/bitit wi-fi signaaliksi, joka menee reitittimelle. Reititin purkaa ja koodaa uudelleen ja siirtää ethernet-kaapelia pitkin LOAS-verkkoon ja sieltä data jatkaa internetiin ja n kpl solmuja pitkin www.lut.fi serverille. Takaisin päin tuleva data kulkee vastaavasti toiseen suuntaan.

Viikoittainen ajankäyttö

Luentoviikko 1

  • Lähiopetus: 8 h
  • wiki / päiväkirja 4 h

Luentoviikko 2

  • Lähiopetus: 8 h
  • wiki / päiväkirja / kotitehtävät 6 h

Luentoviikko 3

  • Lähiopetus: 8 h
  • wiki / päiväkirja / kotitehtävät 6 h
  • kertaus 4 h
  • tenttiin valmistautuminen 15 h

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