Detail předmětu
Datová komunikace
FEKT-MPC-DAKAk. rok: 2021/2022
V předmětu se studenti seznámí s principy datových přenosů. Předmět zahrnuje problematiku teorie informace, popis zdroje informace, diskrétní sdělovací soustavy. Dále se věnuje přenosu dat, a to v základním pojetí, popisu dat a signálů, druhům přenosů, spolehlivosti přenosu, kódování analogového a diskrétního signálu. Podrobněji je pak zaměřen na kódování: Kódování snižující nadbytečnost - prefixové kódy, Huffmanův kód, principy komprese dat. Protichybové kódování: Blokové kódy, stromové kódy, turbo kódy, zřetězené kódy, systém protichybového zabezpečení. Rovněž v neposlední řadě je věnován i modulacím signálu, základům šifrování a dalším problematikám přenosu dat.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- vysvětlit pojmy informace, množství informace a nadbytečnost
- vyhodnotit statické vlastnosti zdroje informace, zejména nadbytečnosti a navrhnout vhodný kód pro její snížení
- vysvětlit pojem kapacita kanálu, Shannonův vztah, a umět jí určit pro diskrétní i analogový kanál
- popsat princip protichybového zabezpečení systémy FEC a ARQ
- vysvětlit princip protichybového zabezpečení s pomocí kódů
- vysvětlit pojmy hammingova vzdálenost a váha
- určit detekční a opravné schopnosti kódu
- vysvětlit princip zabezpečení pomocí protichybových blokových, cyklických, stromových a zřetězených kódů
- umět zabezpečit data dříve uvedenými kódy na základě zadané vytvářecí matice, či polynomu
- umět nalézt zapojení kodéru a dekodéru blokového, cyklického či stromového kódu
- vytvořit stromový, mřížový a stavový diagram stromového kódu
- popsat princip dekódování Viterbiho algoritmem
- uvést metody přenosu v základním a přeloženém pásmu
- uvést a popsat některé linkové kódy a jejich využití
- uvést a popsat základní typy klíčování i kombinované metody
- uvést a popsat princip přenosu na jedné a více nosných s příklady aplikací
- uvést základní pojmy z problematiky šifrování, typy kryptografických systémů
- uvést služby zajišťované kryptografickými systémy
- uvést příklady a porovnat symetrické a asymetrické kryptografické systémy
Prerekvizity
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka znalého pro samostatnou činnost“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Na konci každého laboratorního cvičení nebo cvičení na počítačích kontroluje vyučující zpracování výsledků realizovaného zadání a bodově je ohodnotí. Hodnocení počítačových cvičení zahrnuje výsledky testů v průběhu cvičení (7 bodů) a zápočtového testu (8 bodů). Pro získání zápočtu je nutné, mimo jiné, absolvovat zápočtový test z počítačových cvičení s hodnocením vyšším než 0,7 bodů. Každý student má na tento zápočtový test jen jeden pokus. Získané body z laboratorních měření (15 bodů) a počítačových cvičení (15 bodů) jsou pak součástí celkového bodového hodnocení, a tedy i klasifikace. Zkouška je písemná. Maximální počet bodů je 70. Výsledné hodnocení je součet bodů za počítačová cvičení, laboratoře a písemnou zkoušku. Minimální přípustná hodnota je 50 bodů, maximální hodnota je 100 bodů.
Osnovy výuky
2. Systémy přenosu informace
3. Přenos dat
4. Kódování snižující nadbytečnost
5. Protichybové kódování
6. Blokové kódy
7. Blokové cyklické kódy
8. Příklady cyklických kódů
9. Stromové kódy
10. Turbo kódy
11. Protichybové kódové systémy
12. Modemy v systémech datové komunikace
13. Základy šifrování
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
ŠILHAVÝ, P. Datová komunikace. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2012. s. 1-211. ISBN: 978-80-214-4455-3. (CS)
Doporučená literatura
MORELOS-ZARAGOZA, Robert H. The art of error correcting coding. Chichester : John Wiley & Sons, 2002. 221 s. ISBN 04-714-9581-6. (EN)
SKALAR, B.. Digital Communications, Fundamentals and applications, Prentice-Hall, 2003, ISBN 0-13-084788-7. (EN)
ŠILHAVÝ, P. Přenos dat a kódování pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2013. s. 1-107. ISBN: 978-80-214-4827-8. (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program MPC-EAK magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Systémy přenosu informace.
3. Přenos dat.
4. Kódování snižující nadbytečnost.
5. Protichybové kódování.
6. Blokové kódy.
7. Blokové cyklické kódy.
8. Příklady cyklických kódů.
9. Stromové kódy.
10. Turbo kódy.
11. Protichybové kódové systémy.
12. Modemy v systémech datové komunikace.
13. Základy šifrování.
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Teorie informace, Huffmanův kód.
3. Lineární blokové kódy.
4. Cyklické kódy.
5. Konvoluční kódy.
6. Zápočtový test.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Modemy G.fast.
3. Technologie Sigfox.
4. Pasivní optické sítě PON.
5. xDSL modemy - odolnost vůči rušeníí.
6. Modemy DOCSIS.
7. PLC modemy.
8. Sériová rozhraní RS232, USB a I2C.