Сети связи и системы коммутации
Программа лекций. План лабораторных работ
Программа лекций
Лекция 1. Введение.
История, современное состояние и перспективы развития сетей связи. Основные понятия, термины и определения. Информация, ее основные функции и формы движения в обществе. Информационные средства. Информационные системы, системы электросвязи, их основные компоненты. Состав системы электросвязи РФ: система документальной электросвязи, система телефонной связи, система распределения телевизионных программ, система распределения программ звукового вещания.
Н. И. Гулько
Лекция 2. Обзор типовых телекоммуникационных устройств для передачи данных по
медным кабелям.
Типовые телекоммуникационные устройства: модемы, мосты, регенераторы, мультиплексоры, конвертеры интерфейсов, ретрансляторы кадров, и другие. Примеры телекоммуникационных систем на их основе. Основные вопросы, с которыми наиболее часто сталкиваются пользователи телекоммуникационного оборудования.
С. М. Сухман
Лекция 3. Технологии xDSL передачи данных по “последней миле”.
Сравнительный анализ технологий передачи данных по “последней миле”: ADSL, R-ADSL, ADSL Lite, HDSL, SDSL, VDSL.
А. В. Бернов
Лекция 4. Взаимодействие устройств типа DTE и DCE.
Устройства типа DTE и DCE. Основные сигналы интерфейса RS-232. Логический и физический уровни представления сигналов. Взаимодействие устройств в асинхронном и синхронном режимах. Методы “попутной” и “встречной” синхронизации. Программное управление потоком данных. Трехпроводный вариант интерфейса RS-232. Взаимодействие одноименных устройств (DTE – DTE или DCE – DCE) в асинхронном и синхронном режимах.
Б. В. Шевкопляс
Лекция 5. Модемы для выделенных линий.
Сравнительный анализ структурных схем и характеристик модемов различных модификаций. Типы модуляции и спектры линейных сигналов, характеристики двух- и четырехпроводных линий связи. Пример построения системы передачи данных на основе модемов М-144 и ее тестирование.
А. В. Бернов
Лекция 6. Структура VDSL бридж-модема.
Пример построения VDSL бридж-модема, взаимодействие его составных частей, обмен данными через линейный и абонентские порты, процессы преобразования данных, дистанционное управление, контроль и диагностика. Пример объединения удаленных сегментов сети Ethernet 10 Base-T и методика тестирования системы.
А. В. Бернов
Лекция 7. Структура мультиплексора.
Назначение мультиплексора, технические требования к его основным характеристикам, пример структурной схемы, взаимодействие составных частей, варианты включения в телекоммуникационные системы. Канал Е1.
А. В. Самарин
Лекция 8. Основные методы контроля и диагностики телекоммуникационных устройств.
Задачи контроля и диагностики телекоммуникационных систем и устройств. Генераторы псевдослучайных последовательностей сигналов. BER-тестер. Режимы тестирования. Аналоговый, цифровой, удаленный шлейфы. Гибкий мультипексор ГМ-2 как объект контроля. Пример построения системы передачи данных на основе мультиплексоров ГМ-2 и ее тестирование.
В. Н. Васильев
Лекция 9. Синхронизация в сетях передачи данных.
Постановка задачи. Проскальзывания синхронизации при передаче данных. Методы устранения проскальзываний синхронизации при передаче разных типов данных. Источники “обновляемой” синхронизации. Генераторы сигналов высокой точности и стабильности. Генератор синхросигналов с “самообучением”. Фазовые помехи. Адаптивный фильтр для подавления джитера – вандера. Синхронизация дуплексных каналов. Предотвращение “зацикливания” синхросигналов в топологически сложных сетях передачи данных. Синхронизация кольцевых структур.
Б. В. Шевкопляс
Лекция 10. Выделение синхросигнала и данных из канала связи. Распознавание кадров.
Методы кодирования цифровой информации для ее передачи по последовательным каналам связи. Коды NRZ, Манчестер-II, AMI, BNZS, HDB3. Схема выделения синхросигнала на основе сдвиговых регистров. Одноконтурная и двухконтурные схемы выделения синхросигнала. Шифратор и дешифратор манчестерского кода. Синхронизация взаимодействующих устройств на уровне передачи кадров. Минимизация длины флага начала кадра. Однобитовый флаг начала кадра. Распределенный флаг начала кадра. Распознавание межкадровых границ в отсутствие флагов начала кадров. Структура ячеек АТМ.
Б. В. Шевкопляс
Лекция 11. Система электросвязи Российской Федерации и ее подсистемы.
Место системы связи РФ в международном телекоммуникационном пространстве. Система автоматизированной телефонной связи (СТфС) и ее подсистемы. Сети и службы электросвязи, их классификация. Первичные сети связи, их структура. Типовые каналы и групповые тракты передачи. Вторичные сети связи, их элементы. Коммутация каналов, сообщений, пакетов. Каналы связи, их параметры. Требования к телефонным сетям по качеству передачи и качеству обслуживания вызовов. Координация работ в области электросвязи. Международный союз электросвязи (МСЭ), его структура до 1993 г. и существующая. Документы МСЭ. Государственная комиссия по электросвязи РФ и ее документы.
Н. И. Гулько
Лекция 12. Оконечные устройства сетей связи.
Виды оконечных устройств (терминалов) на вторичных сетях. Основные свойства звуков речи и слухового восприятия. Устройство и принцип действия микрофона, его основные характеристики. Устройство и принцип действия телефона, его основные характеристики. Принцип действия аналогового и цифрового телефонных аппаратов. Принципы передачи Функциональных сигналов по абонентским линиям. Оценка качества передачи речи. Сравнительная характеристика оконечных устройств сетей связи.
Н. И. Гулько
Лекция 13. Принципы построения аналоговых систем коммутации.
Принципы построения аналоговых коммутационных полей. Коммутационные блоки и ступени искания. Способы и режимы искания. Ступени линейного, группового и предварительного искания. Построение двухзвенных коммутационных блоков. Расчет структурных параметров двухзвенных блоков. Внутренние блокировки и способы их уменьшения. Принципы построения управляющих устройств аналоговых систем коммутации. Способы управления установлением соединений в узлах коммутации. Классификация управляющих устройств. Функции управляющих устройств. Алгоритмы работы управляющих устройств на языке SDL. Система коммутации с непосредственным управлением. Структура АТС с непосредственным управлением. Схемы АТС различной емкости. Передача функциональных сигналов постоянным током. Принципы построения координатных АТС. Коммутационные блоки координатных АТС типа АТСКУ. Принципы построения квазиэлектронных АТС. Схемы группообразования коммутационных полей квазиэлектронных АТС (АТСКЭ). Структура управляющих устройств с программным управлением. Периферийные и центральное управляющие устройства, их функциональные блоки. Функциональные схемы АТСКЭ, алгоритмы установления соединений, дополнительные виды обслуживания в АТСКЭ.
Н. И. Гулько
Лекция 14. Принципы построения цифровых систем коммутации и основные понятия теории телетрафика.
Построение цифровых коммутационных полей. Пространственная и временная коммутация цифровых каналов. Построение разделенных и неразделенных коммутационных полей, режимы работы. Особенности структуры коммутационных полей различных цифровых систем коммутации (ЦСК). Построение управляющих устройств цифровых систем коммутации. Способы разделения функций управления. их программная и аппаратная реализация. Многопроцессорные структуры управления. Структура устройств управления различных ЦСК. Построение абонентского и сетевого интерфейсов в цифровых системах коммутации. Особенности подключения оконечных устройств в ЦСК. Аналоговые и цифровые оконечные устройства и их сопряжение с ЦСК. Принципы технической эксплуатации цифровых систем коммутации. Методы технического обслуживания коммутационного оборудования. Автоматизация и централизация технического обслуживания и управления. Задачи теории телетрафика. Основные элементы математических моделей теории телетрафика: схемы систем коммутации, потоки вызовов, дисциплины обслуживания. Телефонная нагрузка. Методы расчета качества обслуживания в системах с отказами и ожиданием. Расчет качества обслуживания на сетях с обходными направлениями и мультисервисных сетях.
Н. И. Гулько
Лекция 15. Принципы построения телефонных сетей и систем нумерации.
Структурные схемы сельских, городских, внутризоновых, междугородной и международной телефонной сетей. Нормы затухания и их распределение по участкам разговорного тракта. Нормы качества обслуживания вызовов на телефонных сетях. Двух- и четырехпроводный транзит каналов на телефонных сетях. Уровни передачи, диаграммы уровней. Принципы построения сетей подвижной связи: персонального радиовызова, транкинговых, сотовой связи. Открытая и закрытая системы нумерации. Системы нумерации на местных, внутризоновых, междугородной и международной телефонных сетях. Нумерация в эпоху цифровых сетей с интеграцией служб, емкость нумерации, коэффициент использования нумерации.
Н. И. Гулько
Лекция 16.Системы сигнализации на телефонных сетях.
Классификация функциональных сигналов. Системы сигнализации на междугородной телефонной сети РФ: одночастотная, по двум выделенным сигнальным каналам, №7 МСЭ-Т. Системы сигнализации на международной телефонной сети
Н. И. Гулько
Лекция 17. Принципы построения интегральных цифровых сетей связи
Этапы цифровизации сетей. Семиуровневая эталонная модель взаимодействия открытых систем. Концепция ЦСИС. Коммутация в узкополосной ЦСИС. Точки доступа и структура подключения терминального оборудования. Особенности широкополосной ЦСИС. Коммутация в широкополосной ЦСИС. Понятие об интеллектуальных сетях. Принципы построения оптических систем коммутации и оптических сетей связи.
Н. И. Гулько
План лабораторных работ
Организация синхронного канала связи, ознакомление с универсальным интерфейсом УПИ-2.
Оборудование:
· модем М-144 – 3шт;
· конвертер интерфейсов EM-2 – 1 шт.
Цель работы:
· собрать и проверить синхронный канал связи для различных схем синхронизации.
Результат работы:
· Схемы соединения модемов и параметры их настройки.
А. А. Ильяшенко
Исследование работы интерфейса RS-232 в асинхронном режиме, ознакомление с терминалом, программой testcom, сетью Ethernet.
Оборудование:
· модем М-1 – 2шт;
· персональный компьютер с двумя Ethernet-адаптерами – 1 шт.
Цель работы:
· собрать и проверить асинхронный канал связи;
· собрать и проверить Ethernet-канал связи.
Результат работы:
· схемы соединения модемов и параметры их настройки.
А. А. Ильяшенко
Передача данных через мультиплексоры
Оборудование:
· мультиплексор ГМ-2 – 2шт;
· модем М-144 – 1шт.
Цель работы:
· собрать и проверить канал связи.
Результат работы:
· схемы соединения мультиплексоров и варианты их настройки.
В. Васильев
Исследование влияния параметров линии связи на качество передачи информации
Оборудование:
· модем М-30 – 2шт;
· модем М-144 – 1шт;
· персональный компьютер – терминал.
Цель работы:
· исследование влияния длины, сечения и уровня шума в линии связи на качество передачи информации.
Результат работы:
· таблицы измерений.
В. В. Степанов