Langaton tiedonsiirto tie25d15 syksy 2006

Arvosanat ovat rekisterissä Winhassa. Kiitokset kurssista ja onnittelut läpäisseille!

Läpileikkaus langattoman tiedonsiirron ongelmista ja tekniikoista. Kurssin jälkeen opiskelija

• tuntee laajassa käytössä olevien langattomien tiedonsiirtotekniikoiden pääpiirteet
• ymmärtää eri siirtomenetelmien sopivat käyttöalueet
• hahmottaa tiedonsiirtomenetelmien yhteisiä piirteitä

Opetus tiistaisin luokassa 2005 kello 08:15 - 12:00. Opettajana Tero Karvinen (www.iki.fi/karvinen, lukkari). Kurssi kestää koko syksyn 2006, Helian jaksot 4 ja 5, kalenteriviikot w36-w50. Opintojaksokuvaus.

© Tero Karvinen

1. Oppitunnit
2. Granlund: Langaton tiedonsiirto
3. Esitelmät
4. Tällä sivulla luetellut weppisivut (esim Wikipediasta)

Kaikesta materiaalista tulee koekysymyksiä. Materiaali ei ole päällekäistä, eli esimerkiksi tunneilla käsitellään asioita, joita ei ole kirjassa.

Granlundin kirja on halpa, se maksaa noin kympin esimerkiksi Akateemisessa, Bookplussassa ja Suomalaisessa.

Viikko Aihe

• Langattomia kuulumisia, CityWLAN, uudet tekniikat WiMAX, @450, Mesh. 4G. Runkoverkot.
• Kurssin aikataulu ja aiheiden silmäily
• Sähkömagneettisen säteilyn määritelmä ja esimerkkejä
• Aaltoliike: määritelmä, heiluriliike, taajuus, aallonpituus, nopeus
• Aallonpituuden ja taajuuden suhde: valon nopeus, f=c/l, f=(300 Mm/s)/l, esimerkkilaskuja
• Sähkömagneettisen säteilyn eteneminen: vaimeneminen (etäisyys), hidas häipyminen (aine), nopea häipyminen (monitie-eteneminen ja interferenssi)
• Kuuluvuusalue
• Langattoman tiedonsiirron erityisongelmia: signaalin leviäminen ja voimakkuus, yksi eetteri, piilottu asema
• Läksynä Granlund 2001: 1. Johdanto. Wikipedia: Electromagnetic radiation, ei Maxwellin yhtälöitä)

• Pinomallit: TCP/IP, OSI. Määritelmä. Etuina ongelman jaottelu ja kerrosten vaihdettavuus. Esimerkki TCP/IP pinosta: http, tcp, ip, wlan. Kerroksittain lähettäjältä vastaanottajalle. TCP/IP:n ja OSI-mallin vertailu. HTTP-pyyntö kerroksittain snifferissä.
• Kanavointi: Taajuus, aika, tila, koodi. Määritelmät, esimerkit.
• Sähkömagneettinen spektri: 0 MHz - gammasäteily. Tärkeimmät 1 m lähellä, VHF ja UHF. Sijoitettu kurssilla käsiteltävät sovellukset spektrille. Taajuuslistat, Viestintävirasto ja epäviralliset.
• Läksynä: Internet protocol suite, Electromagnetic spectrum. Kertaa Granlund 2001: 1. Johdanto: Radiotien käyttö)

• Langaton Internet sohvalle: Internet-yhteys (5-30e/kk), tukiasema (65e), IEEE 802.11g, langaton verkkokortti (20e). Asetukset: AP hallinta uusi salasana, vain johdolla; työasema DHCP, SSID. Pääsyrajoitus WEP. Luottamuksellisuus, eheys, kiistämättömyys: päästä-päähän salaus, PGP (Thunderbird+Enigmail), SSH, TLS/SSL.
• Topologiat: Infrastructure BSS, EBSS. Ad hoc: IBSS.
• WLAN protokollapino: OSI 1 ja 2. Kerrosten tehtävät. Fyysinen tiedonsiirto: koodikanavointi FHSS, DSSS. Koodikanavointi suojaa kapeakaistaiselta häiriöltä. Modulointi.
• Siirtotielle pääsy. Vertailu Ethernetiin. CSMA. CA. Piilotetun aseman ongelma ja sen välttäminen. Keskitetty ja hajautettu hallinta.
• Läksynä Wikipedia: WLAN, 802.11. Granlund 2001: 5. Langattomat lähiverkot.

• Matkapuhelinverkkojen kehitys: teknologiat ja eri sukupolvien tunnusmerkit.
  • Ennen matkapuhelinverkkoa. Analoginen 1G: NMT, ARP. Digitaalinen 2G: GSM. Pakettikytkentäisyys 2,5G: GPRS, EDGE. Puhe paketeiksi 3G: UMTS.
• Miten matkapuhelinverkkoon saa paljon asiakkaita: solut, pakkaus, epäjatkuva lähetys.
• Miten virheet korjataan ja vältetään: äänen purkamisessa, ennakoiva virheenkorjaus FEC, kapeakaistaisen virheen keskiarvoistaminen taajuushyppelyllä
• Matkapuhelinverkon rakenne: liikkuva asema, tukiasema, tukiasemaohjain, matkapuhelinkeskus. Tukiasema-, kytkentä- ja hallinta-alijärjestelmät. Infrastruktuurin säilyttäminen matkapuhelinten evoluutiossa. Puhelun yhdistäminen. Liikkuvan aseman paikkatieto.
• Läksynä Granlund 2001: Langaton puheliikenne: GSM-verkko, s. 114-161. Wikipedia: GSM, erityisesti The structure of a GSM network (kuva).

Langaton äänen ja kuvan siirto (Olli Ek ja Kimmo Koivula)

• Langaton äänensiirto, Langaton kuvansiirto

+ Digitaalinen Radio (Ristojussi Jaakkonen) Satelliittiradio

+ Mobiili televisio (Harri Paunisalo)

+ WLAN Mesh (Hannu Leinonen ja Janne Blomqvist) (Mobile ad-hoc network) + Vapaat ohjelmistot WLAN tukiasemissa (Ville Myllymäki) (OpenWRT)

+ Zigbee (Mark Neugodov) + FSO - Laser tiedonsiirrossa (Tommi Kinnunen)

+ Mobiilit sähköpostitekniikat (Lauri Malva) (Push Email, Push-IMAP) + Langaton tiedonsiirto eduskunnan käsittelyssä 2000-luvulla (Hannu Koponen)

+ Bluetooth tietoturva (Mika Arvonen ja Mikko Kari) + RFID avaimena pääsynvalvonnassa (Suvi Hartlin ja Inka Komulainen)

• Digitelevision Suomessa
  • Signaalin kulku: Ohjelman tuottaja (yle, mtv) - Digita - Paikallinen jakelija (htv) - DVB-C - Digiboxi - SCART - Televisio
  • DVB, MPEG-2
• Digitaalisen television edut ja haitat: parempi kuva, paluukanavan puute... (olisko kannattanut rakentaa Internettiä?)
• DigiBoxin valinta

+ HDTV (Jussi Kääriä ja Karri Mehtälä) (Wireless HD + FSO - Laser tiedonsiirrossa (Tommi Kinnunen)

• Määritelmä
• Miksi satelliitti pysyy kiertoradalla
• Sateliittien radat: LEO, MEO, GEO, geostationäärinen
• Tarua vai totta
  • “Helsingin yläpuolella on paikallaan pysyvä vakoilusateliitti”, sateliitin voi nähdä kiikareilla, sateliitista voi lukea rekisterikilven, sateliittien osia suunnitellaan Helsingissä, sateliitteja putoaa aina silloin tällöin
• Sateliittien käyttötarkoituksia (missä käytit sateliittia eilen?)
• Sateliittipuhelimet
  • Inmarsat
  • Iridium, Intelsat
• Sateliittipaikannus
  • Kolmiomittaus (ja se GPS-vastaanotin ei lähetä mitään)
  • GPS, Galileo, muut.
  • Mittaustulosten tarkentaminen

+ Internet-yhteys satelliitista (Aki Kaivola ja Ilpo Bergström)

Esitelmän (30 min - 1 h) lisäksi jokainen kirjoittaa Wikipediaan yhteensä noin liuskan verran omasta aiheesta. Jos et halua julkaista vapaalla lisenssillä, voimme sopia muista järjestelyistä. Omat muokkaukset palautetaan Wikipedian lisäksi paperilla esitelmän yhteydessä, itse kirjoitettu osuus merkittynä marginaaliin pystyviivalla. Esitelmistä tulee myös koekysymyksiä. Esitelmän voi pitää yksin tai pareittain.

Vinkkejä esitysten aiheiksi voi katsoa vanhoilta kurssisivuilta, myös langaton tiedonsiirto tie25d13 syksy 2005 ja langaton tiedonsiirto tie25d15 kevät 2006.