Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Bezprzewodowe sieci teleinformatyczne Rok akademicki: 2015/2016 Kod: ITE s Punkty ECTS: 4 Wydział: Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Kierunek: Teleinformatyka Specjalność: - Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: - Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 6 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Natkaniec Marek (natkanie@kt.agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr hab. inż. Natkaniec Marek (natkanie@kt.agh.edu.pl) 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 Zna i rozumie podstawowe wiadomości na temat M_W002 Dysponuje wiedzą na temat aktualnych rozwiązań i standardów dla bezprzewodowych sieci M_W003 Zna i rozumie zadania i funkcje poszczególnych warstw modelu OSI/ISO standardów dla M_W004 Zna i rozumie architekturę, stosowane protokoły, cechy charakterystyczne, parametry, tryby pracy, zalety oraz wady najczęściej stosowanych standardów. Umiejętności M_U001 Potrafi samodzielnie połączyć ze sobą urządzenia TE1A_U11 M_U002 Potrafi samodzielnie skonfigurować urządzenia teleinformatycznych TE1A_U11, TE1A_U20 1 / 6

2 M_U003 Potrafi samodzielnie przebadać urządzenia teleinformatycznych TE1A_U16, TE1A_U18 M_U004 Potrafi samodzielnie zoptymalizować pracę urządzeń teleinformatycznych TE1A_U17 Kompetencje społeczne M_K001 Orientuje się w standardach dla teleinformatycznych i potrafi efektywnie z nich korzystać. TE1A_K01, TE1A_K02, TE1A_K05 M_K002 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz potrafi podporządkować się zasadom pracy w zespole. TE1A_K03 Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 Umiejętności M_U001 Zna i rozumie podstawowe wiadomości na temat Dysponuje wiedzą na temat aktualnych rozwiązań i standardów dla Zna i rozumie zadania i funkcje poszczególnych warstw modelu OSI/ISO standardów dla Zna i rozumie architekturę, stosowane protokoły, cechy charakterystyczne, parametry, tryby pracy, zalety oraz wady najczęściej stosowanych standardów. Potrafi samodzielnie połączyć ze sobą urządzenia 2 / 6

3 M_U002 M_U003 M_U004 Potrafi samodzielnie skonfigurować urządzenia teleinformatycznych Potrafi samodzielnie przebadać urządzenia teleinformatycznych Potrafi samodzielnie zoptymalizować pracę urządzeń bezprzewodowych sieci teleinformatycznych Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 Orientuje się w standardach dla teleinformatycznych i potrafi efektywnie z nich korzystać. Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz potrafi podporządkować się zasadom pracy w zespole Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład 1. Wstęp do Podział sieci. Historia komunikacji bezprzewodowej (2godz.) Rozwój komputerów mobilnych. Cel stosowania sieci bezprzewodowych. Klasyfikacja sieci bezprzewodowych. Aplikacje bezprzewodowe. Urządzenia bezprzewodowe. Ewolucja sieci bezprzewodowych. Problemy sieci bezprzewodowych. Atrybuty sieci bezprzewodowych. Historia sieci bezprzewodowych. Wpływ sieci bezprzewodowych na poszczególne warstwy modelu OSI/ISO. 2. Łącze radiowe. Zakresy fal radiowych. Anteny. Modemy radiowe. Multipleksacja. Techniki rozpraszania widma. Rodzaje modulacji. Planowanie częstotliwości. (2 godz.) Przypomnienie podstaw transmisji radiowej. Uproszczony schemat typowego łącza bezprzewodowego. Przegląd częstotliwości stosowanych w komunikacji bezprzewodowej. Techniki antenowe. Propagacja sygnału. Problemy wielodrogowości. Mechanizmy kompensacji błędów. Rodzaje multipleksacji. Rodzaje modulacji. Techniki rozpraszania widma. Planowanie częstotliwości w sieciach komórkowych. 3. Algorytmy ARQ. Metody dostępu do kanału radiowego. (2 godz.) Przedstawienie i porównanie algorytmów ARQ. Metody wielodostępu. Porównanie metod: FDMA, TDMA, CDMA i SDMA. Bezprzewodowe sieci pakietowe. Omówienie wybranych protokołów wielodostępu: Aloha, slotted Aloha, DAMA, R-Aloha. 4. Metody dostępu do kanału radiowego. (2 godz.) Omówienie wybranych protokołów wielodostępu: PRMA, R-TDMA, CSMA, CSMA-CD, MACA, MACAW, MACA-BI, RIMA-SP, RIMA-DP, RIMA-BP, polling, ISMA, SAMA, FAMA, BTMA, DBTMA, MARCH, IBM Hybrid MAC. Ograniczenia metod wielodostępu. Problem doboru właściwej metody dostępu do kanału radiowego. 5. Bezprzewodowe sieci osobiste część I. (2 godz.). Omówienie standardu Bluetooth. Wprowadzenie, w tym idea utworzenia standardu, 3 / 6

4 historia, wyjaśnienie nazwy, krótka charakterystyka. Tworzenie pikosieci i sieci typu scatternet. Adresacja. Stany pracy urządzenia Bluetooth. Omówienie trybów oszczędzania poboru energii. Porównanie warstw standardu Bluetooth do modelu warstwowego OSI/ISO. Omówienie wszystkich warstw standardu. Łącze SCO i ACL. Uzyskiwane przepływności w standardzie Bluetooth. Bezpieczeństwo transmisji. Najczęściej spotykane ataki sieciowe. Omówienie kolejnych rozszerzeń standardu Bluetooth. Formaty ramek. 6. Bezprzewodowe sieci osobiste część II. (2 godz.). Omówienie rodziny standardów Charakterystyka standardów. Zastosowania każdego z omawianych standardów. Omówienie architektury, topologii pracy, warstwy fizycznej oraz warstwy kontroli dostępu do kanału radiowego. Zakresy fal radiowych. Problem oszczędzania poboru energii. Bezpieczeństwo transmisji. Formaty ramek. Problem występowania interferencji w pasmach nielicencjonowanych. 7. Lokalne sieci bezprzewodowe część I. (2 godz.). Wstęp do lokalnych sieci bezprzewodowych. Zalety i wady sieci WLAN. Architektura standardu IEEE Poszczególne warstwy oraz funkcje wspierane przez standard. Usługi realizowane przez stacje i system dystrybucji. Klasy ramek. Warstwa fizyczna standardu IEEE : FHSS, DSSS i IR. 8. Lokalne sieci bezprzewodowe część II. (2 godz.). Warstwa MAC standardu IEEE : funkcje DCF i PCF. Mechanizm wykładniczego backoffu. Funkcja DCF. Tryb pracy RTS/CTS. Stosowanie fragmentacji ramek. Funkcja PCF. Formaty ramek. Stosowanie różnych trybów adresacji. Rodzaje ramek warstwy MAC. 9. Lokalne sieci bezprzewodowe część III. (2 godz.). Omówienie funkcji zarządzających na poziomie warstwy MAC standardu IEEE : synchronizacji, zarządzania poborem energii, asocjacji stacji, bezpieczeństwa oraz utrzymania bazy MIB. Przedstawienie rozszerzeń standardu IEEE : a, b. 10. Lokalne sieci bezprzewodowe część IV. (2 godz.). Przedstawienie rozszerzeń standardu IEEE : c, d, e, f, g, h. 11. Lokalne sieci bezprzewodowe część V. (2 godz.). Przedstawienie rozszerzeń standardu IEEE : i, j, k, m, n, p, r, s, t, u, v, w, y. 12. Lokalne sieci bezprzewodowe część VI. (2 godz.). Przedstawienie rozszerzeń standardu IEEE : aa, ab, ac, ad, ae. Rozszerzenia standardu IEEE znajdujące się w wersji draft. Stosowanie różnych warstw fizycznych standardu IEEE w urządzeniach mobilnych. Rynek lokalnych sieci bezprzewodowych. 13. Miejskie sieci bezprzewodowe. (2 godz.). Omówienie rodziny standardów IEEE WiMAX. Standardy a, b, c, d, e. Omówienie architektury, topologii pracy, warstwy fizycznej oraz warstwy kontroli dostępu do kanału radiowego. Zakresy fal radiowych. Problem oszczędzania poboru energii. Bezpieczeństwo transmisji. Świadczenie usług z odpowiednią jakością QoS. Przełączanie międzykomórkowe. Formaty ramek. 14. Problemy sieci teleinformatycznych oraz kierunki rozwoju tych sieci. (2 godz.). Wykład końcowy. Analiza problemów stacji jawnych, ukrytych oraz intruzów. Metody synchronizacji oraz ograniczania poboru energii. Świadczenie usług z określoną jakością QoS w ach teleinformatycznych oraz kierunki rozwoju tych sieci. Ćwiczenia laboratoryjne 4 / 6

5 1. Wprowadzenie i omówienie poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych (2 godz.) 2. Rozszerzanie zasięgu działania sieci bezprzewodowej konfiguracja routera oraz mostu standardu IEEE w różnych trybach pracy (2 godz.). 3. Analiza struktury ramek standardu IEEE przy użyciu oprogramowania Wireshark (2 godz.). 4. Analiza możliwości łamania klucza WEP (2 godz.). 5. Analiza możliwości łamania klucza WPA (2 godz.). 6. Konfiguracja zaawansowanych metod uwierzytelniania w oparciu o punkt dostępowy sieci WLAN (2 godz.). 7. Tworzenie i konfiguracja wirtualnych sieci WLAN (2 godz.). 8. Analiza możliwości transmisji danych w sieciach ad-hoc standardu IEEE a/b/g/n/ac (2 godz.). 9. Analiza możliwości zwiększania zasięgu działania sieci WLAN przy użyciu regeneratora (2 godz.). 10.Badanie możliwości transmisji danych w trybie ad-hoc oraz infrastruktura w oparciu o urządzenia standardu Bluetooth oraz badanie interferencji pomiędzy urządzeniami standardu Bluetooth oraz siecią WLAN standardu IEEE (2 godz.) 11. Analiza działania standardu IEEE 802.1X oraz protokołów RADIUS i EAP (2 godz.) 12. Badanie wydajności pracy protokołu CSMA/CA z użyciem oprogramowania COMNET (2 godz.) 13.Analiza działania sieci standardu IEEE z uzyciem oprogramowania OPNET (2 godz.) 14.Kolokwium zaliczeniowe (2 godz.) Sposób obliczania oceny końcowej 1.Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz z egzaminu. Przy czym warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest posiadanie oceny pozytywnej z laboratorium. 2.Obliczamy średnią ważoną z ocen z laboratorium (40%) i egzaminu (60%) uzyskanych we wszystkich terminach. 3.Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie zależności: if sr>4.75 then OK:=5.0 else if sr>4.25 then OK:=4.5 else if sr>3.75 then OK:=4.0 else if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3 Wymagania wstępne i dodatkowe Wiadomości z zakresu przedmiotów Lokalne sieci teleinformatyczne, Media transmisyjne oraz Techniki radiowe Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. J. Geier: Wireless LAN, SAMS, H. Lobiod, H. Afifi, C. de Santis: Wi-Fi, Bluetooth. ZigBee, and WiMAX, Springer, E. Hossain, K. Leung: Wireless Mesh Networks. Springer, B. Walke, S. Mangold, L. Barlemann: IEEE 802 Wireless Systems. Wiley, A. Holt, C-Y. Huang: Wireless Networks, V. Ramachandran: BackTrack 5 Wireless Penetration Testing, B. Bing: Emerging Technologies in Wireless LANs, Y. Zhang, H-H Chen: Mobile WiMAX, Standardy dla teleinformatycznych (IEEE, ETSI i inne). 10. Artykuły z czasopism IEEE Comm. Magazine, IEEE Trans. on Mobile Computing, IEEE Wireless Comm. 5 / 6

6 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu 1. Marek Natkaniec: Ewolucja sieci bezprzewodowych standardu IEEE , Przegląd Telekomunikacyjny, Wiadomości Telekomunikacyjne, ISSN , R. 88 nr 4, Katarzyna Kosek-Szott, Marek Natkaniec, Łukasz Prasnal: IEEE aa Intra-AC Prioritization A New Method of Increasing the Granularity of Traffic Prioritization in WLANs, ISCC 2014, The 19th IEEE Symposium on Computers and Communications, June, Madeira, Portugal, Katarzyna Kosek-Szott, Marek Natkaniec, Łukasz Prasnal: A Novel IEEE aa Intra-AC Prioritization Method for Video Transmissions, IEEE Globecom 2014, Austin, Texas, USA, 8-12 December Marek Natkaniec, Katarzyna Kosek-Szott, Szymon Szott, Giuseppe Bianchi: A Survey of Medium Access Mechanisms for Providing QoS in Ad-Hoc Networks, IEEE Communications Surveys and Tutorials, Vol. 15, No. 2, Szymon Szott, Marek Natkaniec, Andrzej R. Pach: Improving QoS and security in wireless ad-hoc networks by mitigating the impact of selfish behaviors: a game-theoretic approach, Wiley Security Comm. Networks, Volume 6, Issue 4, pages , April Katarzyna Kosek-Szott, Artem Krasilov, Andrey Lyakhov, Marek Natkaniec, Alexander Safonov, Szymon Szott, Ilenia Tinnirello: What s New for QoS in IEEE ?, IEEE Network, Vol. 27, Issue 6, pp , November-December Albert Banchs, Pablo Serrano, Paul Patras, Marek Natkaniec: Providing Throughput and Fairness Guarantees in Virtualized WLANs Through Control Theory, Springer Mobile Networks and Applications, Volume 17, Number 4, pages , August Marek Natkaniec, Katarzyna Kosek-Szott, Szymon Szott, Janusz Gozdecki, Andrzej Głowacz, Susana Sargento: Supporting QoS in Integrated Ad-Hoc Networks Wireless Personal Communications, Springer, vol. 56, no. 2, Marek Natkaniec, Katarzyna Kosek-Szott, Szymon Szott, Andrzej Głowacz, Andrzej R. Pach: Providing QoS Guarantees in Broadband Ad-Hoc Networks, Journal of Telecommunications and Information Technology, 4/ Arturo Azcorra, Thomas Banniza, David Chieng, John Fitzpatrick, Dirk Von-Hugo, Marek Natkaniec, Sebastian Robitzsch, and Frank Zdarsky: Supporting Carrier Grade Services over Wireless Mesh Networks: The Approach of the European FP-7 STREP CARMEN. IEEE Communications Magazine, Vol. 47 No. 4, April 2009 Informacje dodatkowe Brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Wykonanie projektu Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 40 godz 28 godz 15 godz 111 godz 4 ECTS 6 / 6