Д т н профессор Мамчев Г.В.

В методических указаниях изложены развернутая программа, краткое содержение и методические указения по изучния курса. «Основны построения телекоммуникационных ситем и сетей», а также содержается задания на контрольную работу и методические указания по ее выполнению.

Методические указания предназначены для студентов как заочной, так и очной форм обученя.

Кафедра РВ и ТВ

10 таблиц, 38 рисуников, список литературы – 10 найменований

Рецензент: д тн, профессор Седини В.И.

Для специальностей: 201100,201400

Утвериждено редакционно- издательскимсоветом СибГУТИ в качестве методических указаний.

Сибирский государственный

университет телекоммуникаций

и информатики, 1199 г.

Содержание

Введение......................................................................................... 4

1. РАЗВЕРНУТАЯ ПРОГРАММА, КРАТКОЕ СОДЕРЖЕНИЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА .........5

1. Виды электросвязи....................................................................5

2. Сети электросвязи ....................................................................9

3. Взаимоувязанная сеть, связи (ВСС)......................................13

4. Систем передачи ВСС............................................................15

5. Конструктивные особенности проводых линий

передачи ВСС................................................................................18

6. Радиосистемы передачи ВСС.................................................23

7. Многоканалные системы передачи аналогового типа........35

8. Цифровые системы передачи.................................................40

9. Вторичные сети ВСС..............................................................46

   1. общегосударственная автоматическая

коммутируемая телефонная сеть.................................................46

2. Сети подвижной радиосвязи............................................51

3. Общегосударственная телеграфная сеть.........................55

4. Сети передачи данных......................................................59

5. Факсимильные сети..........................................................65

6. Сеть звукового вешания...................................................69

7. Сеть телевизионного.........................................................72

1. Цифровые сети интегрального обслуживания..........75

1. ЗАДАИЯ НА КОНТРЕЛЬНУЮ РАБОТУ

И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ..80

1. Общие указания по выполнению контрольной работы.......80

2. Условая задачи № 1.................................................................80

3. Методическая указания по решению задачи №1.................81

4. Условая задачи №2..................................................................83

5. Методические указания по решению задачи №2.................84

6. Список контрольных вопросов..............................................85

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА..........................................90

ВВЕДЕНИЕ

В курсе «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» изучаются общегосударственная система связи и ее подсистемы, общего­сударственная система телефонной связи, особенности построения сетей телеграфной связи и передачи данных, телематические службы, типовые каналы двухсторонней связи, принципы построения многоканальных сис­тем передачи с частотным и временным разделением каналов (ЧРК, ВРК); принципы построения многоканальных систем передачи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), основы построения волоконно-оптических систем передачи (ВОСП), принципы построения систем радиосвязи, осо­бенности передачи телефонной информации и сигналов телевизионного (ТВ) вещания по радиорелейным линиям (РРЛ), принципы построения сис­тем спутниковой связи и ТВ вещания, наземные сети ТВ и звукового веща­ния, системы подвижной связи.

Данный курс базируется на знаниях, полученных студентами при изу­чении дисциплин «Теория электрических цепей», «Электромагнитные поля и волны», «Теория электрической связи» и является основой при изучении курсов: «Радиоприемные устройства»; «Радиопередающие устройства»; «Космические и наземные системы радиосвязи и сети телерадиовещания»; «Радиовещание и электроакустика»; «Телевидение»; «Менеджмент пред­приятий радиосвязи, радиовещания и телевидения».

В результате изучения курса студент должен знать: структуру совре­менных сетей электросвязи; основные устройства и работу систем, реали­зующих основные виды электросвязи; принципы построения и функциони­рования ВСС; тенденции и перспективы развития различных видов элек­тросвязи;

уметь использовать полученные теоретические знания при разработке систем электросвязи, а также их эксплуатации;

иметь навыки расчета основных параметров различных сетей и сис­тем электросвязи.

Ниже приводится бюджет времени (в часах) студентов заочной формы обучения для изучения дисциплины «Основы построения телекоммуника­ционных систем и сетей» (таблица В.1).

Т аблица В.1 - Бюджет времени студента заочной формы обучения для изучения дисциплины «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей»

Учебным планом по заочной форме обучения предусматривается вы­полнение одной контрольной работы.

Изучение курса завершается сдачей теоретического зачета, к которому студент-заочник должен иметь прорецензированную контрольную работу с допуском к собеседованию.

Основной формой изучения дисциплины для студента заочной формы обучения является самостоятельная проработка материала в рекомендуе­мой литературе. Университет организует лекции и консультации по курсу.

Бюджет времени студентов очной формы обучения для изучения дис­циплины «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» приведен в таблице В.2.

Таблица В.2 — Бюджет времени (в часах) студента очной формы обучения для изучения дисциплины «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей»

Аудиторная работа			Самостоятельная работа
Лекции	Практические занятия	Итого	Изучение курса	Подготовка к экзамену	Итого
42	18	60	30	20	50

Изучение данной дисциплины по дневной форме обучения заканчива­ется сдачей экзамена.

Для проверки степени усвоения изученного материала рекомендуется ответить на вопросы, содержащиеся в каждом подразделе методических указаний.

1 Развернутая программа, краткое содержание и методические указания по изучению курса

1.1 Виды электросвязи

Вопросы, подлежащие изучению

1. Роль телекоммуникаций в жизни общества.

2. Понятия «сообщение» и «сигнал».

3. Определение электросвязи и классификация ее видов.

4. Преобразование сообщений в электрические сигналы и обратно.

5. Структурная схема системы электросвязи.

Пояснения к изучаемым вопросам

Человечество не может создавать материальные блага, не воздействуя на природу и не осуществляя передачу, запись и хранение информации. В общем случае под информацией понимают сведения о каких-либо событи­ях, фактах или предметах.

Человек получает 80 - 90% информации с помощью зрительного ап­парата и 10 - 20% с помощью слухового. Другие органы чувств (осязание, обоняние, вкус) дают человеку только 1 - 2% информации. Таким образом, зрительный и слуховой аппараты человека в совокупности с его нервной системой являются основными каналами подачи информации в мозг.

Для людей обмен информацией стал естественной потребностью. Об­мен информацией означает ее передачу и прием. Для решения этой про­блемы человечество создало и успешно использует технические средства -телекоммуникации. Экономическое значение телекоммуникаций в сфере материального производства объясняется экономией времени, которую они дают, что в свою очередь, повышает производительность труда. Социаль­ное значение средств связи следует из-за их огромного влияния на раз­витие культуры, здравоохранения, образования, науки, обороноспособ­ности и т.д.

( "Понятию «информация» близко по смыслу понятие «сообщение». Со­общение - это форма выражения (представления) информации. Сообщения в форме изображений или звуков естественны и удобны для общения меж­ду людьми. Сообщения, предназначенные для обработки в ЭВМ, называ­ются данными. В любом сообщении существует информационный пара­метр, изменения которого изменяют смысл информации, содержащейся в сообщении. Если информационный параметр сообщения может принимать любые значения в некотором интервале, то сообщение называется непре­рывным. Конечное число возможных значений информационного парамет­ра является признаком дискретного сообщения.

Для передачи сообщений используются физические процессы, спо­собные распространяться с определенной скоростью от источника к полу­чателю, например, звуковые или электромагнитные волны, электрический ток Физический процесс, отображающий передаваемое сообщение, назы­вается сигналом. Передача и прием сообщений любого рода с помощью электрических сигналов называется электрической связью (электросвязью). Выбор электрических сигналов для передачи сообщений на большие рас­стояния глубоко закономерен, поскольку скорость их распространения со­ответствует предельной скорости распространения любых физических процессов, равной скорости света - 310⁸ м/с.

Электрические сигналы, как и сообщения, могут быть непрерывными и дискретными. Непрерывный электрический сигнал часто называется ана­логовым. Дискретные электрические сигналы характеризуются конечным числом значений информационного параметра. В большинстве случае этот параметр может принимать одно из двух значений: 1 или 0. Дискретные ^электрические сигналы такого вида называются цифровыми.

В настоящее время принята следующая классификация различных ви­дов электросвязи:

Телеграфная связь обеспечивает передачу буквенно-цифровых тек­стов телеграмм;

Передача данных обеспечивает связь человека с ЭВМ, а также связь между ЭВМ;

Телефонная связь рассчитана на передачу речевых сообщений;

Звуковое вещание предполагает передачу звуковых программ, предна­значенных для непосредственного приема населением;

ТВ вещание предназначено для передачи изображений движущихся или неподвижных объектов со звуковым сопровождением;

Видеотелефонная связь рассчитана на одновременную передачу изо­бражения и речевых сообщений;

Факсимильная связь обеспечивает передачу неподвижных изображе­ний: текстов, таблиц, чертежей, рисунков, фотографий и т.д.

Передача газетных полос - вид факсимильной связи, предназначен­ной для передачи изображений газетных полос (ИГЛ).

Физиологические возможности организма человека не позволяют ему непосредственно воспринимать электрические сигналы и выделять из них передаваемые сообщения. Поэтому в телекоммуникационных системах ис­пользуются специальные преобразователи различных сообщений в элек­трический сигнал и обратно Л Например, преобразование звуковых колеба­ний в электрический сигнал осуществляется с помощью микрофона. Об­ратное преобразование электрического сигнала в звуковые колебания про­изводится с помощью телефона и электродинамического громкоговорите­ля. Преобразование изображения в электрический сигнал осуществляется с помощью света на основе внешнего или внутреннего фотоэффекта. Преоб­разование подвижных изображений в электрический сигнал осуществляет­ся с помощью передающих ТВ трубок или твердотельных фотоэлектриче­ских преобразователей. Существует несколько способов преобразования электрического сигнала в оптическое изображение. Наибольшее распро­странение получили электромеханический, фотографический, электрохи­мический и электронный способы. Например, электрохимический способ предполагает запись изображения на электрохимическую бумагу, протяги­ваемую между двумя электродами, цвет которой изменяется под действием электрического сигнала. Электронный способ преобразования электриче­ского сигнала в изображение основан на применении приемной ТВ труб­ки - кинескопа.

Система электросвязи - это совокупность технических средств и сре­ды распространения сигналов, обеспечивающая передачу сообщений от источника к получателю. Обобщенная структурная схема системы электро-

1 - источник сообщения; 2 - преобразователь сообщения в электри­ческий сигнал; 3 - передатчик; 4 - среда распространения сигналов электросвязи; 5 - приемник; 6 - преобразователь электрического сигнала в сообщение; 7 - получатель сообщения; 8 - источник по­мех

Рисунок 1.1 — Структурная схема системы электросвязи

связи представлена на рисунке 1.1. Сообщение от источника преобразуется в первичный электрический сигнал. В передатчике первичный электриче­ский сигнал дополнительно преобразуется к виду, удобному для передачи через среду распространения. Электрический сигнал в среде распростране­ния называется вторичным сигналом. В процессе передачи электрический сигнал искажается и на него могут накладываться помехи, под которыми понимаются любые воздействия, затрудняющие его прием. Приемник вы­деляет из суммы вторичного электрического сигнала и помехи только вто­ричный сигнал, а затем вновь преобразует его в первичный. Преобразова­тели 2, 6 выполняют функции оконечных устройств системы электросвязи. Оконечные устройства (терминалы) часто называются абонентскими, так как они устанавливаются у абонентов.

Совокупность технических средств и среды распространения, обеспе­чивающая при подключении оконечных абонентских устройств передачу сообщения любого вида от источника к получателю, называется каналом электросвязи. На схеме (см. рисунок 1.1) в состав канала электросвязи вхо­дят элементы 3-5.

Для оценки условий прохождения электрического сигнала по каналу электросвязи необходимо знать важнейшую характеристику сигнала - ши­рину частотного спектра. Теоретические и экспериментальные исследова­ния показали, что ширину спектра телефонного сигнала можно ограничить частотами 300 - 3400 Гц, сигнала звукового вещания 30 - 15000 Гц, 50 -10000 Гц или 100 - 6300 Гц (в зависимости от класса качества), ТВ сигнала 50 - 6 1 06 Гц. Ширина спектров телеграфных сигналов, сигналов передачи данных и факсимильных сигналов определяются скоростью передачи этих сигналов. Если сообщение передается двоичным кодом, то скорость пере­дачи информации не может превышать 2 бит/с на 1 Гц полосы пропуска­ния канала связи. Для повышения удельной скорости передачи информа­ции необходимо использовать комбинированные способы модуляции, при которых каждая элементарная посылка несет более 1 бита информации.

Канал электросвязи, обеспечивающий высококачественную передачу сигналов с шириной спектра 300 - 3400 Гц, называется стандартным кана­лом тональной частоты или сокращенно «каналом ТЧ».

Вопросы, подлежащие изучению в данном подразделе программы, доста­точно подробно изложены в следующей литературе [1, с. 167 -187; 3, с. 5 - 22].

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определения понятиям «сообщение», «сигнал», «электросвязь», «канал связи», «система электросвязи».

2. Перечислите основные виды электросвязи.

3. Поясните назначение основных функциональных элементов системы электросвязи.

4. Какова ширина частотного спектра основных сигналов, передаваемых в системах электросвязи?