Detail předmětu

Datová komunikace

FEKT-KDAKAk. rok: 2009/2010

Teorie informace: Popis zdroje informace. Diskrétní sdělovací soustava. Přenos dat: Základní pojetí, data a signály, druhy přenosů, spolehlivost přenosu, kódování analogového a diskrétního signálu. Kódování snižující nadbytečnost: Prefixové kódy, Huffmanův kód, principy komprese dat. Protichybové kódování: Blokové kódy, stromové kódy, systém protichybového zabezpečení. Speciální modulace. Základy šifrování: Kryptografie a kryptoanalýza, kryptografický systém, metody klasické kryptologie. Šifrování veřejným klíčem. Zajištění bezpečnosti sítí. Šifrování v sítích. Kontrola přístupu. Autentizace uživatelů. Teorie hromadné obsluhy. Popis systému hromadné obsluhy: Charakteristiky SHO, Kendallova klasifikace a další charakteristiky SHO.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Karel Němec, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Výsledky učení předmětu

Student se seznámí podrobně se systémy přenosu dat a možnostmi realizace datové komunikace v těchto systémech. Probíraná látka je zaměřena především na kódování, jejich druhy a oblasti jejich využití. Rozsah studovaného materiálu je takový, aby student po úspěšném absolvování tohoto předmětu dokázal řešit obvyklé problémy, které se v této oblasti sdělovací techniky vyskytují.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Cílem kursu je seznámit studenty se základy datové komunikace, prostředky pro její realizaci a podmínkami pro uskutečňování v současných i perspektivních telekomunikačních systémech.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-TLI , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Karel Němec, CSc.

Osnova

Teorie informace. Zdroj informace: Množství informace, entropie, nadbytečnost. Diskrétní sdělovací soustava: Statické a dynamické vlastnosti zdroje, přenosový kanál, příjemce. Kódování: Princip realizace, význam pro přenos, příklady použití.
Přenos dat. Základní pojetí a terminologie: Kmitočet, spektrum, šířka pásma,rychlost přenosu, přenosový výkon. Data a signály, druhy přenosů a jejich příklady. Poškození dat při přenosu: Vnější vlivy, vnitřní vlivy. Spolehlivost přenosu. Přenosová media.
Kódování analogového a diskrétního signálu. Vysvětlení pojmu analogová data a digitální data. Čtyři možné systémy pro přenos dat: Systém digitální data a digitální signály, digitální data a analogové signály, analogová data a digitální signály a analogová data a analogové signály. Oblasti použití a realizace těchto systémů.
Kódování snižující nadbytečnost. ZákladníMetody: Prefixové kódy, Huffmanův kód. Složitější metody: Komprese bitové posloupnosti, jedno a dvouřádkové kódování u systému Telefax.
Protichybové kódování. Způsob modelování rušivých vlivů. Detekce a korekce chyb. Příklad dekódovací tabulky. Princip protichybového kódování. Zabezpečovací schopnost kódu. Třídění protichybových kódů.
Blokové kódy. Způsoby zadávání blokových kódů: Vytvářecí a kontrolní matice, vytvářecí mnohočleny. Zabezpečení dat cyklickým kódem: Model zabezpečovacího procesu, možnosti realizace kodéru a dekodéru. Příklady blokových kódů.
Stromové kódy. Třídění stromových kódů: Stromové kódy, mřížové kódy, konvoluční kódy. Způsoby zadávání konvolučních kódů: Vytvářecí mnohočleny, vytvářecí matice, zabezpečovací schopnosti kódů. Realizace kódovacího a dekódovacího procesu.
Protichybové kódové zabezpečovací systémy (PKZS). Příklad vzniku PKZS. Poloha PKZS v nadřazeném přenosovém systému. Požadavky kladené na PKZS a jejich řešení. Příklady PKZS.
Speciální modulace využívající principů protichybového zabezpečení. Systémy s vicestavovým fázovým klíčováním. Umělé zvyšování nadbytečnosti modulačního systému. Protichybové kódování v systému fázového klíčování.
Skramblovací techniky . Nutnost zajištění rovnoměrného rozložení energie signálu. Základní skrambler. Skramblery s N čítači pro N period. Spektrální vlastnosti výstupního signálu. Skramblery a fázování. Bezpečnost přenosu při skramblování.
Základy šifrování. Princip ochrany dat: Kryptografie a kryptoanalýza, kriptografický systém, šifrovací klíč, pravidla kriptologie.Metody klasické kriptologie. Šifrování veřejným klíčem.
Zajištění bezpečnosti sítí. Bezpečnostní problémy počítačových sítí. Šifrování v sítích. Kontrola přístupu. Autentizace uživatelů. Ohrožení aktivními uzly. Sledování provozu. Datová integrita.
Teorie hromadné obsluhy. Popis systému hromadné obsluhy (SHO): Vlastnosti, struktura, význam jednotlivých částí. Charakteristiky SHO: Kendallova klasifikace SHO, další charakteristiky SHO. Příklady využívání teorie SHO v technické praxi: Propustnost uzlů sdělovacích sítí, projektování systémů údržby.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Karel Němec, CSc.

Osnova

Komprese datového signálu v systémech datové komunikace.
Skramblování v systémech datové komunikace.
Základy šifrovacích technik v systémech datové komunikace.
Systémy protichybového zabezpečení v systémech datové komunikace.
Modelování vlivu přenosových charakteristik na datový signál.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Zdeněk Martinásek, Ph.D.
doc. Ing. Václav Zeman, Ph.D.

Osnova

Pravděpodobnostní charakteristiky přenosu dat.
Synchronní a asynchronní komunikace na dvoubodovém datovém spoji.
Zabezpečení datového signálu obecným blokovým kódem.
Zabezpečení datového signálu cyklickým blokovým kódem.
Zabezpečení datového signálu konvolučním kódem.