Цифровые системы передач Представление дисциплины

2 Общие сведения по дисциплине Название «Цифровые системы передачи» Читается для специальностей «Сети связи и системы коммутации». Важность изучения дисциплины

3 Общие сведения по дисциплине Сфера профессионального использования Сфера профессионального использования базируется на знаниях основ построения аналоговых систем передачи с частотным разделением каналов (ЧРК) и цифровых систем передачи (ЦСП), функционирующих по электрическим и оптическим кабелям связи. Требования к системам передачи сигналов, умения применять на практике методы расчета систем передачи сигналов и оценки надежности различных вариантов при их выборе, приобретении навыков компьютерного моделирования для мониторинга и управления нагрузками в системах передачи.

4 Краткое описание дисциплины В дисциплине «Цифровые системы передачи», учитывая реальное состояние отрасли связи, а именно, переход от аналоговых систем к цифровым системам, для более полного понимания процессов передачи сообщений и принципов построения систем передачи. В первой части дисциплины кратко рассматривается виды первичных сигналов их основные параметры и характеристики. Во второй части рассматриваются принципы одновременной передачи различных первичных сигналов положенных в основу многоканальных аналоговых систем передачи. В третьей, заключительной части дисциплины, которая является основной, рассматриваются вопросы преобразования аналоговых сигналов в цифровые сигналы, и структура оконечной станции цифровой системы.

5 Цели и задачи преподавания дисциплины Целью дисциплины является подготовка специалистов в такой степени, чтобы они на основе полученных знаний физических процессов, протекающих в устройствах и средствах аналоговых и цифровых систем передачи (СП); принципов организации линейных трактов (ЛТ) с закрытой направляющей средой распространения могли самостоятельно осваивать и эксплуатировать аппаратуру аналоговых и цифровых систем передачи (ЦСП).

6 Цели и задачи преподавания дисциплины Задачи преподавания дисциплины «Цифровые системы передачи» состоят в обеспечении студентов знаниями и умениями, позволяющими им в дальнейшем эксплуатировать аналоговые и цифровые системы передачи. Выступать в качестве провайдера телекоммуникационных услуг при построении сети и принимать решение об организации систем передачи аналогового и цифрового сигналов, а также подбирать цифровые системы передачи (ЦСП) и вписывать их в действующую телекоммуникационную сеть. Уметь проводить тщательный расчет параметров аппаратуры и линейных трактов систем передачи, особенно в системах цифровой передачи сигналов, с учетом требований надежности телекоммуникационной сети.

7 Место дисциплины среди смежных дисциплин Данная дисциплина является не только базой для последующего изучения специальных дисциплин, но имеет также самостоятельное значение для формирования специалистов телекоммуникационной отрасли.

8 Начальные знания Изучение дисциплины базируется на знании содержания курсов: математики; информатики; физики; дискретной математики; теории вероятности и математической статистики; основ теории цепей; электроники.

9 Итоговые знания, умения и навыки Итоговые знания, умения и навыки полученные при изучении дисциплины, позволят специалистам в области телекоммуникаций обеспечить техническую эксплуатацию систем передачи и ее поэтапную модернизацию с применением современного оборудования.

10 Содержание лекционного курса Тема 1. Введение. Тема 2. Первичные сигналы электросвязи и их основные характеристики. Тема 3. Принципы многоканальной передачи. Тема 4. Построение оконечных станций цифровых систем передачи. Тема 5. Кодирование и декодирование сигналов. Тема 6. Структурная схема оконечной станции ЦСП.

11 Тема 1. Введение. Первая тема курса является вводной и рассматривает вопросы: Цели, задачи и структура дисциплины. Основные понятия и определения. Технико-экономические предпосылки внедрения многоканальных систем передачи (МСП) на сетях связи. Основные этапы развития МСП и их современный уровень.

12 Тема 2. Первичные сигналы электросвязи и их основные характеристики. Вторая тема курса целиком посвящена рассмотрению: Первичные сигналы как случайные процессы. Электрические характеристики сигналов: уровни передачи, пикфактор, динамический диапазон, энергетический спектр. Электрические параметры телефонного сигнала, сигналов вещания, телеграфного сигнала, сигналов передачи данных, факсимильного сигнала и телевизионного вещания.

13 Тема 3. Принципы многоканальной передачи. В данной теме Вы познакомитесь с: Принципами одновременной передачи сообщений в МСП. Частотными принципами объединения канальных сигналов МСП. Временными принципами объединения канальных сигналов в МСП.

14 Тема 4. Построение оконечных станций цифровых систем передачи. В данной теме рассматриваются основные понятия обработки сигналов в цифровых системах передачи: Особенности построения цифровых систем передачи. Дискретизация сигнала во времени. Выбор и обоснование частоты дискретизации. Квантование сигнала по уровню.

15 Тема 5. Кодирование и декодирование сигналов. В данной теме рассматриваются: Принципы построения кодирующих и декодирующих устройств. Кодирование и декодирование сигналов. Коды используемые при кодировании АИМ отсчетов.

16 Тема 6. Структурная схема оконечной станции ЦСП. Завершающая тема курса посвящена рассмотрению: Структурная схема оконечной станции и основные узлы оборудования. Структура цикла передачи первичной ЦСП.

17 Лабораторный практикум Лабораторная работа 1 (по теме 2). Исследование уровней сигналов электросвязи. Лабораторная работа 2 (по теме 2). Исследование параметров и характеристик сигналов. Лабораторная работа 3 (по теме 3). Исследование дифференциальной системы. Лабораторная работа 4 (по теме 3). Исследование дискретизации сигналов во времени. Лабораторная работа 5 (по теме 3). Исследование квантования сигналов по уровню.

18 Контрольные мероприятия Текущий контроль Проверка отчетов по выполненным лабораторным работам Итоговый контроль экзамен

19 Глоссарий Аналоговый сигнал - сигнал представляющий собой функцию U(t), принимающую любые значения в некотором интервале времени ; ансамбль сигналов - множество, на котором задана вероятностная; аналоговое компандирование - компрессия (сжатие) динамического диапазона сигнала; аналоговое экспандирование - расширение динамического диапазона сигнала после сжатия; бит - одна позиция в цифровом сигнале, это может быть либо 0 либо 1; байт - восемь позиций в цифровом сигнале; дискретизация - операция преобразования непрерывного сообщения в дискретное;

20 Глоссарий (продолжение) информация - совокупность сведений о событиях, процессах, понятиях и фактах, предметах и лицах независимо от формы представления; канал тональной частоты - типовой аналоговый канал передачи с полосой 300 ÷ 3400 Гц и с нормированными параметрами и характеристиками; искажения первого рода - искажения возникающие из- за ограничения полосы частот сверху; квантование - деление диапазона возможных значений амплитуд на отрезки, называемые шагами квантования δ канал связи - совокупность передатчика, линии связи и приемника; линия связи - среда распространения сигнала, используемая для передачи от передатчика к приемнику;

21 Глоссарий (продолжение) многоканальная система передачи (МСП) - система связи, позволяющая, по одной линии связи передавать большое число независимых сообщений, т.е. использовать линию многократно; ошибка квантования - разность между истинным значением отсчета и его квантованным значением ξкв(t) = U(t) – Uкв(t); первичный сигнал - сообщение, преобразованное с помощью датчиков обычно в электрическую величину; регенератор - устройство восстанавливающее основные параметры сигнала принятого из линии связи; сообщение - форма представления информации для передачи ее от источника информации к потребителю; сигнал - материальный носитель или физический процесс отражающий (несущий) передаваемое сообщение;

22 Глоссарий (продолжение) система связи - совокупность источника сообщений, передатчика, линии связи, приемника и получателя сообщений; цифровой сигнал - последовательность импульсов в которой факт наличия импульса принят за 1, а факт его отсутствия за 0 ; шаг квантования - шаг квантования δ это разность между двумя соседними разрешенными уровнями квантования.

23 Список литературы Основная Цифровые и аналоговые системы передачи. Учебник В.И. Иванов, В.Н. Гордиенко, Г.Н. Попов и др. Под ред. В.И. Иванова 2-е изд.-М.: Горячая линия - телеком, с. Системы электросвязи. Учебник для вузов. Под ред. В.П. Шувалова.- М.: Радио и связь, 1987 г., с. Телекоммуникационные системы и сети. Учебное пособие. Том 1-Современные технологии. Б.И. Круг, В.Н. Попантонопуло, В.П. Шувалов. Под ред.В.П. Шувалова.- М.: Горячая линия- телеком, 2004 г.-647 с.

24 Список литературы Дополнительная Электросвязь. Введение в специальность. Учебное пособие для ВУЗов В.Г. Дурнев и др. М.: Радио и связь 1988 г. Власов И.И., Птичкин М.М. Измерения в цифровых сетях связи.- М.: Постмаркет, 2004 г.-432 с. Многоканальные системы передачи. Учебник для ВУЗов. Н.Н. Баева, В.Н. Гордиенко, С.А. Курицын и др. Под ред. Н.Н. Баевой и В.Н. Гордиенко. - М.: Радио и связь, 1996 г.-560 с. Кириллов В.И. Многоканальные системы передачи. Учебник - М.: Новое знание, 2002 г.-751 с.

25 Самостоятельная работа В качестве самостоятельной работы рекомендуется изучение основной и дополнительной литературы, изучение схем и материалов технических описаний цифровых систем передачи. При работе с литературой следует иметь в виду бурное развитие телекоммуникационной техники, поэтому необходимо отслеживать появление новых материалов, в том числе в периодических изданиях, современных специальных журналах, интернете. В ходе выполнения лабораторных работ рекомендуется подробно изучить теоретический материал по теме, составить (при необходимости) структурную схему исследуемых компонентов или устройств и выполнить описание их работы.

26 Сведения об авторе ФИО: Гальцев Михаил Андреевич Место работы: Белгородский государственный университет Ученая степень: Кандидат технических наук Ученое звание: Доцент Должность: Доцент Кафедра: Телекоммуникаций Контактная информация: Адрес г. Белгород, ул. Победы 85, корпус 15, аудитория Рабочий телефон

27 Сведения об авторе ФИО: Ищенко Виктор Игнатьевич Место работы: Белгородский государственный университет Должность: Ассистент Кафедра: Телекоммуникаций Контактная информация: Адрес- г. Белгород, ул. Победы 85, корпус 15, аудитория Рабочий телефон

28