Цифровые системы передачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ г. АСТАНЫ ГККП «КОЛЛЕДЖ ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ»

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

«Цифровые системы передачи»

по дисциплине

«Эксплуатация устройств оперативно-технологической связи железнодорожного транспорта»

Астана 2013г.

Программа составлена в соответствии с типовой программой, утвержденный в 2012г. МОиН РК.

Программа обсуждена и представлена к утверждению на заседании ЦК

«Электросвязь»

«__»________20 13 г. протокол № _1_

Председатель ЦК С.М. Башенова

Программа рассмотрена и утверждена на заседании методического совета колледжа «29» августа 20 13г., протокол № 1

Председатель методического совета _________С.М. Хайруллина

Пояснительная записка

Настоящая Типовая учебная программа разработана в соответствии с Государственным общеобязательным стандартом Республики Казахстан по специальности 1311000 - «Эксплуатация устройств оперативно-технологической связи железнодорожного транспорта».

Дисциплина «Цифровые системы передачи» является составной частью системы образования и направлена на подготовку квалифицированных специалистов технического и обслуживающего труда по специальности 1311000 - «Эксплуатация устройств оперативно-технологической связи железнодорожного транспорта». Дисциплина «Цифровые системы передачи» составляет основу профессиональной компетентности, с учетом уровня квалификации, дает возможность расширения или углубления подготовки и получения дополнительных компетенций, умений и знаний, необходимых для успешной профессиональной деятельности, либо для продолжения образования.

Цели преподавания курса:

Цель дисциплины «Цифровые системы передачи» - изучение принципов временного разделения каналов СП, вопросы дискретизации, квантования и кодирования, особенности линейных трактов ЦСП, вопросы синхронизации и регенерации цифровых систем передачи, принципы построения аппаратуры оконечной станции и линейного тракта ЦСП, синхронные цифровые сети на основе технологии SDH и их топология.

Изложение учебного материала увязывается с задачами, стоящими перед железнодорожным транспортом по интенсификации перевозочного процесса, совершенствования его технических средств.

Изучаемый курс базируется на знании следующих дисциплин:

«Физика»;

«Математика»;

«Электронная техника».

Знания, полученные на курсе, используются при изучении следующей дисциплины:

- «Системы телекоммуникаций»;

- «Волоконно- оптические системы передачи»;

- «Многоканальные системы передачи»

- «Электропитание устройств связи».

После изучения данного курса студент:

Должен знать: принципы построения цифровых систем передачи, основные характеристики, назначение основных узлов.

Должен уметь: рассчитывать параметры цифровых систем, при проектировании цифровых систем передачи, проводить сравнительный анализ с другими системами

Введение

Основные этапы развития систем передачи с временным разделением каналов. Этапы развития цифровых методов передачи. Роль и место цифровых систем передачи в единой сети связи. Перспективы применения цифровых систем передачи. Цели, задачи и содержание курса.

Раздел 1. Временное разделение каналов систем передачи. Принципы построения аппаратуры оконечной станции и линейного тракта ЦСП ИКМ-ВД.

Тема 1.1 Принцип передачи непрерывных сигналов по каналам СП с ВРК

Понятие о временном разделении каналов. Упрощенная схема передачи при временном разделении каналов. Необходимость дискретизации непрерывных сигналов при временном разделении, частота дискретизации, отсчеты. Возможность восстановления непрерывного сигнала по отсчетам. Теорема В.И. Котельникова. Принцип передачи непрерывных сигналов по каналам СП с ВРК. Понятие об импульсной модуляции. Виды импульсной модуляции. Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ). Свойства АИМ-1 и ЛИМ-2. спектры ЛИМ. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ), фазо-импульсная модуляция (ФИМ), частотно-импульсная модуляция (ЧИМ). Сравнительный анализ помехоустойчивости различных видов модуляции. Воздействие аддитивных помех от переходных влияний па импульсно-модулированные сигналы АИМ различных видов. Влияние ограничения полосы пропускания группового тракта, нелинейности групповых устройств, неравномерности амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик тракта на величину переходной помехи. Виды синхронизации.

Тема 1.2. Импульсно-кодовая модуляция. Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция ДИКМ. Дельта-модуляция ДМ.

Принцип ДИКМ. Защищенность от шума квантования при ДИКМ. эффективность применения ДИКМ. Принцип построения основных узлов оборудования при ДИКМ и ДМ.

Тема 1.3 Особенности линейных трактов ЦСП. Коды в цифровой линии передачи

Структура цифрового линейного тракта. Особенности направляющих систем и сред распространения, применяемых для построения линейных трактов цифровых систем передачи. Оценка качества цифрового линейного тракта. Ограничения, налагаемые на цифровые сигналы, и требования, предъявляемые к ним различными типами направляющих систем и сред распространения: симметричными и коаксиальными кабелями, световодами, средой распространения радиоволн. Особенности передачи цифровых сигналов по различным направляющим системам и средам распространения. Требования, предъявляемые к кодам в цифровой линии передачи с различными видами кабелей: независимость от источников информации, однозначность декодирования, эффективность, возможность обнаружения ошибки, оптимальный энергетический спектр, наличие хронирующей информации, информации об уровне сигнала, малый коэффициент размножения ошибок, наличие информации для блочной синхронизации. Недостатки двоичных кодов, ограничивающие их применение в качестве кодов в цифровой линии передачи. Биполярные коды, получившие наибольшее распространение в современных системах передачи: квазитроичный код с чередованием полярности импульсов (ЧПИ), модифицированный код с повышенной плотностью единиц (НДВ-3), биполярный код, понижающий тактовую частоту передаваемого сигнала. Принципы формирования, основные свойства, область применения.

Тема 1.4. Основные принципы построения оконечных станций ЦСП с ИКМ-ВД, аппаратура линейного тракта ЦСП

Типовые цифровые групповые тракты, номинальные скорости передачи и номинальное количество каналов тональной частоты. Принцип иерархии аппаратуры временного объединения цифровых сигналов. Структурная схема оконечных станций ЦСП и ее основные части: аналого-цифровая аппаратура преобразования, аппаратура сопряжения, оконечная аппаратура цифрового линейного тракта.

Структура цифрового линейного тракта. Особенности направляющих систем и сред распространения, применяемых для построения ЛТ ЦСП. Оценка качества ЦЛТ. Принцип организации подсистем ДП. каналов СС, телеконтроля в цифровых линейных трактах.

Лабораторное занятие № 1 «Исследование канала с ВРК»

Лабораторное занятие №2 «Коды в цифровой линии передачи. Код HDB-3»

Раздел 2. Основные узлы аппаратуры ЦСП

Тема 2.1 Кодеры и декодеры цифровых систем передачи

Классификация кодеров: линейные, нелинейные, последовательного счета, поразрядного взвешивания, матричные. Принцип построения линейных кодеров с поразрядным взвешиванием для различных типов кодов. Нелинейные кодеры с поразрядным взвешиванием с цифровой компенсацией. Функциональные схемы и реализация основных узлов. Классификация декодирующих устройств. Функциональные схемы и принцип действия линейных и нелинейных декодеров. Функциональные схемы основных узлов декодера.

Лабораторное занятие №3 "Кодер аналого-цифрового преобразования"

Лабораторное занятие № 4 "Декодер цифровой системы передачи"

Тема 2.2 Генераторные устройства ЦСП

Назначение генераторных устройств, требования, предъявляемые к ним. Структурные схемы генераторных устройств приемной и передающей частей оконечной станции. Распределение во времени разрядных и канальных импульсов. Функциональные схемы задающих генераторов, распредели гелей импульсов. Требования к элементам генераторных устройств.

Тема 2.3 Первичная ЦСП ИКМ-30. Характеристика. Структура цифрового потока, АЦО-30.

Основные характеристики, структура цикла передачи. Назначение и основные технические данные. Состав аппаратуры оконечных станций и линейного тракта. Типы промежуточных регенерационных пунктов и их размещение. Схема организации связи.

Временной цикл передачи, использование различных символов и временных интервалов в цикле и сверхцикле передачи. Структурная схема АЦО-30, назначение элементов, действие схемы при передаче телефонных сигналов, сигналов дискретной информации и вещания. Действие схемы при передаче сигналов управления и линейных сигналов. Работа генераторного оборудования. Приемопередатчик, назначение и состав оборудования, назначение элементов. Кодер аппаратуры ИКМ-30. Технические данные и структурная схема. Декодер аппаратуры ИКМ-30. Структурная схема и принцип действия. Формирователь линейного сигнала: структурная схема, принцип действия, конструктивное оформление. Преобразователи кодов передачи и приема: структурные схемы и принцип действия. Оборудование цикловой и сверхцикловой синхронизации: технические данные и принцип действия. Структурные и функциональные схемы приемников цикловой и сверхцикловой синхронизации, принцип действия приемников. Функциональные схемы узлов, конструкция. Генераторное оборудование. Структурные схемы и принцип действия генераторного оборудования передачи и приема, технические характеристики. Принципиальная схема ГЗ-2048. Согласующее устройство. Тины согласующих устройств и их технические данные. Система автоматического контроля и аварийной сигнализации, панель ПО-1. Конструкция стойки САЦО.

Лабораторное занятие №5 «Стойка аналого - цифрового оборудования САЦО ИКМ»

Тема 2.4 Аппаратура линейного тракта. Принципы объединения цифровых потоков

Стойка COJIT, назначение и технические характеристики, структурная схема. Принцип ввода линейных кабелей, панель ввода. Регенератор станционный: функциональная схема и принцип действия, технические характеристики. Принципиальная схема. Устройство контроля и дистанционного питания. Принципиальные схемы и технические характеристики блоков контроля и питания регенераторов - КП и блоков дистанционного питания. Организация ДП и контроля регенераторов. Панель обслуживания ПО-2, назначение и технические данные. Организация телеконтроля линейного тракта ИКМ-30. Организация служебной связи. Панели служебной связи ИВУ и УСС. Комплектация и конструкция стойки СОЛТ ИКМ-30. Техническая характеристика, структурная схема. Принципиальная схема регенератора линейного (РЛ). Состав оборудования и конструкция HPП К-12. Структурная схема и принцип действия аппаратуры асинхронного ввода. Формирование цикла объединенного цифрового потока. Требования к помехозащищенности передачи сигналов команд согласования скоростей. Основные узлы аппаратуры: запоминающее устройство, временной дискриминатор, формирователь команд согласования скоростей, приемник команд согласования скоростей. Структурная схема и принцип действия аппаратуры синхронного ввода цифровых сигналов. Принцип организации выделения цифровых потоков с использованием типовой аппаратуры асинхронным и синхронным способами.

Тема 2.5 Стойка САЦО -ЧД, СВВГ, СТВГ, СЧВГ

Принцип формирования из стандартной вторичной группы трех цифровых потоков со скоростью передачи 2048 кбит/с. Структурная схема САЦО-ЧД. Комплектация стойки. Конструкция стойки СЛЦО-ЧД, электропитание. Назначение, основные технические данные стойки вторичного временного группообразования СВВГ. Структурная схема стойки. Функциональные, принципиальные схемы и принцип действия основных узлов комплекта ВВГ: преобразователей кодов, блоков асинхронного сопряжения, генераторного оборудования, устройств синхронизации. Конструкция и комплектация ВВГ. Назначение, основные технические данные ТВГ, СЧВГ. Конструкция и комплектация стоек.

Лабораторная работа №6. Аппаратура формирования цифровых потоков САЦО-ЧД».

Лабораторная работа №7 «Типовое оборудование стандартных цифровых трактов СТВГ, СЧВГ, СВВГ».

Тема 2.6 Вторичная ЦСП ИКМ-120

Назначение и основные технические данные. Принципы формирования временного цикла передачи: на 120 канатов тональной частоты, на 90 каналов тональной частоты. Использование временных интервалов в цикле передачи. Построение линейного тракта ИКМ-120. Тины станций оконечных и промежуточных. Принципы организации телеконтроля и служебной связи, дистанционного питания. Структурные схемы оконечной станции для различных вариантов комплектации.

Тема 2.7 Третичная ЦСП ИКМ-480

Основные технические характеристики ИКМ-480. Принцип формирования цикла передачи. Построение линейного тракта и организация связи, тслеконтроля, дистанционного питания. Состав оборудования оконечной станции, обслуживаемого регенерационного пункта, необслуживаемые регенерационные пункты. Стойка третичного временного и группообразования. Состав оборудования, структурные и функциональные схемы узлов.

Тема 2.8 Монтаж, электрическая проверка и настройка оборудования ЦСП

Принципы монтажа и размещения оборудования ЛАЦ ЦСП, подключение аппаратуры и методы настройки оборудования. Основные принципы настройки и паспортизация линейных трактов систем ИКМ-30. ИКМ-120. ИКМ-480.

Раздел 3. Синхронные цифровые сети на основе технологии SDH

Тема 3.1 Общие особенности построения SDH, обобщенная схема мультиплексирования потоков SDH

Общие особенности построения синхронной цифровой иерархии SDH. Несмотря на очевидные преимущества сетей SDH перед сетями PDH , они не имели бы такого успеха, если бы не обеспечивали преемственность и поддержку стандартов PDH. Как мы уже отмечали при разработке технологии SONET обеспечивалась преемственность американской, а при при разработке SDH - европейской иерархий PDH.

Задача мультиплексирования (multiplexing) -- образование из нескольких отдельных потоков общего агрегированного потока, который можно передавать по одному физическому каналу связи.

Тема 3.2 Обобщенная схема мультиплексирования потоков в SDH. Основные принципы преобразования потоков El, E2 STM-1. Основные принципы преобразования потоков ЕЗ, Е4 в STM-1. Структура фреймов, заголовков фреймов STM-N

Структура фреймов, заголовков фреймов STM-N. Размещение сигнала 2,048 Мбит/с в VC-12. TU 12, TUG -2, TUG -3, VC- 4, AU-4. STM-1. Контейнер С-12. виртуальный контейнер VC-12. транспортный блок TU 12. Положительное и отрицательное выравнивание скоростей в TU 12. Группа транспортных блоков TUG -2. Группа транспортных блоков TUG -3, виртуальный контейнер VC- 4, административный блок AU-4. Согласование и выравнивание скоростей при вводе в сеть SDH асинхронных потоков со скоростью 34 Мбит/с. Контейнер С-3, виртуальный контейнер VC-3, транспортный блок TU -3. Группа транспортных блоков TUG -3. Группа транспортных блоков TUG -3. виртуальный контейнер VC- 4, административный блок AU-4. 11оложитслыюе и отрицательное выравнивание.

Практическая работа № 1 «Построить алгоритм мультиплексирования SDH для STM-N»

Тема 3.3 Назначение и функции секционных и трактовых заголовков

Структура заголовки RSOH и назначение элементов. Структара заголовки MSOH и назначение элементов. Структура SOH STM-4. Трактовые заголовки РОН виртуальных контейнеров высокого порядка (VC-4/3). Структура РОН виртуальных контейнеров высокого порядка (VC-4/3) и назначение элементов. Трактовые заголовки РОН виртуальных контейнеров низкого порядка (VC-12). Структура РОН виртуальных контейнеров высокого порядка (VC-12) и назначение элементов.

Тема 3.4. Виды топологии транспортных сетей SDH. Виды архитектурных построений транспортных сетей SDH.

Точка-точка, последовательная линейная цепь, звезда, упрощенное кольцо с защитой 1 + 1. Виды архитектурных построении транспортных сетей SDH. Архитектура построения цифровой первичной сети. Радиально-кольцевая архитектура. Архитектура типа кольцо-кольцо. Линейная архитектура для сети большой протяженности. Архитектура разветвленной сети. Архитектура сети синхронизации. Источники синхронизации сетевого элемента. Основные принципы тактовой сетевой синхронизации.

секционный трактовый декодер цифровой

Тематический план по дисциплине

План теоретических занятий

План практических занятий

Основная литература

1. Скалин Ю.В. и др. Цифровые системы передачи: учебник для техникумов, М., Радио и связь, 1988

2.Щмытинский В.В., ГлушкоВ.П. Многоканальные системы передачи. Учебник для техникумов и колледжей ж.д. транспорта- М.: Маршрут.

3. Крухмалев В.В. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей М., Горячая линия - Телеком, 2004г.

4.Гродпев И.И. «Линейные сооружения связи», Москва, Радио и связь.1987г.

5. Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи Москва. 1999г.

6. «О связи» Закон Республики Казахстан от 5 июля 2004 года N 567

Дополнительная литература

1. Слепов Н.Н., Синхронные цифровые сети SDH. М., Эко -Трендз, 1999

2. Крухмалев И.А. и др. Цифровые системы передачи,. М. Мир, 1990

3. Крук Б.И., Введение в SDH, ГК РФ по связи и информатике, Новосиирск,1998г

4. Кириллов В.И. Многоканальные системы передачи, М., ООО «Новое знание», 2003г.

5. Лозовой И.А. Параметры каналов тональной частоты аппаратуры с ИКМ. М. Радио и связь,1981г.

Размещено на Allbest.ur