Рабочая программа

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Дальневосточный государственный университет путей сообщения
Кафедра сетей связи и систем коммутации
«УТВЕРЖДАЮ»
_____________________
_____________________
«______»___________2013 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей»
Направление подготовки
210700 Инфокоммуникационные технологии
и системы связи
Профиль подготовки
Сети связи и системы коммутации
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
г. Хабаровск
2013 г.
1. Цели и задачи дисциплины.
Целью преподавания дисциплины является изложение базовых принципов и технологий
построения инфокоммуникационных сетей общего пользования и локальных сетей; изучение
основных характеристик различных сигналов связи и особенностей их передачи по каналам и
трактам; изучение принципов и особенностей построения аналоговых и цифровых систем
передачи и коммутации, используемых для проводной и радиосвязи.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла, ее трудоемкость
составляет 6 зачетных единиц, форма итогового контроля – экзамен.
Входные знания, умения и компетенции, необходимые для изучения данной дисциплины,
определяются следующими предшествующими, а также изучаемыми параллельно, дисциплинами:
физика, математика, информатика, теория электрических цепей, общая теория связи, цифровая
обработка сигналов, электромагнитные поля и волны, направляющие среды электросвязи и др.
Среди входных компетенций следует отметить следующие:
владеть культурой мышления, способностью к обобщению,
анализу, восприятию
информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);
стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-5);
осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией
к
выполнению
профессиональной
деятельности
(ОК-7) и др.
Дисциплина является предшествующей практически для всех последующих дисциплин
профессионального блока, и, в первую очередь, для дисциплин вариативной части различных
профилей, в частности:
метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях;
многоканальные телекоммуникационные системы;
оптические цифровые телекоммуникационные системы;
сети связи и системы коммутации;
сети и системы радиосвязи и др.
В процессе изучения данной дисциплины студенты
впервые получают базовую
информацию по следующим вопросам:
Структура Единой сети электросвязи (ЕСЭ) РФ, методы коммутации в сетях
электросвязи, топология и архитектура различных инфокоммуникационных сетей,
модель взаимодействия открытых сетей, транспортные сети и сети доступа.
Различные виды сигналов электросвязи (телефонный, телеграфный, передачи данных,
телевизионного вещания и др.) и их характеристики.
Особенности построения непрерывных и дискретных каналов связи, типовые каналы
и их основные характеристики.
Принципы построения систем передачи с частотным (ЧРК) и временным (ВРК)
разделением каналов, иерархические принципы построения аналоговых и цифровых
систем передачи.
Основные методы кодирования речи (ИКМ, ДМ, АДИКМ и др.) и типы двоичных
кодов.
Принципы синхронизации и регенерации цифровых сигналов.
Особенности построения беспроводных, в том числе мобильных, сетей связи.
Принципы построения спутниковых и наземных радиосистем.
Особенности построения оптических систем и сетей связи
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
В процессе изучения дисциплины у студентов формируются следующие компетенции:
овладение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию
информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);
стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-5);
осознание социальной значимости своей будущей профессии, обладание высокой
мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-7);
способность понимать сущность и значение информации в развитии современного
информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе,
соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты
государственной тайны; владеть основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации (ПК-1);
способность использовать нормативную и правовую документацию, характерную для
области инфокоммуникационных технологий и систем связи (законы РФ, технические
регламенты, международные и национальные стандарты, рекомендации МСЭ, стандарты связи,
протоколы, терминологию, нормы ЕСКД и т.д., а также документацию по системам качества
работы предприятий) (ПК-3);
готовность к созданию условий для развития российской инфраструктуры связи,
обеспечению ее интеграции с международными сетями связи; готовность содействовать
внедрению перспективных технологий и стандартов (ПК-6);
умение составлять нормативную документацию (инструкции) по эксплуатационнотехническому обслуживанию сооружений, сетей и оборудования связи, по программам испытаний
(ПК-9);
умение организовать доведение услуг до пользователей услугами связи; способность
провести работы по управлению потоками трафика на сети (ПК-11);
готовность изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по
тематике исследования (ПК-16).
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
знать:
принципы построения инфокоммуникационных сетей (ПК-1);
основные характеристики первичных сигналов связи (ПК-3);
принципы построения проводных и радиосистем передачи с частотным и временным
разделением каналов (ПК-1);
основные характеристики каналов и трактов (ПК-3);
принципы построения оконечных устройств сетей связи (ПК-11);
принципы построения аналоговых и цифровых систем коммутации (ПК-3);
современное состояние инфокоммуникационной техники и перспективные направления её
развития (ПК-6, ПК-13).
уметь:
формулировать основные технические требования к инфокоммуникационным сетям и
системам (ПК—3);
анализировать
основные
процессы,
связанные
с
формированием,
передачей и приемом различных сигналов (ПК-1);
оценивать основные проблемы, связанные с эксплуатацией и внедрением новой
инфокоммуникационной техники (ПК-9).
владеть способностью:
сравнительной оценки различных способов построения инфокоммуникационных систем и
сетей (ПК-16);
оценки влияния различных факторов на основные параметры каналов и трактов (ПК-1).
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Всего
часов
Семестр
72
72
-
-
Лекции
28
28
Практические занятия (ПЗ)
8
8
Семинары (С)
-
-
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
5
Лабораторные работы (ЛР)
36
36
Самостоятельная работа (всего)
144
144
В том числе:
-
-
Курсовой проект (работа)
-
-
Расчетно-графические работы
-
-
Реферат
-
-
Подготовка к лабораторным занятиям
92
92
Подготовка к практическим занятиям
16
16
Подготовка к экзамену
36
36
экзамен
экзамен
216
216
6
6
Другие виды самостоятельной работы
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
Наименование раздела
Содержание раздела
п/п
дисциплины
принципы
Цели, задачи и структура курса. Краткий обзор
1. Базовые
построения
инфоком- истории развития средств инфокоммуникаций. Основные
муникационных сетей
органы по разработке международных и национальных
стандартов и директивных документов в области
инфокоммуникаций.
Общие
понятия
о
инфокоммуникационных сетях и системах, основные
термины и определения. Понятие об эталонной модели
взаимодействия открытых систем (OSI). Общие
принципы построения и структура Единой сети
электросвязи (ЕСЭ) РФ, понятие о первичной и
вторичных сетях связи, транспортной сети связи и
абонентской сети доступа.
Виды и особенности формирования первичных
2. Сигналы электросвязи и
их характеристики
сигналов связи (телефонного, телеграфного, передачи
данных, факсимильного, звукового и телевизионного
вещания и т.п.). Основные характеристики первичных
сигналов. Уровни передачи. Понятие об оценке качества
передачи сигналов связи. Виды оконечных устройств
(терминалов) на вторичных сетях.
Особенности
построения
непрерывных
и
3. Типовые каналы связи и
их характеристики
дискретных каналов связи. Принципы организации
односторонних и двусторонних каналов. Устойчивость
телефонного канала. Дифференциальная система.
Явление электрического эха и методы борьбы с ним.
Основные характеристики канала тональной частоты (ТЧ)
и основного цифрового канала (ОЦК). Понятия о
широкополосных каналах и трактах, принципы
образования сетевых трактов.
Структурная схема СП с ЧРК. Понятие о
4. Принципы построения
5.
6
7
8
систем
передачи
с каналообразующей аппаратуре, аппаратуре сопряжения и
частотным разделением линейного тракта. Особенности формирования, передачи
каналов
и приема канальных сигналов с применением аналоговых
методов передачи (АМ, ЧМ и ФМ). Способы
формирования одной боковой полосы при АМ. Принципы
многократного группового преобразования частоты в СП
с ЧРК. Иерархические принципы построения СП с ЧРК.
Способы организации систем двусторонней связи.
Основные виды помех в каналах и трактах проводных СП
с ЧРК.
Принципы построения
Основные этапы преобразования аналоговых
систем
передачи
с сигналов в цифровые (дискретизация по времени,
временным разделением квантование по уровню, кодирование). Равномерное и
каналов
неравномерное квантование, защищенность от шумов
квантования. Основные методы кодирования речи (ИКМ,
ДМ, АДИКМ и др.) и типы двоичных кодов. Принципы
формирования цикла передачи в цифровых системах
передачи (ЦСП). Понятие о видах синхронизации в ЦСП.
Принципы регенерации цифровых сигналов. Основные
виды помех и искажений в каналах и трактах проводных
ЦСП. Базовые принципы построения плезиохронных
(ПЦИ) и синхронной (СЦИ) цифровых иерархий.
Принципы построения
Общие принципы коммутации. Понятие о
аналоговых и цифрокоммутации
каналов,
сообщений
и
пакетов.
вых систем коммутации Пространственная и временная коммутация цифровых
каналов. Эволюция построения управляющих устройств
систем коммутации. Эволюция и классификация систем
сигнализации в системах коммутации.
Особенности
управления потоками в инфокоммуникационных сетях.
Особенности
Особенности построения волоконно-оптических
построения оптических цифровых систем передачи (ВОСП). Основные активные
систем передачи
и пассивные компоненты ВОСП. ВОСП со спектральным
разделением каналов.
Особенности
Структура и особенности построения наземных и
построения систем и спутниковых радиосистем передачи. Стандарты
и
сетей радиосвязи
технологии
систем мобильной связи. Принципы
построения
многоствольной
дуплексной
системы
радиосвязи. Радиорелейные линии (РРЛ) прямой
видимости. Принципы построения РРЛ, типы станций,
диапазоны частот. Сравнительная оценка различных
видов модуляции. Замирания на пролете РРЛ, принципы
разнесенного приема по пространству и частоте.
Спутниковые системы связи (ССС). Принципы
построения ССС. Виды орбит, их параметры, диапазоны
частот. Основные принципы многостанционного доступа
в ССС: МДРЧ, МДВР, МДКР.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими)
дисциплинами
№
п/п
1
Наименование обеспечиваемых (последующих)
дисциплин
Метрология,
стандартизация и
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
8
сертификация
2
3
4
5
Многоканальные
телекоммуникационные
системы
Оптические цифровые
телекоммуникационные
системы
Сети связи и системы
коммутации
Сети и системы
радиосвязи
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
Наименование раздела дисциплины
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
Базовые
принципы
построения
инфокоммуникационных сетей
Сигналы
электросвязи
и
их
характеристики
Типовые каналы связи и их
характеристики
Принципы
построения
систем
передачи с частотным разделением
каналов
Принципы
построения
систем
передачи с временным разделением
каналов
Принципы построения аналоговых и
цифровых систем коммутации
Особенности построения оптических
систем передачи
Особенности построения систем и
сетей радиосвязи
Лекц. Практ. Лаб.
зан.
зан.
Семин
4
Всего
час.
6
4
10
18
4
10
17
2
2
2
3
СРС
5
2
8
24
39
7
4
10
44
65
4
10
17
8
10
34
44
3
2
4
6
6. Лабораторный практикум
№
п/п
№ раздела
дисциплины
Наименование лабораторных работ
Трудоемкость
(час.)
4
1
2
Исследование оконечных устройств (терминалов)
2
3
Исследование характеристик типовых каналов
4
3
4
Исследование особенностей построения систем
8
передачи с частотным разделение каналов (СП с ЧРК)
4
5
Исследование особенностей построения систем
10
передачи с временным разделение каналов (СП с ВРК)
5
6
Исследование устройств коммутации
4
6
8
Исследование особенностей построения радиосистем
6
7. Практические занятия (семинары)
№
п/п
№ раздела
дисциплины
Тематика практических занятий (семинаров)
Трудоемкость
(час.)
2
1
2
Расчет параметров сигналов электросвязи
2
4
Формирование многоканальных сигналов в СП с ЧРК
2
3
5
Формирование цифровых сигналов в СП с ВРК
4
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) - не предусмотрено.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей: Учебник для вузов / В.В.
Крухмалев, В.Н. Гордиенко, А.Д. Моченов и др.; Под ред. В.Н. Гордиенко и
В.В.
Крухмалева. – 2-е изд., испр. – М.: Горячая линия – Телеком, 2008.- 424 с.
б) дополнительная литература:
1. Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов/ В.И. Иванов, В.Н.
Гордиенко, Г.Н. Попов и др.; Под ред. В.Иванова. – 2-у изд.- М.: Горячая линия – Телеком, 2003. –
232 с.
2. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие для вузов / Крук Б.И.,
Попантонопуло В.К., Шувалов В.П., т.1.- М.: Горячая линия-Телеком, 2003.- 648с.
3. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие для вузов / Катунин Г.П.,
Мамчев Г.В., Попантонопуло В.К., Шувалов В.П., т.2. - М.: Горячая линия-Телеком, 2004.- 672с.
4. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие для вузов / Величко В.В.,
Субботин Е.А., Шувалов В.П., Ярославцев А.Ф. т.2. - М.: Горячая линия-Телеком, 2005.- 592с.
5. Основы построения систем и сетей передачи информации: Учебное пособие для вузов/
В.В. Ломовицкий, А.И. Михайлов, К.В. Шестак, В.М. Щекотихин; Под ред. В.М.Щекотихина - М.:
Горячая линия – Телеком, 2005. – 382 с.
в) программно-информационное обеспечение:
1. Электронный конспект лекций
2. Электронные тесты для компьютерного тестирования
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Учебные лаборатории, оборудованные специализированными стендами по изучению
принципов построения аналоговых и цифровых проводных и радиосистем передачи, систем
коммутации и их основных узлов и(или) типовым инфокоммуникационным оборудованием, а
также компьютерные классы со специализированным программным обеспечением.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Поскольку курс впервые для студентов охватывает весьма широкий спектр вопросов,
связанных с построением инфокоммуникационных систем и сетей, целесообразно
последовательность изложения теоретических положений четко увязывать с графиком
выполнения лабораторного практикума.
Порядок и характер представления материалов по ряду разделов дисциплины следует
согласовать с изложением материала по дисциплине “Общая теория связи”, изучение которой
предусмотрено в 4 и 5 семестрах, и специальным дисциплинам, изучаемым параллельно и
позднее.
Целесообразно в качестве текущего контроля знаний использовать компьютерное
тестирование по разделам курса.