Datová komunikace

• 39 hod. přednášky
• 13 hod. laboratoře
• 13 hod. pc laboratoře

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.

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

Základy elektrotechniky a elektroniky a přenosu elektromagnetických signálů.

• Mac Kay, D.J.C.: Information Theory, Inference and Learning Algorithms, Draft 1.9.7., June 10, 1999.
• Stallings, W.: Data and Computer Communications, Prentice Hall Internationals Editions, 1994.
• Němec, K.: Datová komunikace, Skripta pro předmět Datová komunikace. VUTIUM, Brno, 2000.

• Mac Kay, D.J.C.: Information Theory, Inference and Learning Algorithms, Draft 1.9.7., June 10, 1999.
• Stallings, W.: Data and Computer Communications, Prentice Hall Internationals Editions, 1994.
• Kolektiv autorů: CCITT Blue Book, Volume VIII, Fascicle VIII.1, Data Communication over The Telphone Network, Geneva, 1989.

• 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.

• 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

• 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.

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Podmínkou pro udělení zápočtu je úspěšné absolvování laboratorních měření a počítačových cvičení. Povolena je 20% omluvená neúčast, která se nahradí po domluvě s vyučujícím.

Průběžná kontrola výuky: 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.