Лекція 1
ЗМІСТ
ВСТУП 1
1 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛІНИ "вСТУП ДО СПЕЦІАЛЬНОСТІ" 4
1.1 Загальна характеристика дисципліни 4
1.2 Найважливіші термінологічні визначення 5
1.2.1 Класифікація телекомунікаційних послуг 8
1.3 Особливості підготовки фахівців в галузі телекомунікацій 8
1.4 Класифікація телекомунікаційних систем 12
ВСТУП
Національна інженерна академія США в минулому році визначила 20 найбільш значних технічних досягнень XX століття. Сусідні 8 і 9 місця в цьому переліку займають комп'ютери і телефон. Дійсно, засоби зв'язку відігравали величезну роль протягом всієї історії людства. Та лише в другій половині XIX століття з'явився електричний зв'язок (днем народження телефонії вважається 7 березня 1876 р., коли Беллу був виданий патент на "Телеграф, за допомогою якого можна передавати людську мову". В XX столітті був досягнутий найбільший прогрес у розвитку зв'язку, що став масовим видом і невід'ємним елементом людської цивілізації. Було винайдено радіо, з'явилися мережі зв'язку, тобто об'єднання безліч користувачів в єдині системи, що дають змогу комутувати (з'єднувати) користувачів між собою, коли це необхідно. Протягом усього періоду розвитку мереж зв'язку намагались збільшувати їхню ємкість, тобто кількість абонентів, підключених до них. Ємкість залежала від кількості каналів зв'язку, що утворюють мережу. Постійно велись роботи за збільшення пропускної здатності мереж, для чого розроблялися способи розширенню частотної смуги пропускання, ущільнення цієї смуги безліччю сигналів від різних джерел і розвивались методи прийому сигналів за високих рівнів взаємних та індустріальних перешкод і природних шумів.
Важливим кроком у розвитку зв'язку став перехід з аналогових систем передачі на цифрові. Відомо, що основним недоліком аналогових систем є нагромадження шумів під час проходження сигналів по каналах зв'язку, їхнього підсилення, комутації і за будь-яких інших процесів перетворення сигналу. В результаті цього на кожній ділянці тракту передачі співвідношення сигнал-шум. погіршується, що позначається на якості мови в телефонії і збільшує кількість помилок під час передачі даних. У цифрових системах передачі будь-яке вихідне повідомлення перетворюється на потік нулів та одиниць. При передачі цифрового сигналу з одного каналу зв'язку в інший здійснюють його регенерацію, тобто відновлення значень сигналу і його форми. Регенерація "виправляє" зашумлені сигнали, в результаті чого на прийомному кінці сигнал із значно вищим ступенем ймовірності відповідає переданому "не зашумленому" сигналу.
Революційні успіхи в розвитку телефонного зв'язку, передачі цифрових даних і відеосигналів, тобто в галузі телекомунікацій сталися в другій половині XX століття завдяки появі обчислювальної техніки, яка дала змогу реалізувати алгоритми обробки сигналів, що наближають результати цієї обробки до теоретично можливих. Вдалося замінити частину суто апаратних засобів телекомунікацій програмно-апаратними, яким властива велика функціональна гнучкість і можливість вдосконалення телекомунікаційних систем завдяки розробці нового програмного забезпечення, а не заміни апаратних засобів. Комп'ютери сьогодні стали невід'ємною частиною телекомунікаційних систем. Для максимально ефективного використання обчислювальних ресурсів, комп'ютери, які обслуговують системи телекомунікацій, як правило, є спеціалізованими, тобто їх архітектура і програмне забезпечення зорієнтовані на вирішення специфічних завдань телекомунікаційних систем - комутації каналів чи пакетів, обробку сигналів. Сучасні цифрові АТС являють собою ЕОМ зі специфічним набором периферійних пристроїв. Маршрутизатори в цифрових мережах передачі даних по суті також є високопродуктивними комп'ютерами зі спеціалізованими операційними системами. Як приклад, можна нагадати про створення в 80-90-х роках цифрових модемів, здатних забезпечувати передачі даних зі швидкістю до 56 кілобіт за секунду у каналах тональної частоти, що мають смугу пропускання всього 3,1 кГц (стандарт V.90). На фізичних мідних кабельних лініях у 90-х роках вдалося досягти швидкості передачі до 12 мегабіт за секунду на відстань до кількох кілометрів за допомогою XDSL модемів. Ці досягнення є тріумфом співпраці математиків, інженерів і технологів на шляху впровадження результатів теорії телекомунікацій в практику передачі сигналів через канали з обмеженою смугою пропускання. Ще одним прикладом вдалого об'єднання комп'ютерних і телекомунікаційних систем стала пакетна або IP-телефонія, що використовує передачу голосу за допомогою технологій, які використовують в Інтернеті.
Ці приклади свідчать про доречність і необхідність розгляду в узагальненому вигляді проблем побудови і використання телекомунікаційних систем та мереж вже на першому курсі навчання майбутніх випускників інституту телекомунікаційних систем Національного технічного університету України "Київський Політехнічний Інститут" (НТУУ"КПІ").
1Загальна характеристика дисципліни "вСтуп до спеціальності"
1.1Загальна характеристика дисципліни
На даний час існує багато проблем побудови і використання телекомунікаційних систем, серед яких слід відзначити такі як:
програмне забезпечення телекомунікаційних систем (ТС);
розробка впровадження цифрового телерадіомовлення;
міжнародні аспекти розвитку телекомунікацій.
Актуальність проблеми програмного забезпечення особливо велика, коли мова йде про створення і використання ТС, які забезпечують вирішення завдань безпеки і оборони держави. Зайво акцентувати на небезпеці виходу із ладу важливої телекомунікаційної інфраструктури у певний час за несанкціонованою командою, яка надійшла, скажімо через супутниковий канал. Україна має добру школу підготовки програмістів, яких до речі замовляють у нас США, Німеччина та інші країни. Наші фахівці-програмісти багато працюють над виконанням закордонних замовлень з програмного забезпечення.
Світова тенденція з питання розробки і впровадження цифрового телерадіомовлення свідчить, що попри необхідні фінансові витрати як з боку розробників, так і всіх користувачів переваги цієї нової технології насамперед в частині якості передачі інформації, зменшення енергоспоживання, раціонального використання смуг радіочастот є визначальними.
В умовах створення і використання всесвітньої інфраструктури телекомунікацій величезна роль належить координації діяльності різних країн. Міністерство транспорту і зв'язку України гідно представляє інтереси нашої держави в Міжнародному Союзі електрозв'язку. Останні роки плідно працює Регіональна співдружність у галузі зв'язку, яку започаткували 17 грудня 1991 року 11 Адміністрацій зв'язку нових незалежних держав, що зараз входять до складу СНД.
Забезпечення вирішення цих та інших проблем розробки та впровадження новітніх інформаційно-комунікаційних технологій можливо лише за рахунок підготовки наукових і інженерних кадрів - розробників нових телекомунікаційних систем.
Традиційно в Україні склалась ситуація, коли впродовж десятиліть підготовка інженерів-зв'язківців в галузі експлуатації засобів зв'язку велась в Одеському електротехнічному інституті зв'язку ім. О.С. Попова (тепер це Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова та Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій). Розробниками нової апаратури зв'язку в більшості випадків ставали випускники технічних вузів освітянської галузі. Потреби часу, необхідність в Україні підготовки розробників телекомунікаційних систем визначили необхідність відкриття в НТУУ "КПІ" в 1993 році кафедри засобів телекомунікацій, а з 1 лютого 2002 року - нового Навчально – наукового інституту телекомунікаційних систем. З 1 січня 2002 року ліквідовано колишній Київський військовий інститут управління і зв'язку і на його базі в складі НТУУ "КПІ" створено відповідний Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації. Ці два нові інститути разом з фізико-технічним інститутом НТУУ "КПІ" утворили новий Навчально – науковий комплекс телекомунікацій, що працює в КПІ згідно спільного наказу Міносвіти і науки, Міноборони і Служби безпеки України. Започатковані в НТУУ "КПІ" нові спеціальності "Проектування телекомунікаційних систем і мереж", "Технології і засоби телекомунікацій" в останні роки з'явились також в політехнічних вищих навчальних закладах у Харкові, Вінниці, Львові та ін.
Метою дисципліни "Вступ до телекомунікаційних спеціальностей" є формування системи понять, певної сукупності знань та умінь щодо технологій побудов і функціонування Глобальної (ГІІ) та Національної (НІІ) інформаційних структур телекомунікацій; основних проблем реалізації інформаційних інфраструктур (технічних, інформаційних, організаційних).
Предметом дисципліни є глобальна, європейська та національна інформаційні інфраструктури телекомунікацій.
Серед змістовних модулів та навчальних елементів дисципліни слід назвати:
Характеристики і технології ГІІ: атрибути ГІІ, базові технології, пріоритети, що визначають основні вимоги до технологій, серверів і додатки ГІІ, фундаментальні блоки побудови послуг(ФБПП) ГІІ.
Архітектура ГІІ: промислова, структурна, функціональна моделі, модель реалізації, компоненти ГІІ, проблема формування НІІ.
Принципи організації глобальних телекомунікацій: базові системи передачі інформації, проблеми синхронізації і сигналізації в глобальних телекомунікаціях, принципи організації мереж доступу до глобальних телекомунікацій.
Сучасний стан інформаційного простору України, державна політика інформатизації, основні пропозиції Концепції Національної вимоги до інформатизації України.
Визначення та терміни в телекомунікаційних системах.