Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
specjalność: systemy komputerowe i oprogramowanie

Sylabus przedmiotu Podstawy transmisji danych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Informatyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauki techniczne, studia inżynierskie
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Podstawy transmisji danych
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji
Nauczyciel odpowiedzialny Aleksandr Cariow <Alexandr.Tariov@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Aleksandr Cariow <Alexandr.Tariov@zut.edu.pl>, Tomasz Mąka <Tomasz.Maka@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW5 15 0,90,62egzamin
laboratoriaL5 15 1,10,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawy analizy matematycznej i algebry liniowej.
W-2Podstawy fizyki.
W-3Podstawy elektroniki.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Poznanie podstaw i zasad transmisji danych.
C-2Zapoznanie się z mechanizmami warstwy fizycznej systemu transmisji danych.
C-3Zdobycie umiejętności pozwalającej na ocenę wydajności systemu transmisji danych cyfrowych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Podstawowe informacje na temat pojęcia kanału transmisyjnego, pasma oraz tłumienności. Przykładowy model systemu transmisyjnego w systemie MATLAB/Simulink.2
T-L-2Reprezentacja sygnałów transmisyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Mechanizmy wyznaczania reprezentacji częstotliwościowej, obliczanie transformaty DFT, sposób wyznaczania szerokości pasma.2
T-L-3Opracownie modeli symulacyjnych dla modulacji ciągłych amplitudy (AM) oraz częstotliwości (FM) i fazy (PM). Badania symulacyjne dotyczące procesu modulacji i porównania szerokości pasm poszczególnych sygnałów zmodulowanych.2
T-L-4Opracownie modeli symulacyjnych dla systemów kluczowania (ASK, FSK, PSK) . Badania symulacyjne dotyczące procesu kluczowania i porównania szerokości pasm poszczególnych sygnałów zmodulowanych.2
T-L-5Analiza procesu demodulacji w systemach kluczowania. Budowa modeli symulacyjnych demodulatorów sygnałów uzyskanych w procesie kluczowania.2
T-L-6Projekt i budowa systemu kodowania korekcyjnego z użyciem kodu Hamminga.2
T-L-7Projekt i budowa systemu detekcji i korekcji błędów słów danych z nadmiarowym kodem Hamminga.2
T-L-8Testowanie zaprojektowanych i zrealizowanych komponentów w modelu symulacyjnym systemu transmisyjnego.1
15
wykłady
T-W-1Historia rozwoju technik transmisyjnych. Światowi wynalazcy w dziedzinie telekomunikacji. Definicje podstawowe. Rodzaje zastosowań transmisji danych.1
T-W-2Struktura podziału usług związanych z transmisją danych. Prezentacja informacji. Informacja analogowa i cyfrowa. Sygnały analogowe oraz cyfrowe. Informacja cyfrowa. Formaty liczbowe. Numeryczne obliczanie widma sygnału. Dyskretna transformacja Fouriera.2
T-W-3Łącze komunikacyjne. Trasowanie łączy. Pasma w łączach. Tłumienność toru. Urządzenia transmisji. Urządzenia końcowe. Adapter liniowy. Modem. Kodek brzegowy sieci komutowanej. Efektywność transmisji. Kasowanie echa. Multipleksacja kanałów. Zakłócenia transmisji.2
T-W-4Przetwarzanie sygnałów mowy. Techniki przetwarzania głosu. Cyfryzacja sygnałów mowy. Zakres częstotliwości mowy. Kodery i dekodery sygnału mowy. Kompresja głosu. Decybele. Przekaz informacji: transmisja cyfrowa i analogowa.2
T-W-5Praca systemu transmisyjnego. Szerokość pasma. Przepływność. Prawo Shannona.1
T-W-6Modulacja. Szybkość modulacji a szybkość transmisji. Skuteczność widmowa. Pojemność toru transmisyjnego. Trafik. Stopa błędu.1
T-W-7Kody danych i ich konwersje. Alfabet Morse'a. Kod flagowy. Kod semaforowy. Kody ASCII, EBCDIC. Zapis kodowy. Konwersja kodowa. Kody transparentne. Przekształcanie sygnałów binarnych. Cele przekształcania sygnałów. Kody transmisyjne. Kody NRZ-L i NRZ-I. Kod RZ. Kody bifazowe: Manchester oraz Manchester Differential. Kod AMI. Kod B8ZS. Kod HDB3. Kody 2B1Q oraz 4B3T. Sygnalizacja tonowa DTMF. Technika transmisji. Detekcja i korekcja błędów. Komutacja kanałów i łączy. Kompresja sygnałów.2
T-W-8Technika modulacji. Modulacja cyfrowa ASK, PSK, and FSK. Szybkie techniki modulacji. Modulacja kwadraturowa QAM. Modulacja CAP. Dyskretna modulacja wielotonowa DMT. Modulacja TCM.2
T-W-9Media transmisyjne. Kable telekomunikacyjne. Kabel miedziany. Rodzaje skrętki dwużyłowej. Kategorie kabli miedzianych. Kabel współosiowy (koncentryczny). Światłowód.. Media bezprzewodowe. Łącza podczerwone. Fale radiowe. Transmisje mikrofalowe. Łącze mikrofalowe.2
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Przygotowanie się do zajęć laboratoryjnych.15
A-L-2Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-3Udział w konsultacjach.2
32
wykłady
A-W-1Uczesnictwo w wykładach.15
A-W-2Czytanie wskazanej literatury. Przygotowanie się do egzaminu. Udział w egzaminie.8
A-W-3Konsultacje do wykładu2
A-W-4Udział w egzaminie2
27

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny.
M-2Ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Wykład - egzamin pisiemny
S-2Ocena formująca: Ćwicienia- zaliczenie prac laboratoryjnych.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_B/07_W01
Po kursie studenci są w stanie zdefiniować podstawowe pojęcia związane z zadaniami i technikami transmisji danych.Potrafią opisać i wytłumaczyć budowę i działanie systemu transmisyjnego oraz potrafią modelować systemy i układy transmisji danych w środowisku Simulink.
I_1A_W09C-2, C-1T-W-1, T-W-5, T-W-6, T-W-9, T-W-7, T-W-4, T-W-3, T-W-8, T-W-2M-1S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_B/07_U01
Umiejętność studiowania wskazanej literatury. Umiejętność modelowania systemów transmisji danych w środowisku symulacyjnym.
I_1A_U20, I_1A_U15C-3M-2S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_1A_B/07_W01
Po kursie studenci są w stanie zdefiniować podstawowe pojęcia związane z zadaniami i technikami transmisji danych.Potrafią opisać i wytłumaczyć budowę i działanie systemu transmisyjnego oraz potrafią modelować systemy i układy transmisji danych w środowisku Simulink.
2,0Brak spełnienia wymogów na ocenę dostateczną.
3,0Potrafi dokonać podstawowej charakterystyki systemów transmisyjnych. Dysponuje wiedzą o zasadach transmisji danych, jej własnościach i ograniczeniach oraz potrafi wymienić i ocharakteryzować rodzaje medium transmisyjnego.
3,5jak na ocenę dostateczną oraz potrafi omówić architekturę systemu tranmisji cyfrowej oraz zna rodzaje i charakterystykę cyfrowych modulacji stosowanych w transmisji danych.
4,0jak na ocenę 3,5 oraz potrafi omówić zasady budowy kodów transmisyjnych (liniowych) oraz umie narysować przebiegi czasowe sygnału cyfrowego po odpowiednim kodowaniu dla róznych sposobów kodowania.
4,5jak na ocenę 4,0 oraz zna zasady i sposoby podniesienia przepustowosci toru transmisyjnego, umie omówić istniejace ograniczenia tego problemu.
5,0jak na ocenę 4,5 oraz potrafi proponować i uzasadniać dobór odpowiednich rozwiązań transmisyjnych w zależności od oczekiwań i ograniczeń określonej sytuacji. Dysponuje wiedzą o zasadach kodowania protekcyjnego.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_1A_B/07_U01
Umiejętność studiowania wskazanej literatury. Umiejętność modelowania systemów transmisji danych w środowisku symulacyjnym.
2,0nie spełnia wymogów na ocenę dostateczną
3,0odrozróżnia reprezentację sygnału w dziedzinie czasu od reprezentacji w dziedzinie częstotliwości, potrafi wyznaczyć widmo amplitudowe i oszacować szerokość pasma analizowanego sygnału. Wie na czym polega i do czago służy proces modulacji i demodulacji. Potrafi zbudować modele modulatorów ciągłych i jeden z systemów kluczowania.
3,5jak na ocenę 3,0 oraz potrafi dokonać porównania efektywności sygnałów zmodulowanych
4,0jak na ocenę 3,5 oraz potrafi zbudować modele symulacyjne trzech przykładowych koderów dla kodów liniowych
4,5jak na ocenę 4,0 oraz potrafi wykonać modele kodera i dekodera kodu korekcyjnego Hamminga
5,0jak na ocenę 4,5 oraz umie zbudować kompletny model do badania systemu transmisyjnego przy określonych zakłóceniach kanałowych

Literatura podstawowa

  1. Chustecki J. i inni, Vademecum teleinformatyka, IDG Poland S.A., Warszawa, 1999
  2. Haykin S., Systemy telekomunikacyjne, WKŁ, Warszawa, 1998, ISBN 83-206-1272-1
  3. Andrew Simmonds, Wprowadzenie do transmisji danych, Warszawa, 1999, ISBN 83-206-1287-Х
  4. W. Lipiński, S. Majsner, P. Mazurek., Modulacja, kodowanie i transmisja w systemach telekomunikacyjnych., Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2001, ISBN 83-87423-94-7
  5. Wesołowski K., Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, WKŁ, Warszawa, 2003
  6. Stefan Jackowski, Telekomunikacja. Część I oraz II., Wydawnistwo Politechniki Radomskiej, Radom, 2002
  7. Adam Urbanek, Ilustrowany leksykon teleinformatyka, Warszawa, 2000
  8. A. Cariow, T. Mąka, Wprowadzenie do modelowania sygnałów telekomunikacyjnych w środowisku Matlab-Simulink, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2008

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Podstawowe informacje na temat pojęcia kanału transmisyjnego, pasma oraz tłumienności. Przykładowy model systemu transmisyjnego w systemie MATLAB/Simulink.2
T-L-2Reprezentacja sygnałów transmisyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Mechanizmy wyznaczania reprezentacji częstotliwościowej, obliczanie transformaty DFT, sposób wyznaczania szerokości pasma.2
T-L-3Opracownie modeli symulacyjnych dla modulacji ciągłych amplitudy (AM) oraz częstotliwości (FM) i fazy (PM). Badania symulacyjne dotyczące procesu modulacji i porównania szerokości pasm poszczególnych sygnałów zmodulowanych.2
T-L-4Opracownie modeli symulacyjnych dla systemów kluczowania (ASK, FSK, PSK) . Badania symulacyjne dotyczące procesu kluczowania i porównania szerokości pasm poszczególnych sygnałów zmodulowanych.2
T-L-5Analiza procesu demodulacji w systemach kluczowania. Budowa modeli symulacyjnych demodulatorów sygnałów uzyskanych w procesie kluczowania.2
T-L-6Projekt i budowa systemu kodowania korekcyjnego z użyciem kodu Hamminga.2
T-L-7Projekt i budowa systemu detekcji i korekcji błędów słów danych z nadmiarowym kodem Hamminga.2
T-L-8Testowanie zaprojektowanych i zrealizowanych komponentów w modelu symulacyjnym systemu transmisyjnego.1
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Historia rozwoju technik transmisyjnych. Światowi wynalazcy w dziedzinie telekomunikacji. Definicje podstawowe. Rodzaje zastosowań transmisji danych.1
T-W-2Struktura podziału usług związanych z transmisją danych. Prezentacja informacji. Informacja analogowa i cyfrowa. Sygnały analogowe oraz cyfrowe. Informacja cyfrowa. Formaty liczbowe. Numeryczne obliczanie widma sygnału. Dyskretna transformacja Fouriera.2
T-W-3Łącze komunikacyjne. Trasowanie łączy. Pasma w łączach. Tłumienność toru. Urządzenia transmisji. Urządzenia końcowe. Adapter liniowy. Modem. Kodek brzegowy sieci komutowanej. Efektywność transmisji. Kasowanie echa. Multipleksacja kanałów. Zakłócenia transmisji.2
T-W-4Przetwarzanie sygnałów mowy. Techniki przetwarzania głosu. Cyfryzacja sygnałów mowy. Zakres częstotliwości mowy. Kodery i dekodery sygnału mowy. Kompresja głosu. Decybele. Przekaz informacji: transmisja cyfrowa i analogowa.2
T-W-5Praca systemu transmisyjnego. Szerokość pasma. Przepływność. Prawo Shannona.1
T-W-6Modulacja. Szybkość modulacji a szybkość transmisji. Skuteczność widmowa. Pojemność toru transmisyjnego. Trafik. Stopa błędu.1
T-W-7Kody danych i ich konwersje. Alfabet Morse'a. Kod flagowy. Kod semaforowy. Kody ASCII, EBCDIC. Zapis kodowy. Konwersja kodowa. Kody transparentne. Przekształcanie sygnałów binarnych. Cele przekształcania sygnałów. Kody transmisyjne. Kody NRZ-L i NRZ-I. Kod RZ. Kody bifazowe: Manchester oraz Manchester Differential. Kod AMI. Kod B8ZS. Kod HDB3. Kody 2B1Q oraz 4B3T. Sygnalizacja tonowa DTMF. Technika transmisji. Detekcja i korekcja błędów. Komutacja kanałów i łączy. Kompresja sygnałów.2
T-W-8Technika modulacji. Modulacja cyfrowa ASK, PSK, and FSK. Szybkie techniki modulacji. Modulacja kwadraturowa QAM. Modulacja CAP. Dyskretna modulacja wielotonowa DMT. Modulacja TCM.2
T-W-9Media transmisyjne. Kable telekomunikacyjne. Kabel miedziany. Rodzaje skrętki dwużyłowej. Kategorie kabli miedzianych. Kabel współosiowy (koncentryczny). Światłowód.. Media bezprzewodowe. Łącza podczerwone. Fale radiowe. Transmisje mikrofalowe. Łącze mikrofalowe.2
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Przygotowanie się do zajęć laboratoryjnych.15
A-L-2Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-3Udział w konsultacjach.2
32
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczesnictwo w wykładach.15
A-W-2Czytanie wskazanej literatury. Przygotowanie się do egzaminu. Udział w egzaminie.8
A-W-3Konsultacje do wykładu2
A-W-4Udział w egzaminie2
27
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_B/07_W01Po kursie studenci są w stanie zdefiniować podstawowe pojęcia związane z zadaniami i technikami transmisji danych.Potrafią opisać i wytłumaczyć budowę i działanie systemu transmisyjnego oraz potrafią modelować systemy i układy transmisji danych w środowisku Simulink.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_W09ma podstawową wiedzę dotyczącą systemów telekomunikacyjnych
Cel przedmiotuC-2Zapoznanie się z mechanizmami warstwy fizycznej systemu transmisji danych.
C-1Poznanie podstaw i zasad transmisji danych.
Treści programoweT-W-1Historia rozwoju technik transmisyjnych. Światowi wynalazcy w dziedzinie telekomunikacji. Definicje podstawowe. Rodzaje zastosowań transmisji danych.
T-W-5Praca systemu transmisyjnego. Szerokość pasma. Przepływność. Prawo Shannona.
T-W-6Modulacja. Szybkość modulacji a szybkość transmisji. Skuteczność widmowa. Pojemność toru transmisyjnego. Trafik. Stopa błędu.
T-W-9Media transmisyjne. Kable telekomunikacyjne. Kabel miedziany. Rodzaje skrętki dwużyłowej. Kategorie kabli miedzianych. Kabel współosiowy (koncentryczny). Światłowód.. Media bezprzewodowe. Łącza podczerwone. Fale radiowe. Transmisje mikrofalowe. Łącze mikrofalowe.
T-W-7Kody danych i ich konwersje. Alfabet Morse'a. Kod flagowy. Kod semaforowy. Kody ASCII, EBCDIC. Zapis kodowy. Konwersja kodowa. Kody transparentne. Przekształcanie sygnałów binarnych. Cele przekształcania sygnałów. Kody transmisyjne. Kody NRZ-L i NRZ-I. Kod RZ. Kody bifazowe: Manchester oraz Manchester Differential. Kod AMI. Kod B8ZS. Kod HDB3. Kody 2B1Q oraz 4B3T. Sygnalizacja tonowa DTMF. Technika transmisji. Detekcja i korekcja błędów. Komutacja kanałów i łączy. Kompresja sygnałów.
T-W-4Przetwarzanie sygnałów mowy. Techniki przetwarzania głosu. Cyfryzacja sygnałów mowy. Zakres częstotliwości mowy. Kodery i dekodery sygnału mowy. Kompresja głosu. Decybele. Przekaz informacji: transmisja cyfrowa i analogowa.
T-W-3Łącze komunikacyjne. Trasowanie łączy. Pasma w łączach. Tłumienność toru. Urządzenia transmisji. Urządzenia końcowe. Adapter liniowy. Modem. Kodek brzegowy sieci komutowanej. Efektywność transmisji. Kasowanie echa. Multipleksacja kanałów. Zakłócenia transmisji.
T-W-8Technika modulacji. Modulacja cyfrowa ASK, PSK, and FSK. Szybkie techniki modulacji. Modulacja kwadraturowa QAM. Modulacja CAP. Dyskretna modulacja wielotonowa DMT. Modulacja TCM.
T-W-2Struktura podziału usług związanych z transmisją danych. Prezentacja informacji. Informacja analogowa i cyfrowa. Sygnały analogowe oraz cyfrowe. Informacja cyfrowa. Formaty liczbowe. Numeryczne obliczanie widma sygnału. Dyskretna transformacja Fouriera.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Wykład - egzamin pisiemny
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak spełnienia wymogów na ocenę dostateczną.
3,0Potrafi dokonać podstawowej charakterystyki systemów transmisyjnych. Dysponuje wiedzą o zasadach transmisji danych, jej własnościach i ograniczeniach oraz potrafi wymienić i ocharakteryzować rodzaje medium transmisyjnego.
3,5jak na ocenę dostateczną oraz potrafi omówić architekturę systemu tranmisji cyfrowej oraz zna rodzaje i charakterystykę cyfrowych modulacji stosowanych w transmisji danych.
4,0jak na ocenę 3,5 oraz potrafi omówić zasady budowy kodów transmisyjnych (liniowych) oraz umie narysować przebiegi czasowe sygnału cyfrowego po odpowiednim kodowaniu dla róznych sposobów kodowania.
4,5jak na ocenę 4,0 oraz zna zasady i sposoby podniesienia przepustowosci toru transmisyjnego, umie omówić istniejace ograniczenia tego problemu.
5,0jak na ocenę 4,5 oraz potrafi proponować i uzasadniać dobór odpowiednich rozwiązań transmisyjnych w zależności od oczekiwań i ograniczeń określonej sytuacji. Dysponuje wiedzą o zasadach kodowania protekcyjnego.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_B/07_U01Umiejętność studiowania wskazanej literatury. Umiejętność modelowania systemów transmisji danych w środowisku symulacyjnym.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_U20ma umiejętności samokształcania się
I_1A_U15potrafi wykorzystywać poznane metody, modele matematyczne oraz symulacje komputerowe do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich
Cel przedmiotuC-3Zdobycie umiejętności pozwalającej na ocenę wydajności systemu transmisji danych cyfrowych.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Ćwicienia- zaliczenie prac laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0nie spełnia wymogów na ocenę dostateczną
3,0odrozróżnia reprezentację sygnału w dziedzinie czasu od reprezentacji w dziedzinie częstotliwości, potrafi wyznaczyć widmo amplitudowe i oszacować szerokość pasma analizowanego sygnału. Wie na czym polega i do czago służy proces modulacji i demodulacji. Potrafi zbudować modele modulatorów ciągłych i jeden z systemów kluczowania.
3,5jak na ocenę 3,0 oraz potrafi dokonać porównania efektywności sygnałów zmodulowanych
4,0jak na ocenę 3,5 oraz potrafi zbudować modele symulacyjne trzech przykładowych koderów dla kodów liniowych
4,5jak na ocenę 4,0 oraz potrafi wykonać modele kodera i dekodera kodu korekcyjnego Hamminga
5,0jak na ocenę 4,5 oraz umie zbudować kompletny model do badania systemu transmisyjnego przy określonych zakłóceniach kanałowych