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Telecommunications laboratory

02NRXOT

A.A. 2018/19

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Delle Telecomunicazioni (Telecommunications Engineering) - Torino

Organizzazione del corso
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/03 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
The course is taught in English. L'insegnamento presenta contenuti di tipo prettamente sperimentale, e permette agli studenti di applicare le nozioni apprese negli insegnamenti dei corsi precedenti, fornendo competenze sperimentali nel settore delle Telecomunicazioni. L'insegnamento è suddiviso in tre aree di competenza, ciascuna di 30 ore, che coprono le tre tematiche:
  1. Comunicazioni ottiche – 3 crediti
  2. Elaborazioni dei segnali – 3 crediti
  3. Reti di telecomunicazioni ed Internet – 3 crediti
Ogni studente avrà la possibilità di scegliere due aree di competenza su tre e seguirà solamente le lezioni relative alla propria scelta, per un totale di 6 crediti.
The course is taught in English. This is an optional course for the Master Degree in Telecommunications Engineering, located in the first semester of the second Year. This is an experimental course in the field of communication. Most of the classes will be given in laboratories, with few introductory lessons for each field. The course is based on three topics:
  1. Optical communication laboratory (3 credits)
  2. Signal Processing laboratory (3 credits)
  3. Telecommunication networks laboratory (3 credits)
Every student follows only 2 topics out of three for a total amount of 6 credits.
L'insegnamento offre allo studente la possibilità di approfondire, mettere in pratica e sperimentare direttamente in laboratorio le conoscenze relative ai sistemi di telecomunicazione. Le lezioni in laboratorio saranno affiancate da lezioni in aula per fornire agli studenti i metodi e le competenze per affrontare i laboratori. In particolare,
  1. L'area di competenza sulle comunicazioni ottiche approfondisce le conoscenze dei metodi per la misura sperimentale delle sorgenti ottiche, per la misura sperimentale dei dispositivi ottici passivi e attivi, per la caratterizzazione sperimentale dei componenti e dei sottosistemi per le comunicazioni ottiche. Al termine delle lezioni e delle esercitazioni di laboratorio, lo studente avrà acquisito la conoscenza dei principali strumenti di misura ottici, relativa capacità di utilizzo, e la conoscenza sperimentale dei sistemi di trasmissione ottica e la relativa capacità di misurarne le prestazioni.
  2. L'area di competenza sull'elaborazione dei segnali approfondisce la conoscenza delle problematiche relative all'acquisizione dei segnali (anche di tipo multimediale) con vincoli di tempo reale, degli algoritmi per l'elaborazione 'off-line' e in tempo reale di segnali, immagini, sequenze video e relativo approfondimento di specifiche tecniche per la loro elaborazione, infine la conoscenza dei protocolli per applicazioni di 'streaming' multimediale.
  3. L'area di competenza sulle reti di telecomunicazioni ed Internet approfondisce le conoscenze relative al funzionamento delle reti di calcolatori ed Internet. In laboratorio gli studenti avranno a disposizione diversi Personal Computer (PC) configurati come host di reti locali. Gli studenti impareranno a configurare i PC per creare reti locali e geografiche, a gestire le stesse in condizioni di normale funzionamento e in condizioni anomale, a capire le prestazioni che una rete di telecomunicazione offre a livello utente. Gli studenti saranno chiamati ad analizzare tracce di traffico raccolte in reti operative e impareranno ad elaborare le stesse per estrarre informazioni utili sia al troubleshooting che alla valutazione delle prestazioni. Al termine delle esercitazioni in laboratorio fine del corso gli studenti saranno in grado di capire in modo approfondito il funzionamento delle reti locali e della rete Internet, e avranno acquisito la capacità critica di capire le problematiche relative.
I laboratori prevedono la partecipazione in gruppi di 3 studenti. Ogni laboratorio prevedere la redazione di una relazione che farà parte della valutazione del corso.
Considering the optical communication course:
  • Knowledge of optical sources experimental characterizations and ability to perform it
  • Knowledge of passive optical components and Erbium doped fibre amplifier experimental characterizations and ability to perform them
  • Knowledge of the main measurement instruments to be used in optical communications and ability to use them
  • Knowledge of optical transmission systems from the experimental pint on view and ability to characterize their performances.
Considering the signal processing course:
  • Knowledge of problems related to acquisition of signals, including multimedia, in real-time.
  • Knowledge of problems related to development of algorithms for off-line and real-time processing of signals, images, and video sequences.
  • Knowledge of protocols for multimedia streaming applications.
  • Knowledge of specific techniques for signal, image and video processing.
Considering the telecommunication networks course:
  • Knowledge of the configuration mechanisms of Local Area Networks.
  • Knowledge of the analysis of Internet protocols like IP, TCP, UDP, HTTP.
  • Knowledge of performance related problems in local and wide area networks.
  • Ability to process real traffic traces and capacity to extract information related to both performance and troubleshooting issues from
During each laboratory, students will work in group of 3 people each. For each lab, a report has to be produced and it will be part of the evaluation of the class.
L'insegnamento richiede di aver correttamente appreso, rispettivamente per ciascuna area di competenza, i concetti di base delle comunicazioni ottiche, delle reti di telecomunicazione ed Internet e del trattamento di segnali, immagini e sequenze video.
The course requires a background on optical communications, communication networks, and signal, image and video processing.
Argomenti trattati nelle lezioni in aula e relativo peso in ore:
  • Filone comunicazioni ottiche (10 ore):
    • Misure di potenza ottica, lunghezza d'onda e relativi strumenti (2 ore)
    • Misure di spettro ottico e relativa strumentazione (2 ore)
    • Metodologie per la caratterizzazione spettrale ad alta risoluzione (2 ore)
    • Caratterizzazione dei collegamenti ottici mediante riflettometria ottica nel tempo (2 ore)
    • Caratterizzazione sperimentale dei sistemi di trasmissione ottica e relativa strumentazione (2 ore)
  • Filone Elaborazione dei segnali (10 ore):
    • Descrizione dei progetti, metodologia di lavoro, presentazioni in aula (10 ore)
  • Filone relativo a reti di telecomunicazioni (6 ore):
    • Richiami relativi ai principi di funzionamento delle reti di calcolatori (4 ore)
Argomenti trattati nelle lezioni di laboratorio e relativo peso in ore:
  • Filone comunicazioni ottiche (20 ore):
    • Misure sperimentale di sorgenti laser mediante 'optical power meter' e 'wavelength meter' (4 ore)
    • Procedura sperimentale di giunzione di fibre ottiche e relatica caratterizzazione di attenuazione del giunto (4 ore)
    • Caratterizzazione sperimentale di dispositivi ottici passivi(4 ore)
    • Realizzazione di un amplificatore ottico e relativa caratterizzazione sperimentale (4 ore)
    • Caratterizzazione spettrale di sorgenti ottiche mediante analizzatori di spettro ottici e metodi ad alta risoluzione (4ore)
  • Filone Elaborazione dei segnali (20 ore): Gli argomenti dei laboratori potranno variare di anno in anno a seconda delle esigenze didattiche e della numerosità degli studenti. Nel seguito vengono specificati alcuni temi possibili, della durata di 10 ore ciascuno, tra i quali ne verranno scelti due.
    • Progetto di filtri
    • Analisi di segnali e immagini tramite filtri adattativi
    • Compressione di immagini e video
    • Tecniche di analisi delle immagini basate su rilevazione di discontinuità
  • Filone relativo a reti di telecomunicazioni (24 ore): Gli studenti avranno a disposizione dei PC, dotati di sistema operativo Linux. Tramite l'uso switch Ethernet, gli studenti dovranno svolgere le diverse esperienze di laboratorio che verranno loro proposte. Ogni gruppo avrà a disposizione 3 PC per lo svolgimento delle esperienze di laboratorio.
    • Configurazione di host in rete locale, assegnazione di indirizzi IP e subnetting/supernetting (2 ore)
    • Funzionamento di meccanismi di consegna diretta: protocollo ARP, comando ping. Analisi a livello applicazione (6 ore)
    • Analisi di traffico tramite sniffer di rete. Funzionamento dei protocolli TCP, UDP e http (8 ore)
    • Analisi di tracce raccolte in reti operative e processamento delle stesse per estrarre informazioni utili. (8 ore)
Main theoretical lessons and approximate weight in hours:
  • Optical communication (10 hours):
    • Optical power and optical wavelength measurements and instruments to be used (2 hours)
    • Optical power spectra measurements and OSA instrument (2 hours)
    • High resolution spectral analysis and instruments to be used (2 hours)
    • Optical links experimental characterization by OTDR (2 hours)
    • Optical Communication Systems experimental characterization and instruments to be used (2 hours)
  • Signal processing (10 hours):
    • Description of projects, work methodology, in-class presentations (10 hours)
  • Communication networks (4 hours):
    • Description of the basic mechanisms and protocol for LAN and Internet (4 hours)
    • Description of trace processing tools and methodologies to be applied in the lab (2h)
Main laboratory lessons and approximate weight in hours:
  • Optical communication Lab (20 hours):
    • Optical source characterization with optical power meter and wavelength meter (4 hours)
    • Experimental splice operations and its attenuation characterization (4 hours)
    • Erbium Doped fiber amplifier realization and its experimental characterization (4 hours)
    • Optical passive component experimental characterization (4 hours)
    • Optical sources spectral analysis by Optical spectrum analyzer and high resolution methods (4 hours).
  • Signal Processing Lab (20 hours) The lab topics may vary from year to year according to educational policies and number of students. As an example, in the following we specify a few topics (10 hours each), among which two will be chosen.
    • Filter design
    • Signal and image analysis using adaptive filters
    • Image and video compression
    • Image analysis using line/edge detection
  • Telecommunication network Lab (24 hours): Students will work in the Laboratory using PCs running Linux OS. Using Ethernet switches, students will have to setup experiments configuring LANs. Each group of students will use 3 PCs. Real traffic traces will be offered to allow students to deal with more realistic scenarios.
    • Configuration of hosts in Local Area Networks, IP addresses managments, subnetting/supernetting (2 hours)
    • LAN protocols and communication mechanisms: ARP and ping protocols, IP direct delivery of packets. (6 hours)
    • Traffic monitoring using sniffers in LAN: Ethernet, ARP, ICMP, TCP, UDP and http (4 hours)
    • Analysis of traffic traces collected from real networks and development of post-processing tools to extract valuable information out of the raw data.
La maggioranza delle lezioni/esercitazioni si svolgerà in laboratorio. Gli studenti lavoreranno in gruppi di 3 persone. L'insegnamento prevede una preponderante attività di laboratorio sulle tematiche di ciascun filone. Gli studenti svolgeranno le esperienze presso i laboratori didattici del Dipartimento di Elettronica (LED) e/o presso i LAIB.
In this course there is large laboratory activities on the topics of optical communications, communication networks and signal processing. Students perform these laboratory activities at the educational Laboratory of the Electronics Department (LED) and at the Basic Informatics Laboratory (LAIB).
Sono disponibili dispense delle lezioni e delle esercitazioni, esempi di scritti di esame ed esercizi, i manuali e il materiale necessario per le esercitazioni di laboratorio e per lo svolgimento dei progetti. Tutto il materiale didattico è scaricabile da un sito web o attraverso il portale.
The material related to this course will be made available in electronic format through the Web.
Gli studenti sono tenuti a scrivere una relazione sulle varie esperienze di laboratorio. Il contenuto delle stesse sarà indicato durante le lezioni dal docente. Ciascuna relazione sarà corretta e il voto sarà proposto al gruppo. Ogni studente avrà così due voti relativi alle relazioni consegnate. Ogni studente sarà chiamato ad una discussione orale di ciascuna relazione prodotta in cui dovrà dimostrare di aver acquisito il senso critico e le competenze richieste rispondendo alle domande teoriche e pratiche proposte dei docenti. Il voto finale sarà una media pesata della valutazione delle due relazioni di laboratorio e relativa discussione orale. È possibile acquisire punti aggiuntivi con relazioni di approfondimento su argomenti specifici, o preparando appunti delle lezioni riutilizzabili negli anni successivi.
Students are required to write a report on the various experiences of laboratory. The content of the same will be indicated during lessons by the professor. Every lab report will have an independent evaluation, which will be the same for all students in the same group. Each student will be asked to discuss the content of his/her two reports during an oral exam. The oral exam is individual, and students will be asked to answers questions on about both the practical and theoretical part of the course. The final vote will be a weighted average between the evaluations of the two laboratory reports and oral examinations. It is possible to get additional points with specific topics reports, or preparing lessons notes to be reused in subsequent years.


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