Detail předmětu

Datová komunikace

FEKT-KDAKAk. rok: 2015/2016

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, systém protichybového zabezpečení. Rovněž v neposlední řadě je věnován i modulacím signálu, základům šifrování a dalším problematikám přenosu dat.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je, mimo jiné, schopen:
- 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 kodódu
- 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

Student, který si zapíše předmět, by měl plně ovládat vybrané partie z matematiky, a to zejména: Výpočty, úpravu rovnic a nerovnic s logaritmy, zvládat maticový počet, zejména násobení vektorů s maticí, zvládat početní operace s mnohočleny (polynomy), zejména dělení, převod do binární soustavy a výpočty v binární soustavě. Student byt měl mít zkušenosti s vytvářením jednoduchých funkcí v programovém prostředí MATLAB.

Doporučená nebo povinná literatura

ŠILHAVÝ, P. Datová komunikace. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2012. s. 1-211. ISBN: 978-80-214-4455-3. (CS)
ŠILHAVÝ, P. Datová komunikace - Laboratorní cvičení. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2013. s. 1-84. ISBN: 978-80-214-4725-7. (CS)
MORELOS-ZARAGOZA, Robert H. The art of error correcting coding. Chichester : John Wiley & Sons, 2002. 221 s. ISBN 04-714-9581-6. (EN)
BIGGS, Norman L. Codes : an introduction to information communication and cryptography. London : Springer, 2008. 273 s. ISBN 978-184-8002-722. (EN)
SKALAR, B.. Digital Communications, Fundamentals and applications, Prentice-Hall, 2003, ISBN 0-13-084788-7. (EN)
GITLIN, Richard D; HAYES, Jeremiah F; WEINSTEIN, Stephen B. Data communications principles. New York : Plenum Press, 1992. 733 s. ISBN 03-064-3777-5. (EN)
GLAVIEUX, Alain. Channel coding in communication networks : from theory to turbocodes. London : ISTE, 2007. 418 s. ISBN 19-052-0924-x. (EN)
MOON, Todd K. Error correction coding : mathematical methods and algorithms. Hoboken : John Wiley & Sons, 2004. 756 s. ISBN 04-716-4800-0. (EN)
LIN, Shu; COSTELLO, Daniel J. Error control coding : fundamentals and applications. 2nd ed. Upper Saddle River : Pearson Prentice Hall, 2004. 1260 s. ISBN 01-304-2672-5. (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Z každé přednášky (tutoriálu) je zadána domácí úloha, která je hodnocena maximálně 4 body. Z domácích úloh lze tak získat 20 bodů. V laboratoři je připraveno 8 laboratorních úloh, z nichž každý absolvuje 2 úloh dle rozdělení v úvodní hodině. Z laboratorních cvičení lze získat maximálně 10 bodů. 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.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Základní poznatky z teorie informace.
Systémy přenosu informace.
2. Přenos dat.
Kódování snižující nadbytečnost.
3. Protichybové kódování.
Blokové kódy.
4. Blokové cyklické kódy.
Stromové kódy.
Turbo kódy.
5. Protichybové kódové systémy.
Modemy v systémech datové komunikace.
Základy šifrování.

Laboratorní cvičení:
1. Modemy VDSL2
2. Modemy ADSL2 a ADSL2+
3. Konfigurace ADSL přípojky
4. Pasivní optické sítě PON
5. ADSL modemy – odolnost vůči rušení
6. Konfigurace VDSL přípojky
7. PLC modemy
8. Sériová rozhraní RS232, USB a I2C

Cíl

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

Laboratorní cvičení jsou povinna, řádně omluvená zmeškaná cvičení lze po domluvě nahradit. Vymezení kontrolované výuky a časový harmonogram jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-TLI , 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinný

  • Program IBEP-TZ bakalářský

    obor TZ-IBP , 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning