Παρουσίαση/Προβολή

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ
(A2) - Ε. ΠΑΛΛΗΣ, Χ. ΒΑΖΟΥΡΑΣ, Γ. ΒΕΡΟΠΟΥΛΟΣ, Χ. ΜΠΟΛΑΚΗΣ
Περιγραφή Μαθήματος
Το μάθημα στοχεύει να εντρυφήσει τον φοιτητή στις θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των επικοινωνιακών δικτύων, εφοδιάζοντάς τον παράλληλα με τις απαραίτητες γνώσεις και δεξιότητες ώστε: α) να σχεδιάζει και να υλοποιεί ενσύρματα και ασύρματα δίκτυα δεδομένων, β) να αναλύει την συνολική τους επίδοση όπως επίσης και των επί μέρους λειτουργικών μονάδων, και γ) να μελετά και να εφαρμόζει τεχνικές οι οποίες θα επιτρέψουν την ανάπτυξη καινοτόμων υπηρεσιών και υποδομών για τη συλλογή, τη αποθήκευση, τη επεξεργασία και την ανάλυση δεδομένων και πληροφοριών. Το μάθημα έρχεται να καλύψει θεωρητικά και πρακτικά θέματα που σχετίζονται με τον τρόπο με τον οποίο τα επικοινωνιακά δίκτυα δεδομένων διασυνδέονται μεταξύ τους για να ανταλλάξουν πληροφορίες, τον τρόπο οργάνωσής τους στα πλαίσια ενός παγκόσμιου δικτύου, τη χρήση αρχιτεκτονικών και πρωτοκόλλων για την ασφαλή ανταλλαγή δεδομένων, με ιδιαίτερη έμφαση στα δίκτυα δεδομένων που στηρίζονται στο πρωτόκολλο IP και στο διαδίκτυο. |
Ημερομηνία δημιουργίας
Τρίτη 12 Οκτωβρίου 2021
-
Περιεχόμενο μαθήματος
ΘΕΩΡΙΑ
- Εισαγωγή: βασική αρχιτεκτονική επικοινωνιακού συστήματος, κύρια στοιχεία και λειτουργικότητα. Επισκόπηση δικτύων, τεχνικές μεταγωγής, είδη δικτύων. Σήματα στο πεδίο του χρόνου και της συχνότητας, εφαρμογή σε επικοινωνιακό σύστημα.
- Θεωρία σημάτων: στοιχεία ανάλυσης Fourier (φάσμα, εύρος ζώνης), ισχύς και λόγοι ισχύος (dB). Στοιχεία συστημάτων: φίλτρα, υπερετεροδύνωση (up/down-conversion). Θόρυβος και σηματοθορυβικοί λόγοι. Ρυθμός μετάδοσης και χωρητικότητα καναλιού (θεώρημα Shannon – Hartley).
- Τεχνικές αναλογικής και ψηφιακής διαμόρφωσης / κωδικοποίησης.
- Ενσύρματη μετάδοση: Γραμμές μεταφοράς - προσαρμογή και SWR, ταχύτητα φάσης και ομάδας (latency).
- Ασύρματη μετάδοση: Η/Μ κύματα, πόλωση. Επίπεδο και σφαιρικό κύμα. Ακτινοβολία κεραίας και πυκνότητα ισχύος στο μακρινό πεδίο.
- Διάδοση οπτικής επαφής: Κεραίες - κατευθυντικότητα / κέρδος. Εξίσωση Friis, Π/Υ ζεύξης και απώλειες διάδοσης. Άλλοι μηχανισμοί διάδοσης (τροποσφαιρική διάθλαση, multipath).
- Μηχανισμοί διόρθωσης καναλιού (FEC, ACM, MIMO), Ορθογωνική Πολυπλεξία Διαίρεσης Συχνότητας (OFDM) και Διασπορά Φάσματος (Spread Spectrum)
- Η αρχιτεκτονική της διαστρωμάτωσης, το ΜΑC επίπεδο, πρωτόκολλα πρόσβασης καναλιού, πολυπλεξία.
- Κώδικες ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων, πρωτόκολλα ελέγχου ροής και ελέγχου σφαλμάτων.
- Τεχνολογίες ασύρματων δικτύων (ΙΕΕΕ 802.11x), συστήματα τέταρτης γενιάς (4G) και LTE.
- Βασικές αρχές συστημάτων Internet of Things και προσομοίωση συστημάτων.
- Σχεδίαση επικοινωνιακού συστήματος σε υπολογιστικό περιβάλλον.
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ
Τα εργαστήριο στοχεύει να υποστηρίξει το θεωρητικό μέρος του μαθήματος, δίνοντας έμφαση σε θέματα που σχετίζονται με τη χρήση εργαλείων S/W, H/W για την εκπομπή και λήψη δεδομένων μέσα από ενσύρματες και ασύρματες ζεύξεις, την προσομοίωση των βασικών λειτουργιών δικτύων δεδομένων και υπολογιστών, την επίδραση του περιβάλλοντος επικοινωνίας, καθώς και σε ζητήματα ασφάλειας.
Προτεινόμενα συγγράμματα
- Stallings, Data and Computer Communications, 10th Edition, Pearson, 2014
- A. Forouzan, Data Communications and Networking 5th Edition, McGraw-Hill, 2012
- Stallings, Wireless Communications & Networks, 2nd Edition, Pearson, 2014
- S. Tanenbaum, N. Feamster, D. Weatherall, Computer Networks, 6th Edition, Pearson, 2021
- F. Kurose, K. Ross, Computer Networking, 8th Edition, Pearson, 2021
- M. Pozar, Microwave and RF design of Wireless System Wiley, 2000
- M. Pozar, Microwave Engineering, Wiley, 2011
Μαθησιακοί στόχοι
Το μάθημα «Επικοινωνίες Δεδομένων» στοχεύει να εντρυφήσει τον φοιτητή στις θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των επικοινωνιακών δικτύων, εφοδιάζοντάς τον παράλληλα με τις απαραίτητες γνώσεις και δεξιότητες ώστε: α) να σχεδιάζει και να υλοποιεί ενσύρματα και ασύρματα δίκτυα δεδομένων, β) να αναλύει την συνολική τους επίδοση όπως επίσης και των επί μέρους λειτουργικών μονάδων, και γ) να μελετά και να εφαρμόζει τεχνικές οι οποίες θα επιτρέψουν την ανάπτυξη καινοτόμων υπηρεσιών και υποδομών για τη συλλογή, τη αποθήκευση, τη επεξεργασία και την ανάλυση δεδομένων και πληροφοριών. Το μάθημα έρχεται να καλύψει θεωρητικά και πρακτικά θέματα που σχετίζονται με τον τρόπο με τον οποίο τα επικοινωνιακά δίκτυα δεδομένων διασυνδέονται μεταξύ τους για να ανταλλάξουν πληροφορίες, τον τρόπο οργάνωσής τους στα πλαίσια ενός παγκόσμιου δικτύου, στη χρήση αρχιτεκτονικών και πρωτοκόλλων που χρησιμοποιούνται για την ασφαλή ανταλλαγή δεδομένων, καθώς και στη χρήση εφαρμογών, με ιδιαίτερη έμφαση στα δίκτυα δεδομένων που στηρίζονται στο πρωτόκολλο IP και στο διαδίκτυο.
Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι ικανοί να:
1. Περιγράψουν με σαφήνεια ένα επικοινωνιακό σύστημα, να προσδιορίσουν τα μέρη του και να αναλύσουν τις επιμέρους λειτουργίες του.
2. Εκπονήσουν μελέτη σκοπιμότητας για την ανάπτυξη και εγκατάσταση ενός επικοινωνιακού συστήματος.
3. Αναλύσουν, σχεδιάσουν, αναπτύξουν, εγκαταστήσουν, υποστηρίξουν και επιβλέψουν τη λειτουργία όλων των συνιστωσών ενός επικοινωνιακού συστήματος.
4. Συνθέσουν, οργανώσουν, εγκαταστήσουν, υποστηρίξουν και επιβλέψουν τη λειτουργία του ολοκληρωμένου επικοινωνιακού συστήματος.
5. Αξιολογήσουν και μετρήσουν τις επιδόσεις ενός επικοινωνιακού συστήματος.
6. Ανακαλύψουν, μελετήσουν και επιλύσουν προβλήματα κατά τη λειτουργία ενός επικοινωνιακού συστήματος.
7. Συμβάλουν στη βελτίωση της λειτουργίας υφιστάμενων επικοινωνιακών συστημάτων.
8. Ερευνήσουν, μελετήσουν, αναπτύξουν, οργανώσουν και προωθήσουν καινοτόμα επικοινωνιακά συστήματα για διάφορες εφαρμογές.
Μέθοδοι αξιολόγησης
Γλώσσα Αξιολόγησης
Ελληνική ή/και Αγγλική
Περιγραφή
Γραπτές εξετάσεις, βαθμολόγηση στο εργαστήριο, βαθμολόγηση εργασιών.
- Γραπτές εξετάσεις στο τέλος του εξαμήνου 80%. Εξ’ αποστάσεως με ταυτόχρονη χρήση της πλατφόρμας MS Teams – για θέματα ταυτοποίησης και επιτήρησης – και της πλατφόρμας e-class – για τις Ερωτήσεις/Απαντήσεις. Οι φοιτητές καλούνται να απαντήσουν σε μια σειρά ερωτήσεων/ασκήσεων, οι οποίες σχετίζονται με την ύλη που διδάχθηκε από όλους τους Διδάσκοντες (Πάλλης Ε., Βαζούρας Χ., Μπολάκης Χ., Βερόπουλος Γ.), κατά την διάρκεια του εξαμήνου.
- Εργασίες/projects 20%. Οι ημερομηνίες παράδοσης των εργασιών ανακοινώνονται μέσω του e-class στους φακέλους «Ανακοινώσεις» ή/και «Εργασίες».
Μέθοδοι αξιολόγησης
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Συμπερασματική)
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής (Συμπερασματική)
- Γραπτή Εργασία (Διαμορφωτική)
- Δημόσια Παρουσίαση (Διαμορφωτική)
- Εργαστηριακή Εργασία (Διαμορφωτική)
Για την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές/φοιτήτριες θα πρέπει να έχουν αξιολογηθεί με βαθμό ≥ 5.0 τόσο στην τελική γραπτή εξέταση όσο και στην εργαστηριακή εργασία.