Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Media transmisyjne
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
ITE-1-305-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Teleinformatyka
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż, prof. AGH Ludwin Wiesław (ludwin@kt.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Lasoń Artur (lason@kt.agh.edu.pl)
dr hab. inż, prof. AGH Ludwin Wiesław (ludwin@kt.agh.edu.pl)
dr hab. inż. Natkaniec Marek (natkanie@kt.agh.edu.pl)
dr inż. Sikora Marek (msikora@kt.agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Przekazuje wiedzę na temat technik łączności radiowej, systemów i sieci bezprzewodowych, przewodowych oraz technik i sieci światłowodowych

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Ma uporządkowaną wiedzę niezbędną do zrozumienia budowy i działania systemów przesyłania informacji za pomocą mediów przewodowych, w tym kabli metalowych i światłowodowych TE1A_W08 Egzamin
M_W002 Posiada teoretyczną wiedzę dotyczącą anten liniowych i mikropaskowych oraz ich najważniejszych charakterystyk i parametrów elektrycznych, w tym zagadnień dotyczących pełnego dopasowania antena-fider-nadajnik/odbiornik TE1A_W03 Egzamin
M_W003 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie fal elektromagnetycznych, ich polaryzacji oraz propagacji w próżni, na granicy dwu ośrodków, a także w troposferze i jonosferze ziemskiej TE1A_W08 Egzamin
M_W004 Ma uporządkowaną wiedzę na temat budowy i funkcji realizowanych w ramach zespołów nadawczo-odbiorczych działających w systemach bezprzewodowych i przewodowych TE1A_W09 Egzamin
Umiejętności
M_U001 Używając modeli analitycznych i/lub numerycznych potrafi zamodelować i ocenić, z punktu widzenia zadanych wymagań techno-ekonomicznych, elementy wchodzące w skład infrastruktury teletechnicznej systemu teleinformatycznego opartego zarówno na kablach (metalowych, światłowodowych), jak i na falach radiowych. TE1A_U10 Kolokwium
M_U002 Za pomocą dedykowanego testera sprzętowego potrafi zweryfikować jakość okablowania sieci Ethernet oraz zidentyfikować uszkodzenia w jej okablowaniu. Wykorzystując odpowiednie aplikacje pomiarowe potrafi zbadać przepustowość połączenia w sieciach komputerowych opartych na medium kablowym (Ethernet, PLC). TE1A_U16 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Potrafi za pomocą modeli matematycznych oraz symulacji komputerowych zaprojektować i ocenić podstawowe charakterystyki (np. diagramy kierunkowe mocy i pola) oraz parametry elektryczne (np. zysk energetyczny, kąt połowy mocy, WFS itp.) dla dipoli prostych, anten Uda-Yagi i anten mikropaskowych TE1A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi efektywnie współpracować w małym (dwu-, trzyosobowym) zespole, rozwiązującym w ramach ćwiczeń laboratoryjnych problemy dotyczące wybranych elementów składających się na infrastrukturę sieci teleinformatycznej. TE1A_K03 Zaangażowanie w pracę zespołu
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Ma uporządkowaną wiedzę niezbędną do zrozumienia budowy i działania systemów przesyłania informacji za pomocą mediów przewodowych, w tym kabli metalowych i światłowodowych + - - - - - - - - - -
M_W002 Posiada teoretyczną wiedzę dotyczącą anten liniowych i mikropaskowych oraz ich najważniejszych charakterystyk i parametrów elektrycznych, w tym zagadnień dotyczących pełnego dopasowania antena-fider-nadajnik/odbiornik + - - - - - - - - - -
M_W003 Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie fal elektromagnetycznych, ich polaryzacji oraz propagacji w próżni, na granicy dwu ośrodków, a także w troposferze i jonosferze ziemskiej + - + - - - - - - - -
M_W004 Ma uporządkowaną wiedzę na temat budowy i funkcji realizowanych w ramach zespołów nadawczo-odbiorczych działających w systemach bezprzewodowych i przewodowych + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Używając modeli analitycznych i/lub numerycznych potrafi zamodelować i ocenić, z punktu widzenia zadanych wymagań techno-ekonomicznych, elementy wchodzące w skład infrastruktury teletechnicznej systemu teleinformatycznego opartego zarówno na kablach (metalowych, światłowodowych), jak i na falach radiowych. + - + - - - - - - - -
M_U002 Za pomocą dedykowanego testera sprzętowego potrafi zweryfikować jakość okablowania sieci Ethernet oraz zidentyfikować uszkodzenia w jej okablowaniu. Wykorzystując odpowiednie aplikacje pomiarowe potrafi zbadać przepustowość połączenia w sieciach komputerowych opartych na medium kablowym (Ethernet, PLC). - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi za pomocą modeli matematycznych oraz symulacji komputerowych zaprojektować i ocenić podstawowe charakterystyki (np. diagramy kierunkowe mocy i pola) oraz parametry elektryczne (np. zysk energetyczny, kąt połowy mocy, WFS itp.) dla dipoli prostych, anten Uda-Yagi i anten mikropaskowych - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi efektywnie współpracować w małym (dwu-, trzyosobowym) zespole, rozwiązującym w ramach ćwiczeń laboratoryjnych problemy dotyczące wybranych elementów składających się na infrastrukturę sieci teleinformatycznej. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Wprowadzenie do łączności bezprzewodowej (2 godz.)
Funkcje anteny w radiowym zespole nadawczo-odbiorczym. Definicja pola elektromagnetycznego. Podział pól elektromagnetycznych. Pola dynamiczne sinusoidalnie zmienne. Klasyfikacja ośrodków. Właściwości próżni, troposfery i jonosfery.
2. Model matematyczny pola EM i właściwości fali płaskiej TEM (4 godz.)
Równania Maxwella. Fala elektromagnetyczna płaska. Fala płaska sinusoidalnie zmienna w dielektryku stratnym. Fale TEM, TM, TE. Współczynnik propagacji. Impedancja właściwa ośrodka. Płaszczyzna stałej fazy. Długość fali elektromagnetycznej. Polaryzacja fal TEM. Strumień gęstości mocy fali TEM
3. Fala TEM na granicy dwóch ośrodków (2 godz.)
Prawo odbicia i załamania. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia. Płaszczyzna stałej fazy i stałej amplitudy. Współczynnik odbicia i kąt Brewstera.
4. Pole promieniowania anteny (2 godz.)
Potencjał wektorowy pola indukcji magnetycznej. Uogólnione równanie Poissona i jego rozwiązanie w przestrzeni nieograniczonej. Dipol idealny (dipol Hertza). Pole bliskie i dalekie. Pole promieniowania dipola liniowego o dowolnym rozkładzie prądu. Definicja strefy dalekiej. Kryterium Rayleigha.
5. Wybrane charakterystyki i parametry elektryczne anten nadawczych (2 godz.)
Diagramy kierunkowe pola i mocy. Listek główny i listki boczne. Kąt połowy mocy. Moc czynna promieniowana przez antenę. Rezystancja promieniowania. Impedancja wejściowa. Długość skuteczna. Zysk kierunkowy i energetyczny anteny nadawczej. Współczynnik sprawności energetycznej anteny. Szerokość pasma pracy anteny.
6. Wybrane charakterystyki i parametry elektryczne anten odbiorczych (2 godz.)
Unormowany diagram kierunkowy pola i mocy. Powierzchnia skuteczna anteny. Zagadnienie mocy czynnej w torze antena-odbiornik. Fidery – linie zasilające: linia symetryczna, kabel koncentryczny 75 i 50 , falowody WR, EW i WC. Fala stojąca i WFS. Dopasowanie impedancyjne.
7. Systemy okablowania strukturalnego (2 godz.)
Organizacje standaryzacyjne. Elementy okablowania strukturalnego. Problem skalowalności. Punkt rozgraniczający. Pomieszczenia telekomunikacyjne i techniczne. Obszar roboczy. Przełącznice. Okablowanie szkieletowe. Zespół MUTOA i punkty konsolidacji. Standardy okablowania strukturalnego.
8. Projektowanie i modernizacja sieci LAN oraz WLAN (2 godz.)
Ewolucja standardów. Projektowanie sieci lokalnych. Etapy projektowania sieci LAN oraz WLAN. Sposoby modernizacji sieci LAN oraz WLAN. Współpraca sieci wykonanych z użyciem różnych standardów oraz kategorii. Krosowanie przewodów.
9. Pomiary okablowania strukturalnego (2 godz.)
Rodzaje kabli miedzianych: linia napowietrzna, kabel prosty, skrętka przewodów, kabel koncentryczny. Zalety i wady poszczególnych kabli miedzianych. Pomiary okablowania strukturalnego: mapa połączeń, długości torów transmisyjnych, tłumienność, stosunek tłumienia do przesłuchu, długość łącza, opóźnienie, impedancja charakterystyczna, współczynnik odbicia, opóźnienie skośne, stałoprądowa oporność pętli, przesłuch zbliżny między parami, pozostałe współczynniki przesłuchów, straty zakłóceń współbieżnych, straty zakłóceń współbieżnych w stosunku do sygnału różnicowego, tłumienie sprzężeniowe, impedancja sprzężeniowa. Pomiary łącza stałego i kanału.
10. Typowe uszkodzenia sieci LAN i WLAN oraz ich lokalizacja (2 godz.)
Typowe uszkodzenia lokalnych sieci kablowych oraz bezprzewodowych. Lokalizacja uszkodzeń w lokalnych sieciach kablowych oraz bezprzewodowych. Problem ataków w sieciach LAN i WLAN oraz ich zapobieganie.
11. Podstawy propagacji sygnału optycznego w światłowodzie (2 godz.)
Powstawanie modów w światłowodach, dyspersja modowa. Profile zmian wartości współczynnika refrakcji, światłowody gradientowe. Długość fali odcięcia dla włókien jednomodowych, geometria światłowodu i jej wpływ na warunki propagacji sygnału optycznego. Propagacja sygnału we włóknie jednomodowym – dyspersja falowodowa. Dyspersja chromatyczna. Dyspersja polaryzacyjna i jej wpływ na sygnał optyczny.
12. Typy światłowodów stosowanych we współczesnych sieciach teleinformatycznych (2 godz.)
Światłowody wielomodowe i ich charakterystyki (OM1-4). Światłowody jednomodowe G.652. Redukcja tłumienności na długości tłumienia jonów wodorotlenowych, światłowody z przesunięta charakterystyką dyspersyjną. Włókna ze zwiększoną odpornością na zginanie.
13. Budowa i utrzymanie łączy światłowodowych (2 godz.)
Typy złączy optycznych stosowanych w optycznych sieciach teleinformatycznych. Budowa łączy światłowodowych wewnętrznych i zewnętrznych. Podstawowe testy i pomiary łączy optycznych. Utrzymanie sieci światłowodowych.

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Badanie parametrów dipola liniowego zasilanego symetrycznie. Określanie podstawowych parametrów anten
2. Porównanie półfalowych dipoli – prostego i pętlowego. Wyznaczanie pasma pracy anteny.
3. Anteny z falą bieżącą – antena typu V.
4. Anteny kierunkowe typu Yagi-Uda.
5. Projektowanie i analiza szyków antenowych.
6. Anteny zawieszone nad doskonale przewodzącą płaszczyzną.
7. Anteny mikropaskowe.
8. Badanie możliwości transmisji danych w sieciach teleinformatycznych dla najczęściej spotykanych mediów transmisyjnych z użyciem symulatora sieciowego.
9. Pomiary i testowanie okablowania strukturalnego przy użyciu miernika okablowania strukturalnego.
10. Analiza możliwości transmisji danych w sieci energetycznej z użyciem modemów PLC.
11. Wykrywanie typowych uszkodzeń sieci LAN i WLAN.
12. Złącza optyczne stosowane w optycznych sieciach teleinformatycznych, tłumiki stałe i regulowane
13. Budowa i utrzymanie sieci optycznej, demonstracja osłon złączowych, przełącznic, organizacja sieci światłowodowej w szafach teleinformatycznych
14. Podstawowe pomiary łącza światłowodowego za pomocą miernika mocy optycznej

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 126 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 28 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 10 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 30 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Warunkiem koniecznym uzyskania pozytywnej oceny końcowej OK jest otrzymanie pozytywnej oceny
z laboratorium i z egzaminu. Przy czym warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest posiadanie oceny pozytywnej z laboratorium.
2. Po obliczeniu oceny średniej ważonej według wzoru SW = 0,4SOL+0,6SOE, gdzie SOL jest średnią arytmetyczną ocen uzyskanych we wszystkich terminach z laboratorium, a SOE jest średnią arytmetyczną ocen uzyskanych we wszystkich terminach z egzaminu, ocena końcowa OK jest obliczana według zależności:
if SW >4.75 then OK:=5.0 (bdb) else
if SW >4.25 then OK:=4.5 ( +db) else
if SW >3.75 then OK:=4.0 (db) else
if SW >3.25 then OK:=3.5 ( +dst) else OK:=3 (dst)
3. Zaliczenie poprawkowe w formie kolokwium ustnego

Wymagania wstępne i dodatkowe:

_

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Balanis C.A., Antenna Theory: Analysis and Design, John Wiley, 2005
2. Morawski T., Gwarek W., Pola i fale elektromagnetyczne, WNT, 2010
3. R. Ramaswami: Optical Networks: A Practical Perspective, Morgan Kaufmann, 2009
4. A. Oliviero, B. Woodward: Cabling: The Complete Guide to Copper and Fiber-Optic Networking, John Wiley, 2009
5. Fluke Networks: Certified Cabling Test Technician, 2008

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Łukasz Prasnal, Marek Natkaniec, Sprawiedliwy podział przepustowości w sieciach standardu 802.11AA, Przegląd Telekomunikacyjny, Wiadomości Telekomunikacyjne; ISSN 1230-3496. — 2016 R. 88 nr 6
2. Łukasz Prasnal, Szymon Szott, Marek Natkaniec, Selfish attacks in IEEE 802.11aa networks with intra-AC prioritization, ISCC 2015, The 20th IEEE Symposium on Computers and Communications, e-ISBN: 978-1-4673-7194-0. — S. 834–839, 06-09 July, 2015, Larnaca, Cyprus
3. Marek Natkaniec, Roman Kowalski, Karol Kostecki, Analiza zjawiska anomalii wydajności w sieciach standardu IEEE 802.11ac, Przegląd Telekomunikacyjny, Wiadomości Telekomunikacyjne; ISSN 1230-3496. — 2015 R. 88 nr 4
4. Szymon Szott, Janusz Gozdecki, Katarzyna Kosek-Szott, Krzysztof Loziak, Marek Natkaniec, Ilenia Tinnirello: The Risks of WiFi Flexibility: Enabling and Detecting Cheating, Proc. of Future Network and MobileSummit 2013, 03 – 05 July 2013, Lisbon, Portugal
5. Szymon Szott, Marek Sikora, Marek Natkaniec, Krzysztof Loziak: Detecting Transmission Power Misbehaviour in Wi-Fi Networks, 1st International Workshop on Wireless Access Flexibility, WiFlex 2013, 4-5 September, 2013, Kaliningrad, Russia
6. P.Kułakowski, Javier Vales-Alonso, Esteban Egea-López, W.LUDWIN, Joan García-Haro, Angle-of-arrival localization based on antenna arrays for wireless sensor networks , Computers and Electrical Engineering ; ISSN 0045-7906. — 2010 vol. 36 iss. 6, s. 1181–1186.
7. T.Zieliński, P.Korohoda, R.Rumian, …, W.LUDWIN., … i inni, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów w telekomunikacji : podstawy – multimedia – transmisja, PWN Warszawa 2014, str. 983. Część III “Transmisja”, Rozdział 22 “Podstawy transmisji radiowej”.

Informacje dodatkowe:

Brak