Module / Kurse

Folgende Module / Kurse wurden vom Lehrgebiet Kommunikationssysteme in der Vertiefungsrichtung "Kommunikationsnetze" für den Master-Studiengang "Systems Engineering" angeboten:

Die in folgenden Modulen aufgeführten Kurse werden im Rahmen der Virtuellen Universität online angeboten. Ein Versand der Kurse in klassischer Papierform erfolgt nicht.

Modul 21250 - Kommunikationstechnik

15 Leistungspunkte

Angesichts der fortschreitenden Entwicklung moderner Kommunikationsnetze im Informationszeitalter ist die diesen Netzen zugrunde liegende Technik, die Kommunikationstechnik, von großer Bedeutung. Die Kommunikationstechnik befasst sich mit den übertragungs- und vermittlungstechnischen Aspekten digitaler Kommunikation, welche für eine effiziente, anwenderfreundliche und vor allem technisch reibungslose Abwicklung von Internet-, Multimedia- und anderen Diensten notwendig sind. In diesem Modul werden Theorie und Anwendungen digitaler Kommunikationstechnik behandelt. Einführend werden Telefon-, Funk-, Daten- und Rundfunknetze einerseits und Sprach-, Daten-, Bildübermittlungs- und Mehrwertdienste andererseits vorgestellt und deren Modellierung als offene Systeme beschrieben. Einer kurzen Einführung einiger wichtiger mathematischer Grundbegriffe aus der Wahrscheinlichkeitslehre folgen informationstheoretische Aspekte der technischen Kommunikation. Es wird ein Grundverständnis von Abtastung und Quantisierung für die Umwandlung analoger in digitale Signale und umgekehrt vermittelt. Ferner werden die grundlegenden Konzepte zur Reduzierung der Quellenredundanz (Quellencodierung), zur Sicherung der Datenübertragung zwischen Quelle und Senke (Kanalcodierung) sowie zur Umwandlung binärer Symbolfolgen in Impulsfolgen (Leitungscodierung) systematisch vorgestellt. Nach den Grundlagen der Verkehrs- und Bedientheorie schließt das Modul mit der Behandlung der Multiplexbildung und Vermittlung von Nachrichten. Dabei werden Durchschalte- und Speichervermittlung sowie integrierte Vermittlungs- und Mehrfachzugriffsverfahren betrachtet. Die begleitenden Praktika sind teilweise als netzgestützte Versuche und teilweise als Präsenzveranstaltungen ausgelegt. Sie ergänzen den theoretisch angelegten Kurs durch Simulationen und Systemnachbildungen und tragen somit zur praxisnahen Veranschaulichung und zum nachhaltigen Einprägen des Lernstoffs bei. In einem Seminar werden von Studenten ausgearbeitete aktuelle Themen vorgestellt.

Modul 21720 - Theoretische Grundlagen Kommunikationsnetze

15 Leistungspunkte

In diesem Modul werden zunächst graphentheoretische Grundlagen von Kommunikationsnetzen behandelt. Methodisch wird der Stoff vorwiegend vom algorithmischen Standpunkt aus entwickelt. Für ein solches Vorgehen ist ein kurzes Eingehen auf die Theorie der Algorithmen, wie sie in Logik und theoretischer Informatik betrieben wird, nötig. Der erste Teil des Moduls hat neben der Vermittlung der Grundlagen der Graphentheorie das Herstellen eines Grundverständnisses für die Theorie der Algorithmen zum Inhalt. Es werden grundlegende Begriffe wie Zusammenhang, Kreise oder Schnitte behandelt und die Darstellung von Graphen durch Matrizen erläutert. Darauf folgt die Behandlung einiger klassischer Graphenalgorithmen, die in verschiedenen Anwendungen eine wichtige Rolle spielen. Beispiele sind Algorithmen zur Bestimmung kürzester Wege und die Erkennung und Suche von Bäumen. Der zweite Teil des Moduls ist zahlreichen speziellen Anwendungen der Graphentheorie gewidmet, die für Ingenieure in der Informations- und Kommunikationstechnik von Bedeutung sind. Es werden unter anderem die Themen Wegeauswahl und IP-Routing, Zuverlässigkeit von Kommunikationsnetzen, Flussprobleme und deren Optimierung, Anwendungen von Zufallsgraphen und Anwendungen in der Bioinformatik behandelt. Ein Seminar rundet das Modul ab. Die Studierenden erhalten ein Thema aus einem jährlich wechselnden, aktuellen Schwerpunktgebiet. Dieses Thema erarbeiten sie selbstständig und tragen darüber mündlich vor.

Modul 21730 - Anwendungen Kommunikationsnetze

15 Leistungspunkte

Das Internet ist ein weltweites Netz von Rechnern, das historisch gewachsen ist. Der so entstandene Arbeitsraum (Cyberspace) ist voller Gefahren, da der Schutz gegen Angriffe auf die Rechner im Netz und deren Kommunikation lückenhaft ist. Dies liegt im Wesentlichen daran, dass bei der Entwicklung des Internets, Sicherheitsaspekte nicht berücksichtigt wurden. Das Internet war ursprünglich als ein internes Netz für militärische Nutzung konzipiert und dann zunächst für wissenschaftliche Zwecke frei gegeben worden; für eine kommerzielle Nutzung, wie heute üblich, war es eben nicht vorbereitet. Es ist deshalb bei der Nutzung des Internets für kommerzielle Anwendungen erforderlich, nachträglich geeignete Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen. Gelingt es einem Unbefugten, sich den Zugang zu einem Rechner im Internet zu verschaffen, so besteht die Gefahr, dass Daten ausspioniert, gefälscht oder gelöscht werden. Auch der Rechner selbst kann gestört oder zum Absturz gebracht werden. Je nachdem, welche Anwendung betroffen ist, kann eine Attacke unterschiedliche, mitunter auch sehr verheerende Folgen haben. Die Spanne erstreckt sich von Wirtschafts- und Behördenspionage bis hin zur Verfälschung oder Verhinderung von Geschäfts- und Finanztransaktionen. Auch die Privatsphäre von Personen kann betroffen sein. Die Sicherheit im Internet ist ein Teilaspekt der Sicherheit in Kommunikationsnetzen. In diesem Modul wird die Sicherheit in Kommunikationsnetzen ausführlich behandelt. Nach einer kurzen Einführung in die Thematik werden Sicherheitsprotokolle fürs Internet auf verschiedenen OSI-Schichten vorgestellt. Es werden sowohl Verfahren zur Gewährleistung von Anonymität im Netz als auch zur Entdeckung und Unterbindung von fremden Eingriffen behandelt. Anschließend wird die Sicherheit in weiteren Kommunikationsnetzen wie GSM, UMTS, WAP und Bluetooth vorgestellt und bewertet. Es folgen die Sicherheit von elektronischen Zahlungssystemen und von mobilen Codes. Ein Seminar zu aktuellen Themen der Sicherheit in Kommunikationsnetzen und ein Online-Praktikum runden das Modul ab.

Modul 21740 - Kommunikationsnetze und Protokolle

15 Leistungspunkte

Die Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnik hat zu einer Vielzahl von Systemen und Diensten geführt, deren Basis digitale Kommunikationsnetze sind. In diesem Modul werden verschiedene Kommunikationsnetze und Protokolle detailliert vorgestellt. Einführend wird zunächst das OSI (Open Systems Interconnection) Modell von ISO (International Standardisation Organisation) zur Strukturierung von offenen Systemen ausführlich dargelegt, wobei alle sieben Schichten und deren Interaktion im Einzelnen besprochen werden. Danach werden alle vorgestellten Systeme und Protokolle an Hand der verschiedenen Schichten dieses Modells behandelt. Nach einer kurzen Darstellung von X.21 und X.25 Protokollen werden zunächst LANs (Local Area Networks) insbesondere CSMA und Token LANs und dann WLANs (Wireless LANs), WANs (Wide Area Networks), MANs (Metropol Area Networks) und HSLANs (High Speed LANs) behandelt. Weitere Schwerpunkte bilden unter anderem das ISDN (Integrated Services Digital Network), das GSM (Global System for Mobile Communication) Mobilfunk Netz, das Breitband ATM (Asynchronous Transfer Mode) Netz und das Internet. Es werden die Protokolle und die Dienste der genannten Netze ausführlich behandelt und praktische Aspekte angesprochen. Die Abhandlung soll sowohl ein Verständnis für die Funktionsweisen der einzelnen Komponenten als auch für deren Zusammenspiel vermitteln. Sie fördert das Verständnis kommunizierender Partner (Instanzen) mittels Protokollen und trägt somit zur praxisnahen Veranschaulichung und zum nachhaltigen Einprägen des Lernstoffes bei. Ein Seminar über Kommunikationsnetze und Protokolle rundet das Modul ab. Die Studierenden erhalten ein Thema aus einem jährlich wechselnden, aktuellen Schwerpunktgebiet. Dieses Thema erarbeiten sie selbständig und tragen darüber mündlich vor. Ein Praktikum bietet die Möglichkeit konkrete Protokolle in der Praxis kennen zu lernen.

Prof. Firoz Kaderali Print