S Tietoliikennetekniikan perusteet

Slides:



Advertisements
Samankaltaiset esitykset
1. Missä vietät joulun useimmiten?. 2. Missä viettäisit joulun mieluiten?
Advertisements

Juha Kauppinen Consulting oy Työntekijäkysely Tietoja
WCDMA Anssi Kukkonen Tarja Kettunen. •ITU aloitti IMT-2000 projektin v. 1992, jolla WCDMA valittiin UMTS:n radiojärjestelmäksi •IMT-2000 koostuu joukosta.
Tietoverkot •Järjestelmien on vielä ymmärrettävä toistensa signaaleja. •Ne pitää paitsi purkaa myös tulkita. Tämä tapahtuu määrittelemällä bittivirtaan.
Pääkaupunkiseudun 8. luokkien palvelukyky Espoo, Tapiolan koulu Joulukuu 2013.
Hampuri, Saksa Löytää suunta, joka mahdollistaa Lions Clubs Internationalin saavuttavan sen täyden potentiaalin kansainvälisenä.
Tiedonhaku Internetistä PODCASTING Katarina Andersson TU08se
Lankapuhelin Santeri Lehtonen, Vesa Mäki, Arto Ranta.
Johdatus Linuxiin Mauri Heinonen
Santeri Lehtonen, Vesa Mäki, Arto Ranta
WLAN Tekijät: Petri Koskinen Miika Kulla Veli-Pekka Koskinen.
Liikevaihdon kehitys Pirkanmaalla 2009
 Mobiilisuus on tietoa paikasta riippumatta  Mobiililaitteella voidaan siis lähettää ja vastaanottaa tietoa paikasta riippumatta  Nykyään monelle ihmiselle.
Internetin toimintaperiaate ja käyttötavat
VoIP-Puhelin • Voice over IP • Tutkittiin jo 1970-luvun lopulla • Ongelmana liian heikko suorituskyky • Innostus heräsi uudelleen luvulla, jolloin.
Ipon Laajakaistapuhelin
Mediatekniikan seminaari Paula Sanaksenaho Voice over Internet Protocol Paula Sanaksenaho
Tiedonsiirronperusteet
Ohjelmistokehittäminen. Luku 1 – Mitä on ohjelmistokehittäminen?
1 1.
3.45 3.40.
IP ja Internet puheverkkona
TVT ja SoMe Jonna ja Johanna.
Perusopetuksen huoltajat 2014 Generated on :04.
Laskelma kuntien ja kuntayhtymien menoista v. 2012
1 Senioreiden säästäminen ja maksutavat 2014 SENIOREIDEN SÄÄSTÄMINEN JA MAKSUTAVAT
Markku Tukiainen1 Tivi:n yhteiskunnallinen vaikuttavuus Ohjelmisto(prosessin)virheet Tiedon käsittelyyn liittyvät ongelmat (tietokannat) Tietoliikenteeseen.
Kuvien lähde:. Kuinka pitkä on pitkä? Subprime kriisi alkoi Yhdysvalloista elokuussa Se muuttui finanssikriisiksi lokakuussa Kreikkakriisi.
1 ©TNS 2012 NEUVOLOIDEN VASTAANOTTOJEN ASIAKASTYYTYVÄISYYSMITTAUS Neuvolat - suurten kaupunkien vertailu 2012 Kaupunkikohtainen vertailu.
S Tiedonsiirto ja yhteyskäytännöt tietoliikenteen perusasioita top-down -lähestymistapa ohjelmistotekniikan näkökulma tavoitteena toimivat sovellukset.
Murphy ja TLT eli mitä kaikkea voi mennä pieleen tiedonsiirron eri vaiheissa?
I.R.O. Research Oy vee 10/2000 Mediakäyttö Käyttää vähintään kerran viikossa Tytöt ja pojat *) Kirjat (esim. romaanit, lasten- ja nuortenkirjat)
Väestö Vantaan osa-alueilla
S Sosiaalitekniikka 1999 S Sosiaalitekniikka.
Tutkimuksen taustaa  Aula Research Oy toteutti poliittisten vaikuttajien parissa tutkimuksen julkisista palveluista Suomessa ja Euroopassa – Tutkimuksen.
Yrittäjien äänestyskäyttäytyminen 50,7 57,6 55,0 23,4 20,3 21,9 11,4 9,3 8,0 5,2 5,5 6,9 4,2 4,5 3,6 0,7 1,7 1,3 1,7 0,0 0,0 0,7 0,0 0,0 2,7 1,0 3,3.
Valtteri, Simo, Mika Myllytulli, My-tlpt09E 2010
1 Raha-asioiden suunnitteleminen ja nykyinen rahatilanne Senioritutkimus 2011.
WLAN Langaton verkkoyhteys
Seinäjoki kisa A Tuomari: Tytti Lintenhofer ALO 12kyl, 4pys Kyl:
Tietoturvan perusteet - Syksy 2005 SSH salattu yhteys & autentikointi Tekijät: Antti Huhtala & Asko Ikävalko (TP02S)
Tietoturva Sami jarkko Henri Myllytulli mytlpt09e 2010.
Medioiden historia ja nykykehitys ma 10. ja : 10-12, F133; ti 11. ja : 11-14, F416 viikko 41 ma-ti Medioiden historia viikko 42.
Wireless Local Area Network
Mediakulttuuri Maija Havola Esityksen sisältö Yleistä mediakulttuurista Mediakulttuuri Suomessa Mediakulttuurin kansainvälinen toimiala Mediakasvatus.
WLAN Authors: Tuomas Leppänen e Kari-Pekka Luoma e Jari Matikainen e
Tietoturvan historiaa Markus Miettinen Tietojenkäsittelytieteen historia -seminaari
Antti Kurkinen1 Langattomat verkot Antti Kurkinen2 Eri tekniikoita langattomiin verkkoihin Wimax-verkko 3G-verkko.
Kenttäväylien kehitystyö
University of Joensuu Dept. of Computer Science P.O. Box 111 FIN Joensuu Tel fax Tietojenkäsittelytieteen.
Suomen Lääkäriliitto | Finnish Medical AssociationLääkärit Suomessa | Physicians in Finland Tilastotietoja lääkäreistä ja terveydenhuollosta 2014 Statistics.
1. Missä vietät joulun useimmiten?. 2. Missä viettäisit joulun mieluiten?
VOIP &LINUX & SKYPE. VoIP Voice over Internet Protocol tekniikka jolla siirretään verkon yli reaaliaikaista ääntä ja kuvaa –internet tai lähiverkko.
Laskelma kuntien ja kuntayhtymien menoista v. 2013
University of Joensuu Dept. of Computer Science P.O. Box 111 FIN Joensuu Tel fax Tietojenkäsittelytieteen.
Wireless ATM, IEEE Standard, HIPERACCESS -Mikko Pehkonen.
Introduction to Hybrid Wireless Networks & Hybrid Wireless Network Architectures Markus Runonen
1. ja 2. sukupolven matkaviestinverkot Juhani Judén 6667 TiTe 4 Antti Kuokkanen 6672 TiTe 4.
Langatomat verkot Johdanto. Mobiiliverkkojen evoluutio 1G NMT (Nordic Mobile Telephone) NMT 450 vuonna 1981 NMT 900 vuonna 1986 AMPS (Advanced Mobile.
Miika Kuusinen LTY/Tietoliikenteen laitos 2003
Radioliikenne. Historiaa Radion historia (Wikipedia)Radion historia (Wikipedia) Merkittävät pioneerit –Michael Faraday ( ), elektromagneettinen.
Langattoman verkon suojaus WiFi (WLAN) ja Bluetooth Miten eroavat toisistaan? Miten verkkoihin voi liittyä? (montako kerrallaan) Millaisia laitteita voi.
TIETOTURVA INTERNETISSÄ. MITÄ ON TIETOTURVA? Tietoturvalla pyritään suojaamaan yritykselle tärkeitä tietoja ulkopuolisilta. Tietoturvalle on asetettu.
Edellisen kerran yhteenveto: IAPP (Inter Access Point Protocol) –Announce protokolla kertoo välittää verkon tukiasemille kaikkialla tarvittavan tiedon.
Radioliikenne. Historiaa Radion historia (Wikipedia)Radion historia (Wikipedia) Merkittävät pioneerit –Michael Faraday ( ), elektromagneettinen.
Edellisen kerran yhteenveto

Ryhmätyö / kotitehtävä
Seminaarien yhteenveto
LTE LTE=EUTRAN=Super3G=3.9G.
Esityksen transkriptio:

S-38.1105 Tietoliikennetekniikan perusteet Prof. Riku Jäntti Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitos 2012

Luennon ohjelma Mitä on tietoliikennetekniikka? Tietoliikennejärjestelmän toiminnallisuudet (ISO:n OSI- malli) Hieman historiaa Tietoliikennetekniikka tänä päivänä Tietoliikenteen tutkimus

Pariporina Keskustelkaa 2-3 hengen ryhmissä aiheesta n 3 min. Määrittele tietoliikennetekniikka, internetteknologiat ja informaatioteknologia. Mitä nämä käsittelevät ja miten ne liittyvät toisiinsa? S-38.1105

Tietoliikennetekniikka Wikipedia: Tietoliikenne [telecommunications] on tiedon, nykymuodossaan lähinnä sähköisen tiedon, välittämistä. Tavallisimmin tietoliikenteellä tarkoitetaan äänen, kuvien/videon tai muun datan siirtoa tietoliikenneverkkojen kautta. Tietoliikenteen merkitys on koko ajan kasvanut jälkiteollisessa yhteiskunnassa. Nykyisin tiedon jakamiseen ja välittämiseen on useita eri tapoja ja standardeja. Tietoliikennetekniikka [telecommunications technology, communications engineering] on tietotekniikkaan liittyvä aihealue, joka käsittelee tietoliikenteeseen tarkoitettujen verkkojen tekniikoita, suunnittelua ja ylläpitoa. Tietoliikenneverkko [(tele)communications network] on laitteista ja niiden välisistä viestiyhteyksistä koostuva verkko, jota käytetään tiedon välittämiseen. S-38.1105

Tietoliikennetekniikka Tieto- ja viestintäteknologia (TVT) tai tieto- ja viestintätekniikka (engl. information and communication technology eli ICT) tarkoittaa kaikkia niitä elektronisia medioita, joita voidaan käyttää apuna tietojenkäsittelyssä. TVT voidaan jaotella seuraavasti: (1) Magneettiset levyt/kasetit, optiset levyt (CD,DVD...), flash-muistit jne. Paperille tehtävät merkinnät voidaan myös lukea tieto- ja viestintäteknologian piiriin kuuluviksi. (2) [Yleis]Lähetysteknologia: radio ja televisio. (3) Teknologia, joka mahdollistaa kommunikoinnin kuvien, äänen ja videon välityksellä (4) ICT sisältää kaikenlaiset tietotekniset päätelaitteet, kuten keskustietokoneet, pöytätietokoneet, kannettavat tietokoneet, kämmentietokoneet, mobiililaitteet ym. Lisäksi ICT sisältää myös tiedonsiirtoon tarkoitetut teknologiat, kuten lähiverkot (LAN), langattomat verkot (WLAN), mobiiliyhteydet (GSM, GPRS, UMTS, 3G ym.) sekä Internetin ym. TLV-laitoksen kokeellinen data center S-38.1105

Tietoliikennetekniikka Tietoliikenteen tehtävänä on viestien välittäminen eri pisteissä sijaitsevien asemien välillä ja reprodusoida yhdessä pisteessä tarkasti tai likimääräisesti jokin viesti, joka on valittu toisessa pisteessä (Shannon ja Weaver, The Mathematical Theory of Communication, The University of Illinoisis press, 1963) Häiriölähde Informaatio- lähde Viesti Lähetin Kanava Informaatio- nielu Viesti Vastaanotin Vastaanotettu signaali S-38.1105

Tietoliikennetekniikka Televiestintä, teleliikenne, tietoliikenne ja telekommunikaatio tarkoittavat tiedonsiirtoon tai lähetykseen perustuvaa viestintää, jossa käytetään hyväksi sähkömagneettisia järjestelmiä Teletekniikka ja tietoliikennetekniikka on se tietotekniikan osa-alue , johon kuuluvat tietoliikenteen välineet ja menetelmät sekä niiden käytön osaaminen. (Telesanasto, ITU) S-38.1105

Internet teknologiat Internet on maailman laajuinen tietoverkko - yhdysverkko, joka yhdistää paikallisverkkoja toisiinsa. Internet teknologiat viittaavat niihin teknologioihin, joita internetin toimintaan tarvitaan. Yleensä internet teknologioilla viitataan Internet IETF:n (Engineering Task Force) eri työryhmien kehittämiin protokolliin. Puhekielessä Internet-sanalla viitataan tyypillisesti verkkopalveluihin (Web services) S-38.1105

Etymologiaa communicare (lat.) = tehdä yhdessä communicatio (lat.) = lähettäminen, välittäminen tele (kreik.) = kaukainen v’esti (muinais-slaavi) = kuljettaa v’est’ (muinais-slaavi) = viesti S-38.1105

Tieto, informaatio, data Tiedon ”klassinen” määritelmä (Platon, Theaitetos): alethes totuus/oikea/paljastettu doksa mielipide/käsitys/uskomus/luulo meta kanssa logu selitys/määritelmä/järki perusteltu tosi uskomus / oikea käsitys yhdessä selityksen kanssa Suomenkielen Tietää verbi on merkinnyt alun perin tien tuntemista (käytännöllistä tietämystä ja osaamista, know-how) Informaatio: muoto tai järjestys, joka voidaan siirtää toisaalle. Tom Stonier: Järjestelmä sisältää informaatiota, mikäli se saa itsensä tai jonkin toisen järjestelmän tulemaan järjestyneeksi. Vrt. Järjestelmä sisältää energiaa, jos sillä on potentiaalia tehdä työtä. S-38.1105

Tieto, Informaatio, Data Pragmaattinen informaatio Data: paljasta tietoa ilman merkitystä Informaatio: Data, jolla on käyttäjälle merkitystä/arvoa Tietämys: Informaatio + toimintaohjeet/ päättely- säännöt Pragmaattisen informaation tasolla, informaatiota tarkastellaan jonkin tavoitteellisen toiminnan kannalta Tietämys (Knowledge) Tiedon hierarkiat Informaatio Data S-38.1105

Tietoliikenteen perusongelmat Taistelu luontoa vastaan Informaatiota kuljettavien signaalien vaimenemisen, vääristymisen ja kohinan vaikutuksen kompensointi. ”Sosiaalinen kamppailu” Niukkojen resurssien (esim. taajuuskaistan) jako eri käyttäjien kesken Ylikuulumisen ja muun interferenssin hallinta Tiedon salaus ja suojaus Kuinka estää lähetettävän informaation joutumista vääriin käsiin. Reititys/tiedon hallinta Kuinka löytää haluttu vastaanottaja laajasta verkosta S-38.1105

Protokolla-arkkitehtuuri

Protokolla-arkkitehtuuri Protokolla eli yhteyskäytäntö (communication protocol): määritelmä tai säännöstö, jota kahden tai useamman laitteen on noudatettava, jotta niiden välinen yhteys olisi mahdollinen Arkkitehtuuri: kokonaisuus, joka muodostuu järjestelmän osista, osien keskinäisitä suhteista sekä toiminnan pääperiaatteista (TEPA-Sanastokeskus TSK:n termipankki) Protokolla-arkkitehtuuri kuvaa tiedonsiirrossa tarvittavien yhteyskäytäntöjen hierarkkisen rakenteen. Tästä käytetään usein myös nimeä protokollapino. Pinossa alemman kerroksen yhteyskäytäntö tarjoaa yhteyspalveluja ylemmän kerroksen protokollalle määriteltyjen rajapintojen kautta. Kerros on toiminnallisesti määritelty taso, jolla voidaan generoida ja siirtää määrämuotoista informaatiota [dataa] (SDH-sanasto) S-38.1105

ISO:n OSI-malli OSI-malli (Open Systems Interconnection Reference Model) kuvaa tiedonsiirtoprotokollien yhdistelmän seitsemässä kerroksessa. Kukin kerroksista käyttää yhtä alemman kerroksen palveluja ja tarjoaa palveluja yhtä kerrosta ylemmäs. OSI-malli on kehitetty 1980-luvun alussa. OSI-viitemalli on käsitteellisesti ehjä ja ISO:n kansainvälinen standardi (ITU-T recomenndation X.200 series). Sitä käytetään lähinnä tietoliikenneverkkojen toimintojen kuvaamiseen ja jäsentämiseen.Itse OSI-verkko ei saavuttanut suosiota (TCP/IP jyräsi). S-38.1105

ISO:n OSI-malli OSI-mallin kerrokset ovat: 1. Fyysinen kerros (Physical layer): sisältää mm. sähköiset ja mekaaniset määrittelyt 2. Siirtoyhteyskerros tai siirtokerros (Data Link layer): hoitaa paikallisen lähiverkon laitteiden välisen liikennöinnin. Sisältää vuoron jakomenettelyn (Multiple Access control, MAC) sekä tiedonsiirrosta vastaavan protokollan (Link Logical Control, LLC) 3. Verkkokerros (Network layer): hoitaa globaalin reitityksen ja kohdekoneen löytämisen koko verkkojen-verkosta. 4. Kuljetuskerros (Transport layer): huolehtii siitä, että paketit tulevat perille ja että ne järjestetään oikeaan järjestykseen. Myös vuonhallinta (estää vastaanotto puskurin ylivuodon) on kuljetuskerroksen tehtävä. 5. Istuntokerros (Session layer): huolehtii tietokoneiden välisitä yhteyksistä (=istunnoista). Protokolla avaa, sulkee ja tarvittaessa uudellen käynnistää yhteyden kahden koneen välille. Se voi myös sovittaa (multipleksoida) usean eri sovelluksen tarvitsemat yhteyden yhdelle kuljetuskerroksen yhteydelle. 6. Esitystapakerros (Presentation layer): muuttaa tiedon käyttäjälle sopivaan muotoon, kuten kuvan pikseleiksi tai Unicode-tekstin kiinankielisiksi merkeiksi. 7. Sovelluskerros (Application layer): käyttäjälle näkyvät sovellukset. S-38.1105

ISOn OSI-malli

Tehtävä Miten voisit kuvata kahden ihmisen välistä kirjeenvaihtoa käyttäen OSI-mallia? S-38.1105

ISOn OSI-malli: kirje Ajatusten vaihto (Sovelluskerros) Kynä, aakkoset, suomenkieli (Esitystapakerros) Kirje (Istuntokerros) Kirjekuori (Kuljetuskerros) Postilaitos (Verkkokerros) Kuljetusvälineet (Linkki- ja fyysinen kerros) Kerrosten välillä tarvitaan yhteinen tapa toimia, rajapinta Kerros juttelee vain naapureilleen

Hieman historiaa

Kommunikoinnin tarve Perusongelma: ajatusten lukeminen ei vielä onnistu (kuin taikureilla?) Ihmisten on tyydyttävä fyysisiin kommunikoinnin muotoihin, esim. Äänellä (=puhe) Erilaisilla merkeillä Kirjoitetuilla viesteillä Sähköisesti (vasta viime aikoina)

Kommunikoinnin tarve Haasteet kommunikoinnissa Miten viesti siirretään? Minne viesti siirretään? Lisäksi voi olla merkittävää mm. Kuinka nopeasti viesti siirtyy? Kuinka luotettavasti viesti siirtyy? Miten varmistetaan? Yksityisyyden suoja?

Ennen sähköisiä viestejä Persialaisten huutoketkut Viesti eteni n. 20 km/h Myös savu- ja tuulimerkit Optiset lennättimet Perustuivat kaukoputkien käyttöön Claude Chappe (Ranska) ja Edelcranz (Ruotsi-Suomi) 1790-luvulla Käytössä Suomessa n. 1800- luvun puoliväliin asti (sähköinen lennätin syrjäytti) http://en.wikipedia.org/wiki/File:Optical_telegraph01_4484.jpg

Sähköinen lennätin Samuel Morse kehitti 1800- luvun alussa Läpimurto 1844 Atlantin ali 1858 Helsinki-Pietari 1855 Suomessa tärkeimmät paikkakunnat verkotettu 1889

Puhelin Ajatus puhelimesta syntyi 1854 (Charles Bourseul) A.G. Bell patentoi “parannetun lennättimen” 1876 1877 Yhdysvalloissa jo 17400 puhelinta Suomeen 1878 Patentti umpeutui 1894, jolloin innovointi pääsi vauhtiin

Puhelin Puhelimen käyttö tarvitsi ihmisen, operaattorin, yhdistämään tilaajat (eli johdot) Ensimmäinen patentti automaattisesta keskuksesta 1891 (talon kokoinen) Tilaajat tunnistettiin numeroilla, jotka ohjasivat kiertokytkintä

Puhelin 1800-luvun lopun konsepti on edelleen voimassa Keskukset ovat kehittyneet ja on siirrytty puhtaasti digitaalisiin järjestelmiin (Suomi valmis 1996) Varsinainen puhe ja merkinanto (=ohjaus) eri kanavilla Digitalisoinnin myötä tuli myös uusia palveluja (ISDN) Tulevaisuus: Voice over IP (VoIP) Helsingin Telefoniyhdistyksen keskusaseman sijaintipaikaksi valittiin Kiseleffin talo. Kuvassa puhelinasentajia Kiseleffin talon katolla. Helsingin Puhelinyhdistyksen automaattinen puhelinkeskus vuodelta 1926. http://www.elisa.fi/ir/historia/historia.htm

Faksi Faksin perusteet kehitettiin jo 1843 Ensimmäinen laite Pantelegraph 1861 Ensimmäinen palvelu, radio faksi, käynnistettiin 1924 Standardit fakseille 1988-1998

Bulleting Board System Ensimmäinen ohjelmisto 1978 Computerized Bulleting Board System (Ward Christensen ja Randy Suess) Palvelu avautui yleisölle 1979 Wardista tuli ylläpitäjä “system operator” eli sysop BBS:n otettiin yhteys puhelinverkon modeemin avulla BBS:t suosittuja 90-luvun lopulle asti, sitten Internet jyräsi

Internet Leonard Kleinrock julkaisee ensimmäisen paperin pakettikytkennästä 1961 ARPANET 1969 Internetwork Protocol (IP) 1973 File Transfer Protocol (FTP) 1973 Transmission Control Protocol (TCP) 1974 Tim Berners-Lee ja Rober Cailliau kehittivät CERN:issä 1990 hypertekstijärjestelmän (HTTP-protokolla ja HTML-kieli), joka mahdollisti nykymuotoisen webin kehityksen Internet Map (Wikimedia Commons) http://en.wikipedia.org/wiki/File:Internet_map_1024.jpg S-38.1105

Langallinen viestintä Hyvää Suojaus Laatu, luotettavuus Optisen kuidun tapauksessa suuri kapasiteetti Huonoa Paikkaan sidottu Verkon korjaaminen Verkon laajentaminen Kapasiteetin lisäys

Langaton viestintä http://www.nettitutka.fi/ Keskeisiä haasteita langattomassa viestinnässä Kuuluvuus (myös rajaus) Voi olla asynkronista Häiriöaltis (interferenssin hallinta) Miten löytää vastaanottaja? Miten ylläpitää yhteyttä liikkeessä? Lisäksi tänä päivänä mm. Matkaviestinten akun kesto ja lämmön tuotto Tukiasemien energiatehokkuus Tukiasemien suuri määrä http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9c/GSM_base_station_4.JPG/180px-GSM_base_station_4.JPG http://www.nettitutka.fi/

Langaton viestintä Erilaisia langattomia viestimiä kehitettiin 1800-luvun lopulla Ensimmäinen radioasema 1897 Erilaisia palveluja ja privaatteja verkkoja alkoi syntyä 1900- luvun taitteessa Armeija tärkeä asiakas teknologialle Englannissa valmistettu Marconin yrityksen Marconiphone v. 2 radiovastaanotin vuodelta 1922 http://fi.wikipedia.org/wiki/Tiedosto:Radio_receiver_05.jpg Lorenz FUG10 Radioasema vuodelta 1937 http://www.armyradio.com/publish/Articles/William_Howard_German/Pictures/FUG10A_BAUER.jpg

Julkiset palvelut Käsivälitteinen autoradiopuhelin-verkko (ARP) 1970-luvulta (-12/2000) 1. sukupolvi: Nordic Mobile Telephone (NMT) 1981-2002

Julkiset palvelut Groupe Speciale Mobile (GSM) aloitti digitaalisen mobiiliteknologian kehityksen 1982 1.spesifikaatio valmis 1989 Radiolinja avasi maailman 1.verkon 1991

Julkiset palvelut GSM kehittyy edelleen 90-luvulla tuli pakettipohjainen GPRS UMTS eli 3.sukupolivi on 2000-luvun uutuuksia (standardi valmistui 1999) UMTS kehittyy edelleen kovaa vauhtia, erityisesti erilaiset datapalvelut, kapasiteetin lisäys (datanopeus 384 kbs WCDMA – 28 Mbps HSPA+)

Uudempia datapalveluja Langattomat lähiverkot (WLAN) kovassa suosiossa “Langaton laajakaista” NMT:n 450 Mhz taajuudella tarjottava n. 2Mbps yhteys. Perustui FlashOFDM teknologiaan mutta korvatuu CDMA2000:lla Mobile WiMAX käytössä muutamilla operaattoreilla UMTS LTE (Long Term Evolution) verkkoja otetaan parhaillaan käyttöön eripuolella maailmaa n. 50 -100 Mbps yhteys Nokia Siemensin lte-tekniikkaa tukeva Flexi Multimode -tukiasema asennettuna kiinteistön seinään. Samsungin lte-mokkula Lähde: Tietokone 2010

Kehityspolut Konvergenssi Tietoverkot Radioverkot Puhelinverkot 1965 Ensimmäinen laajan alueen titeoverkko 1972 ARPANET 1973 Internetwork protocol (IP) 1973 Ethernet 1974 Transmission Control Program (TCP) 1983 IEEE 802.3 Ethernet standardi 1990 HTTP ja HTML 1993 Ensimmäinen webbiselain 1998 IEEE 802.3z Gigabit Ethernet 2006 VoIP palvelut yleistyvät Radioverkot 1860-luvulla Maxwell ennusti radioaaltojen olemassaolon. 1886 Herz demonstroi sen 1800-luvun loppu Nikolai Tesla ja Guglielmo Marconi kehittivät radiolähettimiä ja vastaanottimia 1902 Ensimmäinen Atlantin ylilähetetty radiotelegrammi 1900-luvun alku: Radioiden kehitys erityisesti sotilassovelluksiin 1970 ALOHANET, pakettiradioverkko 1970-luku: ARP käsivälitteinen autoradioverkko 1981-2002 Nordic Mobile Telephony (NMT) 1982- Groupe Speciale Mobile (GSM) 1997 IEEE 802.11 WLAN standardi 1999- UMTS R99 standardi 2009 - LTE Puhelinverkot 1800-luvun alku: Samuel Morse kehitti Lennättimen 1843 Faksin perusteet keksitty 1866 Lennätin Atlantin poikki 1876 Alexaber Gram Bell keksi puhelimen 1891 Automaattinen puhelinkeskus patentoitu 1960 Digitaaliset puhelinkeskukset 1980 ISDN stamdardi 1988 ISDN-verkot 1988 ADSL 1993 ATM Konvergenssi S-38.1105 2/15/2010

Tietoliikennetekniikka tänään 2005-12-31

Tietoliikenteen maailma S-38.1105 2/15/2010

Uusi mantra: “IP” Piirikytkentäisissä verkoissa kapasiteetin hallinta on suoraviivaista: samanaikaisia yhteyksiä kaapeleiden määrän verran Yksi yhteys ei kuitenkaan tavallisesti tarvitse koko kaapelia jatkuvasti > kapasiteettia hukataan Jos verkkoa käytettäisiin vain silloin kun on jotain sanottavaa, kapasiteettia olisi joustavampi jakaa ja se riittäisi paremmin 2005-12-31

Uusi mantra: “IP” Pakettivälitteinen (-pohjainen) Internet syntyi USA:n armeijan ja yliopistojen yhteistyöllä 70-luvulla (MILNET ja ARPANET) Alunperin ajatuksena oli siirtää erilaista binääristä tietoa (viestejä, tiedostoja, ym.) tuttujen kesken ilman tiukkoja aikarajoja Kaikkia mahdollisia sovellutuksia ei osattu arvata Sittemmin on kehitetty uusia sovelluksia, mm. IP-puhelut, videoiden katselu, pikaviestit, P2P (n. 50% Internet liikenteestä on videoita 2012) BBC iMP 2005-12-31

Uusi mantra: “IP” Kehitys on osoittanut, että vanhat konseptit toimivat Kuitenkin nykyisen Internetin ongelmat johtuvat historiasta, esim. Verkossa kaikki tuttuja Verkon koko rajallinen Viestit aina tärkeitä ja haluttuja Kukaan ei tee ilkeyksiä Sisältö avointa ja laillista Kun kaikki eivät toimi yhteisen hyvän eteen, järjestelmä hajoaa 2005-12-31

Some Trends and Observations (1) Mobile data grows fast Amount of devices connected to Internet grows faster Source: NSN Source: Ericsson

Some Trends and Observations (2) 30 years: 6 orders of magnitude cheaper (HDD, flash, DRAM) becoming more energy efficient Price: HDD in 2000: $7-10 per GB, 2010 7-10 cents per GB -> factor 100 Flash memory price per GB declines at 50% per year; in 2010, we are at $2-8 per GB DRAM cost declines at around 1/3 per year 30 years: 3 – 5 (6) orders of magnitude comparably expensive wireless: power hungry To continue this trend: more bandwidth, more power or shorter distance S-38.1105 2/15/2010 45

Some Trends and Observations (3) Distance kills performance Internet Radio Mbit/s on 100MHz band 1.0 10.0 100.0 1000.0 1 2 3 4 km S-38.1105 2/15/2010 46

Nykytekniikka tiensä päässä? Internet-liikenne kasvaa 40-100% vuosittain! Tapaustutkimus Japani: 2020 Japanissa pelkästään IP-reitittimet kuluttavat yhtä paljon energiaa kuin koko Japani 2005 ICT tuottaa nyt 3% maailman kasvihuonepäästöistä. 2020 osuuden ennustetaan olevan 6% Source EU FP7 project EARTH S-38.1105 47

Nykytekniikka tiensä päässä? Suomessa langattomien Internet-liityntöjen määrä DSL-liittymien määrän 2009 Afrikassa 90% kaikesta dataliikenteestä on langatonta. Vuonna 2002 tietoliikennejärjestelmät aiheuttivat 151 MtCO2e hiilidioksidipäästöt, joista n. 43% mobiilijärjestelmistä. Päästöjen on ennustettu kasvavan 349 MtCO2e, joista yli puolet mobiilijärjestelmistä. Source: Laurent Hérault, A Holistic Approach for Future Energy Efficient Cellular Networks S-38.1105 2/15/2010

COMNET’s Grand Research Challenges Carbon-neutral networking Connecting the remaining 2 billion to mobile and 5 billion to Internet Instant wireless Internet Wireless access delays below the limit of human perception Scaling the Internet to a thousand devices per user Cyber-physical systems S-38.1105 2/15/2010

Tietoliikennetekniikan tutkimus Future Internet Internetin reititysjärjestelmän terveyden palauttaminen Yhteyden laadun parantaminen päästä päähän Informaation talletuksen ja jakelun uudet arkkitehtuurit Energiatehokkuus Viranomaisverkot Langattoman laajakaistan tuominen palomiehien käyttöön Varoitusjärjestelmät Telecom ekosysteemit Miten Internet palveluita käytetään mobiililaitteissa? Miten käyttäjät omaksuvat uusia palveluja? Uuden teknologian tekno- ekonominen analyysi. Miten tietoverkkoihin kannattaa investoida? Radio spektrindynaaminen käyttö Spektrin jakaminen usean eri verkon välillä Hajautettu spektrin valvonta ja päätöksenteko Kognitiiviset radioverkot Operaattorien runkoverkot 100 Gbit/s optinen runkoverkko Carrier grade Ethernet Skaalautuvuus Mobiliteetti Autokonfigurointi LTE ja IMT-A Radioresurssien hallinta Pico- ja femto-solut Käyttäjien asentamat tukiasemat Releet D2D MIMO (Moniantennijärjestelmät) Langattomat anturi ja toimilaiteverkot Energia tehokkuus Inteferenssin hallinta Itse-konfigurointi Reititys Data fuusio menetelmien ja tietoliikenne protokollien yhteen sovittamien Langaton automaatio Matemaattiset menetelmät Liikenneteoria: Vuotason mallit ja niiden hyödyntäminen verkon mitoituksessa Informaatioteoria: Kombinatoriikka, koodausmenetelmät S-38.1105 2/15/2010

Yhteenveto ISO:n OSI-malli on tapa jakaa tietoliikennejärjestelmän toiminnallisuudet osiin. Langallinen ja langaton tietoliikenne melko erilaisia Kehitys on ollut huimaa viime vuosina – parin vuoden takainen teknologia jo ikivanhaa Piirikytkentäinen maailma on katoamassa Pakettikytkentäinen teknologia ja Internet tunkevat kaikkialle ja kuljettavat kohta kaiken liikenteen Nykyteknologia näyttäisi johtavan kestämättömän suureen energiankulutukseen kuroman kasvaessa. Energiankulutuksen ja hiilidioksidipäästöjen minimoiminen vaatii uuden teknologian kehittämistä. 2005-12-31

Mitä tietoliikenne insinööri tekee? Pääaineen/sivuaineen valinta vaikuttaa siihen mikä on ensimmäinen työpaikka.(usien diplomityöpaikka). Työelämän tarpeet muuttuvat nopeasti ja niitä on koulutuksessa vaikeaa ennakoida S-38.1105 2/15/2010

Mitä tietoliikenne insinööri tekee? Tietoliikennetekniikkaa opiskelleiden valmistuneiden ammattinimikkeitä: Pääjohtaja, toimitusjohtaja, osastonjohtaja, … Rehtori, professori, yliopettaja, koulutussuunnittelija, … Radioverkkosuunnittelija, reitityssuunnittelija, järjestelmäsuunnittelija, … Tutkimusjohtaja, tutkimuspäällikkö, tutkija, … Asiakaspalvelupäällikkö, käytettävyysasiantuntija, … Myyntijohtaja, markkinointipäällikkö, myyntipäällikkö, … Tietoliikenneohjelmoija, ohjelmistopäällikkö, … Pörssianalyytikko, turvallisuusjohtaja, insinöörieversti, … Näissä tarvitaan tietoa ja taitoa, yhteistyökykyä, aloitteellisuutta, kulttuureiden ymmärtämistä, paineen sietokykyä, … Valmistava teollisuus tekee tuotteita, sähköenergian puoli, myös muu teollisuus tarvitsee älyä ja antureita, mm. Älyvaatteet!!! Teleyhtiöt S-38.1105 2/15/2010

Teknologiateollisuus kasvaa yhä Teknologiateollisuus: Henkilöstöselvitys 2013 S-38.1105 2/15/2010

Teknologiateollisuus: Henkilöstöselvitys 2013 T&K kasvaa yhä Teknologiateollisuus: Henkilöstöselvitys 2013 S-38.1105 2/15/2010

Diplomi-inisöörejä tarvitaan Teknologiateollisuus: Henkilöstöselvitys 2013 S-38.1105 2/15/2010

Tarve osaajille on PK-sektorilla Teknologiateollisuus: Henkilöstöselvitys 2013 S-38.1105 2/15/2010

Tietoliikennetekniikan pääaineet Tietoliikennetekniikka Tietoliikennejärjestelmien R&D: Linkki- ja systeemisimulaatiot Standardisointi, järjestelmäanalyysi Radioverkkosuunnittelu ja radioverkkojen ylläpito Tietoverkot Tietoliikenneohjelmistojen kehitys ja testaus Verkkojen suunnittelu ja ylläpito Tietoverkkotalous Investointipäätökset Tietoliikennepalveluiden suunnittelu S-38.1105 2/15/2010