Tietoa siirretaan maailmassa tata nykya paljon. Ehka tarkein taman hetken langallisista tiedonsiirtotavoista on valokaapeli, joka pikkuhiljaa valloittaa tilaa edeltajaltaan koaksiaalikaapelilta. Koaksikaapeli rakentuu yksi- tai monisäikeisestä johtimesta, jonka ympärillä on eristävä kerros, joka puolestaan taas on päällystetty putkimaisella johdinkerroksella. Satellitit perustuvat radioaaltoihin, joissa signaali kulkee lähettäjältä vastaanottajalle näiden aaltojen mukana. Toiminta perustuu satelliittiin, ja maassa sijaitseviin tukiasemiin. Mikroaallot tiedonsiirrossa perustuvat elektromagneettiseen värähtellyn aineessa. Systeemi on jotakuinkin sama tälläisen kanavan ylläpitoon kuin radioaalloissa. Tiedonsiirtokanavia voidaan käyttää mitä erilaisimpiin sovelluksiiin, niistä eräitä ovat mm. GPS-paikannus, sääsatelliittien käyttö erilaisiin tehtäviin sekä langalliset ja langattomat lähiverkot.
Tietoa siirretaan maailmassa tata nykya paljon: on tietoliikenneverkkoja, on puhelin verkkoja ja paljon muuta. Ihmiset kylla tietavat, etta tieto liikkuu, mutta suurella osalla 'suuresta yleisosta' ei ole mitaan kasitysta siita, millaisia kanavia pitkin tieto liikkuu. Satelliiteista on ehka moni kuullut, mutta mita muita kanavia pitkin tieto liikkuu...?
Seuraavassa esitellaan lyhyesti muutamia erilaisia tiedonsiirtokanavia
Ehka tarkein taman hetken langallisista tiedonsiirtotavoista on valokaapeli, joka pikkuhiljaa valloittaa tilaa edeltajaltaan koaksiaalikaapelilta. Tiedonsiirto valokaapelissa perustuu nimensa mukaisesti valon kulkuun optisessa kuidussa [1]. optinen kuitu koostuu ohuesta säikeestä, jonka sisapinta on vuorattu jollain valoa heijastavalla aineella (kuten sopivalla lasilla jne.). Valon kulku kuidussa perustuukin valon kokonaisheijastumiseen kuidun seinamissa. Säikeen ulkopinta on sitten vuorattu eristeella, joka suojaa varsinaista saietta narmuuntumiselta yms. mekaaniselta kulumiselta. Naita saikeita on sitten yhdessa valokaapelissa monia kappaleita eristettyna toisiltaan jollain tayteaineella. Kaapeli on sitten taas ulospäin suojattu samanlaisella/tapaisella materiaalilla kuin säikeetkin.
Valokaapelin edeltäjä, jota siis pikkuhiljaa ollaan korvaamassa seuraajallaan. Oli pitkään tärkein fyysinen siirtotie nopeutensa (muihin siihen asti olleisiin) ja ulkoisten virhe-impulssien sietokykyisyytensä vuoksi. Koaksikaapeli rakentuu yksi- tai monisäikeisestä johtimesta, jonka ympärillä on eristävä kerros, joka puolestaan taas on päällystetty putkimaisella johdinkerroksella. Tämän rakenteen ympärillä on vielä vähintään yksi eristekerros. Suoja- ja eristekerroksien määrä riippuu käyttökohteesta ja suojauksen tarpeesta. Lähiverkkojen koaksikaapeleissa johtimet ovat kuparia ja eristekerrokset PE- ja PVC-muovia. Signaali kulkee koaksikaapelin eristeessä johdinelektronien ohjaamana sähkömagneettisena aaltona[1].
Satellitit perustuvat radioaaltoihin, joissa signaali kulkee lähettäjältä vastaanottajalle näiden aaltojen mukana. Toiminta perustuu satelliittiin, ja maassa sijaitseviin tukiasemiin[3]. Riippuen satelliitin korkeudesta se 'näkee' (on siis sellaisella etäisyydellä että pystyy ottamaan vastaan signaalia) tietyn osan maapallon tukiasemista. Nämä tukiasemat eivät pysty maapallolla viestimään suoraan toisilleen johtuen maapallon kaarevuudesta (koska suora lähetys asemalta toiselle on maanpäällä luotettavin tiedonsiirtokeino, signaalin heijastaminen ionosfäärin kautta on mahdollinen, mutta epäluotettava). Kun tukiasema on näkyvillä, se voi lähettää signaalin satelliitille, joka sitten lähettää sen vastaanottajalle. Näin siis satelliitti toimiii lähinnä tiedonvälittäjänä.
Mikroaallot tiedonsiirrossa perustuvat elektromagneettiseen värähtellyn aineessa. Systeemi on jotakuinkin sama tälläisen kanavan ylläpitoon kuin radioaalloissa: on tukiasemia, jotka lähettävät toisilleen signaalia. Erona radioaaltoihin on se, että mikroaallot pystyvät läpäisemään tiettyjä aineita, mutta toisaalta koska niiden liike perustuu energian etenemiseen aineessa [2], ovat ne herkempiä vaimenemaan kuin radioaallot.
GPS (Global Positioning System) perustuu satelliittien asemaan ja etaisyyteen mitattavaan kohteeseen verrattuna. Maapalloa kiertää 24 GPS satelliittia, joiden avulla GPS-vastaanotin pystyy paikantamaan itsensä n. sadan metrin tarkkudella maapallolla. Tarkkuus voisi olla jopa senttien luokkaa, mutta systeemin ylläpitäjä häiritsee tarkkuutta tarkoitukselliseti, jotta sitä ei käytettäsi hyväksi mm. sotilaallisissa iskuissa. Myös muut syyt, kuten maapallon ilmakehä, aiheuttavat etäisyysmittauksiin useiden kymmenien metrien virheitä. Oman sijaintinsa laskemiseksi GPS-paikannin mittaa jatkuvasti etäisyyttä vähintään kolmeen maapalloa kiertävistä 24:sta GPS-satelliitista. Kun jokainen GPS-satelliitti ilmoittaa jatkuvasti myös oman lentoratansa, voi vastaanotin laskea omat koordinaattinsa. Lopputuloksen tarkkuus riippuu oleellisesti tehtyjen etäisyysmittausten tarkkuudesta[6].
Tulivuorenpurkaustuhkan ja -pilvien tutkiminen on ennen ollut erittäin hankalaa, koska niiden levitessä ilmakehässä ne eivät enää erotu tavallisista pilvistä. Sääsatelliitit ovat tulleet tässä apuun tuomalla radioaaltojen ja signaalintulkitsemiskykynsä mukaan kuvaan. Tuhkapilvien havaitseminen perustuu niiden emittoimaan energiaan [5]. Normaali tuhkapilvi lähettää eritaajuista energiaa kuin normaalit pilvet. Tätä säteilyä tulkitsemalla se pystyy muodostamaan kuvan vallitsevasta tilanteesta sekä mahdollisesti ennustamaan tulevaa käyttäen hyväksi tietoja joita se saa normaalista työstään, säänennustamisesta.
Lähiverkolla tarkoitetaan yleisesti ottaen jonkin yhteisön (yritys, yliopisto jne.) sisäistä verkkoa, joka on sitten liitetty jonkun korkeamman hierarkian kautta maailmanlaajuiseen verkkoon, Internettiin (näin ei tietenkään aivan välttämättä ole, mutta nykyisin suurin osa toimii näin). Lähiverkko yhdistää toisiinsa yhteisön tietokoneet ja oheislaitteet (kuten printteri). Seuraavassa muutama esimerkki näistä.
Ehkä tunnetuin käytännön sovellus langallisista lähiverkoista on Ethernet. Ethernet perustuu runkoverkkoon ja siihen liitettyihin kaapeleihin. Vielä nykyään suurin osa Etherneteistä on toteutettu koaksiaalikaapelilla, mutta kuten aiemmin todettiin valokaapeli valtaa elintilaa koaksiaalikaapelilta tässäkin verkkomuodossa. Muut koneet siis liittyvät runkoverkkoon erillisen liittimen avulla, ja kaikki eri laitteiden välinen liikenne käydään tätä runkoverkkoa pitkin. Tällaisessa verkossa päästään koaksiaalikaapelilla nykyisin n. 100Mbps ja valokaapelilla n. 1 Gbps nopeuksiin[3].
Lähiverkon pikkuveli. Pienyrityksissä tai kotona saattaa tulle eteen tilanne, jossa pitäisi yhdistää toisiinsa kahdesta viiteen tietokonetta. Useimmiten on kysymys yhteisten resurssien käytöstä, esimerkiksi kirjoitinten tai modeemien jaosta. Pienverkon voi toteuttaa dos:issa tai Windows 95:ssä myös ilman verkkokorttia, pelkkä kaapeli riittää. Kun tarpeet ovat pienet, on verkkokorteilla toteutettu verkko liian kallis ratkaisu. Tällöin parempi vaihtoehto saattaa olla sarja- tai rinnakkaiskaapelilla toteutettu pienverkko. Pienverkko ei välttämättä ole yhtä nopea kuin oikea verkko, mutta mukavuudessa se jättää jälkeensä ainakin adidas-verkon, eli levykkeiden juoksuttamisen koneesta toiseen [4]. Tällaiset verkot toteutetaan yleensä koaksiaalikaapelilla (valokaapelia saa tuskin vielä tätä kirjoitettaessa tämäntyyliseen yksityiskäyttöön).
Langattomien lähiverkkojen suurin etu on se, että ne poistavat langallisien yhteyksien mukanaan tuomat haitat, kuten 'lankaviidakot'.
Infrapunavalon hyödyntämisen idea on kuten missä muissakin langattomissa tiedonsiirtokanavissa: on lähetin ja vastaanotin. Signaalia lähetetään erilaisilla modulaatiotavoilla, mm. suoralla ja kantomodulaatio tavoilla. Infrapunavalon hyödyntämisen ainoa vaikeus on sen esteen läpäisemättömyys: yleisti ottaen lähettimen ja vastaanottajan pitää olla samassa huoneessa[3]. Tämä tosiasia pakottaa toteutettavan infrapunaverkon sisältämään myös muita tapoja, kuten mahdollisesti kaapeleita. Etu kuitenkin säilyy: osa kaapleista voidaan korvata.
Erona edelliseen juuri se, että radioaallot voivat läpäistä esteitä, muuten toimintaperiaate jälleen kerran samanlainen. Tästä aiheutuu myös järjestelmän heikkous: koska radioaallot läpäisevät esteitä, voi mikä tahansa laite joka käyttää samaa taajuutta ottaa viestit vastaan [3]. Tämä tietenkin häiritsee verkkoa, jos sen omien lähetyksien lisäksi jostain ulkopuolelta tulee sanomia samalla taajuudella. Tämä ongelma on ratkaistu erilaisilla sopimuksilla siitä, kuka saa käyttää mitäkin taajuutta, lähetyksien voimakkuudesta riippuen kansallisilla tai kansainvälisillä.
Nykyisin kaikki suuret urheilukilpailut yms., jotka pitää saada näkymään reaaliajassa, hoidetaan satelliittiyhteyksien avulla. Maapalloa kiertää tarpeeksi monta sateelliittia siten, että ne tavallaan kattavat koko maapallon. Näin jonkun satelliitin poistuminen juuri jonkun tietyn aluuen yltä korvaantuu aina seuraavalla satelliitilla, ja näin lähetys ei pääse koskaan 'katkeamaan'.
Aho P & Martiskainen T, 2.4.1998, <
http://carelia.scp.fi/~lt97paho/tipe/tipe2.htm>
[2] Fournier Julie, Science and Technology Issue Brief, 23.10.1997,
http://www.wwnet.com/~babbles/s&tbrief.html
[3] Halsall Fred, Data Communications, Computer Networks and Open Systems, Fourth Edition, Addison-Wesley Publishing Company 1996, ISBN 0-201-42293-X
[4] Rajaniemi J, Pienverkko, 26.5.1997, http://beam.cop.fi/jrajaniemi/doc/verkko/Verkko.htm
[5] USGS, Tracking eruption clouds with weather satellites,
16.7.1997, http://volcanoes.usgs.gov/About/What/Monitor/RemoteSensing/WXTRsatellites.html
[6] Yleisradio, GPS-satelliittipaikannus, 29.5.1998, http://www.yle.fi/jakelutekniikka/dgps/(d)gps-tekniikka.htm5 Lisätietoja
Anon, Direct broadcast satellites - television and radio, 6.5.1998,
<
http://itri.loyola.edu/satcom/c3_s5.htm>
Anon, ENIBOOK10i13, 25.9.1997, <
http://www.nethotel.dk/ephos/en/b10v2/i10i13.htm>
Anon, Meteosat, 30.5.1997, < http://www.pa.op.dlr.de/cleocd/meteosat/s.htm>
Anon, Valokaapeli, 4.4.1997, <
http://www.math.jyu.fi/~janpelt/verkot/2.html>
Cochrane P & Heathley D, Optical Fibre, 21.1.1998, <
http://www.labs.bt.com/people/cochrap/papers/theright.html>
Dana P H, Global Positioning System Overview, 22.9.1998, <
http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/gps/gps.html>
Devitech, Device technology mixer products, 13.2.1996, <
http://www.devicetech.com/mixinfo.html>
Fattouche M & Irvine-Halliday D, Asymmetric convolutional encoding for a
direct-detection optical fibre channel, 24.7.1997, <
http://www.cell-loc.com/library/fattouche3/frame01.htm>
Flxlight, Plastic optical fibre FAQs, 1.7.1998, <
http://www.flxlight.demon.co.uk/faqs.htm>
Kainulainen A, Langattomat tietolikenneverkot, 25.11.1997, <
http://batman.jytol.fi/~antkai/hauja/main.html>
Kapulainen K, Tietoliikenne- ja verkkoyhteyksien kehittyminen,
4.10.1995, <
http://www.hkkk.fi/atkk/Hiiri/1_95/04.html>
Kärpijoki K & Riihijärvi T, ISDN-tilannearvio, 17.11.1995, <
http://telmo.telmo.fi/tiveke/raportit/isdnrapy.htm>
NASA, NASA Experimental Communications Satellites 1958-1995, 23.7.1998,
<
http://sulu.lerc.nasa.gov/dglover/satcom2.html>
Pohjalainen H, Soluverkot, 26.11.1997, <
http://carelia.scp.fi/~lt96hepo/soluv.html>
URSA, Saasatelliittiharrastajan kasikirja, 12.8.1998, <
http://www.ursa.fi/ursa/jaostot/tekokuut/w7.html>