kokeessa kysyn viisi (5) kysymystä alla olevista...

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 1 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023Koekysymykset

Kokeessa kysyn viisi (5) kysymystä alla olevista kahdestakymmenestäviidestä (25) kysymyksestä. Jokaisesta kysymyksestä on mahdollista saada viisi (5) pistettä eli kokeen maksimipisteet ovat kaksikymmentäviisi (25) pistettä ja läpäisyraja on 40 % pisteistä eli kymmenen (10) pistettä.

Joidenkin kysymysten perässä lukee ”laaja käsittely”. Tämä tarkoittaa sitä että yhden tai kahden lauseen vastaus ei riitä tuottamaan täysiä pisteitä.

Pasi Juvonen 1/06


Sisällysluettelo1. Määrittele seuraavat termit / käsitteet:........................................................32. Kerro minkälaiset asiat vaikuttavat näytteenoton avulla syntyvän datan määrään?............................................................................................................43. Protokollan tehtävät, mainitse ainakin viisi tehtävää...................................44. Esittele V.24 – standardi (laaja käsittely)......................................................55. Mitä tarkoitetaan signaalin moduloinnilla? Minkälaisia modulointimenetelmiä Uotilan kirjassa esitellään ja miten ne eroavat toisistaan?...........................................................................................................66. Signaali tarvitsee siirtyäkseen siirtotien. Listaa erilaisia siirtoteitä ja niiden käyttökohteita.....................................................................................................77. Mitä on kanavointi? (laaja käsittely).............................................................88. Esittele OSI – mallin kerrokset ja niiden tehtävät..........................................99. Esittele synkronisessa tiedonsiirrossa käytettävät kehysrakenteet............1010. Määrittele seuraavat termit / käsitteet:...................................................1111. Muuta kymmenjärjestelmän luvuksi F116 , 1010112 ja 778...................1212. HDLC – protokollan rakenne.....................................................................1213. Kerro erilaisista tavoista siirtää tietoa kahden tietokoneen välillä..........1314. Miten Uotila määrittelee lähiverkon?.......................................................1315. Mitä tarkoitetaan tahdistuksella ja mikä on sen merkitys tiedonsiirrossa? (laaja käsittely)..................................................................................................1416. Vertaile analogista ja diskreettiä dataa...................................................1417. Mitä lankapuhelimen luuriin puhutulle puheelle (äänelle) tapahtuu matkalla kohti puhelinkeskusten välistä bittivirtaa (PCM – kehystä)?...............1518. Määrittele seuraavat termit / käsitteet:...................................................1519. Mitä on parametrimallinnus?...................................................................1620. Vertaile PDH ja SHD – järjestelmiä keskenään.........................................1621. Mitä tarkoitetaan asynkronisella siirrolla? (laaja käsittely)......................1722. Vertaile yhteydellistä ja yhteydetöntä tiedonsiirtoa?...............................1823. Olet toteuttamassa kahden PC:n lähiverkkoa..........................................1824. Esittele Huffman – pakkausmenetelmän toimintaperiaate......................1825. Määrittele seuraavat termit / käsitteet:...................................................19

Pasi Juvonen 1/06


1. Määrittele seuraavat termit / käsitteet:

Internet:Maailmanlaajuinen erilaisten verkkojen yhteenliittymä, jossa toimitaan DoD-verkkoarkkitehtuurin mukaisilla TCP/IP-protokollilla. Yleisnimi Internet tarkoittaa mitä tahansa verkkojen kokonaisuutta.Internetiä on vaikea sinänsä määritellä, mutta parhaiten sitä mielestäni kuvaa globaali verkkojen yhteenliittymä. Kaikki internetin verkot käyttävät tcp/ip-protokollaa.Pariteettitarkistus:Eli yksinkertainen virheentarkistus. Lähettävään dataan lisätään yksi bitti, jotta saadaan parillinen määrä ykkösiä.Siirrettävään dataan lisätään pariteetti bitti, jonka vastaanottaja ”poistaa”. Pariteettitarkistuksella voidaan tarkistaa maholliset siirrossa tapahtuneet virheet.

Asynkroninen siirto:Siirretään merkki kerrallaan (vähiten merkitsevä bitti ensin) ja jokainen merkki koodaataan (esim ASCII). Merkin ympärille lisätään kehykset STA (aloitus), P (pariteetti) ja STOP (lopetus).

Eli ilman tahdistusta tapahtuva siirtomenetelmä. Siirtonopeudesta sovitaan ennen siirron aloittamista. Sopii lyhyiden epätasaisin välein lähettäville viesteille.Reititin:On tietoliikenneverkkoon yhdistetty laite, joka ohjaa tietoliikennepaketteja kohti vastaanottajaa.Paketin toimittamiseen reititin tarvitsee tiedon vastaanottajan ip-osoitteesta. Reitittimien tarkoituksena on lähettää paketti optimaalista reittiä vastaanottajalle. Reitittimet myös kommunikoivat ja pystyvät siten valitsemaan vaihtoehtoisen reitin, jos esimerkiksi jokin toinen reititin hajoaa.Reitittimet auttavat verkkojen yhdistämisessä: ne tuntevat IP –osoitejärjestelmän ja osaavat ohjata, eli reitittää, IP –paketteja paketin osoitetietojen perusteella

Piirikytkentä:On eräs tiedonsiirtomenetelmä, jossa yhteys varataan koko yhteyden keston ajaksi. Alussa on yhteyden muodostamisvaihe, jonka aikana muodostetaan yhteys päästä toiseen(valitulla reitillä)Esimerkiksi puhelinverkko käyttää tätä siirtomenetelmää!Kanavan kytkeminen synkronisesti kanvoidulta siirtotieltä toiselle OSI-mallin fyysisellä tasolla. Lopputulos on kuin yksi päästä päähän ulottuva fyysinen yhteys.

Pasi Juvonen 1/06


2. Kerro minkälaiset asiat vaikuttavat näytteenoton avulla syntyvän datan määrään?

NäytteenottotaajuusOtetaanko näyte monona vai stereona (äänessä) Näytteenoton tarkkuus 8 vai 16 bit

3. Protokollan tehtävät, mainitse ainakin viisi tehtävää.1. Virheiden valvontaProtokollan tulee huolehtia siitä että PDU (Protocol Data Unit) on ehjäDatan tulee päästä perille:KatoamattaKahdentumattaJärjestyksessäBittivirheittäJotta em. tehtävät olisivat mahdollista täyttää on protokollapinossa oltavat jokin mekanismin virheiden havaitsemiseksi ja korjaamiseksi.2. Vuon valvontaDatan vastaanottajalla on oltava keino hillitä lähettäjän toimintaaTiedonsiirrossa käytetään puskureita ja niihin liittyy yleensä hälytysrajoja.Lähettäjän toiminta voidaan kieltää ennalta sovitulla lähetykselläJoissain toteutuksissa vuon valvontaan käytetään omaa johdintaVuon valvontaa voi olla käynnissä monella tasolla yhtä aikaa (esim. siirto ja kuljetuskerros)3. Reitin valintaProtokolla huolehtii oikeasta reitin valinnasta (OSI 3 = verkkokerros)On olemassa reititysprotokollia (RIP, IGRP, OSPF) ja reitittyviä protokollia (IP ja IPX)Käytännössä kun puhutaan reititin valinnasta niin tarkoitetaan IP (Internet Protocol) –protokollaaIP sisältää universaalin osoitejärjestelmän4. KytkentäKytkennällä tarkoitetaan datan siirtämistä verkossa yhden solmuvälin yli verkosta toiseenKytkeminen tapahtuu lähiverkoissa siirtokerroksella (OSI 2) fyysisten laiteosoitteiden eli MAC- ositteiden avulla.Kytkentä voi tapahtua myös muilla kerroksilla:OSI 3 pakettikytkentäOSI 3½ IPOSI 2 ATM ja LANOSI 1 piirikytkentä5. Siirtotien haltuunottoKun monta laitetta käyttää samaa siirtotietä niin tarvitaan ohjeet kuinka siirtotie voi varata käyttöönsä

Pasi Juvonen 1/06

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 5 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023KoekysymyksetErilaisia menettelytapoja ovat:CSMA/CD eli kilpailuvaraus (IEEE 802,3)CSMA/CA eli törmäysten välttäminenIEEE 802.5 eli vuororengasIEEE 802.4 eli vuoroväylä6. KanavointiKun protokolla tarjoaa ylemmille kerroksille monta toistaan riippumatonta palvelua ja käyttää alapuolelta vain yhtä sanotaan että protokolla kanavoiKäytännössä esimerkkejä kanavoinnista ovat mm. TCP:n ja UDP:n porttinumerot

7. SegmentointiKun ylemmän kerroksen PDU ei mahdu kokonaan alemman tason PDU:n sisälle niin data segmentoidaan (palastelu)Lähettäjän protokollapino, yleensä kuljetuskerroksen (OSI 4) TCP ja verkkokerroksen (OSI 3) IP huolehtivat segmentoinnistaSegmentointia voi tapahtua muillakin kerroksilla (OSI 2)Vastaanottajan protokollapino kokoaa segmentoidut PDU:t8. Siirtovälineen käyttö Fyysisen kerroksen protokolla määrittelee:JohtokooditJohdot ja liittimetModuloinnitJännitetasot9. TahdistusSiirtokerros (OSI 2) etsii bittivirrasta kehystahdinTämän jälkeen kukin protokollakerros tunnistaa itse oman otsikkokenttänsä vastaanotetun PDU:n alussaKäytännössä OSI 1 ja OSI 2 on toteutettu verkkosovittimen ohjausohjelmistossaVerkkosovitin (NIC = Network Interface Card) osaa siis muodostaa ja purkaa oman siirtokerroksensa tekniikan mukaisia kehyksiä

4. Esittele V.24 – standardi (laaja käsittely).v.24 ei ole standardi vaan ITUn suositus standardi joka on sama kuin RS-232 standardi.In telecommunications, RS-232 is a standard for serial binary data interconnection between a DTE (Data terminal equipment) and a DCE (Data communication equipment). It is commonly used in computer serial ports. A similar ITU-T standard is V.24. RS is an abbreviation for "Recommended Standard".The EIA standard RS-232-C as of 1969 defines:Electrical signal characteristics such as voltage levels, signaling rate, timing and slew-rate of signals, voltage withstand level, short-circuit behavior, maximum stray capacitance and cable length Interface mechanical characteristics, pluggable connectors and pin identification

Pasi Juvonen 1/06

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 6 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023KoekysymyksetFunctions of each circuit in the interface connector Standard subsets of interface circuits for selected telecom applications The standard does not define such elements as character encoding (for example, ASCII, Baudot or EBCDIC), or the framing of characters in the data stream (bits per character, start/stop bits, parity). The standard does not define bit rates for transmission, although the standard says it is intended for bit rates less than 20,000 bits per second. Many modern devices can exceed this speed (38,400 and 57,600 bit/s being common, and 115,200 and 230,400 bit/s making occasional appearances) while still using RS-232 compatible signal levels.

V.24:Sessa data lähetetään bitteinä aikajaksoissa. Tämä voi tapahtua synkronisesti tai asynkronisesti ja jokainen piiri toimii vain yhteen suuntaan. Mutta koska lähetys ja vastaanotto voidaan jakaa virtapiireikseen yhteyttä voidaan käyttää full duplexina. V.24 ei määrittele kehyksiä datavirralle tai pakkaukselle. V.24 ei määrittele yhteyden nopeutta muuten kuin että 20000 bittiä sekunnissa

Yleisin järjestelmä PC:eissä on asynkroninen siirto jossa lähetetään 7 tai 8 bittiä. Tällä tavalla käytettynä bitti järjestys sisältää start bitin 7 tai 8 databittiä (vähiten merkitsevä bitti ensimmäisenä) mahdollisen pariteetti tarkistus bitin ja lopetus bitin. Uuden merkin alku ilmoitetaan välinmerkinnällä.

Voltage levelsThe RS-232 standard defines the voltage levels that correspond to logical one and logical zero levels. Signals are plus or minus 3 to 15 volts. The range near zero volts is not a valid RS-232 level; logic one is defined as a negative voltage, the signal condition is called marking, and has the functional significance of OFF. Logic zero is positive, the signal condition is spacing, and has the function ON. The standard specifies a maximum open-circuit voltage of 25 volts; signal levels of ±5 V, ±10 V, ±12 V, and ±15 V are all commonly seen depending on the power supplies available within a device. Circuits driving an RS-232-compatible interface must be able to withstand indefinite short circuit to ground or to any voltage level up to 25 volts. The slew rate, or how fast the signal changes between levels, is also controlled.Kaapeli tähän yhteyteen on nollamodeemi kaapeli.

5. Mitä tarkoitetaan signaalin moduloinnilla? Minkälaisia modulointimenetelmiä Uotilan kirjassa esitellään ja miten ne eroavat toisistaan?

Modulaatio

Pasi Juvonen 1/06

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Rs232_8n1.PNG

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 7 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023Koekysymyksettarkoittaa siirrettävän informaation lisäämistä kantoaaltoonkantoaalto: se suuritaajuinen signaali, jota pienitaajuinen signaali moduloiinformaatio voidaan lisätä joko kantoaallon amplitudiin, taajuuteen (ja) tai vaiheeseenmoduloiva signaali voi olla analoginen tai digitaalinen

monitasoinen modulaatioyhdellä muutoksella ilmaistaan useita bittejä kerrallaansiirtonopeus (bit/s) kasvaademodulaatio: informaatio ilmaistaan eli palautetaan kantoaallostaAmplitudimodulaatiossa (AM, Amplitude Modulation) viesti välitetään kantoaallon voimakkuuden vaihteluina. Tämä menetelmä on yksinkertainen, mutta hyvin herkkä häiriöille. Taajuusmodulaatiossa (FM, Frequency Modulation) kantoaallon taajuus vaihtelee tietyllä (kapealla) taajuusalueella. Viestin kulloinenkin arvo on kulloinenkin taajuus. Tämä menetelmä ei ole kovin herkkä häiriöille.Vaihemodulointi (PM, Phase Modulation) on tekniikka, joka soveltuu erityisesti digitaalisen tiedon modulointiin. Tässä tekniikassa lähetetään yksi kantoaallon pulssi kerrallaan, ja seuraava pulssi lähetetään mahdollisesti hieman erivaiheisena (esimerkiksi 1/4 aaltoa myöhästytettynä). Vaihesiirto ei itse asiassa tule sellaisenaan siirtotiestä lävitse, vaan vaihesiirrot aiheuttavat kantoaallon lisäksi eritaajuisia häiriöitä siirtotielle. Vaihesiirrot ovat kuitenkin helppoja tuottaa ja ne ovat helppoja havaita kantoaallon lähellä olevien taajuuksien häiriöistäKaikkein uusimmat laajakaistaiset modulointimenetelmät voivat hyödyntää laajaa taajuuskaistaa yhtäaikaisesti. Tällä moduloinnilla on paljon sotilaallisia sovelluksia, sillä voi olla mahdotonta erottaa lähetystä kohinasta. Tällöin myös useat lähettäjät voivat lähettää yhtä aikaa eikä erillistä kanavanvarausta tarvita.

6. Signaali tarvitsee siirtyäkseen siirtotien. Listaa erilaisia siirtoteitä ja niiden käyttökohteita.

Kaapelia pitkin tapahtuva siirto:Maailman yleisin siirtotie on kaapelia pitkin. Siirto on nopeaa ja varmaa. Käyttökohteita löytyy joka lähtöön, aina kodeista suuryrityksiin. Kaapeleita on olemassa monta erilaista esim. parikaapeli, koaksiaalikaapeli ja valokaapeli.Langaton siirto: Langaton siirto alkaa yleistyä kovaa vauhtia. Etuina helppous, ei tarvitse aina olla ränkläämässä johtojen kanssa. Tiedon salaus on vielä hieman ongelmallista. Käyttökohteita on hyvin monenlaisia.Erilaisia langattomia siirtoteitä: infrapuna, wap, bluetooth… jne.Koaksiaalikaapelia käytetään tv-jakeluverkkojen langallisena osuutena

Pasi Juvonen 1/06

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 8 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023KoekysymyksetValokuitua käytetään tiedonsiirtoon pitkillä matkoilla - esimerkiksi mannerten välisessä liikenteessäRadioaaltoja käytetään matkapuhelinjäjestelmissä (GSM, GPRS, Bluetooth...), dataliikenteessä (Bluetooth, IEEE 802.11X...), viranomaisverkot, TV ja kansainvälinen puhelinliikenne, viihde-elektroniikan kaukosäätö...

7. Mitä on kanavointi? (laaja käsittely)Usein kahden järjestelmän välinen kommunikointi ei vie koko siirtojärjestelmän kapasiteettia => siirtokapasiteettia voidaan jakaa useamman järjestelmän keskenTätä jakoa kutsutaan multipleksoinniksi eli kanavoinniksiKäytetään esim. kuituihin, koaksiaaliin tai mikroaaltolinkkeihin perustuvissa runkoverkoissaKanavointi perustuu ns. multipleksereiden käyttöön (n syötettä yhdistetään yhdelle linjalle lähetyspäässä ja vastaanottopäässä ne jälleen puretaan)Multipleksointi perustuu:KustannustehokkuusYksittäisten sovellusten vaatimattomat vaatimukset

Kanavoinnin perusperiaate JaotteluKanavointi voidaan jakaa seuraaviin luokkiin:

FDMA (half- tai full-duplex)Taajuudenjakokanavointi, käyttöön saatu taajuuskaista jaetaan osiin eli kanaviin. Kanavien välillä yleensä kapea suoja-alue, jonka avulla vältetään häiriöitä.TDMA

Aikajakokanavointia. Synkronista, jossa kanavalla on kiinteä määrä aikavälejä.Statistista (Asynkronista), jossa aikavälejä jaetaan tarpeen mukaan. Kiinteillä yhteyksillä yksinään, radiotiellä yleensä yhdistetty taajuudenjakoon. Käytetään GSM-verkossa.CDMAKanavanjakotekniikka, jossa jokaisella liikennöitsijällä on oma ”avain” (hajaspektritekniikka).

Pasi Juvonen 1/06

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 9 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023KoekysymyksetKun useampi asema lähettää dataa yhtä aikaa niin signaalien amplitudit summautuvat. Vastaanottaja tunnistaa lähettäjien bitit avaimen perusteella.Ongelmia: lähetystehon hallinta ja lähetysaikojen synkronointi.

Taajuusjakokanavointi (Frequency Division Multiple Access, FDMA)Aikajakokanavointi (Time Division Multiple Access, TDMA)SynkroninenAsynkroninen (tilastollinen)Koodijakokanavointi (Code Division Multiple Access, CDMA)Aallonpituusjakokanavointi (Wavelength Division Multiple Access, WDMA

8. Esittele OSI – mallin kerrokset ja niiden tehtävätOSI – malli (Sovelluskerros)Sovelluskerroksella filosofi haluaa keskustella toisen filosofin kanssa:Sovelluskerroksella huolehditaan semantiikasta Syntaktisesti lauseet apina söi banaanin ja banaani söi apinan ovat oikein, mutta semanttisesti jälkimmäinen on väärinYhtälailla ihmiset käyttävät puheessaan erilaista terminologiaa keskustellessaan eri henkilöiden kanssaAinoastaan sovelluskerroksella on nähtävissä mistä keskustellaan, alemmat kerrokset siirtävät vain ylemmän kerroksen kuljetettavaksi antamaa dataaOSI – malli (Esitystapakerros)Esitystapakerroksella toimii tulkki, joka luo sanomalle sopivan syntaksin:Esitystapakerroksella voi tapahtua mm:Informaation esittäminen oikea ”kieliopin mukaisesti”html, pdf, doc, xls, …Tiedon pakkaamistaTiedon salakirjoittamistaEsitystapakerrokseen liittyvät olennaisesti käytettävät merkistöt (ASCII, Unicode, …)OSI – malli (Istuntokerros)Kun sovellus tekee virheen niin istuntokerroksen sihteeri korjaa sen:Lähetettävistä kirjeistä otetaan kopio ja tarvittaessa hävinneet kirjeet lähetetään uudelleenProtokollat numeroivat lähetyksiään (TCP), jolloin vastaanottaja voi koota ja / tai tarkistaa ovatko osat saapuneet oikeassa järjestyksessäIstuntokerros huolehtii myös vuorosuuntaisessa liikenteessä vuorojen jakamisestaOSI – malli (Kuljetuskerros)Kuljetuskerroksen vahtimestari huolehtii siitä, että kirjeet kulkevat yliopistojen välillä:Vahtimestarit huolehtivat siis päätepisteiden välisestä yhteydestäVahtimestareilla on vapaus hoitaa tehtävänsä parhaaksi katsomallaan tavallaNykyisin käytetyin kuljetuskerroksen protokolla on TCP/IP – protokollapinon TCP (Transmission Control Protocol)OSI – malli (Verkkokerros)

Pasi Juvonen 1/06

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 10 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023KoekysymyksetVerkkokerrosta edustaa postilaitos, joka kuljettaa kirjettä postitoimistosta toiseen kohti päätepistettä:Postitoimistossa on tehtävä reitityspäätös siitä mihin suuntaan kirje kannattaa lähettääJokaisessa kirjeessä on oltava vastaanottajan (ja lähettäjän osoite)Kirjeen tulee myös täyttää ennalta asetetut määritykset (koko, osoitteen paikka, postimerkin paikka)OSI – malli (Siirtokerros)Siirtokerroksella kirje kulkee postisäkissä yhden siirtovälin yli eli postitoimistosta toiseen:Vastaanotin tahdistuu siirtokerroksen kehykseen (MAC, HDLC, PPP) ”Postiauton kuormanpurkajan käsi etsii tietynlaista säkkiä”Säkin saapuessa postitoimistoon sen sisältö kaadetaan pöydälle, tarkistetaan osoitetiedot, tarvittaessa kerätään uuteen säkkiin ja reititetään edelleen

OSI – malli (Fyysinen kerros)Fyysisellä kerroksella määritellään:Postiauton koko, väri, aikataulu ja ajonopeusErilaisille tietyypeille on määritelty erilaiset autotFyysisen siirtoväline on maantie (ilma, vesi)Siirtovälineen tyypistä riippuen käytetään erilaista protokollaa (FCS / FEC)

9. Esittele synkronisessa tiedonsiirrossa käytettävät kehysrakenteet.

Synkronisessa sarjamuotoisessa siirrossa koko sanoma kehystetään ja lähetetään kerralla, kehysrakenteita on useita:Merkkipohjainen kehysKoostuu merkeistä, joiden merkitys on ennalta sovittuVastaanotin lukee saapuvia bittejä ja etsii (yleensä) 8 bitin ryhmää joka vastaisi SYN – merkkiäSYN – merkin jälkeen luetaan merkkejä kunnes on luettu ETX – merkkiKun siirrettävää ei ole niin linjalle voidaan lähettää pelkästään ykkösiä tai SYN -merkkejäBittipohjainen kehys (HDLC) Kehyksen alku ja loppu ilmaistaan yksikäsitteisillä lipuillaSisältää osoite-, ohjaus-, ja varmistekentänDatakentän pituus vaihtelee (n > 0)Joutokäynnissä lähetetään joko ykkösbittejä tai lippuja

Johtokoodin rikkeillä rajoitettu kehysRikkomalla johtokoodin sääntöjä saadaan aikaiseksi uudet tilat J ja KKehyksen alkumerkki JK0JK000Kehyksen loppumerkki JK1KJ1xxPituutensa ilmoittava kehysBittitahti kulkee signaalin mukana

Pasi Juvonen 1/06

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 11 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023KoekysymyksetKehysten välillä linjalle ei lähetetä mitään (riketila)Pituus täytyy ilmoittaa, jotta oikeat kehykset voidaan erottaa törmäysjäänteistäJatkuvan virran kehysKehyksiä siirrettään jatkuvana virtanaMikäli siirrettävää dataa ei ole niin siirretään pelkkää täytettäVastaanottaja tahdistuu kehyslukitussanaan (FAW = Frame Alignment Word)Jatkuvan virran kehysrakenteita:PCM30: FAW, merkinantokanava ja 30 puhekanavaa (8 bit)ATM – solu: 5 tavun otsikko ja 48 tavun datakenttäSDH – kehys: 270 x 9 oktetin kehys, otsikossa kahden tavun mittainen FAW

10. Määrittele seuraavat termit / käsitteet:SuodinVastaanottaja voi suotimella erottaa juuri oman signaalinsa eri taajuuksista kantoaalloistaVahvistinVahvistaa esim. signaalia, että se näkyy kauemmaksi. Vahvistaa myös kohinan.KvantisointiKvantisointia käytetään yleisesti näytteistetyn signaalin digitoinnissa. Näytteistäjä ottaa signaalista, esimerkiksi äänestä, tietyin väliajoin mittauksia, jotka saadaan digitaaliseksi arvoksi (esimerkiksi 16-bittiseksi kokonaisluvuksi) kvantisoinnin avulla. Sekä näytteistyksen että kvantisoinnin suorittavaa laitetta kutsutaan digitoijaksi eli A/D-muuntimeksi.JohtokoodiJohtokoodin tehtävänä on huolehtia siitä, että vastaanottopäässä osataan muuttaa vastaanotettu signaali samaksi bittijonoksi mikä se oli lähetettäessä. Johtokoodauksella signaali saadaan paremmin häiriöitä sietävään muotoon. Siirtotiellä siirrettävät signaalit vaimenevat ja vääristyvät alla olevan kuvan mukaisesti.

Amplitudi ja jaksoAmplitudi tarkoittaa jonkin suureen, esim. jännitteen vaihtelun suuruutta. Jos jännite vaihtelee vaikka välillä 200 – 300 volttia, sen amplitudi on ylemmän ja alemman jännitteen erotus, 100 volttia. Ääni on sitä voimakkaampi mitä suurempi ääniaaltojen amplitudi on.Jakso tarkoittaa tämän ns. suureen vaihtelua esim. sini-aaltona jolloin aallon huippu jälleen saavuttaa aallon huipun. Kuten kuvassa.

Pasi Juvonen 1/06


Pasi Juvonen 1/06


11. Muuta kymmenjärjestelmän luvuksi F116 , 1010112 ja 778

A F1 16

8 4 2 1 8 4 2 1

12864 32 16 8 4 2 1

x x x x x

24110

B 1 0 1 0 1 1

3216 8 4 2 1

43 10

C 77 8

4 2 1 4 2 1

3216 8 4 2 1

x x x x x x

63 10

12. HDLC – protokollan rakenne Kehyksen sisällä ei voi esiintyä bittijonoa 01111110, joten lähettäjä lisää aina nollan viiden peräkkäisen ykkösen jälkeen. Piirrä lähettäjän generoima bittijono kun: Osoite = F9 (heksa). Ohjaus = 7C (heksa), Data – kentässä kulkee sana Oksa (O = 79, k = 107, s = 115 ja a = 97). Varmisteen arvo on 3E6F (heksa). Kaikki kehyksen alku- ja loppulipun välissä kulkee LSB edellä. Huom! pelkkä bittijono ei riitä, vastauksesta on käytävä ilmi miten bittijono on syntynyt.

Pasi Juvonen 1/06


Osoite: F9 = 11111001 = 100111110Ohjaus: 7C = 01111100 = 001111100

Varmiste:3E = 00111110 = 0111110006F = 01101111 = 11110110

Oksa:O = 01001111 = 11110010k = 01101011 = 11010110s = 01110011 = 11001110a = 01100001 = 10000110

lippu – osoite – ohjaus – O – k – s – a

01111110 – 100111110 – 001111100 – 11110010 – 11010110 – 11001110 – 10000110

Varmiste – lippu

011111000 11110110 – 01111110

13. Kerro erilaisista tavoista siirtää tietoa kahden tietokoneen välillä.

Vertaile eri tapojen tiedonsiirtonopeuksia keskenään.Ristiinkytketty parikaapeli, teoreettinen nopeus maksimissa 100 MbpsUsb 2.0 kaapeli (*vaatii molempiin koneisiin usb 2.0 tuen) teoreettinen nopeus 480 MbpsWlan 802.11g teoreettinen siirtonopeus 54 MbpsBluetooth, lyhyelle matkalle (noin 10 metriä) teoreettinen siirtonopeus 1MB/sNollamodeemikaapeli, sarjaporttiin teoreettinen nopeus 19,2 KbpsRinnakkaisristikaapeli, Lpt1-porttiin teoreettinen nopeus 4Mbps

14. Miten Uotila määrittelee lähiverkon?[local area network, LAN] Tietokoneiden kommunikaatiota palveleva suppean alueen verkko. Paikallisverkko on puhelinverkon osa.

Pasi Juvonen 1/06

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 15 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023KoekysymyksetLähiverkon laitteet sijaitsevat suppealla alueella, joten siirtoteitä ei tarvitse kanavoida synkronisella periaatteella ja lisäksi on halvempaa asentaa lisää johtoja. Lähiverkossa kanavoidaan siis vain asynkronisesti. Kun useita laitteita liitetään kiinni samaan johtoon saadaan aikaan kanavointi, jota käytetään vuorotellen ja jota kutsutaan yhteisväyläksi. Näin muodostuu segmenttejä. Dataa siirretään laitteelta toiselle paketti kerrallaan.

15. Mitä tarkoitetaan tahdistuksella ja mikä on sen merkitys tiedonsiirrossa? (laaja käsittely)

Tahdistus* vastaanottajan tiedettävä milloin bitti alkaa ja loppuu.* ja ryhmiteltävä bitit merkeiksi (character) tai kentiksi (field), signaali ei sisällä merkkien rajakohtia. Pituus voi olla muukin kuin 8 bittiä.lähettimen ja vastaanottimen synkronoiduttavalukee oletetusta bitin keskikohdasta, puolen bitin mittainen virhe aiheuttaa luiskahduksen (bitin arvo saattaa muuttua)tahdistusta (=synkronointia) ylläpidettävä jatkuvasti

Synkroninen ja asynkroninen siirtomuoto

Synkroninen siirtomuotokellojen tahdistus siirron alussalinjalla siirretään usein bittejä, vaikka siirrettävää informaatiota ei oleSäilyttää bittitahdin suurilla nopeuksilla paremmin kuin asynkroninen siirtoAsynkroninen siirtomuotobittitahdista huolehditaan sopimalla käytettävästä siirtonopeudesta ennen siirron alkuaVastaanottajan kello käynnistyy aina ensimmäisen bitin löytyessä (1 -> 0)Siirron loppuun laitetaan lopetusbittejä (ykköstä)Aloitus- ja lopetusbitit alentavat siirron tehokkuuttaSopii lyhyiden epätasaisin välein lähettävien viestiensiirtoon

16. Vertaile analogista ja diskreettiä dataa. Miten ne eroavat toisistaan? Miten analogisesta datasta muodostetaan diskreettiä dataa ja päinvastoin?

Diskreetti data muodostuu yksittäisistä symbooleista (kirjaimet), joita on rajallinen määrä. Analoginen data on jatkuvaa (ääniaallon paine, kuvan valoisuus) ja jonka vaihteluihin informaatio sisältyy. Analoginen data on siis ”vapaampaa” ja rajattomampaa kuin diskreetti data.

Analoginen eli jatkuva-aikainen data saa jatkuvia arvoja, jotka ovat jollain tietyllä välillä esim. lämpötila, video, ääni, jne. Kun taas diskreetti eli digitaalinen data saa tarkkoja arvoja kuten teksti, kokonaisluvut, jne.

Pasi Juvonen 1/06

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 16 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023KoekysymyksetAnaloginen signaali on jatkuvasti muuttuvaa sähkömagneettista säteilyä, joka voidaan lähettää esimerkiksi kaapelia pitkin. Diskreetti signaali puolestaan on jännitepulssien sarja, jossa esimerkiksi positiivinen jännitetaso kuvaa binääristä ykköstä ja negatiivinen jännitetaso kuvaa binääristä nollaa.Digitaalista dataa voidaan muuttaa analogiseksi ja toisinpäin. Digitaalisen muuttaminen analogiseksi on helppoa eikä siihen tarvita mitään sen kummempia vempaimia, mutta analogisen datan muuttamiseen digitaaliseksi tarvitaan kooderia, jolla tehdään A/D-muunnos, niin saadaan analogisesta signaalista digitaalista bittivirtaa.

Analoginen data muuttuu diskreettin muotoon näytteenoton avulla. Näytteistä voidaan myöhemmin rekonstruoida, eli palauttaa takaisin alkuperäinen analoginen data. Näytteenottoa varten tarvitaan äärellinen symbolijoukko, joka jaetaan analogisen suureen vaihtelualueen pikku väleiksi. Jokaista väliä varten on yksi symboli. Kun näytteitä otetaan tasaisin väliajoin, näytteen arvo osuu aina johonkin jakoväliin. Kun jakovälit pyöristetään, eli kvantisoidaan, saadaan diskreettiä dataa, eli jakovälejä esittävien symbolien joukko

17. Mitä lankapuhelimen luuriin puhutulle puheelle (äänelle) tapahtuu matkalla kohti puhelinkeskusten välistä bittivirtaa (PCM – kehystä)?

PCM-tekniikan lähtökohta on puhelinverkkojen yhteydessä käsitelty puheen digitalisoiminen. Sen mukaanhan analogiset puhesignaalit multipleksoidaan yhdeksi digitaaliseksi bittijonoksi alla olevan kuvan mukaisesti

Puheen digitalisoinnin vaiheet (kuva)PCM-yhteydelle multipleksoitavien puhesignaalien määrä vaihtelee käytettävissä olevan standardin mukaisesti. Euroopassa on käytössä CCITT:n määrittelemä 30 kanavainen ja Yhdysvalloissa Bellin laboratorioissa kehitetty 24 kanavainen järjestelmä. Vaikka molemmissa järjestelmissä käytetään 8 kHz näytteenottotaajuutta ja 64 kbit/s siirtonopeutta, ne eroavat toisistaan kanavamäärän lisäksi mm. merkinantonsa ja tahdistuksen osalta. Eurooppalaisen PCM:n 30 puhesignaalia multipleksoidaan samalle yhteydelle.


Baudinopeus?Tiedonsiirron nopeudesta on käytetty kansanomaisesti nimeä baudi. Se tarkoittaa kuitenkin modulointi tai signalointinopeutta (signaalin muutostiheyttä sekunnissa).

Pasi Juvonen 1/06

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 17 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023KoekysymyksetKytkin?verkkolaite mikä jakaa osoitteitta siihen kytkettyihin koneisiin, jos paketti häviää matkalle kytkin osaa lähettää sen uudestaan. kytkin lähettää paketin suoraan asiakaskoneelle eikä lähetä sitä kaikille siihen liitettyihin koneisiin.

PCM?menetelmä joka muuntaa äänen numeeriseen muotoon. pcm sisältää kolme vaihetta: näytteenotto, kvantisointi ja koodaus. puhelin tekniikassa valittiin näytearvojen koodaukseksi 8-bittinen sana, koska silloin äänen muuttumista ei voitu havaita. Vaikka puhe muutti muotoaan analogisen ja numeerisen esitystavan välillä 14–15 kertaa kansainvälisellä yhteydellä. nykyisessä isdn-verkossa muunnoksia on vain kaksi joten bittimäärä (8-bittiä) on turhankin suuri.

V.24?fyysisen tason yhteyskäytännön standarteista tavallisin.v. 24 liitetään usein asynkroniseen siirtoon(merkki kerrallaan)v. 24 liityntä on käytettävissä myös synkronisella periaatteella jolloin koko paketti lähetetään kerralla

Pakettikytkentäverkko?Pakettikytkentää käyttävä verkko. Pakettikytkentä, paketin siirtäminen sen omaan otsikkokenttään sijoitetun osoite- tms. tunnisteen perusteella asynkronisesti kanavoidulta siirtotietä toiselle. Kristian ja Ville

19. Mitä on parametrimallinnus? Minkälaisia parametrimalleja Uotilan Kirjassa on esitelty?Parametri mallinnuksessa data esitetään arvoina kuten esimerkiksi nuotit. Parametrien perusteella tieto voidaan muuttaa takaisin alkuperäiseen muotoon mutta tämän jälkeen data on synteettistä.

Parametrimallinnuksessa etsitään datasta säännönmukaisuuksia, jotka ovat ilmaistavissa matemaattisessa asussa lyhyesti ja ytimekkäästi.

Eri parametrimalleja Uotilan kirjassa:Vokooderi (Puheäänen muuntamiseksi parametrimuotoon)MIDI (Sisältää symbolisen ”kielen” musiikin kuvaamiseksi täsmällisesti vaihe vaiheelta)Vektorigrafiikka (Pistegrafiikaksi nimetty käytäntö jossa kuvaa käsitellään näytearvoina)Fraktaalimallinnus (Kun yksinkertaisen kaavan mukaista laskutoimitusta toistetaan samalla piirtäen tuloksina saadut lukuarvot kuvan pisteiksi, syntyy monimutkaisia ja ”luonnonmukaisia” kuvioita)

Pasi Juvonen 1/06


20. Vertaile PDH ja SHD – järjestelmiä keskenään. Mitä eroja järjestelmillä on?[Plesiochronous digital hierarchy & synchronous digital hierarchy]

Molemmat on tarkoitettu siirtämään 64 000 bit/s (Amerikassa 56 000 bit/s) nopeuksisia datavirtoja (puhelinverkon puhekanavia, voivat kuitenkin sisältää mitä tahansa digitaalista dataa). PDH synkronoidaan yksittäisten kytkimien kelloon, epätarkkuuksista johtuen hitaammin lähettävä joutuu välillä pudottamaan paketteja (tai nopeampi joutuu lähettämään saman paketin kahdesti). SDH käyttää hierarkkista synkronointia: periaatteessa koko järjestelmä toimii yhden kellon varassa ja ylemmät tasot synkronoivat alemmat. Tästä johtuen sillä tapahtuu vähemmän virheitä kuin PDH:lla.

21. Mitä tarkoitetaan asynkronisella siirrolla? (laaja käsittely)

Asynkroninen siirto eli tahdistamaton siirtomenetelmä on hyvä silloin jos siirrettävänä on vain pieniä määriä dataa ja sitä siirretään epäsäännöllisin ajoin.Asynkronisista protokollista yksinkertaisin on start - stop -siirto. Siinä esim. ASCII-koodatut, tietoa sisältävät merkit siirretään start- ja stop -biteillä kehystettyinä. Lisäksi niissä saattaa olla pariteettibitti virheentarkistusta varten. Siirrettävien merkkien välinen tauko voi olla mielivaltainen. Siirtoyhteystason protokollan tärkeä ominaisuus, virheentarkistus ja -korjaus, on asynkronisissa protokollissa melko yksinkertainen ja tehoton. Asynkronista tiedonsiirtoa, ja siis asynkronisia protokollia, käytetään yleisesti puhelinverkon modeemidatasiirrossa, jossa modeemit huolehtivat virheentarkistuksesta ja korjaamisesta.

Merkki merkiltä tapahtuvan asynkronisen siirron lisäksi on yleistynyt myös ns. lohkomuotoinen asynkroninen siirto. Siinä siirrettävät start - stop -muotoiset merkit lähetetään lohko kerrallaan (esim. koko siirrettävä rivi tai siirrettävä näyttöruutu). Lohko aloitetaan ja päätetään erikoismerkeillä. Asynkronisessa siirrossa dataa siirretään merkki kerrallaan, vähiten merkitsevä bitti (LSB) ensin, ja jokainen merkki koodaataan (esim. ASCII). Lähetettävän merkin ympärille lisätään kehykset siirtoa varten: STA (aloitus), P (pariteetti) ja STOP (lopetus). Merkin lähetys käynnistetään aloitusbitillä START, joka on nolla. Lähetettevä merkki seuraa sitten bitti kerrallaan aloitusbittiä (LSB ensin!).

Kun merkin bitit on lähetetty, seuraa pariteettibitin lisäys. Pariteettibitti lisätään ilmaisemaan siirtovirheitä. P-bitti voi olla parillinen tai pariton. Parillinen P-bitti tarkoittaa parillista ykkösbittien lukumäärä, kun pariteetti otetaan itsekin laskuun mukaan. Pariton taas tekee ykkösbittien lukumäärän parittomaksi. Vastaan ottaja laskee ykköset ja tulkitsee onko merkki oikein.Lopetus bitti STOP on aina ykkönen, kuten joutokäyntikin on.

Pasi Juvonen 1/06


Bittitason tahdistus perustuu lähettäjän ja vastaanottajan ennaltasovittuun siirtonopeuteen. Datansiirron nopeuden asettaa kummankin osapuolen oma kello-oskillaattori. Osapuolten oskillaattoritaajudeet eivät voi koskaan olla täsmälleen samat. Siksi vastaanottimen näytteenottohetki liukuu kohti saapuvan bitin jompaakumpaa reunaa. Jos taajuudet ovat ovat riittävän lähellä toisiaan, vastaanotoin pystyy lukemaan bitin.

Seuraavan merkin alussa vastaanotin tahdistuu taas uudestaan! Assynkronisen siirron ideana onkin ettei kellotahtia tarvitse siirtää yhteyden yli, koska osapuolten kellot saavat olla toisistaan riippumattomat.

22. Vertaile yhteydellistä ja yhteydetöntä tiedonsiirtoa?

Yhteydellinen siirto:yhteys alkaa ja päättyyreitti luodaan yhteyden muodostusvaiheessakoko yhteyden ajan sama reittitehokas suurilla datamäärilläsekä piiri- että pakettikytkentäinen

Yhteydetön siirto:ei yhteyden avaustareitityspäätös tehdään pakettikohtaisesti = > reitti voi vaihtua vaikka joka paketilla => mikä ei tosin yleensä ole toivottavaa => vikasietoinentehokas lyhytkestoisilla yhteyksillä, esim. kysely-vastaus -yhteyksilläaina pakettikytkentäinenkäytetään usein yhteyksillä joissa pakettien katoaminen ei ole kriittistä eli ei tarvita uudelleenlähetystä.

23. Olet toteuttamassa kahden PC:n lähiverkkoa. Kerro minkälaisia asioita sinun tulee huomioida, jotta saisit Pingattua toista samassa verkossa olevaa PC:tä?

Tulisi laittaa ip-asetuksiin molemmille koneille sama aliverkon peite(ei välttämätön mutta hyvä olla sama jos meinaa jotain muuta siirtää), sekä ottaa selville toisen koneen ip-osoite ja varmistaa että ei ole palomuurien asetuksiin laitettu ping:in blokkausta.Sekä varmistaa että molemmat koneet on varmasti kytketty kytkimeen/hubiin.

24. Esittele Huffman – pakkausmenetelmän toimintaperiaate.

Huffman – menetelmässä käytetään eniten esiintyvien merkkien todennäköisyyslaskentaa. Lasketaan prosentuaaliset osuudet ja valitaan 8 eniten esiintynyttä merkkiä jonka jälkeen lasketaan niiden summa sekä

Pasi Juvonen 1/06

Tekniikan yksikkö, Imatra Sivu 20 / 21EKAMKPasi JuvonenTiedonsiirron perusteet 8.5.2023Koekysymyksetprosentuaalinen osuus jäljelle jääneestä merkkien määrästä. Yleisimmin esiintyneen merkin todennäköisyys on oltava suurempi kuin kahden epätodennäköisimmän merkin todennäköisyys yhteensä, muuten ei kannata pakata koodia.

Huffmanissa lasketaan pakattavassa tekstissä esiintyvien merkkien määrät 8 yleisimmin esiintynyttä merkkiä ilmaistaan lyhyemmin ja 2 vähiten esiintynyttä pitemmin. Yleisimmin esiintyneellä merkille tulee 2 bittinen koodi

Pasi Juvonen 1/06



Näytteenottotaajuus Näytteenottotaajuus kertoo, kuinka paljon jatkuvasta signaalista otetaan näytteitä sen muuntamiseksi diskreetiksiToistinToistin selvittää vastaanotettavan signaalin bittisisällön, ja muodostaa bittivirtaa esittävän signaalin uudestaan. Ei toista kohinaa. Toistin toimii Osi-mallin kerroksella yksi (fyysinen kerros). Toistimen avulla voidaan esimerkiksi pidentää kaapeloinnin pituutta.

MonimuotokuituMonimuotokuidussa (multimode fiber) kuidun läpimitta poikkeaa siinä kulkevan valon aallonpituudesta. Valoaalto heijastuu tällöin kuidun seinämistä ja vaimenee, joten monimuotokuitu soveltuu datansiirtoon vain lyhyillä etäisyyksillä. Sitä voidaan toisaalta käyttää siirtokapasiteetin moninkertaistamiseen yksimuotokuituun verrattuna.

SiirtoverkkoSiirtojärjestelmiä yhdistelemällä syntyy siirtoverkko (transmission network): kiinteä bittienkuljetusyhteys minkä tahansa kahden verkon vaikutusalueella olevan pisteen välillä. Tavallisesti puhelinkeskusten tai pakettiverkkojen solmujen välillä.

(PDU) Protocol Data Unit

Protokollayksikkö vertaisten olioiden välillä, joka sisältää otsikko- ja datakentän. Otsikko on protokollan omaa keskustelua. Datakenttä sisältää ylemmän kerroksen PDU:n. Jokainen kerros lisää siis oman otsikkonsa.

Pasi Juvonen 1/06

kokeessa kysyn viisi (5) kysymystä alla olevista...

Documents