Infokommunikáció

A tantárgy angol neve: Infocommunication

Adatlap utolsó módosítása: 2013. október 24.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak

BSc képzés

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VITMA301   3/2/0/v 5  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Biró József,
4. A tantárgy előadója

 Név: Beosztás: Tanszék, Intézet:
 Dr. Bíró József egy. tanár TMIT
 Marosi Gyula mestertanár TMIT
 Dr. Varga Pál egy. docens
 TMIT

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Jelek és rendszerek. Számítógép-hálózatok 
6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
(((TárgyTeljesítve("BMETE90AX00") VAGY
TárgyTeljesítve("BMETE901913") )
ÉS
(TárgyTeljesítve("BMEVIHVA200") VAGY
TárgyTeljesítve("BMEVIHVAB01") VAGY
TárgyTeljesítve("BMEVIEV2015") VAGY
TárgyTeljesítve("BMEVIEV2021") ) )


VAGY
EgyenCsoportTagja("Brazil 2015-16-1_erk") )

ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVITMAB03" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVITMAB03", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

ÉS Training.Code=("5N-A7")

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:

Az alábbi tantárgyak kreditjének megszerzése ajánlott:

Jelek és rendszerek VIHVA200

Elektromágneses terek alapjai (VIHVA201)

Informatika 2 VIAUA203

7. A tantárgy célkitűzése

Az „Infokommunikáció” tárgy alapvető célja, hogy megismertesse a távközlésre és számítógép hálózatokra is kiterjedő infokommunikáció sajátos kérdésfelvetéseit, valamint e kérdések megválaszolásának legfontosabb módszereit és eljárásait.

A tárgy oktatása törekszik arra, hogy később

-   a témarokon szakirányokon tovább tanulók biztos alapokat kapjanak a leglényegesebb fogalmak és eljárások tekintetében; valamint

-   azok a hallgatók, akik más szakirányok valamelyikén folytatják tanulmányaikat, kellően megalapozott ismeretekkel rendelkezzenek az új infokommunikációs rendszerek mibenlétének megértéséhez.

Ennek megfelelően a tantárgy minden villamosmérnök számára nyújt „kimenő” ismereteket miközben megalapozza a később az infokommunikáció-rokon szakirányok valamelyikét választók további tanulmányait.

Az előadások, a gyakorlatok és a számonkérés módszere együttesen arra törekszik, hogy a hallgatók a megismert elemeket, módszereket és eljárásokat egyrészt alkotó módon tudják alkalmazni, másrészt elegendően sok fix pontot kapjanak ahhoz, hogy a számukra újdonságnak tűnő vagy ténylegesen új infokommunikációs rendszereket és szolgáltatásokat kevés utánjárással megértsék.

 

8. A tantárgy részletes tematikája

(A gyakorlatok anyaga az előadásokhoz kapcsolódóan számítási és implementációs példák, esettanulmányok ismertetése):
Az infokommunikáció alapjai:
A tantárggyal kapcsolatos információk ismertetése, a témakör elhelyezése az információs és kommunikációs technológiák piaci szereplőinek tevékenységében.
Hang, hallás, kép, látás, képfelbontás, alkalmazások. Az emberi hallás és látás műszaki vonatkozásai, hangosságérzet, képérzékelés, elfedési jelenségek. A mintavételezésről és kvantálásról tanultak felelevenítése. Analóg és digitális hangjelek jellemzői, a jeltömörítés lehetőségei és építőelemei. Színes mozgókép megjelenítése analóg és digitális formában.
Vezetett hullámú összeköttetések (fémvezeték és üvegszál). Fémvezeték alapú összeköttetés modellparaméterei. Átviteli zavarok, áthallás, diszperzió szimmetrikus és koaxiális kábelekben. Kétirányú erősített átvitel. Digitális átvitel, diszperziós jelenségek fényvezetőszálakban.
Rádiócsatorna, rádiós összeköttetések jellemzése, rádióspektrum felosztása. Antennák irányítottsága, nyeresége és hatásos felülete, antennák alkalmazásai. Rádióhullámok direkt és kétutas terjedése, a rádiócsatorna szakaszcsillapítása. (4 előadás)
Digitális átvitel alapsávon. A PAM jel spektrális viselkedése. Szimbólumközti áthallás (ISI), az áthallásmentesség feltétele. Az ISI és a zaj hatása a digitális PAM átvitelre, szinkronizációs hiba és additív zaj hatásának jellemzése szemábra segítségével. A hibázás aránya digitális PAM jelek vételénél.
Analóg és digitális modulációkról tanultak átismétlése. Digitális kvadratúra amplitúdó moduláció (QAM) változatok infokom rendszerekben, átviteli tulajdonságok, előnyök, alkalmazások. Ortogonális frekvenciaosztásos moduláció (OFDM) és alkalmazásai ADSL és WLAN rendszerekben.
Analóg és digitális modulációk infokommunikációs alkalmazásai. Analóg AM és FM rádió műsorszórás, analóg televízió műsorszórás alapelvei. Digitális rádió és televízió műsorszórás alapvető jellemzői. (4 előadás)

Infokommunikációs hálozatok alapjai:
Az áramkörkapcsolás és csomagkommunikáció alapelvei. A virtuális áramkörkommunikáció (MPLS). Az átviteli közegek többszörös kihasználása, többszörös hozzáférés, FDM, TDM, WDM, CDMA jellemzői. Szabványosítás és szabályozás kommunikációs hálózatokban. Szabványosítási szervezetek típusai, “de facto” és “de jure” szabványok. Az Internethez kapcsolódó IETF szervezet szabványosítási folyamata. A távközlési szabályozás alapelvei, a szabályozás megvalósulása a gyakorlatban
Infokommunikációs hálózatok felépítése. Vezetékes és rádiós hozzáférési hálózat, gerinchálózat, hálózati csomópontok (kapcsolók, útválasztók), hálózati funkciók (nyalábolás, bontás, kapcsolás, rendezés, számozás, jelzés, útvonalválasztás). Hálózati hierarchiák és protokoll referencia modellek.
Szolgáltatások a nyilvánosan kapcsolat távbeszélő hálózatokon (PSTN, ISDN) és az Interneten (www, voice over IP). A szolgáltatások és hálózati forgalmak jellemzése a minőségi átvitelre jellemző paraméterekkel (blokkolás, csomagvesztés, késleltetés, késleltetés ingadozás). Szolgáltatások konvergenciájának illusztrálása az Internet telefónián keresztül. (3 előadás)

Klasszikus vezetékes és vezetéknélküli hálózatok:
A PSTN hálózatok felépítése, a digitális beszédátvitel rendszertechnikája, analóg és digitális végberendezések, távbeszélő hálózati hierarchia, jellemző sebességek. PCM rendszer, a beszéd nemlineáris kvantálása, kompander (A-law, µ-law). A beszédátvitel minőségi előírásai. Modern beszédkódolók, GSM és VoIP kodekek.
PSTN kapcsolóközpontok felépítése, rendszervázlata. Kettő és négyhuzalos rendszerek, az előfizetői vonaláramkör funkciói (BORSCHT). Kapcsolómezők típusai, többfokozatú kapcsolás, tér és időkapcsolás, forgalmi tervezés.
Cellás rendszerek evolúciója. Első (1G) és második (2G/GSM) generációs mobil cellás rendszerek. GSM hálózatok felépítése, a TDMA alapú rádiós interfész. Beszéd- és csatornakódolás, jelzésátvitel GSM rendszerekben. 2G szolgáltatások. (CDMA alapú cellás rendszerek).
Mobil cellás rendszerek szolgáltatásai, SMS és MMS átvitel működése, a barangolás (“roaming”) megvalósítása. (3 előadás)

Modern csomag alapú infokommunikációs rendszerek:
2.5G és 3G mobil rendszerek. Az univerzális mobil telekommunikációs rendszer (Universal Mobile Telecommunications System) felépítése és szolgáltatásai. A hosszú távú evolúció (Long Term Evolution), mint a mobil szélessávú multimédia átvitelt szolgáltató rendszer szabványa és megvalósítása.
Összeköttetésmentes és összeköttetés orientált csomagkapcsolt hálózatok. Az IP alapú kommunikáció elemei. Megbízható transzport szolgáltatás best-effort hálózatokon. Az IP alapú átvitel minőségi biztosításának hálózati szintű támogatása, szolgáltatási kategóriák és forgalommenedzsment eljárások. Az aszinkron átviteli mód (ATM) mint összeköttetés orientált csomagkapcsolás és adatkapcsolati réteg. A többprotokollos címkekapcsolás (MPLS) és általánosítása (GMPLS).
Jelzésrendszerek (SS7, H323, SIP) összehasonlítása az áramkörkapcsolt beszédátvitel és az Internet telefónia szempontjából. (3 előadás)

A jövő hálózatai a jelen átviteli technológiái és szolgáltatásai tükrében:
Hozzáférési hálózati technológiak. Aszimmetrikus digitális előfizetői vonal (Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL) és a kapcsolódó berendezések. Egyéb DSL rendszerek, vezetéknélküli hozzáférés számítógép hálózatokhoz (WLAN).
Beszéd és multimédia továbbítása az Interneten. VoIP rendszerek követelményei és építőelemei, a minőségbiztosítás lehetőségei. IPTV rendszerek architektúrája és technológiái, video on demand (VoD) szolgáltatás megvalósítása.
Gerinchálózati átviteli technológiák. A szinkron digitális hierarchia (Synchronous Digital Hierarchy, SDH), következő generációs SDH. SDH rendszerek architektúrája. Hullámhosszosztáson alapuló optikai transzport hálózatok (OTN) és rendszerek elemei.
Következő generációs hálózatok (Next Generation Networks, NGN) és az Internet multimédia (al)rendszer (Internet Multimedia Subsystem, IMS). Az NGN architekturális leírása, főbb jellegzetességei, az NGN menedzsment architektúra. Az IMS struktúrája, szolgáltatás létrehozás és migráció. A szolgáltatás orientált architektúra (Service Oriented Architecture) koncepciója. (4 előadás)

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

A heti 5 órát 3 óra előadásra és 2 óra gyakorlatra bontjuk, ami kéthetes ciklusokban, 3*2 óra előadás és 2*2 óra gyakorlat formájában valósul meg.

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: zárthelyi vagy a pótlásának legalább elégséges (2) teljesítése.
b. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga
c. Elővizsga: feltétele legalább jó (4) zárthelyi eredmény

 

11. Pótlási lehetőségek

A zárthelyi egy alkalommal a szorgalmi időszakban és egy ismételt alkalommal a pótlási időszakban pótolható.

12. Konzultációs lehetőségek

Egyéni megbeszélés szerint, a tárgy előadóival egyeztetve.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

A zárthelyire és a vizsgára készülést közvetlenül segítő szakirodalmak:

       Híradástechnika, főszerk. Géher Károly, Műszaki Könyvkiadó, 2000.

      http://alpha.tmit.bme.hu/hirtech, on-line példatár, szerk Marosi Gyula

      Híradástechnika példatár, Elek Kálmán - Kovács Lóránt, Műegyetemi Kiadó, 2004.

      A tantárgy honlapján elhelyezett elméleti összefoglalók, példamegoldások, gyakorló feladatok valamint egy-egy gyakorlathoz tartozó egyéb oktatási segédletek.    

Az Infokommunikáció témaköreinek további elmélyítését segítő (a zárthelyire és vizsgára készüléshez nem szükséges, de hasznos) szakirodalmak:

      J. G. Proakis, M. Salehi, Fundamentals of Communication Systems, Pearson Prentice Hall2005.

Goff Hill (szerk.), The Cable and Telecommunications Professionals Reference, Elsevier, Focal Press, 2007 (3rd edition).

      John C. Bellamy, Digital Telephony, a Wiley Interscience Publication, 2000.

      Behrouz A. Forouzan, Data Communications and Networking, McGraw-Hill, 2007

      Hírközlő rendszerek, Frigyes István, Műegyetemi Kiadó, 2001.

      Digitális beszédfeldolgozás, Gordos Géza - Takács György, Műszaki Könyvk. 1992.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra70
Félévközi készülés órákra30
Felkészülés zárthelyire20
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés30
Összesen150
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

 Név: Beosztás: Tanszék, Intézet:
 Dr. Bíró József egy. tanár TMIT
 Dr. Varga Pál egy. docens
 TMIT