Detail předmětu
Accesses and Transports Networks
FEKT-CPTSAk. rok: 2013/2014
Předmět se věnuje vývoji telekomunikačních sítí a jejich konvergenci se sítěmi počítačovými. Důraz je kladen na moderní rozbor přístupových a transportních sítí s uvažováním jejich odlišností a také shodných vlastností včetně aplikací analogových a digitálních modulací. Prvořadá pozornost je věnována komplexnímu využití rámce E1 podle doporučení G.703. Studenti získají přehled o pobočkových telefonních ústřednách i veřejných ústřednách EWSD a S12, pochopí princip digitálních spínačů S a T, základy aktuálního signalizačního systému SS7 a internetové SIP ústředny. Moderní počítačové sítě jsou vysvětleny s užitím technologie CISCO pro síťové prvky. Studenti rozšíří své znalosti přepínání paketů, protokolů sítí Ethernet, přepínání v sítích LAN, virtuálních sítí VLAN, rozsáhlých sítí WAN, sítí Frame Relay a další.
Jazyk výuky
angličtina
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent studia je schopen:
- rozlišit souvislosti řešení přístupových a transportních sítí a jejich prostředků,
- aplikovat analogové a digitální modulace,
- vysvětlit pojmy vzorkování, kvantování a kódování,
- diskutovat vzorkovací teorém,
- vysvětlit rámec E1,
- vyjádřit spektrum vzorkovaného signálu,
- navrhnout spínač S a T,
- změřit aktivní síťové prvky,
- nastavit SIP ústřednu a digitální přenosové zařízení,
- aplikovat a rozebrat protokoly počítačových sítí,
- určit rozdíl mezi IPv4 a IPv6,
- zhodnotit rozvoj konvergovaných sítí.
- rozlišit souvislosti řešení přístupových a transportních sítí a jejich prostředků,
- aplikovat analogové a digitální modulace,
- vysvětlit pojmy vzorkování, kvantování a kódování,
- diskutovat vzorkovací teorém,
- vysvětlit rámec E1,
- vyjádřit spektrum vzorkovaného signálu,
- navrhnout spínač S a T,
- změřit aktivní síťové prvky,
- nastavit SIP ústřednu a digitální přenosové zařízení,
- aplikovat a rozebrat protokoly počítačových sítí,
- určit rozdíl mezi IPv4 a IPv6,
- zhodnotit rozvoj konvergovaných sítí.
Prerekvizity
Předmět je povinný, student by měl být schopen:
- demonstrovat principy přepojování okruhů,
- interpretovat principy přepojování paketů,
- vyjmenovat možnosti oddělení komunikačních kanálů
- vyjádřit myšlenku A/D a D/A převodu,
- diskutovat elementární pojmy z oblasti zpracování signálů,
- aplikovat základní principy a protokoly sítě Ethernet,
Studenti by měli mít základní znalosti komunikačních systémů, které získali v povinných předmětech předešlého studia.
- demonstrovat principy přepojování okruhů,
- interpretovat principy přepojování paketů,
- vyjmenovat možnosti oddělení komunikačních kanálů
- vyjádřit myšlenku A/D a D/A převodu,
- diskutovat elementární pojmy z oblasti zpracování signálů,
- aplikovat základní principy a protokoly sítě Ethernet,
Studenti by měli mít základní znalosti komunikačních systémů, které získali v povinných předmětech předešlého studia.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratorní cvičení. Součástí je prezentace výsledků v power pointu. Předmět využívá e-learning (Moodle).
Způsob a kritéria hodnocení
0-10 bodů za aktivitu v laboratořích,
0-20 bodů za písemný test v laboratořích (nepovinná složka),
0-70 bodů písemná zkouška za podpory e-learning, povinná část pro absolvování předmětu.
Zkouška je zaměřena na ověření orientace v problematice přístupových a transportních sítí, detailním rozboru digitálního přenosu na základě rámce E1, rozšířených poznatcích protokolů počítačových sítí.
0-20 bodů za písemný test v laboratořích (nepovinná složka),
0-70 bodů písemná zkouška za podpory e-learning, povinná část pro absolvování předmětu.
Zkouška je zaměřena na ověření orientace v problematice přístupových a transportních sítí, detailním rozboru digitálního přenosu na základě rámce E1, rozšířených poznatcích protokolů počítačových sítí.
Osnovy výuky
1. Úvod do předmětu. Vývoj telekomunikačních sítí. Analogové a digitální modulace. Modulace PCM, DM, ADM, DPCM, ADPCM. Pevné pozemní sítě, Mobilní sítě, Wireless sítě, Družicové sítě. Koncová zařízení.
2. Přístupové sítě. Definice a funkce přístupové sítě, architektura přístupové sítě, úrovně přístupové sítě. Optické přístupové sítě. Lokální sítě LAN, topologie LAN, standardy LAN, technologie Token Ring.
3. Transportní sítě. Definice a funkce transportní sítě, architektura transportní sítě, přenos dat v transportní síti, zabezpečení přenosu dat v transportní síti. Rozsáhlé sítě WAN, sítě Frame Relay.
4. Telefonní ústředny. Obsluhový systém, provozní zatížení, Hlavní provozní hodina, ztráty. Digitální spojovací pole, multiplování, jednočlánková a vícečlánková spojovací pole.
5. Digitální spínače S a T. Řízení a signalizace v digitálních ústřednách. Systém SS7. Systémy EWSD a S12. Internetová SIP ústředna.
6. Přenosové systémy. Kodéry a dekodéry PCM, A/Č, Č/A převodníky. Kompandory a nelineární kodéry, charakteristiky typu mí a A. Linkové kódy. Doporučení ITU-T G.703, složení rámce a multirámce systému 1. řádu - E1. Přenosové zařízení PCM 30U a PCM 30U- OCH.
7. Rozbor celkového zkreslení v přístupových a transportních sítích. Rozdělení zkreslení. Zjednodušený výpočet útlumu kvantizačního zkreslení. Zkreslení omezením pro harmonický a náhodný signál. Rozbor spektra vzorkovaného signálu, spektrum pro PAM 1. a 2. druhu.
8. Měření na digitálních přenosových systémech. Analyzátor a syntezátor signálu PCM, generátor pseudonáhodné posloupnosti. Moderní analyzátory. Kontrola digitálního signálu místo za místem - měření BER. Měření kvantizačního zkreslení, měření jitteru, měření zbytkového útlumu.
9. Digitální systémy vyšších řádů. Plesiochronní digitální hierarchie - PDH, Synchronní digitální hierarchie - SDH, terminologie v SDH. Vlastnosti SDH, multiplexní schéma SDH.
10. Technologie CISCO pro síťové prvky. Základy sítí Ethernet. Nastavování CISCO síťových prvků.
11. Přepínání v sítích LAN. Virtuální sítě VLAN. Protokoly ISL a 802.1Q. STP (Spanning Tree Protocol) 802.1d. Směrování v IP. Protokol RIP verze 2, protokol EIGRP, protokol OSPF.
12. Kvalita služeb QoS. Klasifikace a značkování. Řízení a předcházení zahlcení sítě. Tvarování a regulace. Multicast vysílání a směrování IP. Multicast IP adresy, protokol IGMP, hustý a řídký režim.
13. Ukončení problematiky. Výhled technologií přístupových a transportních sítí.
2. Přístupové sítě. Definice a funkce přístupové sítě, architektura přístupové sítě, úrovně přístupové sítě. Optické přístupové sítě. Lokální sítě LAN, topologie LAN, standardy LAN, technologie Token Ring.
3. Transportní sítě. Definice a funkce transportní sítě, architektura transportní sítě, přenos dat v transportní síti, zabezpečení přenosu dat v transportní síti. Rozsáhlé sítě WAN, sítě Frame Relay.
4. Telefonní ústředny. Obsluhový systém, provozní zatížení, Hlavní provozní hodina, ztráty. Digitální spojovací pole, multiplování, jednočlánková a vícečlánková spojovací pole.
5. Digitální spínače S a T. Řízení a signalizace v digitálních ústřednách. Systém SS7. Systémy EWSD a S12. Internetová SIP ústředna.
6. Přenosové systémy. Kodéry a dekodéry PCM, A/Č, Č/A převodníky. Kompandory a nelineární kodéry, charakteristiky typu mí a A. Linkové kódy. Doporučení ITU-T G.703, složení rámce a multirámce systému 1. řádu - E1. Přenosové zařízení PCM 30U a PCM 30U- OCH.
7. Rozbor celkového zkreslení v přístupových a transportních sítích. Rozdělení zkreslení. Zjednodušený výpočet útlumu kvantizačního zkreslení. Zkreslení omezením pro harmonický a náhodný signál. Rozbor spektra vzorkovaného signálu, spektrum pro PAM 1. a 2. druhu.
8. Měření na digitálních přenosových systémech. Analyzátor a syntezátor signálu PCM, generátor pseudonáhodné posloupnosti. Moderní analyzátory. Kontrola digitálního signálu místo za místem - měření BER. Měření kvantizačního zkreslení, měření jitteru, měření zbytkového útlumu.
9. Digitální systémy vyšších řádů. Plesiochronní digitální hierarchie - PDH, Synchronní digitální hierarchie - SDH, terminologie v SDH. Vlastnosti SDH, multiplexní schéma SDH.
10. Technologie CISCO pro síťové prvky. Základy sítí Ethernet. Nastavování CISCO síťových prvků.
11. Přepínání v sítích LAN. Virtuální sítě VLAN. Protokoly ISL a 802.1Q. STP (Spanning Tree Protocol) 802.1d. Směrování v IP. Protokol RIP verze 2, protokol EIGRP, protokol OSPF.
12. Kvalita služeb QoS. Klasifikace a značkování. Řízení a předcházení zahlcení sítě. Tvarování a regulace. Multicast vysílání a směrování IP. Multicast IP adresy, protokol IGMP, hustý a řídký režim.
13. Ukončení problematiky. Výhled technologií přístupových a transportních sítí.
Učební cíle
Podat ucelený přehled o všech nejdůležitějších částech konvergované sítě, která je zde chápána jako prostředek pro doručení informace k požadovanému adresátovi v požadované kvalitě. Řešení přístupových a transportních sítí prostředky koncentrace provozu, integrace služeb a vícenásobného využití přenosových médií. Principy počítačové sítě Ethernet ve vztahu k integraci s klasickou telekomunikační síti.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Laboratorní výuka je povinná, řádné omluvené zmeškané laboratorní cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit.
Doporučená literatura
ODOM,W. and HEALY,R. and MEHRA,N. Směrování a přepínání sítí. Computer Press, Brno 2009.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Introduction to the course. Evolution of telecommunication networks. Analogue and digital modulations. Modulations PCM, DM, ADM, DPCM, ADPCM. Terrestrial non-mobile networks, mobile networks, Wireless networks, Satellite networks. Terminals.
2. Access networks. Definition and function of access network. Architecture of access network. Level of access network. Optical access networks. local networks LAN, topology of LAN, LAN standards, technology Token Ring.
3. Transport networks. Definition and function of transport network, architecture of transport network, data transmission in transport network, security of data transport on transport network. wide networks WAN, networks Frame Relay.
4. Telephony exchanges. Operating system, operational load. Main operational hour, losses. Digital switching area, multiplexing, one-part and multi-part switching areas.
5. Digital switches S and T. Contr1. Úvod do vysokorychlostních komunikačních systémů. Používané technologie. Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 40 Gbit Ethernet, Gbit Ethernet. Synchronní Digitální Hierarchie SDH. Asynchronní přepravní způsob ATM. Další vysokorychlostní technologie. Vysokorychlostní systém CISCO 2821. IP telefonie v sítích CISCO, směrování IP-MPLS.
2 Synchronní digitální hierarchie - SDH. Doporučení ITU-T o SDH, multiplexní struktura SDH, struktura rámce STM-1, synchronní multiplování STM-1 do STM-4, vytváření SDH.
3. Začlenění PDH 4. řádu do STM-1, ukazatel AU-4/PTS, vyrovnání začátku rámce, začlenění E1 do STM-1. Ethernet over SDH. Síťové prvky a uzly SDH. Struktura sítí SDH.
4. Architektura synchronizační sítě České republiky. Hodnocení kvality digitálního kanálu, oblast použití doporučení G.826.
5. Technologie ATM. ATM buňka, rozhraní ATM sítí, ATM spojení, adresování v ATM, referenční model ATM. ATM adaptační vrstva, kvalita služeb v ATM
6. TMN - Telecommunication Management Network. Funkční bloky TMN. Fyzická architektura TMN
7. Základy přenos hlas
2. Access networks. Definition and function of access network. Architecture of access network. Level of access network. Optical access networks. local networks LAN, topology of LAN, LAN standards, technology Token Ring.
3. Transport networks. Definition and function of transport network, architecture of transport network, data transmission in transport network, security of data transport on transport network. wide networks WAN, networks Frame Relay.
4. Telephony exchanges. Operating system, operational load. Main operational hour, losses. Digital switching area, multiplexing, one-part and multi-part switching areas.
5. Digital switches S and T. Contr1. Úvod do vysokorychlostních komunikačních systémů. Používané technologie. Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 40 Gbit Ethernet, Gbit Ethernet. Synchronní Digitální Hierarchie SDH. Asynchronní přepravní způsob ATM. Další vysokorychlostní technologie. Vysokorychlostní systém CISCO 2821. IP telefonie v sítích CISCO, směrování IP-MPLS.
2 Synchronní digitální hierarchie - SDH. Doporučení ITU-T o SDH, multiplexní struktura SDH, struktura rámce STM-1, synchronní multiplování STM-1 do STM-4, vytváření SDH.
3. Začlenění PDH 4. řádu do STM-1, ukazatel AU-4/PTS, vyrovnání začátku rámce, začlenění E1 do STM-1. Ethernet over SDH. Síťové prvky a uzly SDH. Struktura sítí SDH.
4. Architektura synchronizační sítě České republiky. Hodnocení kvality digitálního kanálu, oblast použití doporučení G.826.
5. Technologie ATM. ATM buňka, rozhraní ATM sítí, ATM spojení, adresování v ATM, referenční model ATM. ATM adaptační vrstva, kvalita služeb v ATM
6. TMN - Telecommunication Management Network. Funkční bloky TMN. Fyzická architektura TMN
7. Základy přenos hlas