Detail předmětu
Vyšší techniky datových přenosů
FEKT-MVDPAk. rok: 2018/2019
Systémy pro přenos dat, struktura, vlastnosti, chování. Základní princip ochrany přenosu dat před chybami. Protichybové kódování, blokové kódy, stromové kódy, turbo kódy. Komunikační síť, struktura, způsoby komunikace, přenosové prostředky. Metalická vedení v přístupové síti. DSL systémy, vlastnosti, referenční konfigurace, typické uspořádání přípojky, možnosti použití. Popis jednotlivých systémů xDSL, IDSL, HDSL, SDSL, ADSL, VDSL. Spektrální vlastnosti DSL. Vliv rušení na provoz DSL. PLC modemy.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent předmětu je schopen vysvětlit principy ochrany přenosu dat před chybami a vysvětlit funkci přenosových systémů přístupových sítí.
Prerekvizity
Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Způsob a kritéria hodnocení
Hodnocení se řídí Studijním a zkušebním řádem VUT a Směrnicí děkana FEKT doplňující studijní a zkušební řád VUT.
Maximum 40 bodů je uděleno za práci v laboratorních cvičeních.
Závěrečná zkouška je hodnocena maximem 60 bodů.
Maximum 40 bodů je uděleno za práci v laboratorních cvičeních.
Závěrečná zkouška je hodnocena maximem 60 bodů.
Osnovy výuky
- Systémy pro přenos dat, struktura, vlastnosti, chování.
- Základní princip ochrany přenosu dat před chybami.
- Protichybové kódování, blokové kódy.
- Protichybové kódování, stromové kódy.
- Protichybové kódování, turbo kódy.
- Komunikační síť, struktura, způsoby komunikace, přenosové prostředky.
- Metalická vedení v přístupové síti.
- DSL systémy, vlastnosti, referenční konfigurace, typické uspořádání přípojky, možnosti použití.
- Popis jednotlivých systémů xDSL, IDSL, HDSL, SDSL, ADSL, VDSL.
- Spektrální vlastnosti DSL.
- Vliv rušení na provoz DSL.
- PLC modemy.
- Základní princip ochrany přenosu dat před chybami.
- Protichybové kódování, blokové kódy.
- Protichybové kódování, stromové kódy.
- Protichybové kódování, turbo kódy.
- Komunikační síť, struktura, způsoby komunikace, přenosové prostředky.
- Metalická vedení v přístupové síti.
- DSL systémy, vlastnosti, referenční konfigurace, typické uspořádání přípojky, možnosti použití.
- Popis jednotlivých systémů xDSL, IDSL, HDSL, SDSL, ADSL, VDSL.
- Spektrální vlastnosti DSL.
- Vliv rušení na provoz DSL.
- PLC modemy.
Učební cíle
Cílem předmětu je seznámit studenty se zjišťováním spolehlivé činnosti systémů pro přenos dat. Studují se především způsoby kódování datového signálu. Využívá se především kódové zabezpečení proti chybám vzniklým při přenosu datového signálu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Základní literatura
ADAMEK, J.: Kódování, SNTL 1989.
JAMES,M.O. Coding for Channels with Feedback.Kluwer Academic Publishers, Boston, Dordrecht, London, 1998. (EN)
JOHANNESSON,R., ZIGANGIROV, K., S., Fundamentals of Convolutional Coding. IEEE Press, 1999. (EN)
SKLAR, B.: Digital Communications, Prentice Hall, 2001, ISBN 780130847881 (EN)
STALLINGS, W. Data and Computer Communications,Prentice Hall Internationals Editions, 1994 (EN)
JAMES,M.O. Coding for Channels with Feedback.Kluwer Academic Publishers, Boston, Dordrecht, London, 1998. (EN)
JOHANNESSON,R., ZIGANGIROV, K., S., Fundamentals of Convolutional Coding. IEEE Press, 1999. (EN)
SKLAR, B.: Digital Communications, Prentice Hall, 2001, ISBN 780130847881 (EN)
STALLINGS, W. Data and Computer Communications,Prentice Hall Internationals Editions, 1994 (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program EEKR-M1 magisterský navazující
obor M1-TIT , 2 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
- Program IBEP-V magisterský navazující
obor V-IBP , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
obor V-IBP , 2 ročník, zimní semestr, volitelný oborový - Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)
obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Systémy pro přenos dat: Základní informace o obecných systémech (struktura, vlastnosti, chování). Systémový přístup k řešení technických problémů (projektování, realizace, provoz, životnost, modelování). Systém přenosu dat - SPD (struktura, části, realizace).
Nadřazené systémy systémů pro přenos dat: Poloha SPD v nadřazeném systému (struktura systému, kriteria třídění, možné souvislosti). Třídění podle druhu přenášeného signálu (analogový, číslicový). Některé vlastnosti (klíčování, modulace, komprese signálu).
Spolehlivost obecných systémů: Základy teorie spolehlivosti (ukazatelé spolehlivosti, spolehlivost prvků). Efektivnost fungování systému. Optimální zálohování.
Spolehlivost systémů pro přenos dat: Spolehlivost systému . Diagnostika poruch. Odhady spolehlivosti. Spolehlivost přenosu v SPD - měření, analýza, využití poznatků.
Jakost systémů přenosu dat jako obslužného systému: Obecný pojem jakosti. SPD jako obslužný systém. Jakost SPD (vyjadřování, měření, ovlivňování).
Obecný přístup k ochraně přenosu dat před chybami: Základní princip a jeho aplikace v různých oblastech. Blokové kódy. Konvoluční kódy. Srovnání blokových a konvolučních kódů.
Detekční blokové kódy v SPD: Nesystematické kódy (ekvidistantní kódy, kódy s kostantní vahou, kódy q z n). Systematické kódy (kódy s opakováním, kódy s lichou a sudou paritou, kódy s podélnou a příčnou paritou, cyklické kódy).
Korekční blokové kódy v SPD: Obecné přístupy k návrhu zabezpečovacího procesu (kódování, dekódování, zabezpečovací schopnosti). Příklady korekčních kódů (Kódy BCH, RM kódy, RS kódy).
Korekční konvoluční kódy v SPD: Způsoby definování kódů. Kódovací postupy. Dekódovací postupy. Odhady použitelnosti kódů. Příklady konvolučních kódů (Hagelbargerovy kódu, Iwadariho kódy, Ungerboeckovy kódy).
Turbokódy: Úvod do problematiky. Pojem kódového slova a jeho struktura. Iterativní dekódování turbokódů a meze použitelnosti. Prokládače v kodérech turbokódů a odhad velikosti prokládání. Příklad návrhu turbokódu.
Systémy se zabezpečovacími kódy v SPD – obecný přístup: Struktura přenosového systému s protichybovým zabezpečením. Výhoda konstrukce samostatného protichybového kódového zabezpečovacího systému - PKZS. Metoda výběru nejlepší varianty kódu.
Systémy se zabezpečovacími kódy v systémech přenosu dat – návrh systému: Odvození – základní struktury PKZS. Obvyklé problémy v PKZS a jejich řešení.
Techniky komprese dat v SPD: MNP 5 apod. , V. 42 a odvozené techniky, komprese textových dat, komprese obrazových dat.
Nadřazené systémy systémů pro přenos dat: Poloha SPD v nadřazeném systému (struktura systému, kriteria třídění, možné souvislosti). Třídění podle druhu přenášeného signálu (analogový, číslicový). Některé vlastnosti (klíčování, modulace, komprese signálu).
Spolehlivost obecných systémů: Základy teorie spolehlivosti (ukazatelé spolehlivosti, spolehlivost prvků). Efektivnost fungování systému. Optimální zálohování.
Spolehlivost systémů pro přenos dat: Spolehlivost systému . Diagnostika poruch. Odhady spolehlivosti. Spolehlivost přenosu v SPD - měření, analýza, využití poznatků.
Jakost systémů přenosu dat jako obslužného systému: Obecný pojem jakosti. SPD jako obslužný systém. Jakost SPD (vyjadřování, měření, ovlivňování).
Obecný přístup k ochraně přenosu dat před chybami: Základní princip a jeho aplikace v různých oblastech. Blokové kódy. Konvoluční kódy. Srovnání blokových a konvolučních kódů.
Detekční blokové kódy v SPD: Nesystematické kódy (ekvidistantní kódy, kódy s kostantní vahou, kódy q z n). Systematické kódy (kódy s opakováním, kódy s lichou a sudou paritou, kódy s podélnou a příčnou paritou, cyklické kódy).
Korekční blokové kódy v SPD: Obecné přístupy k návrhu zabezpečovacího procesu (kódování, dekódování, zabezpečovací schopnosti). Příklady korekčních kódů (Kódy BCH, RM kódy, RS kódy).
Korekční konvoluční kódy v SPD: Způsoby definování kódů. Kódovací postupy. Dekódovací postupy. Odhady použitelnosti kódů. Příklady konvolučních kódů (Hagelbargerovy kódu, Iwadariho kódy, Ungerboeckovy kódy).
Turbokódy: Úvod do problematiky. Pojem kódového slova a jeho struktura. Iterativní dekódování turbokódů a meze použitelnosti. Prokládače v kodérech turbokódů a odhad velikosti prokládání. Příklad návrhu turbokódu.
Systémy se zabezpečovacími kódy v SPD – obecný přístup: Struktura přenosového systému s protichybovým zabezpečením. Výhoda konstrukce samostatného protichybového kódového zabezpečovacího systému - PKZS. Metoda výběru nejlepší varianty kódu.
Systémy se zabezpečovacími kódy v systémech přenosu dat – návrh systému: Odvození – základní struktury PKZS. Obvyklé problémy v PKZS a jejich řešení.
Techniky komprese dat v SPD: MNP 5 apod. , V. 42 a odvozené techniky, komprese textových dat, komprese obrazových dat.
Laboratorní cvičení
39 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Organizace laboratoří a počítačových cvičení. Úvodní cvičení: Seznámení studentů s náplní jednotlivých úloh, způsobem prezentace dosažených výsledků, organizace práce v laboratoři, kontrolní úlohy a jejich význam na celkovou klasifikaci. Bezpečnost práce v laboratoři.Prvky pro realizaci systémů kodérů a dekodérů.
Hammingův kód a možnosti jeho realizace.
RM kód a možnosti jeho realizace
Analyza distribuce chyb a návrh požadavků na zabezpečovací kód
Použití Ungerboeckova kódu na zabezpečení procesu fázového klíčování
Realizace kodeku Fireova kódu
BCH kódy,činnosti RS kódů, konvoluční kódování, komprese dat.
Hammingův kód a možnosti jeho realizace.
RM kód a možnosti jeho realizace
Analyza distribuce chyb a návrh požadavků na zabezpečovací kód
Použití Ungerboeckova kódu na zabezpečení procesu fázového klíčování
Realizace kodeku Fireova kódu
BCH kódy,činnosti RS kódů, konvoluční kódování, komprese dat.