Detail předmětu

Data Communication

FEKT-CDAKAk. 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

angličtina

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

Na konci každého laboratorního cvičení nebo cvičení na počítačích kontroluje vyučující zpracování výsledků realizovaného zadání a bodově je ohodnotí.Získané body z laboratorních měření a počítačových cvičení (max. 30 bodů za celý semestr)jsou pak součástí bodového hodnocení u zkoušky 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.

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-BC bakalářský

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Karel Němec, CSc.

Osnova

1.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.
2.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.
3.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.
4.Kódování snižující nadbytečnost. Základní metody: Prefixové kódy, Huffmanův kód. Složitější metody: Komprese bitové posloupnosti, jedno a dvouřádkové kódování u systému Telefax.
5.Protichybové kódování. Způsob modelování rušivých vlivů. Detekce a korekce chyb. Příklad dekódovací tabulky. Princip protichybového kódování. Zabezpečovací schopnost kódu. Třídění protichybových kódů.
6.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.
7.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.
8.Protichybové kódové zabezpečovací systémy (PKZS). Příklad vzniku PKZS. Poloha PKZS v nadřazeném přenosovém systému. Požadavky kladené na PKZS a jejich řešení. Příklady PKZS.
9.Speciální modulace využívající principů protichybového zabezpečení. Systémy s vícestavovým fázovým klíčováním. Umělé zvyšování nadbytečnosti modulačního systému. Protichybové kódování v systému fázového klíčování.
10.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.
11.Základy šifrování. Princip ochrany dat: Kryptografie a kryptoanalýza, kryptografický systém, šifrovací klíč, pravidla kryptologie.Metody klasické kryptologie. Šifrování veřejným klíčem.
12. Datová síť jako prostředek realizace datové komunikace. Základní typy spojů v datové síti: Dvoubodový spoj, mnohobodový spoj, kruhový spoj, podrobnější struktura dvoubodového spoje. Základní typy komutací v datových sítích: Komutace okruhů, komutace zpráv, komutace paketů. Typy datových sítí: Třídění podle existence podřízenosti, třídění podle délky spojů. Prvky systému datová síť: Multiplexory a koncentrátory, spojovací systémy, přenosové systémy. Řízení přenosu dat: Řídící postupy přenosu dat, princip vrstvového řízení. Zajištění bezpečnosti datových sítí: Vrstvový model TCP/IP, Bezpečná komunikace přes TCP/IP.
13.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

Úvodní cvičení: Seznámení s náplní jednotlivých úloh, způsobem prezentace dosažených výsledků, organizace práce v laboratoři, kontrolní úlohy a jejich význam na celkovou klasifikaci. Bezpečnost práce v laboratoři.
1. Huffmanův kód
2. Lineární blokové kódy
2. Cyklický kód
4. Konvoluční kód
5. Matlab/Simulink - Communication blockset
Náhradní cvičení a časová rezerva pro možné změny během semestru.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Karel Němec, CSc.

Osnova

Úvodní cvičení: Seznámení s náplní jednotlivých úloh, způsobem prezentace dosažených výsledků, organizace práce v laboratoři, kontrolní úlohy a jejich význam na celkovou klasifikaci. Bezpečnost práce v laboratoři. Použití poznatků z teorie informace v systémech datové komunikace.
Seznam úloh:
1. MSDSL modemy
2. ADSL modemy
3. MC35 GSM/GPRS modem
4. Modemy dle V.34
5. Konfigurace ADSL technologie a její zálohování pomocí ISDN, technologie WLAN
Náhradní cvičení a časová rezerva pro možné změny během semestru.
kódem.