Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 132

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
294.27 Кб
Скачать

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра систем информационной безопасности

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к самостоятельным работам по дисциплинам «Измерения в телекоммуникационных системах», «Метрология и радиоизмерения»

для студентов специальностей 090302 «Информационная безопасность

телекоммуникационных систем», 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы»

и направления 210400.62 «Радиотехника» (профиль «Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов»)

очной и заочной форм обучения

Воронеж 2015

Составители: аспирант А. А. Голозубов, д-р техн. наук К. А. Разинкин

УДК 004.05

Методические указания к самостоятельным работам по дисциплинам «Измерения в телекоммуникационных системах», «Метрология и радиоизмерения» для студентов специальностей 090302 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем», 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы» и направления 210400.62 «Радиотехника» (профиль «Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов») очной и заочной форм обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. А. А. Голозубов, К. А. Разинкин. Воронеж, 2015. 21 с.

Методические указания к самостоятельным работам содержат указания и рекомендации, направленные на организацию углубленного изучения подходов к измерениям параметров в телекоммуникационных сетях.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MW-2013 и содержатся в файле Голозубов_CР_Измерения ТКС.pdf.

Библиогр.: 86 назв.

Рецензент д-р техн. наук, проф. А. Г. Остапенко

Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А. Г. Остапенко

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015

ВВЕДЕНИЕ

Внастоящее время одной из наиболее важных задач системы высшего образования является подготовка профессионалов способных к саморазвитию, самообразованию

иинновационной деятельности. Решение этой задачи невозможно без организации самостоятельной работы студентов над учебным материалом, с целью систематизации и закрепления практического опыта, умений, знаний, а также общих и профессиональных компетенций. Все это становится весьма эффективным средством улучшения качества и повышения уровня подготовки.

Современное развитие информационных и телекоммуникационных систем стало причиной появления и развития целого класса измерительных приборов – анализаторов протоколов и специальных интеллектуальных устройств. Этот класс измерительной техники отличается от классических средств измерений в части своей специализации

иприменения. Все это приводит к созданию отрасли измерений, условно называемой измерительными технологиями, которые по совокупности предъявляют новые требования и подходы к процедурам измерений.

Скорости смены телекоммуникационных систем и технологий на их основе настолько высоки, что не позволяют большей части общества осознать в полной мере масштабность применения и проникновения последних в жизнь человека. Отчасти это связано с широким внедрением микропроцессорной техники и переходом к цифровым методам коммутации и передачи. Развитие современной измерительной техники идет в основном по пути высокой специализации последней, поэтому на рынке появляется специализированная техника для обслуживания и эксплуатации только систем связи

икоммутации, и ее уже невозможно использовать для других областей измерительной деятельности.

Впоследнее время более половины мирового телекоммуникационного рынка занимают соответствующие

программные средства. Так как программное обеспечение в современных устройствах телекоммуникаций обновляется в среднем раз в два года, то и возможности этих систем также радикально изменяются, что и приводит к появлению нового поколения специализированных средств измерений.

Анализируя номенклатуру измерительного оборудования, находящегося в эксплуатации и проходящего периодическую проверку, калибровку, аттестацию и испытания, можно выделить следующие основные группы:

общая измерительная техника;

техника для радиочастотных измерений;

измерительное оборудование и средства измерений волоконно-оптической линии связи;

аппаратура для измерений в цифровых линиях связи;

оборудование и средства измерений параметров ЭМС в ТКС.

В то же время приходится констатировать, что основной

парк измерительного оборудования, находящегося в эксплуатации, создан и выпускался несколько десятков лет назад, а модернизация и обновление измерительного оборудования происходят медленно и в основном за счет закупок в других странах.

Необходимо рассмотреть основные вопросы нормирования, принципы и технические средства, а также практика проведения измерений параметров передач для цифровых сетей и стыков всех уровней, металлических и волоконно-оптических кабелей.

Главное внимание следует уделить не только номенклатуре традиционного измерительного оборудования, используемого в практике ТКС, но и новому классу оборудования, необходимого для контроля и эксплуатации первичной и вторичной сетей цифровой передачи информации

[2].

Учебные дисциплины «Измерения в телекоммуникационных системах», «Метрология и радиоизмерения» посвящены изучению измеряемых

2

параметров телекоммуникационных систем и принципов построения измерительной техники. Соответственно стоит задача инструментального измерения параметров телекоммуникационных систем для последующей оценки ее эффективности с точки зрения информационной безопасности.

Таким образом, самостоятельная работа предоставляет возможность реализации различных подходов к формированию у обучающихся умений самостоятельно и мотивированно организовывать свою познавательную деятельность в сфере проведения измерений в современных телекоммуникационных сетях.

Данные методические указания содержат рекомендации для организации самостоятельной работы студентов над учебным материалом по дисциплинам «Измерения в телекоммуникационных системах» и «Метрология и радиоизмерения».

3

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Целью самостоятельной работы студентов (СРС) является овладение фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по профилю, опытом творческой, исследовательской деятельности. Самостоятельная работа студентов способствует развитию самостоятельности, ответственности и организованности, творческого подхода к решению проблем учебного и профессионального уровня.

Задачами СРС являются:

систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов;

углубление и расширение теоретических знаний;

формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу;

развитие познавательных способностей и активности студентов: творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации;

развитие исследовательских умений;

использование материала, собранного и полученного в ходе самостоятельных занятий на семинарах, на практических занятиях, для эффективной подготовки к итоговому зачету.

4

2. ВИДЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Выделяется два вида самостоятельной работы – аудиторная, под руководством преподавателя, и внеаудиторная. Тесная взаимосвязь этих видов работ предусматривает дифференциацию и эффективность результатов ее выполнения и зависит от организации, содержания, логики учебного процесса (межпредметных связей, перспективных знаний и др.):

аудиторная самостоятельная работа по дисциплине выполняется на учебных занятиях под непосредственным руководством преподавателя и по его заданию.

внеаудиторная самостоятельная работа выполняется студентом по заданию преподавателя, но без его непосредственного участия.

Основными видами самостоятельной работы студентов без участия преподавателей являются:

формирование и усвоение содержания конспекта лекций на базе рекомендованной учебной литературы, включая информационные образовательные ресурсы (электронные учебники, электронные библиотеки и др.);

подготовка к семинарам и практическим работам, их оформление; работа с учебно-методической литературой;

оформление конспектов лекций; подготовка к курсовому проектированию; подготовка к зачету.

5

3. ТЕМАТИКА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

3.1. Измерительная аппаратура

Привести классификацию современной измерительной аппаратуры. Провести анализ измерительного оборудования. Дать определения понятиям измерительного оборудования, испытательного оборудования и контрольного оборудования.

Познакомиться с характеристиками и классификацией средств измерений современных телекоммуникаций, метрологическим обеспечением современных телекоммуникаций.

Детально рассмотреть свойства классических средств измерений и предъявляемые к ним требования. Дать определения понятиям погрешности измерения и погрешности измерительного прибора.

Подготовить доклады по темам:

1)Классификация измерительной аппаратуры;

2)Характеристики и классификация средств измерений современных телекоммуникаций;

3)Погрешность и диапазон измерений.

3.2. Радиоизмерения и измерение мощности

Привести классификацию радиоизмерений. Измерение напряжения и силы тока. Рассмотреть методы измерений: метод непосредственной оценки и метод сравнения. Средства для измерения силы тока и напряжения.

Измерение мощности. Основные характеристики и определения. Классификация методов измерения мощности

Методы измерения поглощаемой мощности. Измерение мощности с помощью терморезисторов. Болометры и их характеристики. Термисторы и их характеристики. Терморезисторные мосты. Погрешности терморезисторного метода. Термоэлектрический метод измерения мощности. Калориметрические методы измерения мощности.

6

Подготовить доклады по темам:

1)Электромагнитные приборы;

2)Электродинамические приборы;

3)Ферродинамические приборы;

4)Электростатические приборы;

5)Термоэлектрические приборы;

6)Выпрямительные приборы;

7)Аналоговые электронные вольтметры;

8)Автокомпенсационные вольтметры;

9)Электродинамические приборы.

10)Классификация методов измерения мощности

3.3. Основные типы, параметры и характеристики сигналов в телекоммуникационных системах

Рассмотреть основные характеристики интерфейса Е1 и нормы на стабильность частоты.

Ознакомиться с понятием «идеализированные испытательные импульсные сигналы».

Частотная и импульсная характеристики, спектральная плотность Определение спектральной плотности при измерениях. Модельное представление параметров импульсных сигналов.

Параметры динамических характеристик.

Дать определение характеристики спектра радиосигналов. Рассмотреть методы измерений характеристик спектра а также средства измерений характеристик спектра.

Классификация и основные характеристики анализаторов спектра.

Подготовить доклады по темам:

1)Анализаторы спектра параллельного действия

2)Гетеродинные анализаторы спектра последовательного типа.

3)Анализаторы спектра на цифровом фильтре

7

4)Анализаторы спектра псевдопараллельного действия (анализаторы реального времени со сжатием временного масштаба)

5)Вычислительные анализаторы спектра.

3.4. Понятие джиттера

Дать определение понятию джиттер и привести его классификацию. Рассмотреть основные параметрами джиттера амплитуду и частоту [1, 2].

Рассмотреть причины возникновения джиттера. Разобраться в типах джиттера: регулярный и нерегулярный джиттер, джиттер стаффинга, джиттер в системах SDH, джиттер по смещению указателей и джиттер загрузки.

Рассмотреть общую методологию измерений джиттера и некоторые принципы методологии измерений, которые наиболее часто используются в современной практике.

Разобрать устройство анализатора джиттера по структурной схеме и дать описание его элементам.

Дать определение понятию собственного джиттера системы передачи. Разобрать схему организации измерений собственного джиттера. Изучить технологии измерения собственного джиттера выполненные с использованием сигнала реальной или имитируемой нагрузки.

Рассмотреть технологию измерения максимально допустимого джиттера. Дать определение параметру MTJ. Разобрать методику измерений и схему измерения допустимого значения джиттера на входе цифрового канала, тракта или аппаратуры.

Подготовить доклады по темам:

1)Джиттер в системах Е1

2)Джиттер и его классификация;

3)Причины возникновения джиттера;

4)Принципы методологии измерений;

5)Регулярный и нерегулярный джиттер;

8