Особенности систем связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ

АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра связь

Отчет по учебной практике для бакалавров направления

210700.62 - «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Выполнил студент

группы ОЗИСС-11бс

Бадамшин Р.Р.

Проверил преподаватель

асс. Пустохайлова Е.А.

Астрахань 2014

Содержание

Введение

1. Схема генератора-пробника на двух транзисторах

2. Ответы на контрольные вопросы

Заключение

Литература

Введение

Стремительное развитие и распространение сетей и систем связи делает актуальной задачу подготовки высококвалифицированных специалистов в сфере телекоммуникаций.

Современные сети передачи данных (мобильные сети, сенсорные сети, автоматизирование системы контроля и учета потребления электроэнергии и т. п.), с одной стороны, находят широкое применение в промышленности и становятся важным элементом информационной инфраструктуры общества, а, с другой стороны, предполагают использование специальных телекоммуникационных технологий и технологий защиты информации.

Целями учебной практики являются:

ѕ получение первоначальных навыков при сборке принципиальных радиотехнических схем, ознакомление с принципами работы программы Multisim 10.0.1, освоение приёмов исследовательской работы, обучение профессиональным умениям в соответствии с выбранной профессией;

ѕ ознакомление с содержанием основных работ и исследований, выполняемых в Вузе;

ѕ усвоение приемов, методов и способов обработки, представления и интерпретации результатов, проведенных на практике.

Задачами учебной практики являются:

ѕ закрепление на практике знаний, умений и навыков, полученных в процессе теоретического обучения;

ѕ развитие навыков деловой коммуникации;

ѕ освоение приемов, методов и способов выявления, наблюдения, измерения и контроля параметров вычислительных процессов;

ѕ принятие участия в исследованиях;

ѕ сбор необходимых материалов для написания отчета по практике.

1. Схема генератора-пробника на двух транзисторах

Генератор-пробник на двух транзисторах без трансформатора вырабатывает прямоугольные импульсы и позволяет проверять все каскады усилителя или радиоприемника.

Рис.1. Схема генератора-пробника на двух транзисторах

Причем частоту колебаний можно изменять емкостью конденсатора С1: с увеличением емкости частота понижается. А изменение сопротивления резисторов влияет иа форму выходных колебаний: с увеличением R2 и уменьшением R3 нетрудно добиться синусоидальных колебаний на выходе и превратить таким образом пробник в звуковой генератор с фиксированной частотой.

Транзисторы можно применить любые из серии МП39--МП42. Источник питания - один элемент 332 или малогабаритный аккумулятор Д-0,1, Д-0,07, Д-0,06. Потребляемый пробником ток позволяет пользоваться подобным источником десятки часов. Детали пробника можно разместить в любом подходящем корпусе или просто смонтировать на плате из изоляционного материала.

Пробник собирается в небольшом футляре. Для подключения пробника к проверяемой конструкции выведите гибкие проводники в изоляции: один - с зажимом «крокодил», другой - с металлическим щупом на конце. Зажим будете подключать к шасси или общему проводу проверяемой конструкции, а щупом (им может быть толстая швейная игла) прикасаться к нужным точкам каскадов.

2. Ответы на контрольные вопросы

Что такое телекоммуникации и электросвязь?

Электросвязь - передача и/или прием сообщений любого вида по радио, проводным, оптическим или другим электромагнитным системам. Телекоммуникацией принято считать прием и передачу звука, сигнала, текста, знака, письменного изображения по кабельной, проводной, магнитной, оптической, радио- и другим электромагнитным системам.

Система технических средств, с помощью которой осуществляется телекоммуникация, называется сетью телекоммуникаций. Сами же технические средства телекоммуникаций это оборудование и машины, которые используются для обработки, передачи и приема сообщений телекоммуникаций. Спутник у телекоммуникаций - это техническое средство их, которое находится на орбите Земли для того, что бы оказать услуги телекоммуникаций. Телекоммуникации делятся на два вида: однонаправленные и двунаправленные.

Телекоммуникации используют механические и электрические средства, потому что исторически телекоммуникации развивались от механической до электрической формы, используя все более и более сложные электрические системы. Это - причина того, почему много традиционных операторов в телекоммуникациях типа национальной почты, телеграфных и телефонных компаний используют обе формы. Предмет нашего последующего рассмотрения показан в верхней части рисунка - это электрические телекоммуникации, которые принято называть электросвязью. Доля механических телекоммуникаций типа обычной почты и прессы (рассылки газет), как ожидают, уменьшится, тогда как доля электрических, особенно двунаправленных, увеличится и станет главной в будущем. Уже в наше время корпорации и пресса интересуются, прежде всего, электрическими телекоммуникациями (электросвязью) как возможностью выгодного бизнеса.

Перечислите типы телеслужб.

Телеслужбы разделяют на четыре основных типа: интерактивные, службы сообщений, информационные и вещательные службы.

1. Интерактивные службы - это службы, позволяющие передавать информацию в обе стороны, т.е. осуществлять диалог.

2. Службы электронных сообщений (службы обработки сообщений) основаны на принципе хранения информации, при этом осуществляется накопление речевых сигналов, текста, документов или видеосигналов.

3. Информационные службы обеспечивают доступ к информации, хранящийся в базах данных. Эти службы так же содержат интерактивные элементы, позволяющие пользователь запросить информация при помощи клавиатуры на телефоне или с использованием оборудование распознавание голоса. Типичным примером являются службы, предоставляющие услуги Интернет. Пользователи могут получать доступ к любым блокам данных через постоянное или временно установленное соединение.

4. Вещательные службы могут осуществлять односторонняя одновременный передачу к одному приемнику или к нескольким приемникам, например, радиовещание и телевизионное вещание (ТВ).

Наиболее простым примером вещательных служб являться широкополосное вещание, при котором информация одновременно посылаемый нескольким приемникам.

Что называют информацией?

Информация (от лат. informatio -- «разъяснение, изложение, осведомлённость») -- сведения о чём-либо, независимо от формы их представления.

Информацию можно разделить на виды по различным критериям:

по способу восприятия:

· Визуальная -- воспринимаемая органами зрения.

· Аудиальная -- воспринимаемая органами слуха.

· Тактильная -- воспринимаемая тактильными рецепторами.

· Обонятельная -- воспринимаемая обонятельными рецепторами.

· Вкусовая -- воспринимаемая вкусовыми рецепторами.

по форме представления:

· Текстовая -- передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка.

· Числовая -- в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия.

· Графическая -- в виде изображений, предметов, графиков.

· Звуковая -- устная или в виде записи и передачи лексем языка аудиальным путём.

· Видеоинформация -- передаваемая в виде видеозаписи.

по назначению:

· Массовая -- содержит тривиальные сведения и оперирует набором понятий, понятным большей части социума.

· Специальная -- содержит специфический набор понятий, при использовании происходит передача сведений, которые могут быть не понятны основной массе социума, но необходимы и понятны в рамках узкой социальной группы, где используется данная информация.

· Секретная -- передаваемая узкому кругу лиц и по закрытым (защищённым) каналам.

· Личная (приватная) -- набор сведений о какой-либо личности, определяющий социальное положение и типы социальных взаимодействий внутри популяции.

по значению:

· Актуальная -- информация, ценная в данный момент времени.

· Достоверная -- информация, полученная без искажений.

· Понятная -- информация, выраженная на языке, понятном тому, кому она предназначена.

· Полная -- информация, достаточная для принятия правильного решения или понимания.

· Полезная -- полезность информации определяется субъектом, получившим информацию в зависимости от объёма возможностей её использования.

по истинности:

· истинная

· ложная

Передачей семантической информации называется процесс её пространственного переноса от источника к получателю (адресату). Передавать и получать информацию человек научился даже раньше, чем хранить её. Речь является способом передачи, который использовали наши далекие предки в непосредственном контакте (разговоре) -- ею мы пользуемся и сейчас. Для передачи информации на большие расстояния необходимо использовать значительно более сложные информационные процессы. радиоприемник телеслужба генератор

Очевидно, что для передачи сообщения на расстояние информация должна быть перенесена на какой-либо мобильный носитель. Носители могут перемещаться в пространстве с помощью транспортных средств, как это происходит с письмами, посылаемыми по почте. Такой способ обеспечивает полную достоверность передачи информации, поскольку адресат получает оригинал сообщения, однако требует значительного времени для передачи.

С середины XIX века получили распространение способы передачи информации, использующие естественно распространяющийся носитель информации --электромагнитные колебания (электрические колебания, радиоволны, свет). Реализация этих способов требует:

1. предварительного переноса информации, содержащейся в сообщении, на носитель -- кодирования;

2. обеспечения передачи полученного таким образом сигнала адресату по специальному каналу связи;

3. обратного преобразования кода сигнала в код сообщения -- декодирования.

Использование электромагнитных носителей делает доставку сообщения адресату почти мгновенной, однако требует дополнительных мер по обеспечению качества (достоверности и точности) передаваемой информации, поскольку реальные каналы связи подвержены воздействию естественных и искусственных помех.

Устройства, реализующие процесс передачи данных, образуют системы связи. В зависимости от способа представления информации системы связи можно подразделять на знаковые (телеграф, телефакс), звуковые (телефон), видео и комбинированные системы (телевидение). Наиболее развитой системой связи в наше время является Интернет.

Какие характеристики косинусоидального сигнала вы знаете?

Характеристики гармонического сигнала. Сигналы, которые мы используем в телекоммуникационных сетях, будь то аналоговые или цифровые, существуют в форме электрического напряжения и тока. Величина такого напряжения или тока изменяется с течением времени, и это изменение содержит информация. Наиболее простым является сигнал, изменяющийся по закону косинуса и называемый косинусоидальным или гармоническим.

Мы можем рассматривать любой телекоммуникационный сигнал как комбинация косинусоидальных колебаний с различными амплитудами и частотами. Частота определяется числом циклов или полных колебаний в секунду. Например, мы слышим колебания давления воздуха как звук. Мы в состоянии услышать частоты в диапазоне приблизительно от 20 Гц до 15 кГц, где 1 Гц (герц) представляет 1 цикл в секунду. Мы ощущаем эти колебания как звуки низких и высоких тонов.

Пример переменного напряжения гораздо важнее. Переменное напряжение периодически изменяет свои направление и величину, несколько десятков раз в секунду. Полное колебание напряжения известно как цикл, а частота колебаний напряжения определяется как число циклов в секунду. Магнитный поток, пронизывающий рамку, пропорционален синусу угла между плоскостью рамки и направлением магнитного поля. Поскольку магнитный поток меняется, то между концами рамки индуцируется напряжение, величина которого изменяется по закону косинуса во времени:

где щ0 -- круговая (циклическая) частота,

А - максимальное значение колеблющейся величины, называемое амплитудой колебания,

ц -- начальная фаза колебания в момент времени t=0,

(щ0t+ц) - фаза колебания в момент времени t.

Фаза колебания есть значение колеблющейся величины в данный момент времени. Так как косинус имеет значение в пределах от +1 до -1, то s может принимать значения от +А до -А.

Определенные состояния системы, которая совершает гармонические колебания, повторяются через промежуток времени Т, имеющий название период колебания, за который фаза колебания получает приращение (изменение) 2р, т.е.

Период Т представляет время одного цикла, т.е. время полного колебания:

T=1/f и f=1/T

Максимальная величина Um колебания называется амплитудой. Квадрат этой величины служит энергетической характеристикой колебания.

Колебание, распространяющееся в пространстве, называется волной. Длина волны представляет собой расстояние, на которое распространяется волна за 1 цикл или за 1 период, где c скорость распространения волны. Скорость распространения звуковой волны в воздухе равна примерно 346 м/с; для световых или радиоволн c = 300 000 км/сек.

Рис. 2. Косинусоидальное колебание и его параметры

В самом деле, пусть на входе сети начальная фаза колебания равна нуля, а на выходе - ц.

Единица частоты -- герц (Гц): 1 Гц -- частота периодического процесса, во время которого за 1 с совершается один цикл процесса.

В чем заключается принцип работы микрофона?

Любой микрофон состоит из двух систем: акустикомеханической и механоэлектрической. Свойства акустикомеханической системы сильно зависят от того, как воздействует звуковое давление:

- на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны

- симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие ее, а на вторую - прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления).

Сильное влияние на качественные характеристики микрофона оказывает его механоэлектрическая часть.

Первым получил распространение угольный микрофон, который и до сих пор используют в телефонии. Действие его основывается на изменении сопротивления между зернами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

Рис. 3. Устройство микрофонов: а - угольного; б - электромагнитного; в - электродинамического; г - ленточного; д - конденсаторного; е - пьезоэлектрического

Угольный микрофон (рис. 3, а) работает следующим образом. При воздействии звукового давления на его диафрагму 1 она начинает колебаться. В такт этим колебаниям изменяется и сила сжатия зерен угольного порошка 2, в связи с чем изменяется сопротивление между электродами 3 и 4, а при постоянном электрическом напряжении изменяется и ток через микрофон. Если, скажем, включить микрофон к первичной обмотке трансформатора Т, то на зажимах его вторичной обмотки будет возникать переменное напряжение, форма кривой которого будет отображать форму кривой звукового давления, воздействующего на диафрагму микрофона.

Основное преимущество угольного микрофона - высокая чувствительность, позволяющая использовать его без усилителей. Недостатки - нестабильность работы и шум из-за того, что полезный электрический сигнал вырабатывается при разрыве и восстановлении контактов между отдельными зернами порошка, большая неравномерность частотной характеристики и значительные нелинейные искажения.

После угольного микрофона появился электромагнитный микрофон, который работает следующим образом (рис. 3, б). Перед полюсами (полюсными наконечниками) 2 магнита 3 располагают ферромагнитную диафрагму 1 или скрепленный с ней якорь. При колебаниях диафрагмы под воздействием на нее звукового давления меняется магнитное сопротивление системы, а значит, и магнитный поток через витки обмотки, намотанной на магнитопровод этой системы. Благодаря этому на зажимах обмотки возникает переменное напряжение звуковой частоты, являющееся выходным сигналом микрофона.

Электромагнитный микрофон стабилен в работе. Однако ему характерен узкий частотный диапазон, большая неравномерность частотной характеристики и значительные нелинейные искажения.

В противоположность электромагнитному микрофону чрезвычайно широкое распространение для целей озвучения, звукоусиления получил электродинамический микрофон в своих двух модификациях - катушечной и ленточной.

Принцип действия электродинамического катушечного микрофона состоит в следующем (рис. 3, в). В кольцевом зазоре 1 магнитной системы, имеющей постоянный магнит 2, находится подвижная катушка 3, скрепленная с диафрагмой 4. При воздействии на последнюю звукового давления она вместе с подвижной катушкой начинает колебаться. В силу этого в витках катушки, перерезывающих магнитные силовые линии, возникает напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона. Электродинамический микрофон весьма стабилен в работе, имеет довольно широкий частотный диапазон, сравнительно небольшую неравномерность частотной характеристики.

Устройство ленточного электродинамического микрофона несколько отличается от устройства катушечной модификации (рис. 3, г). Здесь магнитная система микрофона состоит из постоянного магнита 1 и полюсных наконечников 2, между которыми натянута легкая, обычно алюминиевая, тонкая (порядка 2 мкм) ленточка 3. При воздействии на обе ее стороны звукового давления возникает сила, под действием которой ленточка начинает колебаться, пересекая при этом магнитные силовые линии, вследствие чего на ее концах развивается напряжение.

Т.к. сопротивление ленточки очень мало, то для уменьшения падения напряжения на соединительных проводниках напряжение, развиваемое на концах ленточки подается на первичную обмотку повышающего трансформатора, размещенного непосредственно вблизи ленточки. Напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора является выходным напряжением микрофона. Частотный диапазон этого микрофона довольно широк, а неравномерность частотной характеристики невелика.

Для электроакустических трактов высокого качества наибольшее распространение в настоящее время получил конденсаторный микрофон. Он работает следующим образом (рис. 3, д): жестко натянутая мембрана 1 под воздействием звукового давления может колебаться относительно неподвижного электрода 2, являясь вместе с ним обкладками электрического конденсатора. Этот конденсатор включается в электрическую цепь последовательно с источником постоянного тока Е и активным нагрузочным сопротивлением R. При колебаниях мембраны емкость конденсатора изменяется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления, вследствие чего, в электрической цепи появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочном сопротивлении возникает падение напряжения, являющееся выходным сигналом микрофона.

Нагрузочное сопротивление должно быть большим, чтобы падение напряжения на нем не уменьшалось сильно на низких частотах, где емкостное сопротивление конденсатора очень велико и эксплуатация такого микрофона была бы невозможна из-за сравнительно небольшого сопротивления микрофонных линий и нагрузки. По этой причине почти у всех современных конденсаторных микрофонов предусмотрены конструктивно связанные с самим микрофоном усилители, имеющие малый коэффициент усиления (порядка 1), высокое входное и низкое выходное сопротивления. Конденсаторные микрофоны имеют самые высокие качественные показатели: широкий частотный диапазон, малую неравномерность частотной характеристики, низкие нелинейные и переходные искажения, высокую чувствительность и низкий уровень шумов.

Электретные микрофоны, по существу, те же конденсаторные, но постоянное напряжение для них обеспечивается не обычным источником, а электрическим зарядом мембраны или неподвижного электрода, материалы которых отличаются тем, что способны сохранять этот заряд длительное время.

Некоторое распространение получили пьезоэлектрические микрофоны (рис. 3, е). Их действие основано на том, что звуковое давление воздействует непосредственно или через диафрагму 1 и скрепленный с ней стержень 2 на пьезоэлектрический элемент 3. При деформации последнего на его обкладках вследствие пьезоэлектрического эффекта возникает напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.

Стереофонический микрофон представляет собой систему из двух микрофонов, конструктивно размещенных в общем корпусе на одной оси друг над другом. Для записи по системе XY применяют стереофонические микрофоны, состоящие из двух одинаковых монофонических микрофонов с кардиоидными характеристиками направленности, причем акустические оси левого и правого микрофонов повернуты на 90° относительно друг друга (рис. 4, а). При записи по системе MS один из микрофонов (микрофон середины) имеет круговую характеристику направленности, а другой (микрофон стороны) - косинусоидальную характеристику направленности (рис. 4, б).

Рис. 4. Характеристики направленности стереофонических микрофонов

Радиомикрофон представляет собой систему, состоящую из микрофона, переносного малогабаритного передатчика и стационарного приемника. Микрофон чаще всего используют динамический катушечный или электретный. Передатчик либо совмещают в одном корпусе с микрофоном, либо выполняют карманного типа. Он излучает энергию радиочастот в УКВ диапазоне на одной из фиксированных частот. Вследствие влияния дополнительных преобразований в системе "передатчик - эфир - приемник" качественные параметры радиомикрофона уступают параметрам обычного микрофона.

Как преобразуется неподвижное изображение в сигнал?

Преобразователи: сигнал - неподвижное изображение. Принцип действия преобразователя сигнал - неподвижное изображение можно пояснить с помощью структурной схемы факсимильной связи, изображенной на рис. 5.

Рис. 5 Структурная схема факсимильной связи: ИС -- источник света; Л - линза; ФЭП -- фотоэлектрический преобразователь; МС -- модулятор света

Модулятор света (МС) - источник света, яркость которого пропорциональна величине проходящего через него тока (сигнала). Световой поток от модулятора света собирается и фокусируется объективом на участке светочувствительного материала (фотобумаге), закрепленного на барабане.

Барабаны в передающем и приемном устройствах вращаются синхронно. Преобразование электрического сигнала в изображение может строиться и по другому принципу. Например, в принтере для получения изображения используются различного рода пишущие устройства (ролики, шарики, трубочки), способные оставлять след на бумаге.

Что называют линией связи? Перечислите типы линий связи.

На ранних этапах развития электрической связи физической средой служила пара проводов, соединявшая передатчик и приёмник (проводная связь). Позже, с появлением систем беспроволочной связи (радиосвязи), линий связи стали определять как совокупность передающей, приёмной антенн и среды, в которой происходит распространение радиоволн. Основная характеристика таких линий -- диапазон рабочих частот, обеспечивающих передачу сигналов с допустимым ослаблением.

По линиям связи с применением стальных проводов можно передавать сигналы с частотами до 25--30 кГц, по воздуху. Линии связи с применением проводов из цветных металлов -- до 140--150 кГц, по симметричному кабелю -- до 500--550 кГц, по коаксиальному кабелю -- до 12--15 мГц; магистральные коротковолновые линии работают в диапазоне частот 3--30 мГц, волноводные -- на частотах нескольких сотен мГц и десятков гГц и т. д.

Линия связи, совокупность технических устройств и физической среды, обеспечивающая распространение сигналов от передатчика к приёмнику.

По линиям связи могут быть:

ѕ аналоговые линии связи;

ѕ цифровые линии связи.

Так как линия связи является не абстрактным, а физическим понятием, то так же существует деление по физическому типу:

1. кабельные;

2. проводные:

3. основанные на электромагнитных излучениях.

В современных кабельных линиях связи существует подразделение на три типа кабеля:

Ш кабель витая пара;

Ш коаксиальный кабель;

Ш оптоволоконный кабель.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать много лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.

Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала.

Каковы основные характеристики линий связи?

Типы характеристик и способы их определения

К основным характеристикам линий связи относятся:

ѕ амплитудно-частотная характеристика;

ѕ полоса пропускания;

ѕ затухание;

ѕ помехоустойчивость;

ѕ перекрестные наводки на ближнем конце линии;

ѕ пропускная способность;

ѕ достоверность передачи данных;

ѕ удельная стоимость.

Для определения характеристик линии связи часто используют анализ ее реакций на некоторые эталонные воздействия. Чаще всего в качестве эталонных сигналов для исследования реакций линий связи используются синусоидальные сигналы различных частот. Это связано с тем, что сигналы этого типа часто встречаются в технике и с их помощью можно представить любую функцию времени - как непрерывный процесс колебаний звука, так и прямоугольные импульсы, генерируемые компьютером. Однако нельзя говорить о пропускной способности линии связи, до того как для нее определен протокол физического уровня. Именно в таких случаях, когда только предстоит определить, какой из множества существующих протоколов можно использовать на данной линии, очень важными являются остальные характеристики линии, такие как полоса пропускания, перекрестные наводки, помехоустойчивость и другие характеристики.

Каковы основные применения спутниковых линий связи?

Магистральная спутниковая связь: Изначально возникновение спутниковой связи было продиктовано потребностями передачи больших объёмов информации. Первой системой спутниковой связи стала система Intelsat, затем были созданы аналогичные региональные организации (Eutelsat, Arabsat и другие). С течением времени доля передачи речи в общем объёме магистрального трафика постоянно снижалась, уступая место передаче данных. С развитием волоконно-оптических сетей последние начали вытеснять спутниковую связь с рынка магистральной связи.

Системы VSAT (Very Small Aperture Terminal -- терминал с очень маленькой апертурой) предоставляют услуги спутниковой связи клиентам (как правило, небольшим организациям), которым не требуется высокая пропускная способность канала. Скорость передачи данных для VSAT-терминала обычно не превышает 2048 кбит/с. Слова «очень маленькая апертура» относятся к размерам антенн терминалов по сравнению с размерами более старых антенн магистральных систем связи. VSAT-терминалы, работающие в C-диапазоне, обычно используют антенны диаметром 1,8-2,4 м, в Ku-диапазоне -- 0,75-1,8 м. В системах VSAT применяется технология предоставления каналов по требованию.

Системы подвижной спутниковой связи: Особенностью большинства систем подвижной спутниковой связи является маленький размер антенны терминала, что затрудняет прием сигнала. Для того, чтобы мощность сигнала, достигающего приёмника, была достаточной, применяют одно из двух решений:

Спутники располагаются на геостационарной орбите. Поскольку эта орбита удалена от Земли на расстояние 35786 км, на спутник требуется установить мощный передатчик. Множество спутников располагается на наклонных или полярных орбитах. При этом требуемая мощность передатчика не так высока, и стоимость вывода спутника на орбиту ниже. Однако такой подход требует не только большого числа спутников, но и разветвленной сети наземных коммутаторов.

С операторами персональной спутниковой связи конкурируют операторы сотовой связи. Характерно, что как Globalstar, так и Iridium испытывали серьёзные финансовые затруднения, которые довели Iridium до реорганизационного банкротства в 1999 г.

Спутниковый Интернет: Спутниковая связь находит применение в организации «последней мили» (канала связи между интернет-провайдером и клиентом), особенно в местах со слабо развитой инфраструктурой.

Особенностями такого вида доступа являются: Разделение входящего и исходящего трафика и привлечение дополнительных технологий для их совмещения. Поэтому такие соединения называютасимметричными.

Одновременное использование входящего спутникового канала несколькими (например 200-ми) пользователями: через спутник одновременно передаются данные для всех клиентов «вперемешку», фильтрацией ненужных данных занимается клиентский терминал (по этой причине возможна «Рыбалка со спутника»).

По типу исходящего канала различают:

Терминалы, работающие только на прием сигнала (наиболее дешевый вариант подключения). В этом случае для исходящего трафика необходимо иметь другое подключение к Интернету, поставщика которого называют наземным провайдером. Для работы в такой схеме привлекается туннелирующее программное обеспечение, обычно входящее в поставку терминала. Несмотря на сложность (в том числе сложность в настройке), такая технология привлекательна большой скоростью по сравнению с dial-up за сравнительно небольшую цену.

Приемо-передающие терминалы. Исходящий канал организуется узким (по сравнению со входящим). Оба направления обеспечивает одно и то же устройство, и поэтому такая система значительно проще в настройке (особенно если терминал внешний и подключается к компьютеру через интерфейс Ethernet). Такая схема требует установки на антенну более сложного (приемо-передающего) конвертера.

И в том, и в другом случае данные от провайдера к клиенту передаются, как правило, в соответствии со стандартом цифрового вещания DVB, что позволяет использовать одно и то же оборудование как для доступа в сеть, так и для приема спутникового телевидения.

Каково назначение модуляции сигналов?

Для образования сигналов используются фиксированный уровень, колебания или импульсы любой физической природы, которые рассматриваются как носители информации. В исходном состоянии эти носители представляют собой как бы чистую поверхность, подготовленную к нанесению необходимых данных - модуляции. Последняя заключается в том, что изменяется один или несколько (сложная модуляция) параметров носителя в соответствии с передаваемой информацией. Эти параметры называются информационными.

Модуляцией в общем случае называется изменение по заданному закону параметров какого либо регулярного физического процесса. Например, для создания изображения в кинескопе телевизора ток луча изменяется с помощью специального электрода - модулятора.

Процесс модуляции требует участия, по крайней мере, двух величин. Одна из них содержит всю передаваемую информацию и называется модулирующим сигналом, вторая представляет собой высокочастотное несущее колебание, которое модулируется посредством изменения одного или нескольких параметров. В подавляющем большинстве случаев в качестве используется синусоидальное колебание, имеющее три параметра - амплитуду, частоту и фазу. В зависимости от изменяемого параметра различают три основных вида модуляции - амплитудную, частотную и фазовую.

Амплитудная модуляция -- вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда.

При частотной модуляции (ЧМн, англ. Frequency Shift Keying (FSK)) значениям «0» и «1» информационной последовательности соответствуют определённые частоты синусоидального сигнала при неизменной амплитуде.

Фазовая модуляция -- один из видов модуляции колебаний, при которой фаза несущего колебания управляется информационным сигналом.

В качестве несущего колебания могут использоваться также различные незатухающие функции, последовательности импульсов и даже шумы. Для последовательности импульсов параметрами модуляции могут быть амплитуда импульсов, длительность, частота следования.

Что входит в телекоммуникационную сеть общественного пользования сегодня?

Основой электросвязи нашей страны является Взаимоувязанная сеть связи Российской Федерации (ВСС РФ), обеспечивающая предоставление услуг электросвязи на территории РФ подавляющему числу абонентов. ВСС РФ - совокупность технологически сопряженных сетей электросвязи общего пользования, ведомственных и других сетей электросвязи на территории РФ независимо от ведомственной принадлежности и форм собственности, обеспеченная общим централизованным управлением.

Сети связи общего пользования - составная часть ВСС РФ, открытая для пользования всем физическим и юридическим лицам. Эти сети отличаются широкой разветвленностью, охватывают всю территорию страны и обслуживают основной контингент населения. К ним относятся телефонная и телеграфная сети общего пользования, сети передачи данных, газет и т.д. Эти сети имеют статус национальных сетей. Для взаимосвязи сетей общего пользования с международными сетями мирового сообщества Международный союз электросвязи (МСЭ) выделяет этим сетям международные коды страны.

Укажите назначение сотовой радиосвязи?

Сети наземной мобильной и персональной связи можно разделить на три класса:

1. сети сотовой мобильной и персональной связи;

2. сети транкинговой мобильной связи;

3. сети персонального радиовызова или пейджинговые сети.

В сотовой сети связи территория зоны обслуживания (например, город) делится на ячейки (соты). В центре каждой соты находится стационарная базовая радиостанция, которая соединена кабельной или радиорелейной линией связи с наземной стационарной сетью связи общего пользования.

Назначение сотовой сети - связать мобильный или персональный терминал через базовую станцию с абонентом сети связи общего пользования или другим абонентом сотовой сети связи. При перемещении мобильного терминала из одной соты в другую производится автоматическое переключение радиоканала связи с одной базовой станции на другую. Этот процесс называется эстафетной передачей или handover.

Сети транкинговой мобильной связи предназначены для создания служебных, ведомственных сетей связи с мобильными и персональными терминалами (скорая медицинская помощь, милиция, пожарная служба, такси, автомобильные перевозки и др.). Как правило, сеть транкинговой связи является односотовой с большим размером соты и малым числом каналов выхода в сеть общего пользования.

Сеть персонального радиовызова является односторонней сетью передачи коротких сообщений от центральной радиостанции на миниатюрные абонентские приемники -- пейджеры. Отправитель сообщения передает короткое цифробуквенное сообщение по каналам телефонной сети общего пользования или сети сотовой связи на центральную радиостанцию, где оно запоминается, и затем в порядке очереди электронная почта передается в эфир вместе с адресом пейджера.

Каковы типы радиоканалов в сотовой связи?

Сотовая связь - это беспроводная телекоммуникационная система, состоящая из сети наземных базовых приемо-передающих станций и сотового коммутатора (или центра коммутации мобильной связи).

Радиоканалы передачи данных WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) аналогичны Wi-Fi. WiMAX, в отличие от традиционных технологий радиодоступа, работает и на отраженном сигнале, вне прямой видимости базовой станции. Эксперты считают, что мобильные сети WiMAX открывают гораздо более интересные перспективы для пользователей, чем фиксированный WiMAX, предназначенный для корпоративных заказчиков. Информацию можно передавать на расстояния до 50 км со скоростью до 70 Мбит/с.

Радиоканалы передачи данных MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System). Эти системы способна обслуживать территорию в радиусе 50--60 км, при этом прямая видимость передатчика оператора является не обязательной. Средняя гарантированная скорость передачи данных составляет 500 Кбит/с -- 1 Мбит/с, но можно обеспечить до 56 Мбит/с на один канал.

Радиоканалы передачи данных для локальных сетей. Стандартом беспроводной связи для локальных сетей является технология Wi-Fi. Wi-Fi обеспечивает подключение в двух режимах: точка-точка (для подключения двух ПК) и инфраструктурное соединение (для подключения несколько ПК к одной точке доступа). Скорость обмена данными до 11 Mбит/с при подключении точка-точка и до 54 Мбит/с при инфраструктурном соединении.

Радиоканалы передачи данных Bluetooht - это технология передачи данных на короткие расстояния (не более 10 м) и может быть использована для создания домашних сетей. Скорость передачи данных не превышает 1 Мбит/с.

Каковы особенности первого поколения сотовых систем?

Каковы особенности второго поколения сотовых систем?

Каковы особенности третьего поколения сотовых систем?

Каковы особенности четвертого поколения сотовых систем?

В сотовой связи смена поколений выражена намного более ярко, чем, скажем, в индустрии персональных компьютеров или другой подобной техники.

В мобильном мире все четко (4G - The Next generation Wireless Network):

ѕ 1G (первое поколение) -- это аналоговая связь (стандарт NMT).

ѕ 2G -- поколение цифровой связи с коммутацией каналов (стандарты GSM и CDMA).

ѕ 3G (стандарт UMTS) - предусматривает наряду с коммутацией каналов и пакетную передачу данных. О мобильной связи 3G сейчас много говорят буквально как о символе прогресса.

ѕ 3,5G -- третье поколение мобильной связи, с высокой скоростью, но гораздо меньшей чем 4G. К третьему с половиной поколению принято относить технологии, позволяющие осуществлять пакетную передачу данных со скоростью в 14,4 Мбит/с. Но пока на практике эта скорость составляет 3,6 Мбит/с. Эта технология считается переходной между сетями третьего поколения (3G) и сетями четвёртого (4G).

ѕ 4G (от англ. fourth generation -- четвёртое поколение) -- поколение мобильной связи с повышенными требованиями. К четвёртому поколению принято относить перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с подвижным и 1 Гбит/с -- стационарным абонентам.

Технологиям LTE Advanced (LTE-A) и Mobile WiMAX Release 2 (также известным, как WirelessMAN-Advanced или IEEE 802.16m) присвоено официальное обозначение IMT-Advanced, что позволяет их квалифицировать в качестве технологий 4G Wireless.

ѕ 5G (5-е поколение мобильных сетей или 5-е поколение беспроводных систем) -- телекоммуникационный стандарт связи нового поколения. Базируется на технологии Nomadic Local Area Wireless Access (NoLA). Данная технология поддерживает обмен данными со скоростью 3,6 Гбит/сек.

ѕ 6G -- в перспективе шестое поколение беспроводных систем мобильной связи

Список диапазонов частот в России:

LTE B7 ^2500-2570 МГц v2620-2690 МГц -- 2Ч30 компания «Скартел», 2Ч10 ОАО «Ростелеком», ОАО «Мобильные ТелеСистемы», ОАО «МегаФон», ОАО «Вымпел-Коммуникации».

LTE B20 ^832-862 МГц v791-821 МГц -- 2Ч7,5 ОАО «Ростелеком», ОАО «Мобильные ТелеСистемы», ОАО «МегаФон», ОАО «Вымпел-Коммуникации». (план 2013--2019 г.)

LTE B38(TDD) 2570..2620 МГц -- 1Ч25 ОАО «МегаФон», ОАО «Мобильные ТелеСистемы»

LTE B40(TDD) 2300..2400 МГц -- ОАО «Ростелеком» (2013 г.), ОАО «Основа Телеком», ОАО «Вайнах Телеком»

4G диапазон ^720-750 МГц v761-791 МГц -- 2Ч7,5 (рассмотрение в МСЭ)

Где и в каких случаях используются мобильные спутниковые системы?

Мобильная радиосвязь (отраслевой термин -- подвижная радиосвязь) -- способ связи, при котором доступ к абонентским линиям осуществляется без использования кабеля, а связь с абонентским устройством осуществляется по радиоканалу.

Наземные:

ѕ системы персонального радиовызова (СПРВ)

ѕ сотовые СМРС (предоставляют доступ к территориальному ресурсу)

ѕ системы с радиальной архитектурой (станции абонентов и центральная станция -- коммутатор и комплект приёмопередатчиков с круговой диаграммой направленности)

ѕ системы с радиально-зоновой архитектурой, транкинговая система мобильной радиосвязи (используют ретрансляторы, система автоматически выбирает лучший)

ѕ зоновые СМРС (фиксированный канал через ретранслятор)

Спутниковые:

ѕ геостационарные (спутник находится на геостационарной орбите, высота около 36 тыс. км)

ѕ среднеорбитальные

ѕ низкоорбитальные

ѕ высокоэллиптические (работа спутника осуществляется при его нахождении в апогее)

Геостационарная: Большинство существующих ССС используют наиболее выгодную для размещения спутников геостационарную орбиту, основными достоинствами которой являются возможность непрерывной круглосуточной связи в глобальной зоне обслуживания и практически полное отсутствие сдвига частоты, обусловленного доплеровским эффектом.

Средневысотные: Средневысотные cистемы обеспечивают более качественные характеристики обслуживания подвижных абонентов, чем геостационарные, поскольку в поле зрения абонента одновременно находится большое число КА.

Низкие круговые: Системы с низкими наклонными и полярными орбитами существуют уже около 30 лет и применяются в основном для научно-исследовательских целей, дистанционного зондирования, навигации, метеорологических наблюдений. Для организации мобильной и персональной связи эти системы стали использоваться только в последние 5--7 лет. Сегодня наиболее интенсивно осваиваются низкие наклонные и полярные орбиты высотой 700--1500 км, а также экваториальные высотой 2 тыс. км.

Эллиптические: В настоящее время используются несколько типов эллиптических орбит с большим эксцентриситетом -- Borealis, Archi-medes, "Тундра". Эллиптические орбиты с более низким апогеем, например Borealis (апогей 7840 км, перигей 520 км) или Archimedes (апогей 26 737 км, перигей 1000 км), предназначены для обеспечения региональной связи.

Фиксированная: Системы ФСС предназначены для обеспечения связи между стационарными пользователями. Первоначально они разворачивались исключительно для организации магистралей большой и др. Кроме того, в системах ФСС все чаще применяется оборудование персональной связи и интерактивного обмена информацией (в том числе через Internet). Для систем ФСС выделены следующие диапазоны частот: C (4/6 ГГц), Ku (11/14 ГГц) и Ka (20/30 ГГц).

Подвижная: Первоначально мобильные наземные станции разрабатывались как системы специального назначения (морские, воздушные, автомобильные и железнодорожные) и были ориентированы на ограниченное число пользователей. Мобильные ССС первого поколения строились с использованием геостационарных КА с прямыми (прозрачными) ретрансляторами и имели низкую пропускную способность. Для передачи информации применялись аналоговые методы модуляции.

Подсистемы ПСС создавались в основном для сетей, имеющих радиальную или радиально-узловую структуру с большими центральной и базовыми станциями, которые обеспечивали работу с подвижными наземными станциями. Обычно такие сети предназначались для создания ведомственных и корпоративных сетей связи с удаленными и подвижными объектами (судами, самолетами, автомобилями и т. д.), для организации связи в государственных структурах, в районах бедствия и при чрезвычайных ситуациях.

Радиовещательная: Радиовещательная спутниковая служба предназначена для приема телевизионных и радиовещательных программ и является главной службой систем непосредственного телевизионного вещания (НТВ), спутникового телевизионного вещания и спутникового непосредственного радиовещания.

В настоящее время все системы телерадиовещания строятся на базе спутников на геостационарной орбите. В этой области телекоммуникаций, где основное требование к системе -- сплошное покрытие обслуживаемых территорий, преимущества ССС перед другими средствами связи проявляются в наибольшей степени.

Персональная и широкополосная: Пока реально не создано ни одной такой системы. Первый проект, который почти "готов к старту" (в наступившем году должен быть запущен первый спутник), -- это ICO. За ним должны последовать SpaceWay и "Ростелесат".

Системы широкополосной связи, использующие LEO-, MEO- и GEO-орбиты, предназначены для передачи высококачественной речи, высокоскоростных потоков данных, мультимедийной информации, для доступа в Internet, а также предоставления других видов услуг, пока недоступных абонентам систем ПСС. Сегодня для систем широкополосной связи наиболее характерны два вида обслуживания -- персональная связь и организация широкополосных магистралей в сетях различного назначения (в том числе транкинговых или сотовых). Первый тип услуг обеспечивает связь в режиме реального времени с предоставлением каналов по требованию (bandwidth-on-demand) и скоростью передачи информации до 2--10 Мбит/с.

Каковы особенности технологии Bluetooth?

Сегодня уже сложно представить различные устройства (мобильные телефоны, наушники, ноутбуки, автомобили, медицинские аппараты и т.п.) без универсальной и недорогой технологии беспроводной передачи данных Bluetooth.

Технология Bluetooth возникла в 1994 году, как альтернатива передачи данных через кабель по протоколу RS-232. Самая свежая версия была представлена в апреле 2010 года и предоставляет пользователям экономный расход энергии, увеличенный радиус действия и более высокую скорость передачи данных.

Принцип действия Bluetooth: В основе технологии Bluetooth лежит объединение устройств в пикосети (piconet), которые представляют собой небольшие по количеству элементов и расстоянию между ними беспроводные сети передачи данных. Элементарная пикосеть - это два устройства с модулями Bluetooth, которые называются master (главный) и slave (ведомый). Причем master выполняет инициацию и поддержку функционирования соединения. Максимальное количество соединений для одного мастера - 7, а суммарная скорость передачи данных не превышает максимум для данной версии технологии. Функции master и slave жестко не фиксируются за устройствами и в зависимости от загрузки могут меняться. Причем, в зависимости от структуры пикосети устройство в разных соединениях может выполнять разные роли, а также может быть в качестве slave для разных master.

Рис. 6. Технология Bluetooth

Технология Bluetooth использует частотный диапазон 2.402-2.480 ГГц. При этом, в одном пространстве различные пикосети работают на одной частоте, не создавая помех друг для друга. Это стало возможным благодаря некоторым особенностям технологии Bluetooth. Во-первых, любое устройство начинает работу в пикосети с минимальной мощностью (1 мВт), что позволяет предотвратить возникновение интерференционных помех с уже работающими устройствами. В процессе работы мощность может постепенно возрастать до 3 Вт, увеличивая радиус взаимодействия до 100 метров. Во-вторых, в технологии Bluetooth на радио интерфейсе используется принцип размазывания спектра посредством перескоков по частоте (spread-spectrum frequency hopping), суть которого состоит в разделении доступного спектра частот на 79 подканалов. Коммутируемые устройства за секунду меняют частоту по определенному алгоритму 1600 раз. Это сводит к минимуму вероятность того, что одновременно несколько активных соединения будут работать на одной частоте. Но, даже если это и случится, такая накладка легко устраняется при помощи повтора пакета или алгоритма коррекции ошибок.

Заключение

В результате прохождения ознакомительной практики я узнал:

ѕ основные понятия области телекоммуникаций;

ѕ основные закономерности передачи информации в инфокоммуникационных системах, основные виды сигналов, используемых в телекоммуникационных системах, особенности передачи различных сигналов по каналам и трактам телекоммуникационных систем;

ѕ устройство и принцип действия, схемы включения и режимы работы приборов, вид статических характеристик и их семейств в различных схемах включения;

ѕ принципы построения коммутационных станций, узлов, их управляющих устройств для телефонных сетей разных уровней иерархии с использованием различных коммутационных полей;

Научился формулировать основные технические требования к телекоммуникационным сетям и системам, оценивать основные проблемы, связанные с эксплуатацией и внедрением новой телекоммуникационной техники. А также определять дифференциальные параметры электронных приборов по их статическим характеристикам;

Овладел навыками практической работы с лабораторными макетами аналоговых и цифровых устройств, методами компьютерного моделирования физических процессов при передаче информации.

Литература

1. Титов А. Пробник-генератор для проверки радиоприемников. - Радио, 1990, № 10, с. 82,83.

2. 300 Практических советов, В. Г. Бастанов

3. Методические указания

4. 500 схем радиолюбителя

5. “Википедия“ http://ru.wikipedia.org/wiki/%C8%ED%F4%EE%F0%EC%E0%F6%E8%FF

6. О микрофонах http://cjcity.fdstar.ru/2008/10/03/o_mikrofonah.html

7. 4 поколения сетей связи http://www.vevivi.ru/best/Pokoleniya-mobilnogo-interneta-ref183421.html

8. Описание технологии Bluetooth (брошюра «Беспроводная связь»)

Размещено на Allbest.ru

...