Generate PDF of this page

Nazwa modułu:
Rok akademicki:
Wydział:
Kierunek:
Bezprzewodowe sieci teleinformatyczne
2016/2017
Kod: ITE-1-601-s
Punkty ECTS:
4
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Teleinformatyka
Poziom studiów:
Specjalność:
Studia I stopnia
Język wykładowy: Polski
Profil kształcenia:
-
Forma i tryb studiów:
Ogólnoakademicki (A)
Semestr: 6
Strona www:
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Natkaniec Marek ([email protected])
Osoby prowadzące: dr hab. inż. Natkaniec Marek ([email protected])
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)
M_W001
Zna i rozumie podstawowe wiadomości na temat
bezprzewodowych sieci teleinformatycznych.
TE1A_W09
Egzamin
M_W002
Dysponuje wiedzą na temat aktualnych
rozwiązań i standardów dla bezprzewodowych
sieci teleinformatycznych.
TE1A_W09
Egzamin
M_W003
Zna i rozumie zadania i funkcje poszczególnych
warstw modelu OSI/ISO standardów dla
bezprzewodowych sieci teleinformatycznych.
TE1A_W09
Egzamin
M_W004
Zna i rozumie architekturę, stosowane protokoły,
cechy charakterystyczne, parametry, tryby
pracy, zalety oraz wady najczęściej stosowanych
standardów.
TE1A_W09
Egzamin
M_U001
Potrafi samodzielnie połączyć ze sobą urządzenia
bezprzewodowych sieci teleinformatycznych.
TE1A_U11
Projekt
M_U002
Potrafi samodzielnie skonfigurować urządzenia
bezprzewodowych sieci teleinformatycznych
TE1A_U11, TE1A_U20
Projekt
Wiedza
Umiejętności
1/6
Karta modułu - Bezprzewodowe sieci teleinformatyczne
M_U003
Potrafi samodzielnie przebadać urządzenia
bezprzewodowych sieci teleinformatycznych
TE1A_U16, TE1A_U18
Projekt
M_U004
Potrafi samodzielnie zoptymalizować pracę
urządzeń bezprzewodowych sieci
teleinformatycznych
TE1A_U17
Projekt
Kompetencje społeczne
M_K001
Orientuje się w standardach dla
bezprzewodowych sieci teleinformatycznych i
potrafi efektywnie z nich korzystać.
TE1A_K01,
TE1A_K02, TE1A_K05
Projekt
M_K002
Ma świadomość odpowiedzialności za pracę
własną oraz potrafi podporządkować się zasadom
pracy w zespole.
TE1A_K03
Projekt
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Konwersatori
um
Zajęcia
seminaryjne
Zajęcia
praktyczne
Zajęcia
terenowe
Zajęcia
warsztatowe
Zna i rozumie podstawowe
wiadomości na temat
bezprzewodowych sieci
teleinformatycznych.
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W002
Dysponuje wiedzą na temat
aktualnych rozwiązań i
standardów dla
bezprzewodowych sieci
teleinformatycznych.
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W003
Zna i rozumie zadania i
funkcje poszczególnych
warstw modelu OSI/ISO
standardów dla
bezprzewodowych sieci
teleinformatycznych.
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W004
Zna i rozumie architekturę,
stosowane protokoły, cechy
charakterystyczne,
parametry, tryby pracy,
zalety oraz wady najczęściej
stosowanych standardów.
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Potrafi samodzielnie połączyć
ze sobą urządzenia
bezprzewodowych sieci
teleinformatycznych.
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
E-learning
Ćwiczenia
projektowe
M_W001
Inne
Ćwiczenia
laboratoryjne
Forma zajęć
Ćwiczenia
audytoryjne
Student, który zaliczył moduł
zajęć wie/umie/potrafi
Wykład
Kod EKM
Wiedza
Umiejętności
M_U001
2/6
Karta modułu - Bezprzewodowe sieci teleinformatyczne
M_U002
Potrafi samodzielnie
skonfigurować urządzenia
bezprzewodowych sieci
teleinformatycznych
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U003
Potrafi samodzielnie
przebadać urządzenia
bezprzewodowych sieci
teleinformatycznych
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U004
Potrafi samodzielnie
zoptymalizować pracę
urządzeń bezprzewodowych
sieci teleinformatycznych
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
Kompetencje społeczne
M_K001
Orientuje się w standardach
dla bezprzewodowych sieci
teleinformatycznych i potrafi
efektywnie z nich korzystać.
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_K002
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 bezprzewodowych sieci teleinformatycznych. 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
Karta modułu - Bezprzewodowe sieci teleinformatyczne
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 802.15. 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 802.11. Poszczególne warstwy oraz funkcje wspierane przez standard.
Usługi realizowane przez stacje i system dystrybucji. Klasy ramek. Warstwa fizyczna
standardu IEEE 802.11: FHSS, DSSS i IR.
8. Lokalne sieci bezprzewodowe – część II. (2 godz.).
Warstwa MAC standardu IEEE 802.11: 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 802.11:
synchronizacji, zarządzania poborem energii, asocjacji stacji, bezpieczeństwa oraz
utrzymania bazy MIB. Przedstawienie rozszerzeń standardu IEEE 802.11: 802.11a,
802.11b.
10. Lokalne sieci bezprzewodowe – część IV. (2 godz.).
Przedstawienie rozszerzeń standardu IEEE 802.11: 802.11c, 802.11d, 802.11e,
802.11f, 802.11g, 802.11h.
11. Lokalne sieci bezprzewodowe – część V. (2 godz.).
Przedstawienie rozszerzeń standardu IEEE 802.11: 802.11i, 802.11j, 802.11k,
802.11m, 802.11n, 802.11p, 802.11r, 802.11s, 802.11t, 802.11u, 802.11v, 802.11w,
802.11y.
12. Lokalne sieci bezprzewodowe – część VI. (2 godz.).
Przedstawienie rozszerzeń standardu IEEE 802.11: 802.11aa, 802.11ab, 802.11ac,
802.11ad, 802.11ae. Rozszerzenia standardu IEEE 802.11 znajdujące się w wersji
‘draft’. Stosowanie różnych warstw fizycznych standardu IEEE 802.11 w urządzeniach
mobilnych. Rynek lokalnych sieci bezprzewodowych.
13. Miejskie sieci bezprzewodowe. (2 godz.).
Omówienie rodziny standardów IEEE 802.16 – WiMAX. Standardy 802.16a, 802.16b,
802.16c, 802.16d, 802.16e. 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 bezprzewodowych sieciach teleinformatycznych oraz kierunki rozwoju
tych sieci.
Ćwiczenia laboratoryjne
4/6
Karta modułu - Bezprzewodowe sieci teleinformatyczne
1. Wprowadzenie i omówienie poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych (2 godz.)
2. Rozszerzanie zasięgu działania sieci bezprzewodowej – konfiguracja routera oraz
mostu standardu IEEE 802.11 w różnych trybach pracy (2 godz.).
3. Analiza struktury ramek standardu IEEE 802.11 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 802.11
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 802.11 (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 802.11 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, 2004.
2. H. Lobiod, H. Afifi, C. de Santis: Wi-Fi, Bluetooth. ZigBee, and WiMAX, Springer, 2007.
3. E. Hossain, K. Leung: Wireless Mesh Networks. Springer, 2008.
4. B. Walke, S. Mangold, L. Barlemann: IEEE 802 Wireless Systems. Wiley, 2006.
5. A. Holt, C-Y. Huang: 802.11 Wireless Networks, 2010.
6. V. Ramachandran: BackTrack 5 Wireless Penetration Testing, 2011.
7. B. Bing: Emerging Technologies in Wireless LANs, 2007.
8. Y. Zhang, H-H Chen: Mobile WiMAX, 2008.
9. Standardy dla bezprzewodowych sieci teleinformatycznych (IEEE, ETSI i inne).
10. Artykuły z czasopism IEEE Comm. Magazine, IEEE Trans. on Mobile Computing, IEEE Wireless Comm.
5/6
Karta modułu - Bezprzewodowe sieci teleinformatyczne
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu
1. Marek Natkaniec: Ewolucja sieci bezprzewodowych standardu IEEE 802.11, Przegląd
Telekomunikacyjny, Wiadomości Telekomunikacyjne, ISSN 1230-3496., R. 88 nr 4, 2015
2. Katarzyna Kosek-Szott, Marek Natkaniec, Łukasz Prasnal: IEEE 802.11aa 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, 23-26 June, Madeira, Portugal, 2014
3. Katarzyna Kosek-Szott, Marek Natkaniec, Łukasz Prasnal: A Novel IEEE 802.11aa Intra-AC
Prioritization Method for Video Transmissions, IEEE Globecom 2014, Austin, Texas, USA, 8-12 December
2014
4. 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, 2013
5. 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 509–522, April 2013
6. Katarzyna Kosek-Szott, Artem Krasilov, Andrey Lyakhov, Marek Natkaniec, Alexander Safonov,
Szymon Szott, Ilenia Tinnirello: What’s New for QoS in IEEE 802.11?, IEEE Network, Vol. 27, Issue 6, pp.
95-104, November-December 2013
7. 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 435-446, August 2012
8. 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, 2011
9. 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, 4/2011
10. 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
Obciążenie
studenta
Udział w wykładach
28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć
40 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych
28 godz
Wykonanie projektu
15 godz
Sumaryczne obciążenie pracą studenta
111 godz
Punkty ECTS za moduł
4 ECTS
6/6