АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

           

                             Кафедра телекоммуникационных систем 

 

 

 

 

   СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ И ПОЧТОВАЯ СВЯЗЬ

 

Программа, методические указания и контрольные задания

(для студентов специальности Экономика и менеджмент в связи по ускоренной образовательной программе).

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                          

                                                           

                                                           

 

Алматы  2001

СОСТАВИТЕЛЬ:  А.Т. Омаров.  Системы электросвязи и почтовая связь. Программа, методические указания и контрольные задания (для студентов специальности Экономика и менеджмент в связи по ускоренной образовательной программе). - Алматы: АИЭС, 2001- 42 стр.  

 

 

 

 
Методические указания содержат рабочую программу дисциплины с контрольными вопросами по разделам, задания и исходные данные для более 100 вариантов заданий двух контрольных работ, методические указания по выполнению заданий контрольных работ, требования по их содержанию и оформлению, список рекомендуемой литературы.

 

Табл. - 13, библиогр. -  30 назв.

 

 

 

Рецензент: канд. техн. наук, доцент А.С. Байкенов

 

 

 

Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2001 г.

 

 

 

                                            

                                                 ©  Алматинский институт энергетики и связи, 2001 г.

ВВЕДЕНИЕ

 

В соответствии с квалификационной характеристикой инженер-экономист связи должен уметь разрабатывать проекты развития средств электрической и почтовой связи, проводить технико-экономическое обоснование проектов реконструкции действующих и создания новых средств и систем связи, определять экономическую эффективность внедрения новой техники. Для этого ему необходимо знать теоретические основы и практические вопросы организации телефонной, телеграфной, факсимильной, почтовой и других видов связи и передачи данных, а также технико-эксплуатационные характеристики современных технических средств передачи сообщений и области их применения. Эти вопросы изучаются в курсе Системы электросвязи и почтовая связь, являющемся базовым для изучения вопросов организации и планирования предприятий связи.

У студентов ускоренного заочного обучения по специальности ЭМС дисциплина Системы электросвязи и почтовая связь изучается на первом курсе.

В рамках учебного плана из 222 часов, выделенных на изучение дисциплины СЭС и ПС, аудиторные занятия составляют 16 часов (лекции-10 час., лабораторные занятия-6 час.). Оставшиеся 206 часов выделены на самостоятельные занятия студентов. Предусмотрено выполнение двух контрольных работ и сдача зачета по курсу.   

Таким образом, работа студента над учебным материалом складывается главным образом из самостоятельной работы над литературой, рекомендуемой в методических указаниях, а также из усвоения материала на лекциях. Весьма существенную помощь в изучении дисциплины оказывают студенту лабораторные занятия и самостоятельное выполнение контрольных работ.

В рабочей программе дисциплины приводится рекомендуемая для изучения разделов курса литература. При этом для каждого раздела курса приводятся данные только по основной литературе и той дополнительной литературе, где вопросы раздела изложены более ясно и полно, или отсутствуют в основной литературе. Кроме этого в списке литературы приводится перечень дополнительных учебников, которые могут помочь в изучении вопросов дисциплины при отсутствии у студента рекомендуемой для раздела литературы.

Для самопроверки усвоения учебного материала в каждом разделе приведены контрольные вопросы, ответы на которые окажут весьма существенную помощь в усвоении материала раздела.

Если у студента при изучении курса встретятся затруднения (неясности по изучаемому материалу и по решению задач контрольных работ), то он может обратиться на кафедру Телекоммуникационных систем АИЭС для получения письменной или устной консультации.

 

Алматинский институт энергетики и связи просит студентов бережно относиться к сохранности методических указаний и ее внешнему виду.

 

1   ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ И ПОЧТОВАЯ СВЯЗЬ

 

1.1  Цель преподавания дисциплины 

 

Изложение теоретических основ и практических вопросов организации всех видов электросвязи, методов преобразования, передачи, приема и обработки сигналов, построения сетей связи и систем коммутации, организации почтовой связи.

 

1.2        Задачи изучения дисциплины

 

а) изучение основных понятий теории электросвязи, принципов построения первичных и вторичных сетей, линий передачи, аналоговых и

цифровых систем передачи, коммутационных станций и оконечных  устройств;

б) изучение принципов проектирования, развития и реконструкции действующих и создания новых средств и систем связи;

в)  изучение вопросов организации почтовой связи, ее механизации и автоматизации.

 

 

2     РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ И ПОЧТОВАЯ СВЯЗЬ

 

Введение

 

История развития электросвязи. Задачи и содержание курса.

 

2.1    Системы передачи и сети электросвязи

 

2.1.1 Сообщения и сигналы

 

Обобщенная схема системы связи, понятия сообщения и сигнала. Информационные и технические характеристики источника сообщений и системы связи: количество информации, энтропия, производительность, скорость модуляции (передачи), скорость передачи информации, пропускная способность. Аналоговые и дискретные, детерминированные и случайные сигналы. Виды электрических сигналов, их параметры и характеристики: математическая модель, временная диаграмма, спектральная диаграмма, векторная диаграмма. Спектральное разложение периодических и непериодических сигналов. Параметры основных первичных сигналов электросвязи.

[1- c.5-19, 203-204;  2- c.9-30; 13- c.14-18, 23-24, 32-34;  19- c.8-10, 13-25;  20- с.8-14; 22- c.8-16, 20-36, 42-55, 295-307].

 

Контрольные вопросы

1. Что следует понимать под терминами «информация», «сообщение», «сигнал»? Что общего и в чем отличие между ними?

2. Дайте определение понятиям «система связи», «канал связи». Перечислите основные типы каналов. По каким признакам они подразделяются?

3. Что такое энтропия, производительность источника, скорость модуляции, скорость передачи информации, пропускная способность канала?

4. Для чего важно знать пропускную способность канала? Что произойдет, если передавать сообщение по каналу со скоростью, превышающей пропускную способность канала?

5. Что такое дискретные сигналы, как они выглядят и каковы их параметры?

6. В чем отличие аналоговых сигналов от дискретных? Что означает «цифровой сигнал»?

7. Что называется математической моделью электрического сигнала и для чего необходимо знать его математическую модель?

8.  Какие устройства обязательно входят в систему электросвязи?

9.  Какие сигналы можно разложить в ряд Фурье? Что такое спектр сигнала, ширина спектра? Как принято определять длительность и ширину спектра сигнала?

10. Как оценить количество информации, содержащееся в сообщении,

появляющемся с заданной вероятностью? Что такое 1 бит информации?

11. Как определить энтропию и производительность источника дискретных сообщений, скорость передачи и пропускную способность канала?

12. Определить энтропию троичного источника, выдающего символы 1; 0; –1 с вероятностями р1=0,25; р0=0,25; р-1=0,5. Чему равно максимальное значение энтропии, избыточность этого источника? Каковы причины появления избыточности источника?

13. В чем отличие абсолютного и относительного уровней сигнала? Что такое

«нулевой относительный уровень»?   Какой мощности, напряжению и току

соответствует абсолютный уровень 0 дБ, –7 дБ?

14. Каково значение абсолютного  уровня по мощности группового сигнала, полученного объединением 10 канальных сигналов с абсолютным уровнем 0 дБм каждый, –10 дБм каждый?

15. В чем различие между скоростью модуляции В и скоростью передачи информации R? Каково может быть соотношение между их значениями (В<R, В>R, В=R?) и в каких случаях это может быть?

 

2.1.2 Системы передачи

 

Преобразование сигналов в системах передачи (СП). Понятие модуляции. Виды аналоговой (АМ, ЧМ, ФМ), дискретной (ДАМ, ДЧМ, ДФМ, ДОФМ), импульсной (АИМ, ШИМ, ЧИМ, ФИМ) модуляций. Двойная модуляция. Математические модели, временные и спектральные диаграммы модулированных сигналов. Виды амплитудной модуляции. Схемы модуляторов и демодуляторов для различного вида модуляции. Преобразование аналогового сигнала в цифровой, импульсно-кодовая модуляция (ИКМ). Теорема Котельникова, ряд Котельникова. Виды цифровой модуляции (ИКМ, ДИКМ, АДИКМ, ДМ). Линии передачи. Способы разделения каналов: частотный (ЧРК), временной (ВРК). Принцип построения многоканальных СП с ЧРК и ВРК.

[1- c.44-47, 213-217;  2- c.30-40, 43-52, 152-157;  5- c.20-42;  13- c.22-23, 34-39, 47-56, 66-78;  19- c.25-49, 274-289, 318-346;  20- c.35-40;  22- c.36-42, 56-75, 111-130, 129-157, 279-294].

 

Контрольные вопросы

1.     Что такое модуляция?  В чем смысл модуляции сигнала?  Для каких целей

используется модуляция в системах связи?

2. В чем разница между аналоговой, дискретной и импульсной модуляциями? Какой вид имеют несущий и модулирующий сигналы?

3. Какое свойство функций Бесселя позволяет считать спектр сигналов с

угловой модуляцией ограниченным? Как определить ширину спектров ЧМ и ФМ сигналов?

4. От каких параметров импульсной несущей зависит ширина спектра импульсных видов модуляции?

5. Какова ширина спектра канального сигнала при АМ-ОБП, если ширина спектра исходного информационного сигнала 3,1 кГц?

6. Как изменятся временная и спектральная диаграммы при АМ, если коэффициент модуляции уменьшится в 2 раза? Если в 2 раза увеличится частота модулирующего сигнала? Если в 2 раза увеличится частота несущего сигнала?

7.  Как изменятся временная и спектральная диаграммы при ЧМ, если индекс модуляции mчм  изменится с 0,1 на 10? Если при mчм =0,1 частота модулирующего сигнала Ω увеличится в 2 раза? Если при mчм =10 частота модулирующего сигнала Ω увеличится в 2 раза?

8.  Как изменятся временная и спектральная диаграммы при ФМ, если индекс модуляции mфм  изменится с 0,1 на 10? Если при mфм =0,1 частота модулирующего сигнала Ω увеличится в 2 раза? Если при mфм =10 частота модулирующего сигнала Ω увеличится в 2 раза?

9. В чем недостаток АМ при формировании группового сигнала в СП с ЧРК? В чем преимущества и недостатки метода АМ-ОБП?

10. Какой частотный спектр имеют сигналы АИМ?

11. Поясните идею и дайте определение ЧРК и ВРК. Что понимается под преобразованием сигнала при ЧРК, при ВРК?

12. Какие операции осуществляют над аналоговым сигналом для того чтобы

преобразовать его в цифровой?

13. Как осуществляется восстановление аналогового сигнала в СП с ВРК из его дискретных отсчетов?

14. Почему в реальных СП с ВРК FД  > 2FВ?

15. Для чего нужно квантование по уровню в ЦСП?

 

2.1.3 Сети электросвязи

 

Первичная сеть электросвязи и вторичные сети, принципы их построения. Виды сетей, основные элементы сетей. Типовые каналы и тракты передачи первичной сети.

[1- c.23-41; 2- c.53-64; 13- c.6-14; 19- c.10-13; 20- c.15-18, 32-33, 40-41].

 

Контрольные вопросы

1.     Что называется первичной сетью, вторичной сетью?

2.     На какие сети подразделяется по территориальному принципу первичная

сеть?

3. Сформулируйте назначение сетевых узлов и сетевых станций.

4. Что понимают под терминами «типовой канал», «групповой тракт», «типовой групповой тракт»?

5. Какой канал является основным типовым каналом передачи первичной сети?

6. Какой диапазон частот занимают широкополосные каналы, организуемые по групповым трактам многоканальных систем?

7. Сколько каналов звукового вещания первого класса можно организовать при использовании девяти каналов тональной частоты?

8. Какова скорость передачи первичного цифрового потока?

9. По какому принципу разделяются вторичные сети?

10. Назовите существующие структуры построения вторичных сетей. От чего зависит выбор структуры построения вторичных сетей?

11. Что входит в состав каждой вторичной сети? Какие вы знаете вторичные сети?

12. Сформулируйте все предпосылки, ведущие к объединению разрозненных сетей электросвязи в единую.

 

2.2    Проводные системы передачи

 

2.2.1 Направляющие системы проводных линий передачи

 

Классификация направляющих систем. Конструкция основных типов кабелей. Первичные и вторичные параметры передачи направляющих систем. Взаимное, влияние между цепями. Влияние внешних электромагнитных полей (ЭМП) на цепи связи и меры их защиты. Проводные линии связи. Волоконно-оптические линии связи. Принципы передачи сигналов по световоду, основные параметры оптического волокна.

[1- c.58-75, 84-96; 2- c.65-82; 11- c.31-81, 187-194; 20- c.19-32; 22- c.144-156, 165-169, 192-205].

 

Контрольные вопросы

1.     Что называется направляющей системой? Перечислите основные типы

направляющих систем.

2. На какие типы делятся линии связи по конструктивному исполнению?

3. Назовите первичные и вторичные параметры кабеля.

4. Как зависят от частоты первичные и вторичные параметры?

5. Как выражаются вторичные параметры ZВ и γ через первичные R0,L0,C0,G0?

6. Каков физический смысл вторичных параметров ZВ, α и β?

7. Что такое длина волны, фазовая и групповая скорости и как их можно выразить через первичные параметры линии?

8. Что такое переходное затухание между цепями, какие его виды известны?

9. Каков принцип распространения светового луча по оптическому волокну?

10. Какие параметры оптического волокна (ОВ) определяют дальность и частотный диапазон передачи по нему?

11. Каков физический смысл дисперсии в ОВ. Как зависят дисперсия сигнала и передаваемая полоса частот по световоду от его длины?

12. По каким признакам классифицируются кабели связи? Какая информация содержится в марке кабеля? Перечислите конструктивные элементы кабеля.

13. Что понимают под скруткой и для чего она нужна?

14. Для чего нужна защитная оболочка кабеля и как она выполняется? Каковы функции бронепокровов кабелей?

15. Почему оптические кабели (ОК) являются в настоящее время наиболее перспективными линиями передачи?

 

2.2.2      Построение аналоговых систем передачи

 

Формирование и передача канальных сигналов в аналоговых системах передачи (АСП) с ЧРК, типы каналов и их характеристики. Двусторонние каналы передачи и схемы их организации. Развязывающие устройства. Многократное индивидуальное и групповое преобразование спектра сигналов. Формирование первичных (ПГ), вторичных (ВГ), третичных (ТГ), четверичных (ЧГ) групп каналов. Построение и структурная схема АСП с ЧРК. Типовое преобразовательное оборудование, генераторное оборудование, оборудование сопряжения и линейного тракта АСП.

[1- c.204-213; 2- c.82-120; 13- c.39-47, 113-117, 159-171; 19- c.49-96].

 

Контрольные вопросы

1. Почему в АСП с ЧРК принят групповой принцип построения аппаратуры? Какие преимущества дает применение принципа многократного преобразования частоты с использованием стандартных групп?

2. Какие блоки структурной схемы СП с ЧРК относятся к индивидуальному, групповому, линейному трактам?

3. При каком принципе построения аппаратуры АСП с ЧРК: индивидуальном или групповом выше надежность оборудования?

4. Какие диапазоны частот занимают стандартные ПГ, ВГ, ТГ?

5. Что такое «виртуальная несущая частота» и как она определяется?

6. Почему на воздушных линиях связи применяется 2-проводная, 2-полосная 

система связи, а на кабельных магистральных линиях 4-проводная, 1-полосная?

7. Почему не нашла широкого применения 2-проводная, 1-полосная система связи?

8. Для чего нужны дифсистемы в аппаратуре систем передачи?

9. Каково назначение балансного контура, из каких соображений выбирают его входное сопротивление?

10. Для чего нужны направляющие фильтры, какие требования должны предъявляться к ним?

 

2.2.3 Линейный тракт АСП с ЧРК

 

Типы усилительных пунктов. Помехи в каналах АСП, классификация, оценка и нормирование помех. Меры повышения защищенности от помех. Линейные искажения и их коррекция в линейном тракте. Автоматическая регулировка усиления (АРУ) в линейном тракте, принцип построения систем АРУ.

[2- c.120-137; 5- c.82-89; 13- c.18-22, 24-32, 104-113; 19- c.96-199, 505-508;

29- c.39-67].

 

Контрольные вопросы

1. Как осуществляется электропитание НУП системы передачи?

2. Что понимается под помехой? Какие бывают виды помех? Поясните

физическую природу возникновения помех.

3. Расскажите о способах борьбы с помехами в различных линиях связи.

4. Какие меры обычно применяются для увеличения защищенности от помех, представляющих собой внятные переходные разговоры?

5. Что такое защищенность от переходного разговора и защищенность от

собственных помех? Чем они измеряются?

6. Что принято в МСП с ЧРК за «точку нулевого относительного уровня»

(ТНОУ) и как рассчитывается уровень средней мощности группового сигнала в

ТНОУ при различном числе каналов в МСП?

7. Что такое нелинейные помехи, чем они оцениваются и как зависят от уровня передачи группового сигнала?

8. Какие виды линейных искажений сигнала вы знаете и каковы их причины?

9. Каковы способы коррекции АЧИ линейного тракта? Сравните способы включения корректирующих устройств.

10. Поясните назначение и назовите основные параметры систем АРУ.

11. Какие частотно-зависимые регулировки уровня осуществляют при АРУ по КЧ?

12. Объясните основной принцип работы систем АРУ прямого и косвенного действия. Каков принцип работы грунтовой АРУ?

13. В каких точках СП вводятся сигналы КЧ группой АРУ, линейной АРУ?

 

2.2.4 Аналоговые системы передачи первичной сети

 

АСП по воздушным линиям, симметричным и коаксиальным кабелям для местных, внутризоновых и магистральных участков первичной сети.

[1- c.217-219; 2- c.137-152; 5- c.93-108; 13- c.122-159, 171-175; 19- c.199-237;

20- c.41-43; 27- c.67-78].

 

Контрольные вопросы

1. Какая полоса частот отводится на один телефонный канал в АСП с ЧРК?

2. Каков защитный частотный промежуток между каналами в групповом сигнале?

3. Почему аналоговые СП, работающие по симметричному кабелю, являются 2-х кабельными?

4. Почему длина усилительного участка для системы К-3600 равна 3 км, а для К-1920П – 6 км?

5. Каково номинальное значение остаточного затухания канала ТЧ? Почему в системах КРР-М и КАМА остаточное затухание каналов устанавливается равным

3,5 дБ? Хорошо это или плохо?

6. Почему в системах КРР-М, КАМА, КНК-6 при эффективно передаваемой полосе частот 3,1 кГц на один канал в линейном спектре занимается полоса частот 8 кГц?

7. Что такое относительная ширина линейного спектра и на что она влияет?

8.     Какие недостатки присущи АСП с ЧРК? Есть ли у них достоинства?

9.     Как зависит длина усилительного участка от емкости АСП и почему?

10.  В чем необходимость ОУП в линейном тракте АСП?

11.  Какие ограничения накладываются на выбор линейного спектра частот

систем передачи, работающих по воздушным линиям, симметричным и коаксиальным кабелям?

12. Приведите примеры систем передачи, работающих по 4-проводной,

1-полосной и 2-проводной, 2-полосной схемам.

 

2.2.5      Построение цифровых систем передачи

 

Преобразование канальных сигналов в цифровых системах передачи (ЦСП). Образование группового сигнала в ЦСП с ИКМ. Структурная схема оконечной станции ЦСП с ИКМ-ВРК. Синхронизация в ЦСП с ИКМ.

[1- c.219-221; 2- c.152-165; 19- c.358-408; 24; 29- c.78-129].

 

Контрольные вопросы

1. Каково назначение и принципы организации сверхцикловой, цикловой и тактовой синхронизации в ЦСП?

2. Что произойдет при сбое синхронизма по сверхциклам, циклам, тактам?

3. Что такое шумы квантования и в чем причина их появления в ЦСП?

4. Каковы недостатки равномерной шкалы квантования?

5. Каково назначение ФНЧ в тракте передачи и приема ЦСП?

6. С помощью какого вида синхронизации в ЦСП с ИКМ осуществляется правильное распределение сигналов управления и взаимодействия (СУВ) между АТС?

7. Что передается в канальном, тактовом интервале ЦСП?

8. Каково назначение преобразователя кода в аппаратуре ЦСП?

9. В чем заключаются основные преимущества цифровых методов передачи аналоговых сигналов,  каковы их недостатки?

10. Из каких соображений выбирается длительность цикла передачи в ЦСП различного уровня иерархии?

 

2.2.6 Линейный тракт ЦСП с ИКМ-ВРК

 

Формирование линейного сигнала, виды линейных кодов (ЧПИ, КВП-3 и др.). Регенерация цифровых сигналов.

[2- c.165-175; 13- c.57-62; 19- c.448-483; 24; 29- c.129-151].

 

Контрольные вопросы

1. К чему ведет ограничение полосы пропускания снизу и сверху в линейном тракте ЦСП?

2. Каковы требования к линейному сигналу в ЦСП?

3. Каков принцип выбора линейных кодов в ЦСП?

4. Каковы основные недостатки однополярного кода при использовании его в линейном тракте ЦСП?

5. Каковы преимущества квазитроичного кода по сравнению с однополярным кодом при использовании его в линейном тракте ЦСП?

6. Какие линейные коды используются в аппаратуре ЦСП с ИКМ?

7. Что такое регенерация цифрового сигнала, как она осуществляется?

8. Как осуществляется выделение тактовой частоты в регенераторе?

9. Почему в ЦСП можно использовать линейные тракты низкого качества, которые нельзя использовать в АСП с ЧРК?

10. К каким видам систем относятся ЦСП: с накоплением помех или с накоплением ошибок? Пояснить ответ.

 

2.2.7      ЦСП первичной сети

 

Плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ, PDH) цифровых систем передачи. ЦСП для местных, зоновых и магистральных участков первичной сети, их особенности и основные характеристики. Перспективы развития ЦСП, системы синхронной цифровой иерархии (СЦИ, SDH).

[2- c.175-180;  5- c.108-120;  13- c.62-66, 175-193;  19- c.354-357, 483-496;  24; 25; 29- c.151 -169].

 

 

Контрольные вопросы

1. Чем оценивается качество передачи в ЦСП?

2. Какова скорость передачи основного цифрового канала (ОЦК)?

3. Какова скорость передачи вторичного цифрового потока для европейской иерархии ЦСП с ИКМ и сколько каналов ТЧ позволяет он организовать?

4. Каково количество канальных интервалов в одном цикле ЦСП ИКМ-30?

5. Назовите частоты следования сверхциклов, циклов, канальных и тактовых интервалов в ЦСП ИКМ-30. Каковы длительности сверхцикла, цикла, канального и тактового интервалов в ЦСП ИКМ-30?

6. Как передаются сигналы СУВ в ЦСП ИКМ-30?

7. Какой метод объединения потоков принят в ЦСП с ИКМ при образовании  потока более высокого уровня?

8. Перечислите существующие ЦСП всех уровней плезиохронной иерархии.

9. Назовите основные отличия SDH от PDH и преимущества SDH.

10. Каковы значения скоростей потоков  и  количества каналов на  различных уровнях  синхронной цифровой иерархии SDH?

11. В чем отличие синхронизации систем передачи от синхронизации сети? Какой вид синхронизации имеет преимущества и в какой технологии он используется?

 

2.2.8      Волоконно-оптические системы передачи

 

Преимущества волоконно-оптических систем передачи (ВОСП). Принципы построения ВОСП. Передача оптических сигналов по волоконно-оптическим кабелям. Основные характеристики ВОСП на различных участках первичной сети.

[ 10;  13- c.195-203;  29- c.169-205].

 

Контрольные вопросы

1. Что такое «окно прозрачности» и какие окна прозрачности оптического волокна используются в ВОСП?

2. Какой вид модуляции преимущественно используется в ВОСП?

3. Каков порядок километрического затухания ОВ в оптическом кабеле (ОК)?

4. Какие вы знаете профили показателя преломления волокон ОК?

5. От каких параметров и как зависит длина участка регенерации ВОСП?

6. С помощью каких приборов в ВОСП осуществляется преобразование электрических сигналов в оптические и наоборот?

7. Назовите основные достоинства ВОСП. В чем технико-экономическая эффективность ВОСП?

8. Какие виды линейных кодов могут использоваться в ВОСП?

9. К какому типу СП можно отнести ВОСП (по проводности и полосности)?

10.  Какие вы знаете виды ВОСП?

 

 

2.2.9      Основы технической эксплуатации МСП

 

Общие принципы организации технической эксплуатации. Надежность СП. Техническая эксплуатация линейных сооружений и аппаратуры СП.

[2- c.180-189; 19- c.535-555; 20- c.154-167, 181-185; 23- c.198-257].

 

Контрольные вопросы

1. Каковы основные задачи технической эксплуатации СП?

2. Как организуется техническая эксплуатация первичной сети?

3. Как осуществляется руководство первичной сетью и ее технической эксплуатацией? Какие задачи решают системы управления первичной и вторичной сетями?

4. Как организуется техническая эксплуатация аппаратуры СП?

5. Перечислите основные показатели надежности СП и поясните их смысл.

6. Назовите методы повышения надежности СП.

7. В чем отличие технического обслуживания от технической эксплуатации?

8. Назовите методы технического обслуживания СП.

9. Каковы основные показатели технического обслуживания?

10. Назовите виды и методы контроля технического состояния СП.  

 

2.3    Вторичные сети

 

2.3.1 Принцип телефонной связи

 

Принцип телефонной передачи и телефонные аппараты. Коммутационные приборы: электромагнитные реле, декадно-шаговые искатели, многократные координатные, герконовые, ферридовые, электронные соединители. Нагрузка, час наибольшей нагрузки. Принципы расчета различного вида телефонной нагрузки.

[1- c.178-185; 2- c.190-215; 4- c.12-89; 20- c.72-85].

 

Контрольные вопросы

1. Чем характеризуется качество передачи речи по тракту?

2. Какие из приборов в телефонном аппарате можно отнести к вызывным и  разговорным приборам?

3. Какие требования предъявляются к коммутационным приборам?

4. Назовите известные виды КП.

5. Каковы основные характеристики и временные параметры реле? Какие параметры схемы определяют временные параметры реле?

6. Чем отличаются герконовые реле от других видов электромагнитных реле?

7. Каково различие между герконовым и ферридовым реле? В чем состоит особенность герконовых и ферридовых соединителей?

8. Назовите типы многократных соединителей. Что такое МГС 8´8´4, МФС 4´4´2? Что такое гезакон?

9. Каковы недостатки декадно-шаговых искателей?

10. Назовите наиболее распространенные по коммутационным параметрам типы МКС. Что значит МКС 20´10´6, 10´20´6? Скольки позиционные эти МКС?

11. Что означают нагрузка и интенсивность нагрузки и каковы единицы их измерения?  Что такое 1 Эрланг?

12. Каковы достоинства использования полупроводниковых приборов для целей коммутации?

  

2.3.2      Коммутационные системы

 

Принципы коммутации. Способы и виды коммутации. Коммутационные блоки и ступени искания автоматических телефонных станций (АТС) различного типа. Расчет телефонной нагрузки. Управляющие устройства (УУ) АТС различного типа. Декадно-шаговые (АТСДШ), координатные (АТСК), квазиэлектронные (АТСКЭ) и электронные (АТСЭ) АТС: функциональные схемы, построение коммутационного поля, принципы построения управляющих устройств, системы сигнализации, способы кодирования и передачи сигналов управления и линейных сигналов.

[1- c.140-145; 2- c.215-241; 4- c.97-104, 112-171, 172-179, 219-256, 298-305, 308-310, 319-325; 20- c.85-93, 106-107].

 

Контрольные вопросы

1. Перечислите способы коммутации, укажите их преимущества и недостатки и области применения.

2. В чем принципиальная разница коммутации сообщений по сравнению с коммутацией каналов?

3. Чем оценивается качество обслуживания вызовов в различных системах коммутации? Что такое «пропускная способность» блока (пучка приборов), «среднее использование» прибора в пучке?

4. Какие ступени искания различают в АТС? Каково их назначение? Для чего вводится ступень ПИ на АТСДШ?

5. Что такое «коммутационный блок» (КБ) и что такое «доступность блока»?

6. Какие типы коммутационных систем вы знаете по виду КП и УУ, по способу управления соединением? В чем отличие АТСКЭ от АТСК, от АТСЭ?

7. Что такое «внутренние блокировки» в многозвенных коммутационных блоках, за счет чего они возникают, как влияют на  величину доступности блоков и каковы способы их уменьшения?

8. Как изменяется среднее использование линий в пучке в зависимости от емкости пучка и доступности КБ?

9. Изобразить координатным способом схемы типа вертикаль-поле (ВП) и поле-вертикаль (ПВ) коммутатора на 20 входов и 40 выходов, используя МКС 10´20´6. Определить необходимое число МКС.

 10. Построить однозвенную неполнодоступную коммутационную схему  на N = 100 входов, М = 15 выходов при доступности D = 6 и числе нагрузочных групп g = 5. Использовать МКС 10´20´6.

11. Для полнодоступного пучка линий каждый из 10 абонентов создает в среднем три занятия в ЧНН со средней длительностью 60 сек. Определите интенсивность нагрузки пучка и найдите необходимое число линий в пучке при  значениях нормы потерь вызовов р = 0,001 (0,1 %, или 1 о/оо), р = 0,003 (0,3 %, или 3 о/оо), р = 0,005 (0,5 %, или 5 о/оо), р = 0,01 (1 %, или 10 о/оо). Вычислите для каждого случая величину среднего использования одной линии в пучке h, постройте график зависимости h от р и сделайте вывод о влиянии нормы потерь на среднее использование одной линии.

12. Назовите управляющие устройства координатных АТС и их функции.

13. Дайте определения линейным, акустическим сигналам, а также сигналам управления. Приведите примеры указанных сигналов.

14. Сколько ступеней ГИ содержат координатные АТС при четырех-, пяти-, шестизначной нумерациях?

15. В чем преимущества применения многочастотного способа передачи сигналов управления? Запишите в коде «2 из 5» номер 284-44-45 (пользуясь символом частот).

16. Как организуется связь со специальными службами в АТСК?

 

2.3.3      Телефонные сети

 

Принципы построения городской (ГТС) и сельской (СТС) телефонных сетей. Системы нумерации на сетях. Открытая и закрытая системы нумерации. Нормы затухания на телефонных сетях. Междугородная телефонная связь, системы обслуживания и способы установления соединений, системы нумерации, системы сигнализации. Учет стоимости разговоров на АМТС. Аппаратура автоматического определения номера вызывающего абонента. Цифровые сети ISDN, принцип построения. Методы доступа и коммутации. Перспективы  развития телефонных сетей.

[1- c.133-140, 197-203; 2- c.241-261; 4- c.325-347, 356-366, 373-388; 20- c.93-101].

 

Контрольные вопросы

1. Чем отличаются закрытая и открытая системы нумерации на телефонной сети и где возможно их применение?

2. Поясните назначение и возможные значения цифр номера абонента при междугородной связи (структуру междугородного номера): 8 АВС ав ххххх.

3. Каковы нормы затухания сигналов между двумя абонентами для различных видов телефонной связи и нормы затухания для отдельных участков тракта каждого вида связи?

4. Какие виды телефонных сетей по назначению вы знаете? Назовите составные части телефонной сети. Как они взаимосвязаны?

5. Где размещается аппаратура АОН и на каком этапе установления соединения происходит определение номера вызывающего абонента?

6. Какие виды линий используются для связи между АТС и МТС и каково их назначение?

7. На ГТС состоящей из трех РАТС, соединенных по принципу «каждая с каждой» и АМТС, для взаимосвязи станций используются шесть пучков СЛ. Сколько было бы таких пучков при сохранении принципа соединения «каждая с каждой» и наличии на ГТС 8, 20, 40 или 80 РАТС?

8. Какова предельная емкость ГТС при четырех-, пяти-, шестизначной нумерациях и почему?

9. Поясните принцип радиально-узлового построения телефонной сети.

10. Какие ступени искания и приборы обслуживают в АТСКУ входящее междугородное соединение?

 

2.3.4  Сети передачи дискретных сообщений

 

Виды сетей передачи дискретных сообщений (ПДС), их характеристики и требования к сетям. Узлы коммутации сообщений. Системы передачи дискретных сообщений (СПДС). Искажения дискретных сигналов. Методы сопряжения (методы передачи) анизохронных и изохронных сигналов с синхронным дискретным каналом (методы наложения, СИП и др.) Способы повышения верности передачи дискретных сообщений (повышения помехоустойчивости): помехоустойчивое кодирование, использование систем с информационной (ИОС) и решающей (РОС) обратной связью и др. Построение систем передачи данных с обратной связью и без обратной связи. Основные виды корректирующих кодов, принципы их построения и основные характеристики. Информационные сети, глобальные и локальные сети, примеры сетей и их характеристики.

[1- c.145-160, 222-234; 2- c.261-288, 303-334; 5- c.127-155, 313-329; 15- c.35-38, 47-57, 99-146; 20- c.102-112; 22- c.307-319].

 

Контрольные вопросы

1. Что означают «единичный интервал», «единичный элемент», «значащий момент»?

2. Что понимается под искажениями дискретных сигналов, какие бывают искажения и что такое ошибка?

3. Дайте определение краевым искажениям и дроблению двоичного сигнала.

4. Какие функции выполняют устройства тактовой, групповой и цикловой синхронизации СПДС и каковы требования к ним?

5. Перечислите методы сопряжения анизохронных и изохронных дискретных сигналов с синхронным дискретным каналом (ДК), поясните их и сравните между собой.

6. В чем разница между помехоустойчивыми (корректирующими) и простыми кодами? Перечислите и дайте пояснения основным параметрам помехоустойчивых кодов.

7. Каков принцип обнаружения и исправления ошибок у помехоустойчивых кодов? Каков недостаток этих кодов?

8. Дайте понятия порождающей и проверочной матриц помехоустойчивого кода, поясните их структуру (вид) и принцип их составления. То же о матрице

синдромов.

9. Поясните принцип работы и назовите достоинства и недостатки систем с ИОС и РОС, с РОС-ож, РОС-нп, РОС-ап, РОС-бл.

10. Перечислите все известные способы повышения помехоустойчивости передачи дискретных сообщений. Для каждого способа укажите, в чем мы

проигрываем, повышая помехоустойчивость передачи..

11. Приведите классификацию помехоустойчивых (корректирующих) кодов.

12. Чем и как оценивается эффективность применения помехоустойчивых кодов?

13. Поясните алгоритм передачи дискретных сообщений на сети с коммутацией каналов, коммутацией сообщений.

14. Назовите особенности систем передачи данных.

  

2.3.5  Каналообразующая аппаратура и оконечные устройства сетей ПДС

 

Требования к каналам ПДС, оценка их качества, методы построения каналов ПДС, рекомендации МККТТ (МСЭ) по построению аппаратуры систем ПДС. Телеграфная аппаратура и аппаратура передачи данных. Оконечные установки телеграфной сети и сети ПД. Методы регистрации единичных элементов Принципы и устройства факсимильной связи. Синхронизация и фазирование в факсимильных аппаратах. Способы сокращения избыточности факсимильных сообщений. Кодирование длин серий (КДС-1,2,3)

[1- c.160-162, 234-270, 283-291; 2- c.347-368; 15- c.216-238; 17- c.13-62, 162-233; 20- c.115-131].

 

Контрольные вопросы

1.     Нарисуйте структурную схему системы ПДС и поясните назначение всех

блоков схемы. Выделите на схеме канал ПДС.

2. В чем различие кодозависимых и кодонезависимых каналов ПДС?

3. Назовите и поясните основные методы построения дискретных каналов.

4. Какие вы знаете рекомендации МККТТ (МСЭ) по построению устройств преобразования сигналов (УПС)?

5. Какой метод регистрации более помехоустойчив по краевым искажениям, по дроблениям сигнала?

6. Что вы понимаете под исправляющей способностью приемника?

7. Какие способы развертки изображения вы знаете, в чем их достоинства и недостатки?

8. Что такое синхронность и синфазность работы передающего и приемного аппаратов, зачем и как они поддерживаются? Что может произойти при сбое синхронизации в факсимильных аппаратах?

9. Поясните принцип сокращения избыточности факсимильного сообщения путем кодирования длин серий (коды КДС-1,2,3).

10. Что понимается под протоколом информационной сети?

 

2.4         Организация и эксплуатация почтовой связи

 

Принципы построения и эксплуатации сети почтовой связи. Основы организации, механизации и автоматизации производственных процессов на предприятиях почтовой связи. Основы организации перевозки почты.

[3, 20- с.185-222; 28, 30].

 

Контрольные вопросы

1.     Перечислите предприятия почтовой связи и их функции.

2.     Каков путь продвижения входящей международной письменной

корреспонденции?

3.     Перечислите способы экспедирования печати.

4.     В какой последовательности выполняются производственные операции

обработки исходящих посылок?

5.     Какие средства механизации и автоматизации используются на обработке

письменной корреспонденции?

6. Какие принципы положены в основу выбора транспорта для перевозки почты?

7. Каковы недостатки и преимущества транспорта, используемого для перевозки почты?

8. Что дают контейнерные перевозки почты и каковы перспективы их развития?

 

 

3аключение

 

Основные направления развития систем электросвязи и почтовой связи. Новые технологии на сетях телекоммуникации. Новые сети и службы телекоммуникации.

 

 

3.   СОДЕРЖАНИЕ АУДИТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

 

3.1 Содержание лекций

 

Лекция 1 (2 час).

Информационные характеристики сообщений. Характеристики детерминированных и случайных сигналов в системах электросвязи. Спектры сигналов. Структурные схемы систем электросвязи. Назначение основных устройств системы электросвязи. Каналы электросвязи и их основные характеристики.

Лекция 2 (2 час).

Аналоговая, дискретная и импульсная модуляции. Виды модуляции: АМ,

ЧМ, ФМ, ДАМ, ДЧМ, ДФМ, ДОФМ, АИМ, ШИМ, ЧИМ, ФИМ. Основные параметры и характеристики модулированных сигналов.

Лекция 3 (2 час).

Принципы построения систем передачи с частотным и временным разделением каналов. Цифровые системы передачи.

Лекция 4 (2 час).

Сети электросвязи: первичные и вторичные. Элементы сетей и принципы их построения. Телефонные сети, принцип их построения, нумерация на сети, нагрузка на сети.

Лекция 5 (2 час).

Принцип построения АТСК и АТСЭ, функциональные схемы АТС, коммутационные и управляющие устройства.

 

 

3.2 Содержание лабораторных занятий 

 

Лабораторная работа 1. (2 час). Исследование ВЧ канала системы передачи с ЧРК.

Лабораторная работа 2. (2 час). Установление соединения на станции.

Лабораторная работа 3. (2 час). Характеристики модемов и работа со скоростью передачи 0 – 1200 бит в секунду.

 

Лабораторные работы проводятся на стендах и по тематике лабораторных работ основных дисциплин специальности АЭС. В целях совершенствования учебного процесса, или по техническим причинам темы лабораторных работ могут меняться, о чем сообщается студентам на сессии перед началом лабораторного практикума.

 В библиотеке АИЭС имеются методические указания по выполнению вышеперечисленных лабораторных работ.

 

 

 

4  КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К НИМ

 

Прежде чем приступить к выполнению контрольных заданий, ознакомьтесь с порядком выбора варианта и требованиями по выполнению и оформлению контрольных работ.

 

4.1 Требования по выполнению контрольных работ

 

В соответствии с учебным планом студенты выполняют по курсу Системы электросвязи и почтовая связь две контрольные работы. Выполнение контрольных работ поможет студенту освоить наиболее важные разделы курса, получить навыки в решении задач, встречающихся в инженерной практике.

Решение каждой задачи следует начинать с изучения относящегося к теме задания теоретического материала. Это может быть проведено по  учебной литературе, приведенной в методических указаниях к решению задачи. Выполнять задания нужно вдумчиво, четко представляя ход решения, умея обосновать полученный результат. Выполненные контрольные работы сдаются на проверку (рецензию) преподавателю кафедры Телекоммуникационные системы (рецензенту). После проверки, если работа не допущена к защите, она возвращается на доработку. Студент должен или переделать её, или исправить отмеченные ошибки и выполнить все указания рецензента в соответствии с его замечаниями, а затем работа вновь отдается на рецензию. Все исправления  и дополнения,  сделанные по требованию рецензента, помещают на чистой стороне листа в том месте, где обнаружены ошибки или заданы вопросы.

Следует помнить, что контрольная работа, выполненная небрежно, не полностью, или не по своему варианту, не рецензируется и подлежит переоформлению, доработке или переделке.

Проверенная работа должна быть защищена. После допуска к защите студент защищает её в назначенное преподавателем время. Для успешной защиты необходимо: внести исправления по замечаниям рецензента, ответить письменно или устно (в зависимости от требования рецензента) на поставленные вопросы, уметь полностью объяснить ход решения задач, обосновать правильность использования расчетных формул знать смысл входящих в них символов.

Во время защиты контрольных работ и сдачи зачета по курсу каждый студент должен быть готов на собеседовании дать пояснения по существу решения задач контрольных работ.

 

4.2  Требования по оформлению контрольных работ

 

4.2.1 Контрольная работа выполняется в простой ученической тетради в

клетку, или на листах белой бумаги формата А4. Она должна быть аккуратно оформлена, текст разборчиво написан или напечатан (компьютерный набор) на одной стороне листа.  Другая сторона листа предназначена для внесения студентом исправлений и дополнений по результатам рецензии.

4.2.2 Титульный лист контрольной работы оформляется в соответствии с правилами оформления контрольных работ и включает название дисциплины, номер контрольной работы, ФИО студента, номер группы и номер зачетной книжки.

4.2.3 В начале каждого задания приводятся условие задачи и исходные данные для своего варианта.

4.2.4 Страницы текста, рисунки, таблицы и формулы нумеруются. Все вычисления приводят достаточно полно, чтобы можно было проверить их правильность, и сопровождают необходимыми пояснениями.

4.2.5  Расчетные формулы записывают в общем виде с расшифровкой

буквенных обозначений и указанием размерностей. Все числовые значения

необходимо затем подставлять только в основных единицах.

4.2.6 В конце контрольной работы приводится список использованной студентом в работе литературы. В тексте работы должны быть краткие пояснения

 решения задачи, а также ссылки на использованную литературу при приведении формул, схем, теоретического материала.

4.2.7 Студент подписывает свою работу с указанием даты выполнения.

 

Контрольные работы, выполненные без соблюдения перечисленных

требований, возвращаются на доработку.

 

 

4.3    Контрольная работа № 1

 

4.3.1 Выбор варианта

 

Студенты выполняют в контрольной работе № 1 три задания из пяти.  Номера выполняемых заданий определяются по первой букве фамилии студента, согласно таблице 1.

 

Таблица 1

Первая буква фамилии

А, Б

В, Г

Д, Е, Ж

З, И, К

Л, М, Н

Номера выполняемых заданий

1, 2, 3

3, 4, 5

1, 4, 5

2, 3, 5

1, 2, 5

Первая буква фамилии

О, П, Р

С, Т, У

Ф, Х, Ц

Ч, Ш, Щ, Ы

Э, Ю, Я

Номера выполняемых заданий

2, 3, 4

1, 3, 5

2, 4, 5

1, 3, 4

1, 2, 4

 

Номер варианта соответствует двум последним цифрам (предпоследней и последней) номера зачетной книжки. Например, если номер зачетной книжки 983102, то номер варианта будет 02

 

 

Задание 1

 

Для заданных параметров несущего и модулирующего гармонических сигналов, приведенных в таблице 2, рассчитать основные параметры и построить заданные диаграммы одно-тонального амплитудно-модулированного (АМ)  сигнала.

Необходимо:

а) записать математические выражения и изобразить временные и  спектральные диаграммы несущего и модулирующего сигналов;

б) записать математическое выражение и построить временную и  спектральную диаграммы одно-тонального АМ сигнала, найти ширину спектра АМ сигнала;

в) рассчитать мгновенное значение одно-тонального АМ сигнала в заданный момент времени;

 

Таблица 2

Последняя цифра

 номера варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Амплитуда несущего сигнала Uнес.,  мВ

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Частота несущего

сигнала ƒнес., кГц

36

64

86

42

13

28

55

30

18

22

Начальная фаза 

несущего сигнала

φнес., рад.

 

-π

 

π/2

 

-π/4

 

π/8

 

-π/16

 

3π/4

 

5π/6

 

-π/2

 

π/16

 

3π/8

Коэффициент

модуляции М

0,5

0,25

0,1

0,75

0,9

0,33

0,4

0,65

0,8

0,05

Предпоследняя

цифра номера

варианта

 

0

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

Амплитуда модулирующего

сигнала Uмод, мВ

 

1,5

 

2,5

 

3,5

 

4,5

 

5,5

 

6,5

 

7,5

 

8,5

 

9,5

 

10,5

Частота

модулирующего

сигнала Fмод., кГц

 

2,4

 

1,1

 

3,3

 

0,95

 

 

1,6

 

4,8

 

0,6

 

1,85

 

5,5

 

4

Начальная фаза  модулирующего

сигнала φмод., рад.

 

π/16

 

3π/8

 

-π/2

 

3π/4

 

5π/6

 

π/8

 

π/2

 

-π/4

 

-π

 

-π/8

Заданный момент

времени t, мс

3

17

26

31

39

44

57

63

78

81

 

Методические указания к заданию 1

 

Материал по данной теме наиболее хорошо изложен в [22- c.23-25, 56-62].

Кроме этого можно воспользоваться литературой [2- c.31-33, 5- c.20-21].

При АМ, в гармоническом несущем сигнале uнес.(t)=Uнес.∙Cos(ωнес.∙t + φнес.),  пропорциально изменению мгновенных значений информационного модулирующего сигнала uмод.(t) меняется амплитуда, то есть она получает приращение:

ΔU (t) = ΔUд ∙ || uмод.(t) ||                                                                  (4.1)

где: ΔUд – девиация амплитуды (максимальное отклонение амплитуды от немодулированного значения Uнес.);

          || uмод.(t) || - нормированное значение модулирующего сигнала;

          || uмод.(t) ||  = uмод.(t) / uмод. макс. , т. е.  -1 ≤ || uмод.(t) ||  ≤ 1

Тогда амплитуда АМ сигнала изменяется по закону:

UАМ(t) = Uнес. + ΔU (t) = Uнес. + ΔUд ∙ || uмод.(t) ||                               (4.2)

Математическое выражение АМ сигнала принимает вид:

            UАМ(t) = [Uнес. + ΔU(t)]∙Cos(ωнес.∙t + φнес.) =

                        = [Uнес. + ΔUд∙||uмод.(t)|| ]∙Cos(ωнес.∙t + φнес.) =

                        = Uнес.∙[1+М∙||uмод.(t)|| ]∙Cos(ωнес.∙t + φнес. )                            (4.3)

 

где:  М – коэффициент модуляции;  М = ΔUд  / Uнес.

 ωнес.- круговая частота несущего сигнала; ωнес.= 2πƒнес.

При одно-тональной модуляции модулирующим сигналом является простейший гармонический сигнал:  

            uмод.(t) = Uмод.∙Cos (Ωмод.∙ t + φмод.) = Uмод.∙Cos(2πFмод. ∙t + φмод.).      (4.4)

Тогда математическое выражение АМ сигнала будет иметь вид:

UАМ(t) = Uнес.∙[1 + М∙Cos(2πFмод. ∙t + φмод.)]∙Cos(2πƒнес.∙t + φнес.).         (4.5)

Временные диаграммы несущего и модулирующего сигналов представляют собой временные диаграммы гармонических (косинусоидальных) сигналов с соответствующими параметрами. Временная диаграмма одно-тонального АМ сигнала приведена на рисунке 3.3 [22].

Следует помнить, что спектр гармонического сигнала представляет собой одну линию на соответствующей частоте частотной оси, с соответствующей высотой, равной амплитуде сигнала (на спектре амплитуд) и его начальной фазе (на спектре фаз). Спектр АМ сигнала можно получить преобразовав математическое выражение АМ сигнала (см. [22] ). Полученные гармонические составляющие изображаются на спектральной диаграмме  линиями, как сказано выше. Спектр одно-тонального АМ сигнала изображен на рисунке 3.4 [22]. 

  Вычислить значение модулированного сигнала в заданный момент времени можно подставив в математическое выражение сигнала заданное значение момента времени t. Значение времени и все значения параметров сигналов следует подставлять в основных единицах.

 

 

Задание 2

            

Построить 3-х канальную аналоговую систему передачи с частотным разделением каналов, с AM-ОБП и однократным преобразованием спектров сигналов. Рассчитать основные ее параметры.

Необходимо:

1.     Нарисовать упрощенную структурную схему системы передачи

(передающей и приемной частей). Расшифровать сокращенные аббревиатуры названия блоков, указать назначение каждого из блоков схемы.

2.     Рассчитать значения несущих частот для однократного преобразования

спектра первичных телефонных сигналов из диапазона частот 0,3 – 3,4 кГц в диапазон частот группового сигнала, заданный в таблице 3.

3. Рассчитать нижние и верхние частоты полос пропускания канальных полосовых фильтров. Варианты фильтрации нижних (НБП) или верхних (ВБП) боковых полос задаются в таблице 3.

4. Нарисовать схему формирования спектра группового сигнала используя  расчетные значения несущих частот и полос пропускания канальных полосовых фильтров. Указать на схеме границы полос частот, занимаемых каждым канальным сигналом. Рассчитать и указать на схеме ширину спектра группового сигнала.

Таблица 3

Последняя цифра номера варианта

Диапазон частот группового сигнала, fн.гр. – fв.гр. , кГц

Предпоследняя цифра номера варианта

Фильтруемые боковые полосы

0

24 – 36

0

ВБП

1

110 – 122

1

 НБП

2

96 – 108

2

ВБП

3

60 – 72

3

 НБП

4

36 – 48

4

ВБП

5

72 – 84

5

 НБП

6

108 – 120

6

ВБП

7

84 – 96

7

 НБП

8

48 – 60

8

ВБП

9

122 - 134

9

 НБП

 

Методические указания к заданию 2

 

Принципы построения оконечной аппаратуры СП с ЧРК изложены в [2- c. 30-33, 45-46, 82-85, 98-109; 7- c.11-13, 83-107].

Изучите данный материал, обратив особое внимание на спектральный состав AM, АМ-ОБП колебаний. Уясните принцип ЧРК, построения СП с ЧРК. В схему СП следует включать только основные блоки: модуляторы и демодуляторы, канальные полосовые фильтры, ФНЧ, развязывающие устройства (для объединения ветвей схемы).

Частоты несущих сигналов (несущие частоты) выбираются так, чтобы спектры канальных сигналов не только не перекрывались, но между ними должен оставаться защитный частотный  промежуток на расфильтровку. Для телефонных сигналов величина защитного промежутка составляет 0,9 кГц. Таким образом, при ширине спектра телефонного сигнала 3,1 кГц, расстояние между несущими частотами соседних каналов составляет 4 кГц, т.е. на один канал отводится полоса частот шириной 4 кГц с учетом защитного частотного интервала между каналами.

Расчет значений несущих частот можно провести по формулам:

- при фильтрации ВБП  fнес.i = fн.гр. + 4· (n – 1), кГц                       (4.6)

- при фильтрации НБП fнес.i = fн.гр. + 4·n, кГц, кГц                         (4.7)

где:  fнес.i – значение несущей частоты i-го канала;

        fн.гр. – значение нижней частоты диапазона частот группового сигнала;

        n – номер канала.

Расчёт диапазонов частот канальных сигналов в спектре группового сигнала проводится по формулам:

- при фильтрации ВБП  fн.канi  = fнес.i  + 0,3 кГц                               (4.8)

                                         fв.канi   = fнес.i  + 3,4 кГц,                             (4.9)

- при фильтрации НБП  fн.канi  =  fнес.i  - 3,4 кГц                              (4.10)

                                         fв.канi   =  fнес.i  - 0,3 кГц,                             (4.11)

Этим же диапазонам частот соответствуют полосы пропускания канальных полосовых фильтров (fн.пфi – fв.пфi ).

Схему формирования спектра группового сигнала нужно строить, как

показано на рисунке 4.13 [7]. Рекомендуется спектры канальных сигналов изображать в виде треугольников.

 

 

Задание 3

 

Построить 3-х канальную систему передачи с временным разделением каналов, с AИM. Рассчитать основные ее параметры.

Необходимо:

1.     Нарисовать упрощенную структурную схему системы передачи

(передающей и приемной частей). Указать назначение каждого из блоков схемы.

2.     Пояснить принцип временного разделения каналов с помощью

временных диаграмм формирования группового сигнала.

3.     Рассчитать частоту и период дискретизации аналогового сигнала при

заданном спектре частот сигнала, приведенном в таблица 4. Обосновать выбор частоты дискретизации.

4.     Рассчитать величину канального интервала Тк и частоту следования

импульсов группового сигнала при заданном количестве каналов (таблица 4).

5.     Рассчитать тактовую частоту и длительность тактового интервала

цифрового сигнала, если групповой АИМ сигнал кодировать методом ИКМ при заданном количестве уровней квантования, приведенном в таблица 4.

 

Методические указания к заданию 3

 

Принципы временного разделения каналов и построения аппаратуры СП с

 ВРК изложены в [2 c.36-37, 47-49; 7 c.13-15, 204-208]

В схему СП следует включать только основные блоки: ФНЧ, амплитудно-импульсные модуляторы и демодуляторы (электронные ключи), генераторы тактовых импульсов, распределители канальных импульсов, формирователь и приемник циклового синхросигнала, развязывающие устройства (для объединения ветвей схемы).

При расчете частоты дискретизации Fд следует учитывать, что ее величина для одного канала ТЧ выбирается стандартной и равной 8 кГц. Для дискретизации сигналов нетелефонных сообщений, частоты дискретизации должны быть кратны 8 кГц для унификации оборудования.

Таблица 4

Последняя цифра номера варианта

Спектр частот аналогового сигнала, кГц

Предпоследняя цифра номера варианта

Число каналов

Количество уровней квантования

0

0,3-3,4

0

30

32

1

0,05-10,0

1

15

64

2

0,06-6,4

2

120

128

3

0,05-6500

3

480

256

4

0,6-5,2

4

1920

512

5

0,05-1000

5

3

1024

6

2,1-10,2

6

20

32

7

3,5-8,7

7

1

64

8

1,2-7,4

8

10

128

9

1,8-12,6

9

12

256

 

Кроме того, для создания защитного частотного интервала в спектре дискретного АИМ сигнала, позволяющего облегчить восстановление аналогового сигнала по его дискретным отсчетам обычным ФНЧ, следует выбирать Fд > 2·Fв, где Fв – верхняя частота спектра аналогового сигнала.

На временных диаграммах формирования группового сигнала и при расчете длительности канального интервала не забудьте про выделение в цикле одного канального интервала для передачи синхросигнала. При этом длительность канального интервала определяется по формуле:

Тк = Тц / (N + 1)                                                                                 (4.12)

где:  Тц – длительность цикла передачи. Длительность цикла передачи равна

                периоду дискретизации: Тц = Тд;

         N - число каналов системы передачи;

Тц  = 1/Fд;                                                                                           (4.13)

Тактовая частота цифрового сигнала Fт определяется исходя из разрядности кодовой комбинации отсчета m, связанной с количеством уровней квантования M:

m = 1 + log2M                                                                                    (4.14)

где:  М – количество уровней квантования;

         m – число разрядов (элементов) кодовой комбинации (кодового слова).

Fт  = Fд · (N+1) · m                                                                             (4.15)

 

 

 

 

 

Задание 4

 

Построить 3-х канальную цифровую систему передачи с временным разделением каналов. Рассчитать основные ее параметры.

Необходимо:

1 Начертить структурную схему оконечной станции ЦСП с ИКМ-ВРК.

Указать назначение каждого блока схемы.

2 Для двух дискретных отсчетов аналогового сигнала со значениями,

 равными номеру варианта с положительным знаком и половине номера варианта

 с отрицательным знаком (*) в условных единицах (у.е.) необходимо рассчитать:

а) число уровней квантования М для заданного значения шага квантования

Δ (таблица 5) при равномерном (линейном) законе квантования;

б) число элементов (разрядов) в кодовой комбинации m, обеспечивающее   кодирование расчетного числа уровней квантования М.

3. Составить кодовые комбинации квантованных значений отсчетов в симметричном двоичном коде.   

 

(*) Для вариантов 00 – 09 значения отсчетов следует взять 100 – 109 у.е. соответственно.

 

Таблица 5

Номер

варианта

00-09

(100-109)

10- -19

20- -29

30- -39

40-  -49

50-  -59

60-

-69

70- -79

80- -89

90- -99

Шаг квантования

Δ,  у.е.

 

6

 

0,5

 

1,5

 

2

 

2,5

 

3

 

3,5

 

4

 

4,5

 

5

 

Методические указания к заданию 4

 

Принципы построения ЦСП изложены в [2- c.152-163; 7- c.214-229, 235-245]. Структурная схема оконечной станции ЦСП с ИКМ-ВРК приведена на рисунке 9.11 [2] или 8.21 [1]. Подобную схему необходимо преобразовать для конкретной 3-х канальной ЦСП.

Материал по преобразованию аналогового сигнала в цифровой можно найти в [7- c.216-219; 22- c.278-285].

Для определения числа уровней квантования следует исходить из значений дискретных отсчетов аналогового сигнала. При этом следует считать, что максимальное по абсолютной величине значение отсчета может быть как положительным, так и отрицательным. Поэтому при определении М для кодирования симметричным двоичным кодом отсчет шагов квантования начинается от нулевого значения отсчетов в сторону положительных и отрицательных значений отсчетов. Поэтому:

М = (| Uмакс. | / Δ ) + 1                                                                          (4.16)

где:  Uмакс. – в данном случае максимальное из двух значений отсчетов.

Число элементов в кодовой комбинации при кодировании симметричным двоичным кодом определяется выражением (4.14), которое говорит, что один разряд (старший, или первый) в кодовой комбинации добавляется для определения полярности кодируемого отсчета: обычно 1 для положительных и 0 для отрицательных значений отсчетов. Для значения отсчета равного нулю обычно добавляется знаковый разряд равный 1.

Порядок расчетов следующий:

а) определяется число уровней квантования М и количество разрядов в кодовой комбинации m;

б) определяются квантованные (разрешенные) значения отсчетов,

следующие от нуля в положительную и отрицательную сторону через шаг квантования. Число квантованных значений должна соответствовать числу уровней квантования М в положительную сторону, включая нулевой уровень, то же и в отрицательную сторону;

в) составляется нумерация уровней квантования от нулевого в положительную и отрицательную сторону (0, 1, 2 ... и  -1, -2 ...);    

г) заданные отсчеты квантуются, т.е. их значение приравнивается ближайшему квантованному (разрешенному) значению;

д) кодируются номера уровней, соответствующих квантованным отсчетам. Длина кодовых комбинаций отсчетов должна соответствовать рассчитанному значению количества разрядов m.

Пример кодирования номеров уровней квантования симметричным двоичным кодом для m = 4 приведен в таблице 6. Первый (старший) разряд в кодовой комбинации – знаковый.

 

Таблица 6

Номера уровней квантования

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

Кодовые комбинации

0100

0011

0010

0001

1000

1001

1010

1011

1100

 

С кодированием двоичным кодом можно ознакомиться в [15- с.8-11; 22- с.13-16]. Пример кодирования симметричным двоичным кодом десятичного числа (номера уровня) «-19» для m = 6 приведен в таблице 7.

 

Таблица 7

Разряды кодовой комбинации

х

х

х

х

х

х

Веса разрядов

знаковый разряд

24 =16

23 =8

22 =4

21 =2

20 =1

 

Число 19 можно представить суммой весов разрядов двоичного кода: 

19 = 16 + 2 + 1.  Тогда на месте разрядов (х), которые участвовали в сумме ставится элемент «1», а на месте разрядов не участвовавших в сумме – элемент «0». Первый (знаковый) элемент для отрицательного числа – «0».  Кодовая комбинация будет иметь вид 010011.

 

 

Задание 5

 

Дать письменные ответы на три контрольных вопроса из разделов рабочей программы курса «Системы электросвязи и почтовая связь», приведенных на страницах 4-18. Вопросы выбираются согласно своему варианту по предпоследней, последней и сумме цифр номера варианта по таблице 8.

Таблица 8

Последняя цифра номера варианта

0

1

2

3

4

Номер первого вопроса

Раздел 2.1.1

Вопрос 4

Раздел 2.1.1

Вопрос 12

Раздел 2.1.1

Вопрос 13

Раздел 2.1.1

Вопрос 14

Раздел 2.1.1

Вопрос 15

Последняя цифра номера варианта

5

6

7

8

9

Номер первого вопроса

Раздел 2.1.2

Вопрос 3

Раздел 2.1.2

Вопрос 6

Раздел 2.1.2

Вопрос 7

Раздел 2.1.2

Вопрос 8

Раздел 2.1.2

Вопрос 9

Предпоследняя цифра номера варианта

 

0

 

1

 

2

 

3

 

4

Номер второго вопроса

Раздел 2.1.2

Вопрос 14

Раздел 2.2.1

Вопрос 4

Раздел 2.2.1

Вопрос 6

Раздел 2.2.2

Вопрос 5

Раздел 2.2.2

Вопрос 6

Предпоследняя цифра номера варианта

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

Номер второго вопроса

Раздел 2.2.6

Вопрос 5

Раздел 2.2.6

Вопрос 6

Раздел 2.2.7

Вопрос 6

Раздел 2.2.8

Вопрос 4

Раздел 2.3.2

Вопрос 2

Сумма цифр номера варианта

0-1

2-3

4-5

6-7

8-9

Номер третьего вопроса

Раздел 2.3.2

Вопрос 7

Раздел 2.3.2

Вопрос 9

Раздел 2.3.2

Вопрос 10

Раздел 2.3.2

Вопрос 11

Раздел 2.3.4

Вопрос 6

Сумма цифр номера варианта

10-11

12-13

14-15

16-17

18

Номер третьего вопроса

Раздел 2.3.4

Вопрос 7

Раздел 2.3.4

Вопрос 8

Раздел 2.3.4

Вопрос 10

Раздел 2.3.5

Вопрос 3

Раздел 2.3.5

Вопрос 5

 

Методические указания к заданию 5

 

Ответы на вопросы должны быть конкретными, достаточно краткими, информационно ёмкими и отражать физический смысл процессов в системах электросвязи. При необходимости они должны сопровождаться рисунками, графиками или формулами.

Учебная литература, где можно найти материал для ответа на вопросы, указана в каждом разделе программы курса. Следует внимательно изучить  указанные разделы по рекомендованной литературе. Это позволит понять суть вопроса и поможет дать технически грамотный ответ на вопрос.

В случае затруднений в ответах на вопросы, необходимо проработать дополнительную литературу из списка литературы в конце методических указаний. Можно также обратиться к преподавателю кафедры за консультацией.

Подобранные для задания вопросы заставляют вникать в суть процессов, происходящих в системах электросвязи. Они могут быть рассмотрены на аудиторных занятиях.

 

 

 

4.4    Контрольная работа № 2

 

4.4.1 Выбор варианта

 

Студенты выполняют в контрольной работе № 2 три задания из пяти.  Номера выполняемых заданий определяются по первой букве фамилии студента, согласно таблице 9.

 

Таблица 9

Первая буква фамилии

А, Б

В, Г

Д, Е, Ж

З, И, К

Л, М, Н

Номера выполняемых заданий

1, 2, 4

1, 3, 4

2, 4, 5

1, 3, 5

2, 3, 4

Первая буква фамилии

О, П, Р

С, Т, У

Ф, Х, Ц

Ч, Ш, Щ, Ы

Э, Ю, Я

Номера выполняемых заданий

1, 2, 5

2, 3, 5

1, 4, 5

3, 4, 5

1, 2, 3

 

Номер варианта соответствует двум последним цифрам (предпоследней и последней) номера зачетной книжки. Например, если номер зачетной книжки 983100, то номер варианта будет 00

 

 Задание 1

 

Разработать и начертить односвязную двухзвенную схему блока коммутации с применением МКС 10х10х6. Схему изобразить в координатном обозначении. При этом необходимо определить:

а) число коммутаторов каждого звена;

б) число входов и выходов из каждого коммутатора;

в) коэффициенты расширения (сжатия) на звеньях и схемы в целом;

г) число точек коммутации и количество МКС на каждом звене и для схемы в целом.

Число входов в схему N, выходов М, промежуточных линий VАВ, а также тип схемы, указаны в таблице 10.

Исходные данные к задаче выбираются по сумме цифр номера варианта.

 

 

Таблица 10

Сумма цифр номера варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

N

100

100

40

20

200

200

40

30

100

200

VАВ

60

50

80

40

80

100

50

60

80

100

М

20

20

200

200

40

60

100

100

40

50

Тип схемы

ПВПВ

ВПВП

ПВПВ

ВПВП

ПВПВ

ВПВП

ПВПВ

ВПВП

ПВПВ

ПВПВ

Сумма цифр номера варианта

10

11

12

13

14

15

16

17

18

 

N

100

20

30

60

100

40

50

20

20

 

VАВ

50

40

60

100

40

80

100

60

50

 

М

40

100

200

200

20

100

200

30

100

 

Тип схемы

ВПВП

ПВПВ

ВПВП

ПВПВ

ВПВП

ПВПВ

ВПВП

ПВПВ

ВПВП

 

 

Методические указания к заданию 1

 

Перед решением задачи рекомендуется внимательно прочесть  материал, изложенный в [4- с.97-104, 108-112, 225-236, 238-240].

Схему коммутационного блока (КБ) нужно разработать, используя минимальное количество МКС, поэтому все выходы каждой вертикали каждого МКС должны быть использованы полностью.

Следует уяснить понятия связности схемы и суть односвязных схем.

В схеме ВПВП (вертикаль-поле-вертикаль-поле) расчет рекомендуется начинать с выбора числа выходов из одного коммутатора звена А – mА. В схеме ПВПВ (поле-вертикаль-поле-вертикаль) этот расчет нужно начинать с выбора числа входов в один коммутатор звена А – nА. И в том и в другом случаях нужно помнить, что емкость вертикали заданного МКС равна 10. В ряде вариантов оптимальное построение схемы имеет место при запараллеливании вертикалей или на звене А или на звене В.

Примеры расчета и построения блоков коммутации приведены в [4- с.226-227, рисунок 6.3; 232-233, рисунок 6.4; 238-240, рисунки 6.9 и 6.10].

Порядок расчета КБ со схемой ВПВП:       

1) Число выходов из одного коммутатора звена А: mА – равно емкости вертикального блока МКС;

2)     Число коммутаторов на звене А: кА = VАВ / mА ;                           (4.17)

3)     Число входов в один коммутатор звена А: nА = N / кА ;             (4.18)

4)     Число коммутаторов на звене В: кВ = mА /ƒАВ ,                            (4.19)

где: ƒАВ – связность схемы (число линий между одним коммутатором на звене А и одним коммутатором на звене В);

5)     Число входов в один коммутатор звена В: nВ = VАВ / кВ ;            (4.20)

6)     Число выходов из одного коммутатора звена В: mВ = М / кВ ;   (4.21)

7)     Коэффициенты расширения (сжатия) на звеньях А,В и всего КБ:

                 σА = VАВ / N ,   σВ = М / VАВ ,   σ = М / N = σА ∙ σВ;                (4.22)

Порядок расчета КБ со схемой ПВПВ:

1) Число входов в один коммутатор звена А: nА – равно емкости вертикального блока МКС;

2)     Число коммутаторов на звене А: кА = N  / nА ;                              (4.23)

3)     Число выходов из одного коммутатора звена А: mА = VАВ / кА ; (4.24)

4)     Число коммутаторов на звене В: кВ = mА /ƒАВ ,                             (4.25)

где: ƒАВ – связность схемы (число линий между одним коммутатором на звене А и одним коммутатором на звене В);

5)     Число входов в один коммутатор звена В: nВ = VАВ / кВ ;             (4.26)

6)     Число выходов из одного коммутатора звена В: mВ = М / кВ ;    (4.27)

7)     Коэффициенты расширения (сжатия) на звеньях А,В и всего КБ:

                 σА = VАВ / N ,   σВ = М / VАВ ,   σ = М / N ;                              (4.28)

Число МКС определяется исходя из общего числа необходимых вертикалей и числа вертикалей в одном МКС. Число точек коммутации в КБ:

Nт.к. = nА ∙ mА ∙ кА +  nВ ∙ mВ ∙ кВ.                                                            (4.29)

 

 

Задание 2

 

Изобразить функциональную схему координатной АТС соответствующей системы, с заданным типом абонентского регистра, с одной ступенью группового искания, предназначенную для работы на районированной сети без узлов при пятизначной нумерации. На схеме показать включение входящих и исходящих соединительных линий к декадно-шаговым и координатным АТС.

Отдельно нарисовать схему тракта связи для заданного вида соединения. На схеме отразить вид, количество и способ передачи цифр номера (знаков) вызываемого абонента между приборами АТС. Кратко описать процесс установления заданного вида соединения в пределах своей АТС.

Схемы строятся на основе исходных данных, приведенных в таблице 11.

 

Таблица 11

Последняя цифра номера варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

Система АТС

АТСК

АТСКУ

АТСКУ

АТСК

АТСКУ

АТСКУ

АТСК

АТСКУ

АТСКУ

АТСК

Тип абонентского регистра

АРБ

АР

АРБ

АР

АРБ

АР

АРБ

АР

АРБ

АР

Предпоследняя цифра номера варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

 

Вид соединения

к  АТСДШ

от  АТСДШ

к  АТСКУ

от  АТСКУ

внутри

станционное

к  АТСКУ

внутри

станционное

к  АТСДШ

от  АТСКУ

от  АТСДШ

Методические указания к заданию 2

 

Материал по теме задания можно найти в [2- с.225-228; 4- с.298-304; 27- с.69-87, 217-220, 225-231].

Схемы АТСКУ приведены на рисунках [2- рисунок 16.6; 4- рисунки 3.25, 6.43; 27- рисунки 4.2, 4.5], схемы подключения регистров и соединительных линий между АТС [4- рисунки 4.3, 6.19, 6.29; 27- рисунки 4.3, 12.7], схемы трактов связи для различного вида соединений [4- рисунки 6.2, 6.44; 27- рисунки 12.1, 12.2].

При описании процесса установления соединения по схеме тракта связи для заданного вида соединения необходимо пояснить структуру номера абонента, отметить последовательность занятия приборов станции, виды передаваемых сигналов между приборами АТС, вид, число и способы передачи знаков в регистры, из регистров в регистры, из регистров в маркеры. Необходимо отметить по каким цифрам номера устанавливается соединение на различных ступенях искания.

 

 

Задание 3

 

Объем алфавита источника дискретных сообщений составляет N знаков, кодируемых кодовыми комбинациями равномерного двоичного кода. Кодовые символы (элементы кодовой комбинации) статистически независимы друг от друга. Источник выдает кодовые комбинации со скоростью модуляции В. Вероятность появления элемента «1» – р(1) = 0,001 + 0,mn, где m и n – предпоследняя и последняя цифры номера варианта..

Требуется:

1.Дать определение единицам измерения «бит», «бит/с», «Бод»

2.Рассчитать основные характеристики источника дискретных сообщений:

а) энтропию источника;

б) производительность источника;

в) максимальную энтропию и производительность источника;

г) избыточность источника дискретных сообщений;

3. Составить кодовую комбинацию знака (номера своего варианта), соответствующую параметрам источника и определить количество информации содержащееся в ней.

Исходные данные к заданию приведены в таблице 12.

 

Методические указания к заданию 3

 

Основные характеристики источника дискретных сообщений рассмотрены

в литературе [2- с.9-13; 15- с.6-8, 11-13; 22- с.16, 295-300]. С кодированием знаков двоичным кодом можно ознакомиться в [15- с.8-11; 22- с.13-16], а также на странице 28 данных методических указаний (в задаче 4 контрольной работы № 1).

Таблица 12

Последняя цифра номера варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Объем алфавита источника N

65

67

70

78

81

89

96

101

115

127

Предпоследняя цифра номера варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Скорость модуляции В, Бод

50

75

100

200

300

600

1200

2400

3600

4800

 

Источник выдает кодовые комбинации знаков в двоичном коде. Они состоят из набора элементов (символов) «0» и «1». Вероятность появления элемента «1» определяется, согласно условию задачи, следующим образом: если, например, номер варианта 28 (m = 2, n = 8), то вероятность появления элемента  «1» равна: р(1) = р1 = 0,001 + 0,28 = 0,281. Необходимо определить вероятность появления элемента «0». Учитывая, что элементы «0» и «1» составляют полную группу событий (может появиться только «0» или «1»), то сумма их вероятностей равна 1. Отсюда вероятность появления элемента «0» равна р(0) = р0 = 1 – р1 . Для приведенного выше примера она равна р0 = 1 – 0,281 = 0,719.

Энтропию источника в данном случае можно назвать энтропией элемента (или символа). Это среднее количество информации содержащееся в одном элементе (символе).

Количество информации, содержащееся в элементе (символе) зависит от вероятности его появления и равно:

-         для элемента «0»:  I0 = - log2 р0 , бит;                                          (4.30)

-         для элемента «1»:  I1 = - log2 р1 , бит.                                          (4.31)

Энтропия элемента равна:

Нэл = р0 ∙ I0 + р1 ∙ I1 , бит/эл.                                                               (4.32)

Максимальное значение энтропии достигается при равной вероятности появления элементов, т. е. р0 = р1 = 0,5. Тогда она равна:

Нэл. макс. = (- 0,5 ∙ log2 0,5) + (- 0,5 ∙ log2 0,5) = 1 бит/эл.

Производительность источника (количество информации выдаваемое в единицу времени) определяется по формуле:

Н' = Нэл  / Тэл = Нэл  ∙ В, бит/с                                                             (4.33)

где: Тэл – длительность элемента, с;

        В – скорость модуляции (количество элементов выдаваемое в единицу времени), Бод.

Избыточность источника дискретных сообщений оценивается долей от максимально возможного значения энтропии, неиспользуемой источником. Коэффициент избыточности источника равен:

æ = (Нэл. макс. - Нэл ) / Нэл. макс.  = 1 - Нэл / Нэл. макс.                                                 (4.34)

Кодовая комбинация знака (номера варианта) должна соответствовать параметрам источника, то есть, для того, чтобы можно было закодировать равномерным двоичным кодом N знаков, необходима длина кодовой комбинации, равная:

k = 1 + ЦЧ[log2 N], элементов                                                          (4.35)

где: ЦЧ[ ] – целая часть полученного значения.  

Количество информации в кодовой комбинации знака определяется суммой количества информации в элементах кодовой комбинации:

Iзн = Iк.к. = k0 ∙ I0 + k1 ∙ I1 , бит                                                              (4.36)

где: k0 – количество элементов «0» в кодовой комбинации;

       k1 - количество элементов «1» в кодовой комбинации.

 

 

Задание 4

 

Задана кодовая комбинация простого равномерного кода Q(0,1) с числом информационных единичных элементов k = 4 (таблица 13).

Требуется закодировать эту кодовую комбинацию корректирующим циклическим кодом, исправляющим однократные ошибки (tиспр. = 1)

При этом необходимо:

а) определить требуемое минимальное кодовое расстояние d0 этого кода;

б) определить минимально необходимое число проверочных элементов r,  позволяющее обеспечить данное кодовое расстояние и общую длину кодовой комбинации n корректирующего кода;

в) составить кодовую комбинацию циклического кода F(0,1);

г) проверить правильность построения кодовой комбинации циклического кода;

д) составить таблицу синдромов С(0,1) циклического кода при одиночной (однократной) ошибке в различных разрядах кодовой комбинации;

е) проверить, может ли быть исправлена на приеме однократная ошибка при ошибке в i-м разряде (таблица 13).

 

Таблица 13

Последняя цифра номера варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Кодовая комбинация Q(0,1)

0011

0010

1100

0100

0101

0110

1001

1011

1101

1010

Предпоследняя цифра номера варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Номер ошибочного разряда i

1

4

2

3

2

4

1

3

2

4

 

Методические указания к заданию 4

 

Для выполнения задания необходимо проработать материал по основам построения корректирующих кодов, принципу обнаружения и исправления ошибок в кодовых комбинациях, понять смысл основных параметров кода корректирующего [2- с.310-318; 15- с.99-104, 110-118; 22- с.307-312, 315-318 ]. Наиболее хорошо и полно вопросы построения циклического кода и

исправления ошибок циклическим кодом изложены в [15- с.110-114, 115-118].

Следует уяснить понятия кодового расстояния, минимального кодового расстояния и его связь с кратностью исправляемых ошибок. Необходимо разобраться с соотношением информационных и проверочных элементов в кодовой комбинации в зависимости от требуемого минимального кодового расстояния кода, с правилом выбора образующего полинома кода и с алгоритмом построения кодовых комбинаций циклического кода.

Минимальное кодовое расстояние определяется по формуле:

d0 = 2∙ tиспр. + 1                                                                                     (4.37)

где: tиспр.- кратность исправляемых ошибок.

Для определения количества проверочных элементов r в кодовой комбинации корректирующего кода с d0 = 3 существует соотношение:

2r ≥ k + r + 1,   или   r ≥ log2(k + r + 1)                                              (4.38)

где: k – количество информационных элементов в кодовой комбинации;

        r - количество проверочных элементов в кодовой комбинации.

Используя это соотношение, начиная с меньшего значения r, можно подбором найти его минимальное значение, которое будет удовлетворять данному соотношению. Общая длина кодовой комбинации циклического кода при этом составит: n = k + r.

Образующий полином кода можно выбрать по таблицам [15- с.114, таблица 6.2; 22- с.316, таблица 18.1]. В [15] образующие полиномы приводятся в цифровом и в алгебраическом видах. Следует помнить, что степень образующего полинома кода должна быть равна количеству проверочных элементов кода r.

Построение кодовой комбинации циклического кода можно проводить как в алгебраическом, так и в цифровом виде. Представление двоичных чисел в цифровом и алгебраическом видах, а также проведение операций сложения и деления над ними пояснено в [15- с.110-111]. Примеры деления кодовых комбинаций на образующий полином в цифровом и алгебраическом видах приведены в [15- с.113, 115, 117, 118]. Пример построения кодовой комбинации циклического кода в алгебраическом и цифровом видах приведен в [15- с.113-114, пример 6.3].

 Проверка правильности составления кодовой комбинации циклического кода осуществляется путем деления ее на образующий полином. Получение нулевого остатка от деления (отсутствие остатка) говорит о правильности составления кодовой комбинации, т. е. что это разрешенная кодовая комбинация циклического кода. Получение же ненулевого остатка (наличие остатка) говорит о неправильном составлении кодовой комбинации, т. е. что это запрещенная кодовая комбинация циклического кода.

Таблицу синдромов (остатков от деления на образующий полином при ошибках в разных разрядах) можно составить последовательно внося ошибки в разные разряды составленной кодовой комбинации и деля полученную комбинацию на образующий полином. Полученные при этом остатки и будут синдромами ошибки в своем разряде. Важно помнить: ошибка в одном разряде дает один и тот же синдром независимо от передаваемой кодовой комбинации.

Проверить возможность исправления однократной ошибки в i-м разряде кодовой комбинации следует путем введения ошибки в этот разряд кодовой комбинации циклического кода и деления полученной комбинации на образующий полином. Совпадение получившегося при этом остатка с синдромом ошибки в этом разряде (в таблице синдромов)  говорит о том, что она может быть исправлена.

 

 

Задание 5

 

Из цифр номера варианта образовать чередующиеся группы кодовых элементов (0 и 1) двухградационного факсимильного сигнала следующим образом:

Например, номер варианта 46. Возведем в квадрат и в куб каждую цифру номера: 42 =16, 62 =36, 43 = 64, 63 = 216.  Получим следующую последовательность десятичных чисел: 46, 16, 36, 64, 216 (номер варианта, квадраты цифр номера, кубы цифр номера).

Группы кодовых элементов двухградационного факсимильного сигнала будут следующими:  группы белых (0) элементов – из 46, 36, 216 эл. (1-е, 3-е, 5-е числа); группы черных (1) элементов – из 16, 64 эл. (2-е, 4-е числа).

Дискретный факсимильный сигнал со сгруппированными элементами (кодируемая цифровая последовательность) будет иметь следующий вид:

                 000......000111......111000......000111......111000......000

                      46 эл.        16 эл.        36 эл.         64 эл.       216 эл.

Длина цифровой последовательности – 46+16+36+64+216=378 элементов (символов).

В задании требуется:

а) закодировать сформированную цифровую последовательность кодом КДС–2;

б) закодировать цифровую последовательность модифицированным кодом Хаффмана (МКХ);

в) сравнить по эффективности эти коды между собой.

 

Методические указания к заданию 5

 

Решение задания требует внимательной проработки материала по кодированию сигналов при передаче двухградационных факсимильных изображений. Наиболее распространено построчное кодирование, в частности кодирование длин сегментов (КДС). Материал по этой теме изложен в [17- с.223-227]. На рисунках 7.1, 7.2 [17] показаны примеры кодирования дискретного факсимильного сигнала по способам КДС-1, КДС-2. Здесь же описано  кодирование кодом КДС-3 и одномерным кодом Хаффмана.

Повышение эффективности кода заключается в уменьшении количества элементов (символов) в кодовой последовательности, кодирующей заданную группу элементов изображения. В обычном коде каждый белый или черный элемент изображения кодируется одним кодовым элементом (0 или 1). Эффективность кода оценивается коэффициентом сжатия (отношение длин кодируемого и закодированного блоков). 

 Код  КДС-2. Это равномерный код. В этом коде кодируются длины отрезков одного цвета: белого - 6-ти элементной комбинацией – хххххх (до 63 элементной длины), черного – 3-х элементной комбинацией – ххх (до 7 элементной длины). Кодирование строки  начинается с кодирования белых отрезков и далее попеременно черных – белых –черных - и т. д. отрезков.

Кодирование белых отрезков:

а) отрезок длиной менее 63-х элементов кодируется 6-и элементной кодовой комбинацией, содержащей нули и единицы;

б) при отрезке длиной более 63-х элементов, но не кратной 63-м, весь отрезок делится на части длиной по 63 элемента, а последняя часть длиной меньше 63-х элементов. Отрезки кодируются несколькими 6-и элементными кодовыми комбинациями. Все кодовые комбинации кроме последней состоят из единиц (111111) – это кодовые комбинации 63-х элементных отрезков, а последняя состоит из нулей и единиц (кодовая комбинация числа меньшего 63). Содержание в кодовой комбинации нулей говорит о переходе далее к другому (черному) отрезку;

в) отрезки длиной 63 элемента, или кратной 63-м элементам кодируются одной или несколькими кодовыми комбинациями, состоящими из единиц (111111). Для указания окончания отрезка передается служебная комбинация из 6-и нулей (000000).

Кодирование черных отрезков:

Осуществляется так же как и для белых отрезков, но 3-х элементными кодовыми комбинациями и для отрезков с длинами менее 7-и, более 7-и но не кратными 7-и, равными или кратными 7-и элементам. Окончание отрезка при этом указывается служебной комбинацией из трех нулей (000). Содержание в кодовой комбинации нулей также говорит о переходе к далее к другому (белому) отрезку.  

Примеры кодирования кодом КДС-2:

            000...000 → 011001;                                     11111 → 101                                           

                25 эл.           25                                            5 эл.         5

            000...000 → 111111000111;                         111...111 → 111111111100;

                70 эл.            63  │   7                                   25 эл.          7 │7 │7 │4               

            000...000 → 111111000000;                         1111111  → 111000

                63 эл.            63  │окончание                      7 эл.           7 │окончание

                                               белого                                                     черного      

                                               отрезка                                                    отрезка 

            000...000 → 111111111111000000;             111...111 → 111111000    

  126 эл.           63  │   63  │окончание          14 эл.          7 │7 │окончание

                                                          белого                                                черного

                                                          отрезка                                              отрезка

 

Модифицированный код Хаффмана (МКХ). Это неравномерный префиксный код. Белые и черные отрезки кодируются  в соответствии с кодовой таблицей. На странице 227 [17] приведена таблица 7.1 в которой показана часть таблицы кода Хаффмана. Полную таблицу этого кода можно найти в книге Орловский Е.Л. Передача факсимильных изображений. – М.: Связь, 1980.

При длине отрезка одинаковых элементов от 0 до 63 эл. он кодируется кодовой комбинацией окончания – оконечным кодовым словом (ОКС). При длине отрезка свыше 63-х элементов - от 64 до 1728 (объем строки развертки) эл. он кодируется двумя кодовыми комбинациями: комбинацией заполнения-  начальным кодовым словом (НКС) и оконечным кодовым словом (ОКС). НКС кодирует всю длину отрезка, или короче его (но свыше 63 эл.), а ОКС кодирует разницу между истинной длиной отрезка и длиной представленной НКС, включая комбинацию нуля, если вся длина отрезка равна длине отрезка кодируемого НКС.

Все строки начинаются с кодовой комбинации белого отрезка. Если строка начинается с черного отрезка, то посылается белый отрезок, длина которого равна нулю. После каждой строки передается комбинация EOL «конец строки» - 00000000001.

Примеры кодирования кодом МКХ:  

  11111 → 0011;  000...000 → 101011;  111...111 → 000000100101100000010111;

    5 эл.                     17 эл.                         728 эл.            НКС для     │ ОКС для

                                                                                            704 эл.              24 эл.

   000...000 → 01001101100110101.

    1728 эл.       НКС для │ОКС для

            1728 эл.        0 эл. 

 

              

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основная:

1.           Романов В.В., Кубанов В.П. Системы и сети электросвязи. – М.: Радио и связь, 1987

2. Системы электросвязи / В.П. Шувалов и др. - М.: Радио и связь, 1987

3. Шнырева Н.Н., Попвасев В.И. Организация и эксплуатация почтовой связи. – М.: Радио и связь, 1986

 

Дополнительная:

4. Автоматическая коммутация / О.Н. Иванова и др. – М.: Радио и связь, 1988

5. Аджемов А.С. и др. Многоканальная электросвязь и каналообразующая телеграфная аппаратура. – М.: Радио и связь, 1989

6. Аркадьев И.Д. и др. Эксплуатация систем передачи данных.– М.: Связь, 1980

7. Баева Н.Н. Многоканальная электросвязь и РРЛ. – М.: Радио и связь, 1988

8. Берганов И.Р. и др. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи. – М.: Радио и связь, 1989

9. Буланов Э.А., Третенко Ю.И. Подъемно-транспортные и погрузочно-разгрузочные устройства почтовой связи. – М.: Радио и связь, 1990

10. Волоконно-оптические системы передачи и кабели / И.И. Гроднев и др. – М.: Радио и связь, 1993

11.      Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи. – М.: Радио и связь, 1988

12. Гроднев И.И. Волоконно-оптические линии связи. – М.: Радио и связь, 1990

13. Дурнев В.Г., Стандрик В.Д. Основы построения систем передачи ЕАСС. – М.: Радио и связь, 1985

14. Дурнев В.Г., Стандрик В.Д. Основы многоканальной связи. – М.: Связь, 1977

15. Емельянов Г.А., Шварцман В.О. Передача дискретной информации. – М.: Радио и связь, 1982

16. Зайончковский Е.А. и др. Автоматическая междугородная телефонная связь. – М.: Радио и связь, 1984

17. Копничев Л.Н., Алешин В.С. Оконечные устройства документальной электросвязи. – М.: Радио и связь, 1986

18. Копничев Л.Н. Передача данных – М.: Связь, 1979

19. Многоканальные системы передачи / Н.Н. Баева и др. – М.: Радио и связь, 1996

20. Основы систем и сетей связи / Т.Н. Дементьева и др. – М.: Радио и связь, 1988

21. Осипов В.Т., Воронов В.А. Телеграфные аппараты и аппаратура передачи данных. – М.: Радио и связь, 1984

22. Панфилов И.П., Дырда В.Е. Теория электрической связи. – М.: Радио и связь, 1991

23. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи / В.В. Крухмалев и др. – М.: Радио и связь, 1996

24. Скалин Ю.В. и др. Цифровые системы передачи. – М.: Радио и связь, 1988

25. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1998

26. Слуцкий И.И. и др. Техника почтовой связи. – М.: Радио и связь, 1981

27. Станционные сооружения городских телефонных сетей / Ю.Н. Корнышев и др. – М.: Радио и связь, 1987

28. Хлытчиев С.М. и др. Теоретические основы почтовой связи. – М.: Радио и связь, 1983

29. Цифровые и аналоговые системы передачи / В.И. Иванов и др. – М.: Радио и связь, 1995

30. Шварцман В.О. Электронная почта. – М.: Радио и связь, 1986

 

 

                                      

 

                                      СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                           стр.

Введение..........................................................................................   3

1    Цель и задачи дисциплины Системы электросвязи и

почтовая связь..............................................................................................   4

2    Рабочая программа курса Системы электросвязи и

почтовая связь................................................................................... ..........   4

3    Содержание аудиторных занятий...........................................  18

3.1 Содержание лекций..................................................................  18

3.2 Содержание лабораторных занятий.......................................   19 

4    Контрольные задания и методические указания к ним........  19

4.1 Требования к выполнению контрольных работ....................  19

4.2 Требования к оформлению контрольных работ....................  20

4.3  Контрольная работа № 1.........................................................  21

4.3.1 Выбор варианта......................................................................  21

4.4  Контрольная работа № 2.........................................................  30

4.4.1 Выбор варианта......................................................................  30

Список литературы........................................................................   39

 

 

 

 

                                                                          Сводный план 2001 г., поз. 122

 

 

 

Алмас Тургалиевич Омаров

 

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ И ПОЧТОВАЯ СВЯЗЬ

 

Программа, методические указания и контрольные задания

(для студентов специальности Экономика и менеджмент в связи по ускоренной образовательной программе).

 

 

            Редактор  В.В. Шилина

 

 

            Подписано в печать __________           Формат 60 х 84 1/16

            Тираж 80 экз.                                           Бумага типографская № 1

            Объем : 2,6 уч.- изд. л.                            Заказ ______  Цена  84  тенге  

 

 

 

 

                           Ротапринт Алматинского института энергетики и связи

                                             480013, Алматы, Байтурсынова, 126