S-38.105 Tentti 7. 5. 1999

Tämä on niin sanottu ylimääräinen eli opiskelijoiden järjestämä tentti keväältä 1999. Kysymysten jälkeen tulee esimerkki mallikkaasta vastauksesta ja/tai mahdolliset kommentit opiskelijoitten tenttivastauksiin ja/tai vastauksessa edellytettävistä asioista. Lopuksi on vielä opiskelijoiden työnäytteitä.

1. Termistö

Keskeinen suomalaisen korkeakoululaitoksen tehtävä on kehittää suomalaista kulttuuria(!) ja sen osana suomenkielistä (tele)teknisenkin alan sanastoa. Sivistyneen suomalaisen on tällä perusteella syytä katsoa hallitsevan oikean termistön… Tehtävänäsi on selostaa lyhyesti seuraavat käsitteet.

rinnakkaismuotoinen

Rinnakkaismuotoinen on adjektiivi, joka tavanomaisimmin liitetään siirtotapaan. Rinnakkaismuotoisessa siirrossa käytetään (esim.) tavun jokaiselle bitille omaa johdintaan, ja bitit siirtyvät käytännössä samanaikaisesti eli samalla kellojaksolla.

• Rinnakkaismuotoinen on sitä, että tieto siirretään useassa johtimessa rinnakkain eli jokainen johdin välittää yhden baudin yhtäaikaa muiden kanssa.
• Rinnakkaismuotoinen pääosin puhelinlinja, jossa on kaksi samansuuntaista linjaa rinnakkain.
• Rinnakkaismuotoisen vastakohta on sarjakohtainen jolloin bitit lähetetään samassa johtimessa peräkkäin.

vesipiikki

Valmistusvaiheessa pääsee/jää valokuidun lasiin epäpuhtauksia. Näistä OH-ionit imevät virittäytyessään tehoa ja vaimentavat siten signaalia. Tämä näkyy vaimennus-aallonpituus -kuvaajassa piikkimäisenä hyppäyksenä.

• Tietyllä taajuudella OH-ionien ionisoitumisen kuluttama energia aiheuttaa signaalin hetkellisen vaimenemisen tietyllä taajuuskaistalla ("piikillä").
• Vesipiikki on valokuitujen siirto-ominaisuuksissa esiintyvä virhepiikki.
• Vesipiikki syntyy järjestelmän antaessa suuren häiriön. Voidaan suodattaa pois.
• Vesipiikki on valokuidussa liikkuvan säteen taajuudessa tapahtuva äkillinen muutos, joka johtuu kuidun sisälle päässeistä OH-ioneista.
• Vesipiikki on optisen kuidun ominaisuus: piikki vaimennuksessa 1400 Herzin tietämillä.
• Vesipiikki on kaapelin tahatonta vaimenemista.
• Kaapelissa sisäänjääneet hiukkaset aiheuttavat hajontaa.
• Vesipiikki esiintyy optisissa kuiduissa aiheuttaen ympäristöön häiriöitä.
• Valokuidussa voi olla vesipiikki n. 1350 ja 1500 nm välissä. Tämä alue on huonosti valoa heijastavaa koska valokuidun teon yhteydessä kristalliin on jäänyt hydroksidi molekyylejä.
• Vesipiikki muodostuu kun lasin pinnalla on OH-ioneja eli hydroksidi-ioneja.
• Vesipiikkille on tyypillistä hydroksyyliryhmien esiintyminen lasissa.
• Vesipiikki aiheuttaa signaalin vaimenemista ja muitakin häiriöitä.
• Lasikuitu on hyvin puhdasta mutta joskus sinne tulee epäpuhtauksia kuten pisara vettä.
• Kun signaali kulkee lasikuidussa ja osuu vesipiikkiin signaali vaimenee huomattavasti.
• Vesipiikki on valokaapeliin syntyvä häiriö, kun vesi pääsee rikkoutuneeseen kaapeliin sisälle.
• Piikki aiheutuu vedessä olevien aineiden, joita on valmistusprosessissa päässyt kuituun, molekyylivärähtelyistä.

aikajakotekniikka

Aikajakotekniikan ideana on ottaa eri lähteistä tulevista bittivirroista vuoron perään vakiopituinen pätkä ja lähettää tämä yhdelle yhteydelle. Vastapäässä yhteydeltä tulevat bittipätkät erotellaan yhteisestä virrasta ja kootaan alkuperäisten virtojen mukaisiksi. Idea käytössä mm. PCM:ssä.

• Aikajakotekniikka mahdollistaa useiden eri lähettäjien tietopakettien kulkemisen samalla kaapelilla ottamalla huomioon pakettivirrassa olevat katkot.
• Aikajakotekniikka = tapa jolla analogista signaalin sykäyksiä mitataan. Määrättyjen aikojen välillä sykäys mitataan, riippuen puhelusta.
• Aikajakotekniikka on esim. PCM ja useammasta lähteestä tuleva data voidaan laittaa siirtojohdolle sekaisin.
• Aikajakotekniikkaa = time-division modulation. Siirrettäessä signaalia, se voidaan moduloida aika- tai taajuusjakoisesti.
• Aikajakotekniikka eli TDM. Siinä jaetaan monesta lähteestä tuleva signaali yhteen johtoon.

standardointi

Standardointi voidaan yksinkertaisimmin määritellä yhteisten pelisääntöjen sopimiseksi. Sopimista voi olla esim. kansallisella tai kansainvälisellä tasolla ja yleensä siitä huolehtivat alan organisaatiot.

• Standardointi on yleisien ongelmien ratkaisujen yhdenmukaistaminen maailmanlaajuisesti, joskaan ei läheskään aina.
• Standardointi on menetelmä, jolla pyritään saada yhteensopivia laitteita ja teknikoita.

teleliikennealue

Teleliikennealueilla korvattiin vanhat verkkoryhmät vastaamaan vuonna 1996 voimassa ollutta läänijakoa.

• Teleliikennealue on melko laaja, esim. yhden valtion sisäiset lankapuhelinliittymät kuuluvat yleensä samaan teleliikennealueeseen.
• Teleliikennealue on tietyn operaattorin hallitsema alue, jolla hän harjoittaa toimintaansa.
• Teleliikennealue = alue, jossa teleliikenne on mahdollista. Siis alue, jossa puhelin toimii tukiasemien tai puhelinverkon olemassaolon myötä.
• Teleliikennealue on nykyään läänejä mukaileva jako.
• Teleliikennealueen sisällä teleliikennetariffit ovat yhtenäiset
• Teleliikennealue on alue, jolla tietty telelähetin toimii.
• Teleliikennealue on alue, jolla teleliikenneoperaattori harjoittaa teletoimintaa.
• Teleliikennealue käsittää paikallispuheluverkon eli teleliikennealueella voidaan soittaa valitsemalla suuntanumero.
• Puhelinverkko on jaettu lähes lääninrajoja muistuttaviin teleliikennealueisiin.
• Matkapuhelinoperaattorien verkot sisältyvät kokonaisuudessaan yhteen teleliikennealueeseen.
• Teleliikenne alue oli ainakin ennen vanhaan televerkkoyritysten melko mielivaltaisesti rajaama alue, johon muodostetaan yhteys tiettyä "aluekoodia" käyttäen.

solukkopuhelin

Solulla tarkoitetaan nykyaikaisen matkapuhelinjärjestelmän tarvitsemaa tukiasemaa ja tämän peittoaluetta. Näitä on niin tiheässä, että käyttäjä voi siirtyä solusta toiseen puhelun katkeamatta. Järjestelmässä käytettävä puhelin on solukkopuhelin (NMT, GSM, DECT, UMTS, mutta ei ARP).

• Solukkopuhelimien verkko koostuu soluista, jotka käyttämättöminä ovat tyhjiäsoluja ja puhelun aikana nämä solut siirtävät dataa tietosoluina yhteyden ottosolun määräämään reittiä pitkin.
• Solukkopuhelin = yhden puhelinnumeron alaisia lisänumerolla varustettu kokonaisuus.
• Solukkopuhelin siirtää tietoa tietyn suuruinen solu kerrallaan.
• Solukkopuhelin, jolla voi puhua tietyllä alueella. Käytetään suuria radioaallon taajuuksia, koska signaali vaimenee nopeasti ja saadaan näin aikaiseksi sellainen alueellinen matkapuhelinverkko, joka on halvempi kuin tavallinen.
• Solukkopuhelin on puhelinjärjestelmä, jossa on suora yhteys kaikkien puhelimien välillä.
• GSM-liittymää kutsutaan soluksi.

Tehtävän tausta:

Kurssin eräs keskeisimmistä tavoitteista on oppia tuntemaan keskeisiä sähkö/teleinsinöörin työympäristöön ja 'tavallisen tossunkuluttajan' jokapäiväiseen elinympäristöön liittyviä termejä.

Keskeisten termien hallinnan merkityksen ymmärtämistä tuki myös harjoitustyö - kunnolla tehtynä. Vaikka päivälehdestä leikattujen artikkelien sisältämien telealan termien ymmärrettävyyttä kannatti testata keskimääräisellä em. lehden lukijalla tai Pihtiputaan mummolla.

Vähemmän mallikkaan mallivastauksen funktio:

Pari vuotta sitten muutama opiskelija veti pahasti herneen nenäänsä tunnistaessaan oman vastauksensa osan esitellyissä vastausmalleissa. Kyseessä ei suinkaan ole mikään irvistelynhalu, kuten (ehkä) annettiin ymmärtää. Sen harjoittamiseen on myös TKK:n opettajille tarjolla helpompiakin keinoja, jotka eivät edellytä parin illan käyttämistä esimerkkien poimimiseen tenttivastauksista ja niiden koodaamista HTML-sivuiksi. Ilmaistyötä on fiksumpaa ja hauskempaakin...

Tarkoituksena on näyttää edustava esimerkkikokoelma siitä, mitä vapaan verbaalisen vuon sallivat tenttikysymykset monasti paljastavat. Useimmille korjaajille TKK:ssa riittää, että he toteavat suoraan opiskelijan vastauksen olevan oikein/väärin ilman, että ajaudutaan tulkitsemaan, mitä opiskelija oikeastaan tarkoitti.

Vastausmallit valottavat myös maailman realiteetteja niille, jotka käyvät hakemassa tentistä vitosen moitiskellen kurssia liian helpoksi. Kenties vielä heikommin menestyneiden kuullen.

Oppikirjan kehittämisessä vastausmalleista on suuri hyöty: runsaat hämärät vastaukset jonkun asian yhteydessä antavat viitteitä siitä, että asia on esitetty hämärästi.

2. Teleolot Suomessa

Pääset kansainvälisessä seurueessa esittelemään teleoloja Suomessa. Luettele kuusi faktaa, jotka Sinun kannattaa tuoda esiin. Huomaa, että numerotiedot ovat selviä faktoja nekin.

Tässä tehtävässä on avainsanana 'kannattaa'. Perustellusta syystä voi olla kannattavaa kertoa, että 'Lehtisaaresta Otaniemeen päin tuleva valokaapeli on merkitty keltaisella teipillä', mutta tällainen nyanssi kyllä mielestäni edellyttää perustelujen kirjoittamista näkyviin, että minäkin pisteiden jakajana ymmärrän asian merkityksellisyyden.

Esiin tuotavia asioita voisivat olla mm.

• Suomessa matkapuhelinpenetraatio (sekä liittymissä että koneissa) maailman suurin, ainakin joka toisella suomalaisella on (laskennallisesti) matkapuhelinliittymä.
• Suomalaiset puheluhinnat kestävät hyvin kansainvälisen vertailun, matka- ja kaukopuheluissa erittäin hyvin ja paikallispuheluissakin tyydyttävästi.
• Maailman suurin matkapuhelinvalmistaja on Nokia.
• Suomessa ei koskaan ole ollut puhelintoiminnassa valtion totaalista monopolia.
• Kaukopuhelumonopolin murtuminen 90-luvulla on aiheuttanut kaukopuheluhintojen laskun murto-osaan.
• Suomessa on useita matkapuhelinverkkoja (kaksi valtakunnallista GSM-verkkoa, NMT-450- ja NMT-900-verkot ja ARP) ja joukko pienempiä ja uudempia.
• Keskukset ja niiden väliset yhteydet ovat digitaalisia.

• Deregulointi on edennyt kuten muuallakin maailmassa, Sonera nykyään yksityisomistuksessa.
• Ulkomaanpuhelut ovat kilpailuttamisen jälkeen halventuneet selvästi, suunta Suomeen ulkomailta on 358.
• Suomi on täys digitalisoinut puhelin verkon eli analogisia yhteyksiä ei ole.

3. Käsiteparit

Tässä tehtävässä Sinun tulee selvittää eräitä käsitepareja, joissa usein sekoillaan mestarillisesti.

Opintojaksolla eräs keskeisimmistä tavoitteista on oppia käyttämään telealan termejä oikein - ja välttämään tavanomaisimmat amatöörien sanasekoilut. Katso myös ykköstehtävän evästykset.

valinnainen – valintainen

Matkapuhelin ja lankapuhelin voivat olla opiskelijalle valinnaisia vaihtoehtoja. Kummassakin yhteydenmuodostusmekanisni eli numeronvalinta kertoo esimerkin valintaisesta verkosta - yhteyskumppani on valittavissa.

• Valinnainen tarkoittaa sitä, että voidaan valita ja valintainen sitä, että on jo valittu.
• Valinnainen verkko ei ole aina kytketty esim. ethernet ei ole valinnainen.
• Valinnainen tarkoittaa mahdollista valita, minkälaisen teleyhteyden haluaa.

Bd – bps

Bd on lyhenne sanasta Baudi, ja tällä tarkoitetaan signaalin muutosnopeutta (yksikkönä muutoksia/sekunti). Yksikkö on siis läheistä sukua Hertzille! Lyhenne bps on suomeksi bit/s, ja sitä käytetään kuvaamaan siirtonopeutta.

• Baudia sekunnissa tarkoittaa kuinka monta kertaa sekunnissa tila linjalla vaihtuu.
• Baudi kertoo miten signaalin intensiteetti vaihtelee.
• Bd on modeemin nopeusyksikkö. Kertoo montako baudia välittyy sekunnissa.
• Bd=baudi, montako kertaa merkki vaihtuu sekunnissa.
• bps kertoo siirrettävän datan määrän.
• bps = byte per sec. eli bitti nopeus
• Baudi kertoo moduloitavien bittien määrän sekunnissa.
• Baudi tarkoittaa modeemin modulointikapasiteettia.
• bps tarkoittaa bittien siirtonopeutta yhden sekunnin aikana.
• Baudia sekunnissa on modulointinopeus.
• Bd=baudi eli modulaatio

koaksiaalinen – konsentrinen

Asiaa kannattaa tarkastella hieman aikaa käyttäen ja kielitiedettä sivuten. Ko-, co- ja con latinalaisperäisten sanojen alussa tarkoittaa usein jotain yhteistä. Aksiaalisuudella on mekaniikassakin tekemistä akselinsuuntaisuuden kanssa. Sentrisyys esiintyy jopa sentraali-Santrassa - keskeinen siis.

Jospa käännettäisiin koaksiaalinen yhteisakseliseksi! Koaksiaalinen kaapeli on siten sellainen, jossa johtimilla on yhteiset akselit, siis johtimet ovat sisäkkäin. Konsentrisen voisimme sitten kääntää yhteiskeskiseksi. Konsentrisen kaapelin johtimet on sijoitettu symmetrisesti kaapelin keskilinjan suhteen.

• Konsentrinen on samankeskinen koaksiaalikaapeli (symmetrinen).
• Konsentrisen kaapelin johtimet ovat kiertyneet toistensa ympärille.
• Koaksiaalinen viittaa johdon fyysisiin ominaisuuksiin, ei rakenteeseen.
• Koaksiaalinen on yhden johtimen muodostama kaapeli kun taas konsentrinen muodostuu useammasta.
• Konsentrisessa johtimet on tavallaan kierretty toistensa ympäri symmetrisesti siten että häiriöt ovat pienet.

lähiverkko – paikallisverkko

Lähiverkko on bittimiesten termejä ja tarkoittaa esim. rakennuksen kattavaa verkkoa, johon on liitetty talon atk-laitteet. Paikallisverkko taas on ollut yli 100 vuotta puhelinmiesten reviiriä ja verkko, jossa soitettavat puhelut ovat paikallispuheluja.

• Paikallisverkko = puhelinlaitoksen hallinnoima perinteisen puhelinverkon osa tietyllä yhden keskuksen alueella.
• Paikallisverkolla tarkoitetaan yhden operaattorin omaa verkkoa.
• Paikallisverkossa koneet kytketään verkkopalvelimen kautta.
• Paikallisverkko on yhden puhelinyhtiön omistama verkko johon lähiverkot liittyvät.
• Lähiverkko on teleliikennealueella oleva yhtenäinen verkko.
• Paikallisverkko on laajempi käsite, muodostuu mahdollisesti useista toisiinsa yhteydessä olevista (paikallisista) lähiverkoista.

lähipuhelu – paikallispuhelu

Tässä onkin sitten vaikeampi pari. Mutta otetaanpa esimerkki Turun puolesta, jossa elellään Turun ja Porin teleliikennealueella. Alue on iso, ja sillä on paljon pieniä(kin) puhelinlaitoksia. Teleliikennealueen sisäinen puhelu on paikallispuhelu (kaukopuhelun vastakohtana). Kun puhelu pysyy yhtiön omassa verkossa, ei yhtiö joudu maksamaan siitä mitään vastaanottavalle yhtiölle. Se voidaan siis tuotteistaa eri tuotteeksi kuin paikallispuhelu ja myydä kuluttajalle halvemmalla. Yhtiöt, joilla ei tällaista tuotetta ole (esim. HPY) näyttävät mielellään hämärtävän koko eron puhumalla näistä kahdesta synonyymeina. Syksyllä kirjoitettuun kirjaan asia ei ehtinyt, mutta onneksi väännettiin rautalangasta luennolla:)

• Lähipuhelu on laajempi käsite kuin paikallispuhelu ja voi tapahtua laajemmalla alueella, koska lähipuhelut käsittävät myös matkapuhelinyhteydet.
• Lähipuhelu ja paikallispuhelu ovat asiakkaan kannalta samoja asioita - puhelut maksavat paikallispuhelumaksun verran.
• Lähipuhelu on puhelinvaihteen sisäinen puhelu.
• Lähipuhelu on saman matkapuhelin tukiaseman alueella soitettu puhelu kännykästä toiseen.
• Lähipuhelu on matkapuhelimesta toiseen samalla lähialueella sijaitsevaan puhelimeen soitettu puhelu.
• Lähipuhelu on samalla teleliikennealueella tapahtuva puhelu, kun taas paikallispuhelu tapahtuu saman teleoperaattorin toimialueella.
• Lähipuhelun voi tehdä samassa läänissä, paikallispuhelun samassa kaupungissa.
• Lähipuhelu: puhelu, jota ei välitetä teleoperaattorin kautta, vaan esim. yrityksen oman vaihteen kautta.
• Lähipuhelu voi suuntautua myös kauemmaksi.
• Paikallispuhelu tarkoittaa telealueen sisällä soitettua (=soittaja ja vastaanottaja molemmat saman telealueen sisällä) puhelua kun taas lähipuhelu tarkoittaa nykyistä kaukopuhelua eli soittoa telealueen ulkopuolelle.
• Paikallispuhelu = puhelinyhtiöiden määrittelemä alue, jonka rajojen sisällä puhelut paikallispuheluja.
• Paikallispuhelu on paikallisverkon alueelle soitettu puhelu, josta useimmiten veloitetaan vain pvm.
• Lähipuhelu on erillisen sopimuksen mukaiselle alueelle sovitulla hinnalla soitetu puhelu.
• Lähipuhelu on saman keskuksen alueella soitettu puhelu ja paikallispuhelu on tietyllä maantieteellisellä jaolla jaetun alueen sisällä soitettu puhelu.

askeltaitekerroin –asteittaistaitekerroin

Irrallisina sanoinahan nämä eivät ole mitään, vaan saavat sisällön vasta yhdyssanan osana. Askeltaitekerroinkuidussa valon heijastuminen tapahtuu vain yhdessä rajapinnassa. Asteettaistaitekerroinkuidussa kuitumateriaalin optinen tiheys muuttuu keskeltä reunoille päin mentäessä 'asteettain'.

• Askeltaitekertoiminen kaapeli on tasapaksuinen sisältä joka puolelta. Asteittaistaitekertoiminen puolestaan johdon alkupäästä pikkuhiljaa kapenee sen sisällä kapeammaksi ja kapeammaksi.
• Asteittaistaitekerroin kertoo kuinka jyrkästi valo taittuu ja asteittaistaitekerroin ilmaisee kuinka syvälle kuituun valo pääsee ennen poisheijastumistaan.
• Askeltaitekerroin kertoo aineen heijastuskertoimen.
• Askeltaitekerroin on tietyn aineen sisäinen taitekerroin ja ilmaisee sen suhdeluvun.

4. Kilpavarausperiaate

Selosta kilpavarausperiaatteen toiminta. Käytä selostuksesi apuna kuvaa tai kuvia!

Asia on kai niin hyvin kuvattuna niin visuaalisesti kuin verbaalisena suorituksena oppikirjassa, ettei jutun toistoa tai uudelleenmuotoilua tässä tarvita.

Tämä lienee myös sen verran monella kurssilla jauhettu asia, että ainakin perusperiaatteet osattiin hyvin, pikkumokia oli sitten sitäkin enemmän. Ja muutama vähän suurempikin: ajatukset olivat Ethernetin sijaan Token Ringissa.

• Kilpavarausperiaate toimii siten, että verkossa liikkuu paketteja, jotka ovat joko vapaita tai varattuja.
• Kilpavarausperiaatteen mukaan toimivissa verkoissa, täytyy halukkaan lähettäjän ensin varata vuoro itselleen, jonka jälkeen hän voi lähettää saatuaan vuoron verkon salliman maksimaalisen kokoisen viestin tai pienemmän eteenpäin.
• Verkossa voi olla max. 4 konetta ilman että verkossa käytetään siltoja tai reitittimiä, siltoja laittamalla aina neljän koneen välein voidaan kilpavarausperiaatetta soveltaa myös suurenpiin verkkoihin.
• Jos verkko on vapaa tekee varauksen, jonka jälkeen valmis lähettämään.
• Verkon varaus saadaan purettua maadoittamalla. On tärkeää, että koaksiaali maadoitetaan vain toisesta päästään, jolloin vältetään potentiaaliero-ongelmat.

5. Puhelimen rakenne

Selosta perinteisen analogisen lankapuhelimen rakennetta. Voit joko piirtää kaaviokuvan tai luetella keskeiset rakenneosat ja selostaa niiden tehtävät.

Tässä tehtävässä ei ole tarkoitus mennä ruuvin, johdon ja kondensaattorin tasolle. Seuraava joko on käypäinen:

• Luuri eli kuulopuhelin sisältää mikrofonin ja kuulokkeen, joilla äänenpaine muunnetaan sähköiseen muotoon ja vastoinpäin.
• Luurin kannatinkosketin avaa tasavirtapiirin ja kertoo keskukselle, että luuri on nostettu/laskettu.
• Puhepiirit huolehtivat haarukkakytkentänä signaalin optimaalisesta jaosta linjalle ja omaan kuulokkeeseen.
• Kello tai muu vastaava räikkä soi, kun keskus antaa soittovirtaa (vaihto-).
• Valintalaite katkoo tasavirtapiiriä numerolevyn ohjaamana. Valintalaite voi myös lähettää DTMF-signaaleja. Tarkoitus on kertoa keskukselle, mihin soittaja haluaa yhteyden.
• Koko komeus on pakattuna suojaavaan ja myyvään kuoreen

• Puhelimen sisällä oli myös yksi kondensaattori, jonka tarkoituksena oli estää tasavirtakomponentin pääsy puhepiireihin.
• Puhelimessa on esim. soittokello, joka hälyttää, kun siihen syötetään piiristä tasavirtaa.
• Piirissä on myös kondensaattori, joka estää tasavirran pääsyn signaalia käsitteleviin piireihin.
• Puhelimen kondensaattorin avulla pystytään varaamaan energiaa sykäyksille ja soittoäänelle.
• Analogisessa puhelimessa sanoma oli analogisessa muodossa.