440-2103/04 – Úvod do komunikačních technologií (ÚdKT)
| Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Miroslav Vozňák, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Miroslav Vozňák, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | | |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Rozumět základním jednotkám, veličinám a technologiím v telekomunikacích.
Učební výstupy jsou stanoveny tak, aby studenti byli schopni identifikovat, aplikovat a řešit úlohy z oblasti komunikačních technologií.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Anotace
Student získává informace o principech přenosu informace v metalických,
optických a bezdrátových sítích a porozumí používaným technologiím pro
elektronickou komunikaci. V rámci kurzu je důraz kladen na architekturu
sítí, nepoužívanější principy a protokoly. Pozornost je věnována rovněž
multimédiím a zabezpečení přenosu informace. V závěru jsou zmíněny
perspektivní technologie pro sítě Internetu věcí a M2M (Machine-to-Machine)
komunikace.
Povinná literatura:
M. Vozňák, P. Číka, L. Michalek, F. Řezáč, J. Skapa, R. Šebesta, M. Dvorský: Úvod do komunikačních technologií, VŠB-TUO, 150 str., 2018.
T. Anttalainen, J. Ville: Introduction to Communication Networks, Artech House Communications and Network Engineering Series, 367 p., 2014.
Doporučená literatura:
Horst,J., Rotter,H.: Infomační a telekomunikační technika. Europa-Sobatalez, 1. vyd., 399 str., 2004.
M. Clark: Networks and Telecommunications, John Wiley & Sons, Ltd, 2nd edition, 973 p., 2001.
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Každý student má možnost v průběhu semestru získat maximálně 100 bodů, z toho za:
• vyřešení projektu 20 bodů,
• laboratorní cvičení 40 bodů
• kontrolní testy 40 bodů
E-learning
https://lms.vsb.cz/login/index.php
Další požadavky na studenta
Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
- Přenos signálu.
Analogové a diskrétní signály, vlastnosti, základní pojmy a rozdělení. Simplexní, poloduplexní a duplexní komunikace, synchronní a asynchronní přenos a příklady použití. Techniky vícenásobného přenosu (prostorové, frekvenční, časové, kódové multiplexy).
- Komunikační řetězec.
Prvky komunikačního řetězce, přenosový kanál a jeho vlastnosti. Struktura sítí, síťové topologie, výhody a nevýhody, metody přístupu k přenosovému médiu (deterministické a stochastické). Architektura sítí, páteřní a přístupové sítě, praktické příklady.
- Metalické sítě.
Základní typy sdělovacích kabelů. Symetrická a nesymetrická vedení. Náhradní model vedení. Útlum, přeslech na blízkém a vzdáleném konci. Vliv kapacitní nerovnováhy na přenosovou funkci vedení. Můstkové metody zaměřování poruch na vedení.
- Optické sítě.
Výhody a nevýhody vzdušných optických tras. Princip přenosu světla optickým vláknem. Totální odraz a útlum v optických vláknech. Spektrální útlumová charakteristika a disperze v optických vláknech. Spektrum polovodičových zdrojů světla pro optické komunikace. WDM sítě.
- Přístupové sítě.
Přenosová technologie typu xDSL (IDSL, VDSL, ADSL, SDSL - vlastnosti a použití). Optovláknové FTTx přístupové technologie (pasivní a aktivní optické sítě). Průmyslový standard DOCSIS.
- Bezdrátové sítě.
Rozdělení rádiového spektra. Základy šíření rádiového signálu, radiokomunikační řetězec. Klasifikace bezdrátových sítí a přehled systémů využívajících rádiový kanál (Wi-Fi, Bluetooth, WiMax a ZigBee) a jejich vlastnosti.
- Počítačové sítě I.
Model a architektura TCP/IP, vztah k modelu RM OSI, datagram, paket, rámec, enkapsulace. Adresa MAC, adresace IPv4 a IPv6. Transportní protokoly TCP a UDP. Ethernet a jeho typy, struktura rámce.
- Počítačové sítě II.
Aktivní prvky, přepínač a směrovač, principy přepínání (správa tabulky MAC adres, STP protokol, VLAN), směrování a směrovací protokoly (RIP, OSPF a BGP). Další důležité prvky počítačové sítě, DHCP a DNS. Neveřejný adresní prostor a překlad adresa NAT.
- Mobilní buňkové sítě.
Generace mobilních sítí, prvky a architektura GSM, UMTS a LTE. Datové přenosy v mobilních sítích (HSCSD, GPRS, EDGE, HSPA). Heterogenní sítě, sdílení spektra a kognitivní rádio. Mobilní sítě 5G. Lokalizace pomocí mobilní sítě.
- Bezpečnost.
Princip kryptografie a steganografie, cíle kryptografie. Symetrická a asymetrická kryptografie, příklady nejpoužívanějších šifrovacích algoritmů, hašovací funkce a digitální podpis. Budoucnost kryptografie - sítě s distribucí klíčů s využitím principů kvantové mechaniky.
- Multimediální komunikace I.
Vlastnosti multimédií. Protokoly pro přenosu informace v reálném čase. Principy kódování řeči, kódování tvaru vlny a zdrojové kódování hovorových signálů. Řečové kodeky a jejich vlastnosti.
- Multimediální komunikace II.
Video, Barevné modely RGB, CMY, CMYK a YUV. Rozlišení HD, Full HD a UHD. Komprese a základní principy škálovatelné komprese. Přehled formátů, kódování a kontejnerů. Videokonferenční systémy, distribuce video obsahu a streamování videa.
- Internet věcí.
Základní principy M2M komunikace a nízkoenergetické senzorové IoT sítě. Přehled LPWAN technologií a jejich vlastnosti, NB-IoT, SigFox, LoRa a IQRF. Kampusová IoT síť VŠB-TUO dle specifikace LoRaWAN, praktické ukázky komponentů architektury, implementace senzorů a příkladů užití.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky