Μαθήματα

Βιομηχανικά Δίκτυα

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

• Εισαγωγή στα Βιομηχανικά Δίκτυα Δεδομένων. Στοιχεία Μετάδοσης (Κώδικες, Συγχρονισμός, Ταχύτητα, ‘Έλεγχος Σφαλμάτων), Τοπικά Δίκτυα (Μέσα Μετάδοσης, Τοπολογίες, Τεχνικές Προσπέλασης).
• Διασυνδέσεις Τοπικών Δικτύων (Repeaters, Bridges,Switches, Routers).
• Πρωτόκολλο TCP/IP (OSI Model, Υποδίκτυα, Υπερδίκτυα), Internet (Δρομολογητές, Πρωτόκολλο NAT), Ιεραρχικά Επίπεδα των Βιομηχανικών
Δικτύων Επικοινωνιών (Field Level, Control Level, Information Level).
• Μέθοδοι Μετάδοσης (Baseband, Broadband, Carrierband).
• Ιεραρχικά Επίπεδα των Βιομηχανικών Δικτύων Επικοινωνιών (Field Level, Control Level, Information Level).
• Τοπολογίες και Δομή Βιομηχανικών Δικτύων (Point to Point, Bus, Star, Ring, Tree, Grid και Repeaters, Transceivers, Bridges,Switches, Routers).
• Συσκευές Δικτύωσης (Repeaters, Transceivers, Bridges, Switches, Routers).
• Τεχνολογίες Δικτύωσης και Πρωτόκολλα (CANopen, Modbus Ethernet TCP/IP, Asi, Industrial Ethernet, Profibus, Interbus, DeviceNet κλπ., Frames και OSI Model-Σύγκριση).
• Κύριοι Μέθοδοι Προσπέλασης του Μέσου Μετάδοσης (Master-Slave, Token Ring, Random Access), Μέθοδοι Ελέγχου Προσπέλασης Μέσου
Μετάδοσης (Medium Access Control Methods, CSMA/CD, CSMA/CA).
• Πρωτόκολλα Επιπέδου Εφαρμογής (HTTP, FTP, DNS, SNMP, BOOTP, TELNET, MODBUS, UNITE, I/O Scanning).
Εργαστηριακές ασκήσεις:
• Ρυθμίσεις Δικτύου, Εκτέλεση διαγνωστικών εντολών.
• Δρομολόγηση IP (Routing, Net Paths), Πίνακες Δρομολόγησης (Routing Tables).
• Δομή του Πρότυπου OSI και των Πρωτοκόλλων Πολλαπλών Επιπέδων (Wireshark).
• Ανάλυση Πλαισίων Ethernet των Πρωτοκόλλων TCP/Ipv4 (κύρια) και TCP/Ipv6 (Wireshark).

Μαθησιακοί Στόχοι

Ο στόχος του μαθήματος είναι να εφοδιάσει το φοιτητή με τις απαραίτητες γνώσεις που αφορούν τις αρχές λειτουργίας των βιομηχανικών δικτύων δεδομένων καθώς και τον σχεδιασμό τους με βάση πρότυπα και πρωτόκολλα επικοινωνιών.
Γνώσεις: Κατανόηση του σχεδιασμού, των τρόπων επικοινωνίας, των εφαρμογών των δομών και της λειτουργίας των Βιομηχανικών Δικτύων Δεδομένων.
Δεξιότητες: Απόκτηση ευχέρειας σχεδιασμού και υπολογισμού Βιομηχανικών Δικτύων Δεδομένων. Απόκτηση ευχέρειας στον έλεγχο και διάγνωση προβλημάτων. Απόκτηση δεξιοτήτων στην ανάλυση της δομής των πρωτοκόλλων συστημάτων επικοινωνίας. Μεθοδική καταγραφή, ανάλυση και παρουσίαση της ιεραρχίας του OSI Model και του πρωτοκόλλου TCP/IP μέσω πειραματικών αποτελεσμάτων.
Ικανότητες: Ανάλυση, σχεδιασμός και υλοποίηση εφαρμοσμένων μεθόδων επικοινωνίας συστημάτων βιομηχανικών δικτύων.

Γενικές Ικανότητες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών, Ομαδική Εργασία, Σχεδιασμός και Διαχείριση Έργων, Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Μέθοδοι Διδασκαλίας

  • Θεωρητική διδασκαλία με την ενεργή συμμετοχή των φοιτητών. Οι διαλέξεις του μαθήματος γίνονται με παρουσίαση διαφανειών στο σύνολο της εκπαιδευτικής ύλης. Επιπρόσθετα πραγματοποιούνται ασκήσεις , που συμβάλλουν στην συμμετοχή των φοιτητών για την πληρέστερη κατανόηση των θεματικών ενοτήτων του μαθήματος.
  • Παρουσίαση και επίλυση Εργαστηριακών Ασκήσεων.
    Το μάθημα υποστηρίζεται από τον εξοπλισμό του εργαστηρίου Δικτύων Η/Υ για τη εκτέλεση επιλεγμένων ασκήσεων που αφορούν τις ρυθμίσεις του δικτύου, την εκτέλεση διαγνωστικών εντολών, τα πρωτοκόλλα πολλαπλών επιπέδων, την ανάλυση της δομής των πακέτων δεδομένων πλαισίου Ethernet και την δρομολόγηση τους στο δίκτυο δεδομένων.
    Υποστήριξη Μαθησιακής διαδικασίας δια μέσου της ηλεκτρονικής πλατφόρμας μάθησης του μαθήματος, όπου περιλαμβάνονται:
    α) Ασκήσεις αξιολόγησης, β) Οι διαφάνειες των διαλέξεων, γ) Εκφωνήσεις και λύσεις των κυριοτέρων ασκήσεων για κάθε επιμέρους ενότητα, δ) Διδακτικές σημειώσεις προσαρμοσμένες στη δομή του προγράμματος σπουδών, Επικοινωνία με φοιτητές μέσω e-mail.

Αξιολόγηση Φοιτητών

  • Ενδιάμεση γραπτή εξέταση και Τελικές Γραπτές Εξετάσεις.
  • Ο τελικός βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται κατά 70% από τον βαθμό του θεωρητικού μέρους και κατά 30% από τον βαθμό του εργαστηριακού, υπό την προϋπόθεση ότι ο φοιτητής έχει αξιολογηθεί με προβιβάσιμο βαθμό σε κάθε μέρος του μαθήματος.
    1) Ο βαθμός του θεωρητικού μέρους διαμορφώνεται από ενδιάμεση και τελική γραπτή εξέταση.
    1. Η ενδιάμεση και τελική γραπτή εξέταση του θεωρητικού μέρους μπορεί να περιλαμβάνει:
    α) Επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν, β) Ερωτήσεις σύντομης απάντησης,
    γ) Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας.
    2. Ο βαθμός του εργαστηριακού μέρους διαμορφώνεται με εξέταση των εργαστηριακών ασκήσεων αξιολογώντας τις εργαστηριακές δεξιότητες σε συνδυασμό με τις θεωρητικές γνώσεις που αποκτήθηκαν κατά την διδασκαλία του μαθήματος. Κριτήρια αξιολόγησης: • Δυνατότητα επίλυσης ασκήσεων (Θεωρητιών/Εργαστηριακών). Δυνατότητα αναγνώρισης και περιγραφής λειτουργίας/εφαρμογών των Βιομηχανικών Δικτύων Δεδομένων.Δεξιότητα επίλυσης προβλημάτων ρύθμισης, δρομολόγησης και επικοινωνίας σε δίκτυα δεδομένων. • Δεξιότητα αναγνώρισης και ανάλυσης δομών πακέτων δεδομένων.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

• Τηλεπικοινωνίες και Δίκτυα Υπολογιστών, Αλεξόπουλος Αριστείδης, Λαγογιάννης, Γεώργιος, Έκδοση: 10η / 2016, ISBN: 978-618-82021-1-5, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 59374915, Εκδόσεις Α. ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ & ΣΙΑ Ι.Κ.Ε..
• Επικοινωνίες υπολογιστών και δεδομένων., Stalings William, Κατσαβούνης Στέφανος (επιμέλεια), Έκδοση: 10η / 2018, ISBN: 978-960-418-814-7, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 77107676, Εκδόσεις Α. ΤΖΙΟΛΑ και ΥΙΟΙ Α.Ε.
• Ασύρματες Επικοινωνίες Δίκτυα και Συστήματα, Stalings William, Beard Cory, Έκδοση: 1η / 2016, ISBN: 978-960-418-549-8, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 50655989, Εκδόσεις Α. ΤΖΙΟΛΑ και ΥΙΟΙ Α.Ε.