View page as slide show

Langaton Tietoliikenne

Yleistä

Mitä on Langaton Tietoliikenne

  • Tietoliikenne = Tiedon siirtoa paikasta A paikkaan B. (tai useampaan kohteeseen)
    • Tieto voi olla joko analogisessa tai digitaalisessa muodossa
  • Langaton Tietoliikenne
    • Tietoa siirretään ilman johdollista siirtotietä
    • Kommunikointi voi tapahtua hyödyntäen ääntä, valoa tai radiotaajuuksia

Langattomuuden historia

  • 1887 Heinrich Hertz havaitsi radioaaltojen olemassaolon
  • 1893 Nikola Tesla keksii menetelmän radioaaltojen hyödyntämisen kommunikoinnissa
  • 1896 Gugliemo Marconi kehittää langattoman lennättimen ja patentoi keksintönsä
    • Alexander Popov on hieman aiemmin venäjällä kehittänyt vastaavia laitteita muttei patentoi laitteitaan
  • 1901 ensimmäinen atlantin yli tapahtuva lähetys morse koodina Marconin toimesta
  • 40-luku ensimmäiset radiopuhelin järjestelmät
  • 60-luku:
    • Ensimmäiset satelliitit taivaalle
    • IMTS (Improved Mobile Telephone Service), bell systems.
    • 60-luvun loppupuolella ensimmäinen soluverkko (cellular network) IMTS:n perustuen.
      • analoginen järjestelmä
  • 1971 ARP (AutoRadioPuhelin)
  • 80-luku:
    • 1G tekniikat (AMPS, NMT, TACS)
      • Analogisia järjestelmiä
    • Ensimmäiset langattomat lähiverkkotekniikat
  • 90-luku
    • 2G tekniikat (GSM, TDMA IS-136 or D-AMPS, CDMA IS-95, PDC
      • Digitaalisia järjestelmiä
    • 1994: IEEE 802.11 standardi (Langaton lähiverkko)
    • Ubiquitous Computing : Weiser
    • Nomadic Computing: Kleinrock
  • 2000 luku
    • 3G tekniikat (UMTS)
      • Laajakaista
    • Bluetooth 1.0

Päätelaitteet historia

  • Radiopuhelimet 1940
  • 1963 George Heilmeier julkistaa raportin liquid crystal pohjaisista näytöistä kehitys keskittyy lähinnä kellojen näyttöihin
  • 1969: James Fergason kehittää LCD näyttötekniikkaa niin että se on oikeasti käytettävissä näyttönä
  • Solupuhelimet 1970-luku
    • analogiset järjestelmät
  • Kannettavat tietokoneet 1980 luvun alku:
    • Osborne 1: ~10 kiloa painoa (siirrettävä)
    • Gavilan Computer (laptop)
  • Digitaaliset puhelimet 1990-luku
  • PDA-laitteet: Xerox Parctab 1992, Apple Newton 1993
  • Tablet PC: ParcPad 1992

2000-luvun päätelaite kehitys

  • Puhelimiin integroitaan uusia kommunikointimenetelmiä perinteisten matkapuhelintekniikoiden rinnalle: Bluetooth, Wlan, NFC
  • PDA-laitteisiin tulee lisää ominaisuuksia ja ne pienenevät
    • PDA-laitteiden ominaisuuksia tulee matkapuhelimiin
  • Uudet kommunikointitekniikat tuovat langattoman tiedonsiirron kaikkialle
    • autot, kulustuselektroniikka, kuulokkeet, tulostimet, projektorit jne.

Trendit (viestintä)

Langattomuuden trendit

  • Langattomat verkot kehittyvät
    • Siirtokapasiteetti kasvaa
    • Virrankulutus pienenee
    • Erikoistilanteisiin tulee omia tekniikoita
  • Data ja telekommunikaatio yhdistyvät (?)
    • Kaikki liikenne IP-pohjaista tulevaisuudessa?

Trendit (Tekniikka)

  • Tekniikan miniatyrisointi
  • Akkujen kehittyminen
  • Prosessoritehon kasvu
  • Kommunikointikyky tulee yhä useampaan laitteeseen
  • Laitteisiin tulee yhä lisää ominaisuuksia, mutta myös erikoistuneita laitteita tulee peliin mukaan
    • Yksi laite monta toimintoa vs. monta laitetta yhdistettynä toisiin langattomasti.

Langattomuuden pelurit

Standardointi

  • Langattomasta viestinnästä on tullut tärkeä osa yhteiskuntaamme
    • Useissa maissa siitä tuli joko valtion monopoli tai valtion vahvan sääntelyn alainen
  • Kaupanteon ja poliittisten tarpeiden ansiosta televiestintä ylitti lähes alusta alkaen kansalliset rajat
  • Oli tarpeellista luoda tapa jolla maat pystyivät koordinoimaan kansainvälistä televiestintää kaikkien eduksi
  • Vuonna 1865 kansainvälinen lennätinliitto, nykyisen kansainvälisen televiestintäliiton (ITU) edeltäjä
  • Radioaaltojen leviämistä ympäristöön on huomattavasti vaikeampi estää
    • Kaksi samalla taajuudella olevaa lähetintä häiritsevät toisiaan.
  • Erityisesti taajuusalueiden ja lähetystehojen standardointi tärkeää
  • Ilman kansainvälisiä sopimuksia olisi käytännössä mahdotonta ylläpitää radiolähetyksiä tai langattomia tietoliikennejärjestelmiä

Standardointi järjestöt

  • ITU-T
  • ETSI
  • IEEE
  • 3GPP (3G Partnership Project) ja 3GPP2
  • Bluetooth SIG, zigbee alliance sekä monia muita tietyn tekniikan takana olevia järjestöjä.

Applikaatiot

  • OMA (Open Mobile alliance)
  • Location Interoperability Forum
  • Mobile Games Interoperability Forum
  • Mobile Wireless Internet Forum.
  • ja monia muita

Tulevaisuuden visiot / Tutkimus

  • WWRF (Wireless World Research Forum)
  • E-mobility
  • Ngmn (next generation mobile networks)

Radiopohjaiset standardit 2008

  • PAN (IEEE 802.15 sarja määrittelee radion)
    • Bluetooth
    • Zigbee
    • CHIRP technology (chirp spread spectrum (CSS) modulation) IEEE 802.15.4a standardille
    • UWB
      • Wireless USB
      • Bluetooth 3.0(?)
    • ZenSys (Ei 802.15 pohjainen)
  • LAN
    • Wi-Fi (IEEE 802.11 sarja)
    • Hiperlan standardit (ETSI)
  • MAN
    • WiMAX
  • Soluverkot (matkapuhelintekniikat)
    • GSM, GPRS, EDGE, UMTS
      • HSDPA (HSUPA)
  • Televisio
    • DVB-T
    • DVB-H
    • DMB (Digital Multimedia Broadcasting)
  • Satelliittiverkot (iridium, Inmarsat)
    • DVB-S
    • Iridium, Inmarsat
    • GPS, Galileo, Glonass
  • Lisäksi monia muita erityistarkoitukseen suunniteltuja tekniikoita

Muut langattomat tekniikat

  • Induktiiviset tekniikat
    • RFID
    • NFC
  • Akustiset tekniikat
    • Ultraääni lähettimet ja vastaanottimet.
  • Optiset tekniikat
    • IrDA standardit
    • Kaukosäätimet
    • Näkyvän valon käyttö tulevaisuudessa

Erot käytössä

  • Kantomatka
  • Siirtonopeus
  • Latenssi
  • Virrankulutus
  • Tuetut protokollat
  • Yhteydenmuodostusmenetelmä
  • Käyttökustannus

Verkkojen jaottelu

  • Käyttöalueenmukaan mukaan
    • BAN, PAN, LAN, MAN, WAN
  • Sovellusalueen mukaan
    • Paging, Trunking, Wireless Telephony, Cellular telephony, Satellite Communication systems, Wireless Access Networks
  • Verkkotyypin mukaan
    • P2P verkot, ad hoc verkot, Infrastruktuuriverkot, soluverkot…

Kommunikoinnin muodot

  • Kiinteä (fixed)
    • Kommunikoivat oliot kiinteästi paikalleen
    • Esim. pöytätietokone ja langaton tukiasema
  • Nomadi
    • Päätelaite pysyy kommunikoinnin aikana paikallaan, mutta voi vaihtaa paikkaa eri kommunikointitapahtumien välillä
    • Esim. kannettavan tietokoneen käyttö työmatkoilla langattomia tukiasemia hyödyntäen
  • Siirtyvä (Mobile)
    • Päätelaite voi liikkua kommunikoinnin aikana paikasta toiseen.
    • Tiedon kulkema reitti voi muuttua kommunikoinnin aikana.
    • Esim. matkapuhelimen käyttö
    • Vaatii kevyen päätelaitteen (PC on aika raskas siirreltävä)

Langattomuuden edut ja haitat

  • Halpa ja helppo (?) asentaa
  • Ei ojan kaivuuta tai seinään reikien poraamista
  • Hyvä käytettävyys
  • Mobiliteetti
    • Laitteita voi siirtää paikasta toiseen
    • Uusia mahdollisuuksia palveluiden luontiin

Langattomuuden haasteet

  • Kaistan rajoitukset
    • Nopeus
    • Latenssi
  • Paljon standardeja
    • Mikä dominoi, mikä sopii tilanteeseen
  • Laitteiston rajoitukset
    • Pieni näyttö,
    • Akun kesto
    • Laskuteho
Last modified: 2013/07/01 14:42