Ajoneuvojärjestelmän tietoliikenne langattoman matkaviestinverkon välityksellä

Langattomien tiedonsiirtotekniikoiden kehitys on luonut mahdollisuuden Stora Enson ajoneuvojärjestelmän tietoliikennejärjestelmän uudistamiselle ja toiminnan kehittämiselle. Ajoneuvojärjestelmän tietoliikenteen tärkein tehtävä on kuljetuksen ohjaustiedon siirtäminen nopeasti ja luotettavasti Stora Enso Metsän metsäjärjestelmän, tuotantolaitosten ja ajoneuvojärjestelmän ajoneuvojen välillä. Tähän tehtävään ajoneuvojärjestelmä käyttää langatonta tiedonvälitystä. Tässä työssä suunnitellaan ja toteutetaan Stora Enson ajoneuvojärjestelmän kolmannen version tietoliikenne langattoman matkaviestinverkon välityksellä. Tietoliikennejärjestelmän langattoman tiedonvälityksen tekniset ratkaisut perustellaan. Järjestelmätestauksen suunnittelu ja toteutus Stora Enson tuotantoympäristössä esitetään. Testaustuloksia analysoidaan ja verrataan nykyiseen järjestelmään sekä asetettuihin tavoitteisiin, jotta varmistetaan tietoliikennejärjestelmälle asetettujen laatuvaatimusten täyttyminen. Lopuksi tarkastellaan ajoneuvojärjestelmän tulevaisuuden kehityskohteita ja tulevaisuuden tiedonsiirtotekniikoiden mahdollistamia tietoliikenteen kehitysmahdollisuuksia.

Suunnitelma Ethernet-pohjaisen TCP/IP-verkon toteuttamiseksi prosessitietoliikenteen tarpeisiin Helsingin Energiassa

Prosessitietoliikenneverkko toimii mm. energian tuotannon, siirron ja jakelun käytönvalvontajärjestelmien tiedonsiirron alustana. Tietoliikenneverkkojen rooli osana yrityksen operatiivisia prosesseja kasvaa järjestelmäuusintojen myötä ja järjestelmien tehokas hyödyntäminen vaatii luotettavat sekä nopeat tietoverkot. Uusittavien järjestelmien tietoliikenneratkaisut perustuvat pääsääntöisesti Ethernetpohjaiseen TCP/IP-verkkotekniikkaan. Tällä hetkellä prosessijärjestelmien tiedonsiirtoyhteydet kenttälaitteiden ja valvomojärjestelmien välillä on pääsääntöisesti toteutettu PCM-siirtojärjestelmällä tai kiinteän yhteyden modeemeilla. Käytössä oleva PCM-tekniikka on elinkaarensa loppupuolella ja tiedonsiirtonopeudet sekä liityntärajapinnat eivät täytä nykyaikaisten prosessijärjestelmien tiedonsiirto¬vaatimuksia. Työssä käytiin läpikeskeisimmät Ethernet-tekniikkaan ja TCP/IP-protokollaperheeseen liittyvät standardit ja verkon aktiivilaitteet. Vaatimusmäärittelyissä selvitettiin Helsingin Energian eri liiketoimintayksiköiden tarpeita sekä energia-alan lainsäädännön vaatimuksia prosessitietoliikenneverkolle. Tarpeiden ja vaatimusten pohjalta verrattiin kolmea eri vaihtoehtoista verkkotekniikkaa: kytkintekniikkaa, reititintekniikkaa ja MPLS-tekniikkaa. Vertailun perusteella valitulla verkkotekniikalla tehtiin suunnitelma avoimesta, valmistajasta riippumattomasta standardeihin perustuvasta yritystason Ethernet-pohjaisesta TCP/IP prosessiverkkoratkaisusta. Johtopäätöksissä pohditaan valitun ratkaisun käytettävyyttä, tietoturvaa sekä toimenpiteitä niiden kehittämiseksi.

Design of an Embedded Computer Board for Networking Applications

Tämä diplomityö tehtiin Convergens Oy:lle. Convergens on elektroniikan suunnittelutoimisto, joka on erikoistunut sulautettuihin järjestelmiin sekä tietoliikennetekniikkaan. Diplomityön tavoitteena oli suunnitella tietokonekortti tietoliikennesovelluksia varten asiakkaalle, jolta vaatimusmäärittelyt tulivat. Työ on rajattu koskemaan laitteen prototyypin suunnittelua. Työssä suunnitellaan pääasiassa WLAN-tukiaseman tietokone. Tukiasema onasennettavissa toimistoihin, varastoihin, kauppoihin sekä myös liikkuvaan ajoneuvoon. Suunnittelussa on otettu nämä asiat huomioon, ja laitteen akun pystyy lataamaan muun muassa auton akulla. Langattomat tekniikat ovat voimakkaasti yleistymässä, ja tämän työn tukiasema tarjoaakin varteenotettavan vaihtoehdon lukuisilla ominaisuuksillaan. Mukana on mm. GPS, Bluetooth sekä Ethernet-valmius. Langattomien tekniikoiden lisäksi myös sulautetut järjestelmät ovat voimakkaasti yleistymässä, ja nykyään mikroprosessoreita löytääkin lähesmistä vain. Tässä projektissa käytetty prosessori on nopeutensa puolesta kilpailukykyinen, ja siitä löytyy useita eri rajapintoja. Jatkossa tietokonekortille on myös tulossa WiMAX-tuki, joka lisää tukiaseman tulevaisuuden arvoa asiakkaalle. Projektiin valittu Freescalen MPC8321E-prosessori on PowerPC-arkkitehtuuriin perustuva ja juuri markkinoille ilmestynyt. Tämä toi mukanaan lisähaasteen, sillä kyseisestä prosessorista ei ollut vielä kaikkea tietoa saatavilla. Mekaniikka toi omat haasteensa mukanaan, sillä se rajoitti piirilevyn koonniin, että ylimääräistä piirilevytilaa ei juurikaan jäänyt. Tämän takia esimerkiksi DDR-muistit olivat haastavia reitittää, sillä muistivetojen on oltava melko samanpituisia keskenään. Käyttöjärjestelmänä projektissa käytetään Linuxia. Suunnittelu alkoi keväällä 2007 ja toimiva prototyyppi oli valmis alkusyksystä. Prototyypin testaus osoitti, että tietokonekortti kykenee täyttämään kaikki asiakkaan vaatimukset. Prototyypin testauksessa löytyneet viat ja optimoinnit on tarkoitus korjata tuotantomalliin, joten se antaa hyvän pohjan jatkosuunnittelua varten.

Scenario analysis in evaluation of emerging technology - Case Bluetooth

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää millaisia ympäristöskenaarioita tietoliikenteelle toimialana voidaan rakentaa ja mitkä näistä skenaarioista suosivat Bluetoothin diffuusiota ja kehittymistä nykyisten tuote- ja palvelunäkemysten valossa. Lisäksi pyrittiin arvioimaan, mitkä ympäristötekijät ja suuntaukset saattavat vaikuttaa Bluetoothin diffuusioon. Tutkimus rajoittui eurooppalaisen tietoliikenneympäristön tarkasteluun viiden vuoden aikana. Tietoliikennetoimialan nykytilaa ja tulevaisuutta koskevan kirjallisuuden pohjalta luotiin kolme alustavaa skenaariorunkoa. Näitä runkoja arvioitiin asiantuntijahaastattelujen avulla, jotta skenaarioista saataisiin monipuolisempia ja niiden johdonmukaisuutta voitaisiin parantaa. Lopullisia skenaarioita verrattiin Bluetoothin käyttökohteista esitettyihin näkemyksiin. Skenaarioiden teemat olivat “Fokusoidut bisnessovellukset”, “Viihdettä massoille” sekä “Tietoa kaikille”. Havaittiin, että Bluetoothin omaksumiseen vaikuttavat eniten seuraavat tekijät: teknologian sosiaalinen hyväksyntä, toimialan halukkuus teknologian edistämiseen sekä Bluetoothin ja sen kilpailijoiden kehittyminen jatkossa.

FPGA:lle sulautetulla mikroprosessorilla toteutettu sähkökäytön säätöjärjestelmä

Sähkökäyttöjen ohjauselektroniikka koostuu yleensä hyvin monista eri komponenteista, jolloin järjestelmän toimivuutta haittaavat esimerkiksi piirilevyvetoihin kytkeytyvät häiriöt. Tässä diplomityössä selvitetään, kuinka sähkökäyttöjen ohjausjärjestelmä voidaan toteuttaa FPGA-piirillä ja sille sulautetulla mikroprosessorilla. Tällöin koko ohjausjärjestelmä toteutetaan käyttäen vain yhtä mikropiiriä. FPGA-piirit ovat ohjelmoitavia logiikkapiirejä, joiden koko ja nopeus ovat kasvaneet riittävän suuriksi tällaisiin järjestelmiin. FPGA-piirille voidaan toteuttaa sulautettu prosessori kahdella tapaa, laitteistolohkona tai käyttäen piirillä olevaa logiikkaa. Piirillä olevaa logiikkaa käyttäen saadaan monia etuja, kuten järjestelmän helppo päivittäminen ja ominaisuuksien muuttaminen. Xilinx tarjoaa FPGA-piireilleen ohjelmistopohjaisen MicroBlaze-nimisen prosessoriytimen, joka tehokkuutensa ansiosta soveltuu hyvin käytettäväksi monimutkaisissa järjestelmissä kuten tietoliikenne-, sulautetuissa ja kuluttajamarkkinoiden laitteissa. Jotta prosessoria voitaisiin käyttää mahdollisimman tehokkaasti, tutustutaan myös reaaliaikakäyttöjärjestelmän tarjoamiin etuihin ja sovelletaan tälläistä järjestelmää yksinkertaisen oikosulkumoottorin ohjausjärjestelmän toteuttamiseen.

Product Development Management. Experiment for New Type of Project Management.

Tuotekehityksestä ja sen johtamisesta on tullut erittäin tärkeä osa tietoliikenneteollisuutta. Jatkuva teknologinen kehitys ja lyhentyneet tuotteiden elinkaaret ovat saaneet yritykset panostamaan tuotekehitysprosesseihin ja johtamiseen. Erityisesti nopeatempoiset ja lyhytkestoiset projektit onkin koettu ongelmallisiksi. Diplomityön tavoitteena oli tutkia teoriassa uusien tuotteiden tuotekehitystä, tuotekehitysprosesseja sekä projektijohtamista. Käytännön osuudessa oli tavoitteena kehittää kokeellinen tuotekehitysmalli nopeatempoisten ja lyhytkestoisten tuotekehitysprojektien tarpeisiin muuttuvissa ja epävarmoissa olosuhteissa. Tavoitteena oli myös käyttää ja analysoida kehitettyä kokeellista tuotekehitysmallia lyhytkestoisen tuotekehitysprojektin yhteydessä. Työn tuloksena saatiin ohjelmistotuote vaadituilla ominaisuuksilla vaaditussa ajassa ja todettiin projektissa käytetyn kokeellisen tuotekehitysmallin osoittautuneen toimivaksi. Jatkotutkimuksia tarvitaan selvittämään mallin sopivuutta ja sen kehityskohteita erilaisten tuotekehitysprojektien kohdalla.

Suomen ICT-sektori vuonna 2015

Tässä diplomityössä ”Suomen ICT-sektori vuonna 2015” käsitellään Suomen tietoyhteiskunnan ja tietotekniikan tulevaisuutta kansainvälisestä ja kansallisesta näkökulmasta. Se koskee niin Yhdysvaltojen, Japanin, Euroopan Unionin kuin Suomenkin tietoyhteiskuntia. Suomen tietoyhteiskunnan ja EU:n ICT-sektorin vahvuudet, heikkoudet, uhat ja mahdollisuudet käyvät tästä diplomityöstä ilmi. Yhdysvallat, Japani ja EU toimivat suunnan antajana Suomen ICT-sektorin tulevaisuudelle. Euroopan Unioni on laatinut ICT-sektoria ja koko EU:ta koskevan Lissabonin strategian, joka käsittää niin EU:n eri kansakuntia koskevan taloudellisen panostuksen, innovaatiokehityksen, koulutuksen kuin tutkimuksen ja tuotekehityksenkin. Suomen tietoyhteiskunta on monilla alueilla maailman kärkitasoa, muutamilla sen keskitasoa. Suomen tietoyhteiskunnan vahvuudet, heikkoudet, uhat ja mahdollisuudet on kartoitettu Suomen tietoyhteiskuntastrategiassa vuosille 2007-2015. Se käsittää ne keinot, millä Suomi pystyy tulemaan kansainvälisesti tasapainoiseksi, hyväksi ja houkuttelevaksi paikaksi asua ja työskennellä sekä se käsittää ne keinot, jolla Suomen kilpailukyky taataan globaalisti kiristyvässä kilpailutilanteessa.

Market Potential of Northwest Russia for Telemedicine Applications

The level of health care in Russia is mostly still below the western standards, but lately it has been developing quite positively. Many ICT solutions (telemedicine applications) have been developed for health care in Finland, but since the domestic market is so small, it’s necessary to expand to foreign markets to make the Finnish R&D projects more profitable. Telemedicine applications are not yet widely used in Russia, but since the health care system is going through fast changes, leapfrog effects can be expected and new modern applications and technologies will be implemented. This will open numerous business opportunities for Finnish technology developers. This thesis aims to be the first evaluation of the market and form an outlook of the health care system and telemedicine applications already utilized in Russia. The results of this study can be used for focusing further research ultimately aiming at technology implementation. The study showed that there is potential for many types of telemedicine solutions, e.g. electronic patient records and home monitoring systems; providing that further research in this field is needed.

Menetelmiä joukon elektronisen aktiivisuuden arvioimiseksi : informaatioteoreettinen näkökulma

Sähkömagneettista spektriä hyödynnetään laajasti erilaisten tietoliikenne- ja sensorijärjestelmien lähettämän datan siirtotienä. Tätä siirrettävää dataa hyödynnetään sotilasjoukon johtamisessa ja tilannekuvan muodostamisessa. Siinä, missä sotilasjoukko saa merkittävää hyötyä sähkömagneettisen spektrin käytöstä, se myös samalla tuottaa informaatiota joukon toiminnasta kiinnostuneen tiedustelijan ulottuville. Tiedustelija pyrkii elektronisen tiedustelun menetelmin havaitsemaan ja hyödyntämään mahdollisimman tehokkaasti ulottuvilleen päätyvän informaation. Sotilasjoukon on kyettävä kontrolloimaan omaa elektronista aktiivisuuttaan siten, että tiedustelujärjestelmän kyky tuottaa tilannekuvaa voidaan kiistää tai ainakin tiedustelijan ulottuville päätyvän informaation määrä on ennakoitavissa. Ennakointia ja erilaisten olosuhteiden vertailua varten tarvitaan menetelmiä, joilla kyetään yksiselitteisesti ja mitallisesti arvioimaan joukon sisältämän ja tuottaman sekä tiedustelijan saataville päätyvän informaation määrää. Näiden menetelmien kehittäminen on tämän tutkimuksen päämäärä. Informaatioteoria tarjoaa työkaluja informaation määrän arvioimiseksi ja on näin ollen varsin luonnollinen valinta tutkimuksen näkökulmaksi. Tuloksina esitellään neljä erillistä menetelmää, joita voidaan hyödyntää joukon elektronisen aktiivisuuden ja elektronisen suojautumisen tason arvioinnissa. Menetelmistä kaksi mittaa joukon sisältämää informaatiota eli organisaatioon sijoitettujen lähettimien jakautumista ja erottuvuutta ympäristöstään. Kaksi muuta menetelmää keskittyvät analysoimaan joukon tuottaman (lähettimien käyttötapoihin liittyvää) informaation määrää ja sen päätymistä tiedustelijan ulottuville erilaisissa olosuhteissa. Kehitetyt menetelmät perustuvat entropian, ehdollisen entropian, yhtenäisinformaation, suhteellisen entropian ja informaation yhteenlaskettavuuden määritelmiin ja ominaisuuksiin. Oleellinen osa työtä on joukon lähettimien käytön mallintaminen stokastisten prosessien avulla sekä erilaisten häiriöiden huomioiminen. Menetelmien hyödynnettävyyden osalta voidaan osoittaa, että menetelmät tarjoavat selkeitä mitallisia ja entistä monipuolisempia mahdollisuuksia arvioida erilaisia olosuhteita elektronisen suojautumisen kannalta. Vaikka menetelmät jäävä varsin teoreettiselle asteelle, on varsin selkeästi havaittavissa niiden tarjoamat mahdollisuudet tuottaa lisäarvoa joukon toimintavaihtoehtojen vertailuun ja operaatioanalyyttisiin tarkasteluihin. Käytännöllisten työkalujen kehittäminen vaatii kuitenkin jatkotutkimusta ja kehitystyötä.

Tietoliikennekustannusten optimointi reaaliaikaisessa paikkatietojärjestelmässä

Tässä diplomityössä kehitettiin paikkatietojärjestelmä, joka mahdollistaa ajoneuvojen seurannan ja aikatauluennusteiden tuottamisen reaaliaikaisesti joukkoliikenteen informaatiojärjestelmien tarpeisiin. Tavoitteena oli toteuttaa vastaavan jo käytössä olleen järjestelmän toiminnallisuudet sillä tavoin tehokkaammin, että saataisiin merkittävästi pienennettyä tiedonsiirrossa käytettyä datamäärää ja järjestelmän käytöstä aiheutuvia kustannuksia. Työssä tutkittiin tiedonsiirtoprotokollakerrosten ja protokollasuunnitteluun liittyvien ratkaisujen, kuten viestien yhdistelyn, tietotyyppien valinnan sekä yhteyksien uudelleenkäytön, vaikutusta tarvittavaan tiedonsiirtomäärään. Lopputuloksena vanhoja vastaavien toimintojen vaatima datamäärä saatiin huonoimmassakin tilanteessa puoleen entisestä. Lisäksi niiden logiikan uudistamisen todettiin saavan aikaan tätäkin suuremmat säästöt. Esiin nousikin erityisesti juuri sovelluslogiikan merkitys. Suurimmalta osin sen perusteella määräytyy, kuinka paljon viestintää järjestelmässä tarvitaan. Näin ollen sillä on myös hyvin suuri vaikutus siihen, mikä tietoliikenteen kokonaismäärä lopulta on.

Readout Electronics for Gas Electron Multiplier Detectors

The European Organization for Nuclear Research (CERN) operates the largest particle collider in the world. This particle collider is called the Large Hadron Collider (LHC) and it will undergo a maintenance break sometime in 2017 or 2018. During the break, the particle detectors, which operate around the particle collider, will be serviced and upgraded. Following the improvement in performance of the particle collider, the requirements for the detector electronics will be more demanding. In particular, the high amount of radiation during the operation of the particle collider sets requirements for the electronics that are uncommon in commercial electronics. Electronics that are built to function in the challenging environment of the collider have been designed at CERN. In order to meet the future challenges of data transmission, a GigaBit Transceiver data transmission module and an E-Link data bus have been developed. The next generation of readout electronics is designed to benefit from these technologies. However, the current readout electronics chips are not compatible with these technologies. As a result, in addition to new Gas Electron Multiplier (GEM) detectors and other technology, a new compatible chip is developed to function within the GEMs for the Compact Muon Solenoid (CMS) project. In this thesis, the objective was to study a data transmission interface that will be located on the readout chip between the E-Link bus and the control logic of the chip. The function of the module is to handle data transmission between the chip and the E-Link. In the study, a model of the interface was implemented with the Verilog hardware description language. This process was simulated by using chip design software by Cadence. State machines and operating principles with alternative possibilities for implementation are introduced in the E-Link interface design procedure. The functionality of the designed logic is demonstrated in simulation results, in which the implemented model is proven to be suitable for its task. Finally, suggestions that should be considered for improving the design have been presented.

Informaatiopalveluiden muutosvoimat, muutokset ja liikkuvuusesteet

Tutkimuksessa kartoitettiin informaatiopalveluiden liiketoiminta-alueella Suomessa toimivien yritysten maantieteellisiä ja palvelukohtaisia strategisia valintoja ja näissä tapahtuneita muutoksia. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää informaatiopalveluiden määritelmää ja strategisten ryhmien teoriaa apuna käyttäen mahdollisia muutoksia informaatiopalveluja Suomessa kuluttajille tarjoavien yritysten perinteisissä toimialoissa tutkimuksen kattamina vuosina 2007–2012. Edelleen tavoitteena oli kuvata yleisten muutosvoimien ja alaan vaikuttavien megatrendien sekä alalla havaittujen liikkuvuusesteiden avulla liiketoimintaympäristössä tapahtuneita muutoksia ja pyrkiä löytämään näihin muutoksiin vaikuttavia syitä. Yrityksiä analysoitiin vuosikertomusten perusteella ja tutkimusotteena käytettiin grounded theoryä. Informaatiopalveluilla tarkoitetaan tietotekniikka-, tietoliikenne-, kustannus- ja audiovisuaalisen toiminnan palveluja. Suoritettujen ryhmittelyjen perusteella pystyttiin havaitsemaan, että osa tutkittavista yrityksistä oli laajentanut toimintaansa perinteisten toimialarajojensa ulkopuolelle johonkin toiseen informaatiopalveluiden liiketoiminta-alueella olevaan toimialaan. Aineistosta ei muodostunut perinteisten toimialajaottelujen mukaisia yritysryhmiä. Suurimmat muutokset näyttivät tapahtuneen perinteisen tietoliikennepalveluiden toimialalla. Vuosikertomuksista tunnistettuja yritysten liiketoimintaympäristössä tapahtuneita muutoksia ja niihin vaikuttavia liikkuvuusesteitä ja muita palveluiden laajuuteen ja alueelliseen ulottuvuuteen vaikuttavia seikkoja ryhmiteltiin yhteiskuntasuhteiden kehikkoon kategorioihin: poliittiset ja lainsäädännölliset, teknologiset, sosiaaliset ja kulttuuriset, fyysiset, taloudelliset ja ekologiset tekijät. Muutosvoimista globalisaatio ja teknologinen kehitys vaikuttavat voimakkaasti ja muovaavat informaatiopalveluiden liiketoiminta-alueen yrityksiä. Internetin nopea kasvu, tiedon digitalisoituminen ja rajattoman, aina läsnä olevan viestinnän lisääntyminen ovat vaikuttaneet kuluttajien käyttäytymiseen luomalla ajasta ja paikasta riippumattoman viestimien ja palveluiden hyödyntämisen. Näiden mega-trendien vaikutus välittyy vuosikertomuksista. Juridiset ja poliittiset tekijät vaikuttavat voimakkaasti informaatiopalveluiden alueella eikä lainsäädäntö näytä vielä riittävästi tukevan innovatiivisia digitaalisia globaaleita palveluja vaan muodostaa liik-kuvuusesteitä. Kuluttajakäyttäytyminen muovaa markkinoita ja edistää teknologista kehitystä. Ala on ollut hyvin teknologiavetoinen, mutta vuosikertomusten perusteella olisi pääteltävissä, että asiakasnäkökulma on tutkimusvuosien aikana vahvistunut. Asiakaskäyttäytyminen ja siihen liittyvät tiedot tuovat tulevaisuudessa kilpailuetua.