Taajuusmuuttajan jännitevälipiirin stabiilius

Diplomityössä tutkittiin jännitevälipiirin epästabiiliutta suuren hitausmomentin käytöissä, kun taajuusmuuttajan verkon puolelle oli sijoitettu passiivinen verkkosuodin. Välipiirin tehtävänä on vähentää tasajännitteen aaltoisuutta. Jos välipiirin jännite ei ole stabiili, aiheuttaa se värettä moottorivirtaan. Työn aiheen antaja on suomalainen taajuusmuuttajavalmistaja Vacon Oyj. Työn lähtökohtana oli asiakastapaus, jossa taajuusmuuttajan välipiirin jännitteessä oli esiintynyt epästabiiliutta tutkitun kaltaisessa systeemissä. Välipiirin jännitteen epästabiiliutta esiintyi vain tietyillä ajotaajuuksilla, kun systeemiä kuormitettiin noin 50 %:lla nimellisestä kuormasta. Työssä etsittiin syitä epästabiiliudelle ja mahdollisia ratkaisuja ilmiöiden lieventämiseen. Ongelmatapausta mallinnettiin laboratoriomittauksin alkuperäistä systeemiä vastaavalla mittausjärjestelyllä. Tutkimuksessa todettiin epästabiiliuden aiheutuvan monen eri tekijän yhteisvaikutuksesta. Passiivinen verkkosuodin, taajuusmuuttajan välipiiri, moottorisäätö ja suuri hitausmassa yhdessä muodostavat ketjun, jonka vaikutuksesta epästabiiliutta esiintyy välipiirin jännitteessä. Ongelman lieventämiseksi etsittiin ratkaisu moottorisäädön ohjausalgoritmeista ja niiden parametrisäädöistä.

XML-based content transformation in converged service development

Tele- ja dataviestinnän yhdistyminen digitaaliseen sisältöön luo uusia palveluideoita sekä mobiili- että internetverkkoihin. Nämä palvelut kehitetään usein erikseen, jolloin saman sisällön käyttäminen eri pääsymenetelmin ei ole mahdollista. Sisältömuunnos on mahdollista sisällön ja muotoilun eriyttämisellä, joka puolestaan vaatii informaatioyksiköiden merkkauksen sisältöä kuvaavilla lisätiedoilla. Tässä diplomityössä tutkitaan Extensible Markup Languagen (XML) käyttöä yhdistyneiden palvelujen sisältömuunnoksessa. Nykyisiä ja tulevia palveluita ja verkkoja tarkastellaan sekä sisällön että liiketoiminnan kannalta. Lisäksi esitellään lyhyesti omia ajatuksia ja käsityksiä yhdistyneistä palveluista ja informaation täsmällisyydestä. Työn käytännön osuudessa kuvataan itse suunniteltu palvelualusta sekä esitellään sen avulla rakennettuja sovelluksia

Real-time Quality of Service Controller for Differentiated Services

IP-verkkojen hyvin tunnettu haitta on, että nämä eivät pysty takaamaan tiettyä palvelunlaatua (Quality of Service) lähetetyille paketeille. Seuraavat kaksi tekniikkaa pidetään lupaavimpina palvelunlaadun tarjoamiselle: Differentiated Services (DiffServ) ja palvelunlaatureititys (QoS Routing). DiffServ on varsin uusi IETF:n määrittelemä Internetille tarkoitettu palvelunlaatumekanismi. DiffServ tarjoaa skaalattavaa palvelujen erilaistamista ilman viestintää joka hypyssä ja per-flow –tilan ohjausta. DiffServ on hyvä esimerkki hajautetusta verkkosuunnittelusta. Tämän palvelutasomekanismin tavoite on viestintäjärjestelmien suunnittelun yksinkertaistaminen. Verkkosolmu voidaan rakentaa pienestä hyvin määritellystä rakennuspalikoiden joukosta. Palvelunlaatureititys on reititysmekanismi, jolla liikennereittejä määritellään verkon käytettävissä olevien resurssien pohjalta. Tässä työssä selvitetään uusi palvelunlaatureititystapa, jota kutsutaan yksinkertaiseksi monitiereititykseksi (Simple Multipath Routing). Tämän työn tarkoitus on suunnitella palvelunlaatuohjain DiffServille. Tässä työssä ehdotettu palvelunlaatuohjain on pyrkimys yhdistää DiffServ ja palvelunlaatureititysmekanismeja. Työn kokeellinen osuus keskittyy erityisesti palvelunlaatureititysalgoritmeihin.

Matkatavaroiden käsittelyn asiakaslähtöinen kehittäminen kansainvälisellä lentoasemalla

Lentoasema toimii matkustajien ja matkatavaroiden kauttakulkureittinä vaihdettaessa kulkumuotoa maaliikennevälineen ja lentokoneen tai kahden lentokoneen välillä. Matkustajien kanssa samassa lentokoneessa pitää kulkea myös heidän lentokoneen ruumassa kuljetettavat matkatavaransa. Lentoasemalla suoritettavan matkatavaroiden käsittelyn tehtävänä on huolehtia tavaroiden siirtämisestä matkustajan ja lentokoneen ruuman sekä eri lentokoneiden välillä. Kasvavan kapasiteettitarpeen lisäksi matkatavaroiden käsittelyyn vaikuttavia tulevaisuuden haasteita ovat lentokonetyyppien kehitys, säännösten muutokset, muutokset vastuualueiden jaossa, teknologinen kehitys sekä palvelun laadun merkityksen kasvu. Työssä arvioidaan näiden muutosten merkitystä Helsinki-Vantaan lentoaseman matkatavaroiden käsittelyyn. Tämä on suoritettu esittelemällä käsittelyprosessien nykytilanne ja lentoasemilla tarjottavat palvelut sekä matkatavaroiden käsittelyn vaikutus kokonaispalvelun laatuun. Tämä on mahdollistanut mahdollisten kehityskohteiden löytämisen etenkin palvelun parantamisen kannalta. Vaikka matkatavaroiden käsittelystä vastuullinen osapuoli vaihtuu prosessien aikana monesti, työssä on pyritty keskittymään lentoaseman vastuualueeseen. Tämä tarkoittaa käsittelyssä tarvittavia tiloja sekä tieto- ja mekaanisia järjestelmiä, joiden avulla lentoaseman pitää tarjota kaikille lentoasemalla toimiville yhtiöille tasavertaiset toimintamahdollisuudet. Työssä havaitut merkittävimmät kehityskohteet koskevat tiloja ja saapuvien matkatavaroiden luovuttamista.

IPSec in 3G packet switched domain

Diplomityö käsittelee IPSec-protokollan (IP Security Protocol) implementointia UMTS:n (Universal Mobile Telecommunications System) pakettikytkentäiseen verkkoon. Runkoverkkoa käytetään mobiilikäyttäjän datan siirtämiseen sekä verkkoelementtien väliseen ohjausinformaation välitykseen. Koska UMTS:n runkoverkot ovat IP-pakettikytkentäisiä verkkoja, IPSec-protokollaa voidaan käyttää lähetettyjen IP-datasähkeiden suojaamiseen. IPSec- ja IKE-protokollien (Internet Key Exchange) käyttö on koettu monimutkaiseksi kiinteissä verkoissa. Tämän saman ongelman edessä tulevat olemaan myös operaattorit, kun he alkavat rakentaa UMTS-verkkojaan. On kuitenkin muistettava se, että tulevaisuudessa lähes kaikki data mukaanlukien ääni ja video on tarkoitus siirtää IP-protokollan avulla. IP-teknologiaan perustuva tiedonsiirron kasvu lisää IPSec-protokollan merkitystä ei ainoastaan runkoverkossa mutta myös radioliityntäverkoissa sekä SS7-merkinantoverkoissa (Signaling System No. 7). Diplomityö on tehty osaksi diplomi-insinöörin tutkintoa Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa. Työ on tehty Nokia Networksin palveluksessa Helsingissä, vuosien 2002 ja 2003 välisenä aikana.

CORBA-pohjaisen hajautetun palvelun dynaaminen konfiguroinnin hallinta

Internetin välityksellä tarjottavien palveluiden kasvaneet käyttäjämäärät ovat lisänneet hajautettujen palveluiden määrää. Hajautusta tarvitaan täyttämään palveluiden kasvaneet suorituskykyvaatimukset. Hajautetut palvelut asettavat uusia vaatimuksia palvelujen hallinnan toteuttamiselle. Hallintajärjestelmien on myös mukauduttava palvelujen hajautettuun luonteeseen ja oltava joustavia palveluissa tapahtuvien muutosten ja ongelmien varalta. Tässä työssä esitellään aluksi CORBA-teknologiaa ja sen tarjoamia valmiita palveluita. Palvelunhallinnasta esitellään yleiset periaatteet ja hallinnan tehtävät. Työn käytännön osuudessa tutustutaan Finder-projektissa suunniteltuun hajautettuun hakemistopalveluun. Tarkemmin osuudessa keskitytään esittelemään suunnitellut menetelmät palvelun komponenttien hallintaan CORBA-ympäristössä.

Teleoperaattorin suurasiakasmyynnin myyntiprosessin kehittäminen

Diplomityön tavoitteena oli selvittää erään teleoperaattorina toimivan yrityksen sisäisen liiketoimintayksikön nykyisiä kumppanuusmalleja ja toimintatapoja sekä tehdä vaiheistettu ehdotus toiminnan tehostamisesta uudella mallilla. Tämä yksikkö toimii yrityksen suurasiakasmyyntiyksikkönä. Tavoitteena on luoda kehitettävistä uusista toimintamalleista uusi myyntiprosessi ja ottaa se käytäntöön vaiheistetusti. Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa selvitettiin yrityksen suurasiakasmyyntiyksikön nykyiset kumppanuusmallit ja myyntiprosessi. Tässä keskityttiin myyntiyksikön kannalta merkittäviin toimintoihin. Yrityksen suurasiakasmyynnin toiminnassa havaittiin ongelmana myyntihenkilöstön ajankäyttö, jonka taustoja selvitettiin. Suurin osa myyjien ajasta kului päivittäisrutiinien suorittamiseen ja ongelmatilanteiden selvittämiseen. Tällaisia tilanteita olivat mm. laskutusepäselvyydet, asennustöiden viivästymiset ja tarjousten teknisten ratkaisuiden tekeminen. Nämä toiminnot veivät yli puolet myyjien ajasta, josta tavoitteellisesti yli 80 prosenttia pitäisi kulua asiakkaiden kanssa suoraan toimimiseen. Tutkimuksen teoriataustana käytettiin kahta prosessijohtamisen koulukuntaa; BPR:ää (Business Process Reengineering) ja TQM:ää (Total Quality Management). Niihin perehdyttiin kirjallisuuden ja artikkeleiden avulla ja tähän työhön niistä kirjoitettiin merkitykselliset osat. Yrityksen suurasiakasmyyntiyksikön uuden myyntiprosessin kehittäminen aloitettiin segmentoimalla sen asiakkaat avain-, kanta-, kasvu- ja arvoasiakkaisiin. Näille segmenteille kehitettiin omat myyntimallinsa, joihin liittyi niille suunnattava tarjooma (tuotevalikoima). Tämän jälkeen myyntimallit koulutettiin henkilöstölle ja samalla kerättiin informaatiota uuden myyntiprosessin luomista varten. Uusi myyntiprosessi jakautuu viiteen vaiheeseen. Pre sales –vaiheessa (1) keskitytään asiakkuuksien johtamiseen, yrityksen myyjien oman organisaation ja liiketoimintaympäristön tuntemukseen ja uusasiakashankintaan. Ehdotusvaiheessa (2) tehdään asiakkaalle ehdotus kehitysprojektista, jonka tähtäimenä on luoda asiakkaalle tarve hyödyntää tietoliikennettä omassa toiminnassaan. Tämän toiminnan tavoitteena on päästä mukaan mahdollisimman syvälle asiakkaan liiketoimintaan ja sitä kautta kasvattaa liikevaihtoa ja kannattavuutta. Myyntivaiheessa (3) asiakkaalta on saapunut tarjouspyyntö ja sen pohjalta valmistellaan tarjous. Tämän jälkeen käydään tarkentavia neuvotteluita ja pyritään saamaan suotuisa päätös ja sitä kautta tilaus asiakkaalta. Toimitusvaiheessa (4) myydyt tuotteet ja palvelut syötetään tilausjärjestelmiin ja toimitetaan asiakkaalle. Tämän jälkeen seuraa toimituksen kertalaskutus ja jälkimyynti/markkinointi, jolla jo kertaalleen myydyt tuotteet ja palvelut ikään kuin myydään asiakkaalle uudestaan. Viimeinen vaihe on after sales –vaihe (5), jossa varmistetaan myytyjen tuotteiden ja palveluiden ja niiden kausilaskutuksen toimivuudet, tehdään raportointia ja myydään asiakkaalle jo myytyjen tuotteiden lisäksi uusia lisäpalveluita.

Laajakaistaverkon topologian visualisointi

Viimeisten vuosien aikana laajakaistaoperaattoreiden laajakaistaverkot ovat nopeiden ja kiinteähintaisten laajakaistaliittymien johdosta kasvaneet suuriksi kokonaisuuksiksi. Kokonaisuuksia hallitaan erilaisilla verkonhallintatyökaluilla. Verkonhallintatyökalut sisältävät suuren määrän eri tasoista tietoa laitteista ja laitteiden välisistä suhteista. Kokonaisuuksien hahmottaminen ilman tiedoista rakennettua kuvaa on vaikeaa ja hidasta. Laajakaistaverkon topologian visualisoinnissa muodostetaan kuva laitteista ja niiden välisistä suhteista. Visualisoitua kuvaa voidaan käyttää osana verkonhallintatyökalua, jolloin käyttäjälle muodostuu nopeasti näkymä verkon laitteista ja rakenteesta eli topologiasta. Visualisoinnissa kuvan piirto-ongelma täytyy muuttaa graafin piirto-ongelmaksi. Graafin piirto-ongelmassa verkon rakennetta käsitellään graafina, joka mahdollistaa kuvan muodostamisen automaattisia piirtomenetelmiä hyväksikäyttäen. Halutunlainen ulkoasu kuvalle muodostetaan automaattisilla piirtomenetelmillä, joilla laitteiden ja laitteiden välisten suhteiden esitystapoja voidaan muuttaa. Esitystavoilla voidaan muuttaa esimerkiksi laitteiden muotoa, väriä ja kokoa. Esitystapojen lisäksi piirtomenetelmien tärkein tehtävä on laskea laitteiden sijaintien koordinaattien arvot, jotka loppujen lopuksi määräävät koko kuvan rakenteen. Koordinaattien arvot lasketaan piirtoalgoritmeilla, joista voimiin perustuvat algoritmit sopivat parhaiten laajakaistaverkkojen laitteiden sijaintien laskemiseen. Tämän diplomityön käytännön työssä toteutettiin laajakaistaverkon topologian visualisointityökalu.

Controlling Access to Personal Information

Tässä diplomityössä käsitellään henkilökohtaisen tiedon saannin kontrollointia ja tiedon kuvaamista. Työn käytännön osuudessa suunniteltiin XML –malli henkilökohtaisen tiedon kuvaamiseen. Henkilökohtaisten tietojen käyttäminen mahdollistaa henkilökohtaisen palvelun tarjoamisen ja myös palvelun automatisoinnin käyttäjälle. Henkilökohtaisen tiedon kuvaaminen on hyvin oleellista, jotta palvelut voivat kysellä ja ymmärtää tietoja. Henkilökohtaiseen tietoon vaikuttaa erilaisia tekijöitä, jotka on myös otettava huomioon tietoa kuvattaessa. Henkilökohtaisen tiedon leviäminen eri palveluiden tarjoajille tuo mukanaan myös riskejä. Henkilökohtaisen tiedon joutuminen väärän henkilön käsiin saattaa aiheuttaa vakaviakin ongelmia tiedon omistajalle. Henkilökohtaisen tiedon turvallisen ja luotettavan käytettävyyden kannalta onkin hyvin oleellista, että käyttäjällä on mahdollisuus kontrolloida kenelle hän haluaa luovuttaa mitäkin tietoa.

Sähkönjakeluverkon jälleenhankinta-arvon määrittäminen

Diplomityön tavoitteena oli selvittää jakeluverkkoyhtiön verkon jälleenhankinta-arvon määrittämiseen tarvittavat lähtötiedot sähkönjakeluverkon rakentamiskustannuksia selvittäneellä kyselyllä. Työssä on käsitelty sähkönjakeluverkon jälleenhankinta-arvon, nykyarvon ja nykykäyttöarvon määritysmenetelmiä. Lisäksi on esitelty laeissa, asetuksissa ja suosituksissa jakeluverkkotoiminnalle asetettuja vaatimuksia. Tulokset on esitelty komponenteittain ja tutkimalla kuinka paljon kahden kuvitteellisen sähkönjakeluverkon jälleenhankinta-arvo muuttuu. Palkkakustannusten nousu on lisännyt kustannuksia, mutta vastaavasti verkonrakentamisen tehostuminen sekä tässä laskentamallissa esitetyt kustannuksien määrittelyt (esimerkkinä muuntajat) ovat alentaneet yleiskustannuksia, joten kokonaisuutena verkon rakentamisen kustannukset ovat joidenkin komponenttien osalta alentuneet tässä työssä käytettyihin KA 2:95, KA 2:96 ja KA 2:97 kustannustietoihin verrattuna.

Kaukolämpöakun kannattavuus teollisuuden ja yhdyskunnan energian yhteistuotannossa

Työn tavoitteena oli selvittää UPM-Kymmenen Rauman voimalaitokselle soveltuvan kaukolämpöakun prosessikytkentä, optimaalinen koko ja investoinnin kannattavuus. Lisäksi ratkaistiin funktio, jolla voidaan määrittää optimaalinen kaukolämpöakun koko kaukolämpöverkon koon perusteella. Teoriaosassa käsiteltiin investointien ja lämmön varastoinnin perusteita käyttämällä hyväksi kirjallisuutta. Soveltavassa osassa tietoa kerättiin kirjallisuuden lisäksi asiantuntijoiden haastatteluilla. Teorian ja kannattavuuslaskelmien perusteella toteutettavaksi ratkaisuksi valittiin suorakytkentäinen paineistettu kaukolämpöakku. Valitun akun purkaus- ja latustehoiksi saatiin 40 MW, akun tilavuudeksi 1 700 m³, korkeudeksi 33 m ja halkaisijaksi 8 m. Investonnin sisäinen korko on 16,6 prosenttia. Kannattavuuslaskelmien ja herkkyystarkastelun perusteella investointi on kannattava. Kaukolämpöverkkoon rakennattavan akun optimaalinen koko voidaan määrittää funktiolla: y = -0,0102x² +9,6605x +68,395 , jossa y on akun tilavuus ja x verkon kaukolämpöenergian vuosittainen kulutus.

Teollisuusverkon stabiilisuus saarekekäyttöön siirryttäessä

Työn aluksi on käsitelty sähkövoimajärjestelmien stabiilisuutta yleisesti. Myös teollisuuden sähköverkkojen erityispiirteitä on tarkasteltu. Teollisuusverkkojen komponentteja koskevassa selvityksessä eri laitteet on käsitelty siten, että niiden tärkeimmät ominaisuudet verkon erilaisissa muutostilanteissa tulevat esille. Tahtigeneraattorit ja epätahtikoneet on käsitelty yksityiskohtaisesti. Tutkimuksessa on esitelty teollisuusverkon saarekekäyttöön johtavia syitä, saarekkeeseen siirtymisen kriteereitä ja saarekekäytön toteutustapoja. Tehonvajaussuojaukseen liittyen on tutustuttu kuormanpudotusjärjestelyihin. Myös höyryverkon kuormien tasausten mahdollisuuksiin on luotu katsaus. Verkostolaskentaa käsittelevässä luvussa on keskitytty sopivan laskentamallin luomiseen liittyviin menetelmiin ja rajoituksiin. Lisäksi on kerrottu työn käytännön osan laskentamallin luomisen keskeiset periaatteet. Työn lopuksi on suoritettu simulointeja, joissa on tutkittu erään teollisuusverkon stabiilisuutta saarekekäyttöön siirryttäessä Calpos-verkostolaskentaohjelmistolla.

Standardisation process of Universal Mobile Telecommunication System in Third Generation Partnership Project

Third Generation Partnership Project (3GPP) on organisaatio, joka määrittelee ja ylläpitää kolmannen sukupolven matkapuhelinverkon standardeja. Organisaatio luotiin monien eri standardointielinten toimesta havaittaessa, ettei maailmanlaajuista kolmannen sukupolven matkapuhelinteknologiaa voitaisi määritellä ilman laajaa yhteistyötä. 3GPP:ssä standardointityö on jakautunut usealle tekniselle määrittelyryhmälle. Jokaisen ryhmän tehtävänä on kehittää määrittelyjä ja raportteja omalla vastuualueellaan. 3GPP:ssä määrittelytyötä tehdään samanaikaisesti teknillisten määrittelyryhmien välillä. Tämä vaatii tiukkoja sääntöjä määrittelyjen luonti-, hyväksyntä- ja ylläpitotehtäviin. Vain siten on mahdollista hallita määrittelyihin tulevia muutoksia ja tarvittavaa kokonaistyömäärää. Tämä diplomityö kuvaa 3GPP:n määrittelemän UMTS-teknologian. Työssä keskitytään tarkemmin 3GPP-organisaation rakenteeseen, määritysten tekemiseen ja työskentelytapoihin. Tämä diplomityö osoittaa millainen organisaatio ja säännöt vaaditaan maailmanlaajuisen matkapuhelinjärjestelmän kehittämiseen.

Paikkatiedon kerääminen ja hyödyntäminen WLAN-verkossa

Työn teoriaosuudessa tutustutaan ensin yleisimpiin paikannusmenetelmiin. Käsiteltävänä ovat GPS-satelliittipaikannus sekä radiosoluverkkojen paikannusmenetelmät solupaikannuksesta monimutkaisempiin signaalin ominaisuuksia tutkiviin menetelmiin. Teoriaosuudessa käsitellään myös IEEE 802.11 –standardin PHY- ja MAC-kerrosten toimintaa sekä WLAN-verkon siirtotien ominaisuuksia paikannuksen kannalta. Ennen paikannusjärjestelmän toteuttamista työssä esitellään menetelmiä ja tuloksia muista tutkimuksista samalta tutkimusalueelta. Työssä toteutetaan paikannusjärjestelmä sekä solupaikannusta että signaalitasopaikannusta hyödyntäen. Solupaikannusjärjestelmälle määritellään palvelurajapinta, jonka kautta paikannuspalvelua voidaan hyödyntää muissa palveluissa. Kaksi paikannuspalvelun päälle luotua palvelua esitellään lyhyesti malliesimerkkeinä. Signaalitasopaikannuksen osalta kuvataan kaksi menetelmään kuuluvaa vaihetta ja yksittäisten komponenttien toiminta näissä vaiheissa. Paikannusmenetelmien tarkkuutta tutkitaan mittausten avulla ja testituloksista muodostetaan paikannustarkkuutta kuvaavat tilastot. Solupaikannuksen keskimääräinen virhe on ±50 metriä. Vastaavasti signaalitasopaikannuksen virhe on ±4 metriä ja parannettua algoritmia käyttäen ±3 metriä.

Global deployment of a short message gateway

Lyhytsanomiin perustuvat lisäarvopalvelut ovat viime vuosikymmenen lopulla kehittyneet nopeasti parhaimmin tuottaviksi mobiilin televerkon käyttötavoista. Nämä palvelut on monesti kehitetty nopeasti ottamatta huomioon mahdollisia siirrettävyysongelmia, joita palveluiden vieminen muihin kuin alkuperäiseen ympäristöön aiheuttaa. Tämän työn tarkoituksena on tutkia odotettavissa olevia teknisiä ongelmia vietäessä lyhytsanomapohjaisia palveluita kansainvälisille markkinoille. Ongelman ratkaisuna esitellään Intellitel Messaging Gateway (MGw) - yhdyskäytävä, joka tarjoaa mahdollisuuden avointen internet-protokollien kautta tarjottavaan lisäarvopalveluiden luontiin. Työn käytännön osuus koostuu valikoimasta pieniä suunnittelu- ja toteutustehtäviä, joiden tarkoituksena on korjata kansainvälistä verkkoonvientiä estäviä ominaisuuksia ja puutteita Intellitel MGw:ssä. Näistä ominaisuuksista tärkeimmät ovat merkistö-, osoitteistus- ja protokollayhteensopivuuden asettamat rajoitukset.