Рабочая программа учебной дисциплины «Цифровые системы передачи» Направление подготовки

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарёва»

Факультет электронной техники

Кафедра сетей связи и систем коммутации

«УТВЕРЖДАЮ»

_____________________

_____________________

«______»___________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Цифровые системы передачи»

Направление подготовки

210700 Инфокоммуникационные технологии

и системы связи

Профиль подготовки

Сети связи и системы коммутации

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

г. Саранск

2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины

Целью и задачами преподавания дисциплины «Цифровые системы передачи» является изучение общих принципов построения и функционирования аппаратуры многоканальных цифровых систем передачи (ЦСП), принципов организации линейных трактов (ЛТ) на проводных и волоконно-оптических линиях связи и расчета длин регенерационных участков. Кроме того, целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов с нормированием параметров качества передачи по каналам и трактам ЦСП и ВОСП. Целью преподавания дисциплины также является ознакомление студентов с российскими национальными и международными стандартами в области телекоммуникаций и перспективами развития многоканальных ЦСП.

^ 2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла. Для изучения курса требуется знание: теории электрических цепей, электроники, общей теории связи, схемотехники телекоммуникационных устройств, вычислительной техники и информационных технологий, цифровой обработки сигналов, основ построения инфокоммуникационных систем и сетей.

В свою очередь, данный курс, помимо самостоятельного значения, является предшествующей дисциплиной для курсов: сети связи, сети и системы радиосвязи, проектирование и эксплуатация сетей связи.

^ 3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

- использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-9);

- знает метрологические принципы и владеет навыками инструментальных измерений, используемых в области инфокоммуникационных сетей и многоканальных систем (ПК-4);

- способен осуществить приемку, освоение и эксплуатацию вводимого оборудования в соответствии с действующими нормативами; умеет организовать рабочие места, их техническое оснащение, размещение сооружений, средств и оборудования фиксированной связи (ПК-7);

- готов и способен осуществить монтаж, наладку, настройку, испытания и сдачу в эксплуатацию сооружений, средств и оборудования фиксированных сетей и организаций связи (ПК-8);

- умеет составлять нормативную документацию (инструкции) по эксплуатационно-техническому обслуживанию сооружений, сетей и оборудования фиксированной связи по программам испытаний (ПК-9);

- умеет организовать и осуществить проверку технического состояния и оценить остаток ресурса сооружений, оборудования и средств фиксированной связи, применить современные методы их обслуживания и ремонта; способен осуществить поиск и устранение неисправностей, повысить надежность и готовность сетей, осуществлять резервирование;

- умеет составить заявку на оборудование, измерительные устройства и запасные части, подготовить техническую документацию на ремонт и восстановление работоспособности оборудования, средств, систем и сетей фиксированной связи (ПК-10);

- готов к изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по тематике инвестиционного (или иного) проекта; умеет собирать и анализировать информацию для формирования исходных данных для проектирования средств и сетей фиксированной связи и их элементов (ПК-13);

- умеет проводить расчеты по проекту сетей, сооружений и средств фиксированной связи в соответствии с техническим заданием с использованием как стандартных методов, приемов и средств автоматизации проектирования, так и самостоятельно создаваемых оригинальных программ; умеет проводить технико-экономическое обоснования проектных расчетов с использованием современных подходов и методов (ПК-14);

- готов и способен к разработке проектной и рабочей технической документации, оформлению законченных проектно-конструкторских работ в соответствии с нормами и стандартами;

- готов к контролю соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-15);

- способен применять современные теоретические и экспериментальные методы исследования с целью создания новых перспективных средств многоканальной электросвязи; организовывать и проводить их испытания с целью оценки соответствия требованиям технических регламентов, международных и национальных стандартов и иных нормативных документов (ПК-17);

- способен спланировать и провести необходимые экспериментальные исследования, по их результатам построить адекватную модель, использовать ее в дальнейшем при решении задач создания и эксплуатации многоканального телекоммуникационного оборудования (ПК-18).

^ В результате освоения дисциплины студент должен

знать:

- принципы построения, функционирования и схемотехники основных узлов аппаратуры многоканальных цифровых (ЦСП) систем передачи (ПК-13),

- виды специальной измерительной аппаратуры (ПК-4);

уметь:

- выбрать необходимую аппаратуру ЦСП для заданного типа соединительной линии и квалифицированно осуществить проверочные расчеты наиболее важных параметров данной аппаратуры и линейного тракта ЦСП (ПК-13, ПК-14, ПК-15);

владеть:

- основными приемами технической эксплуатации и обслуживания аппаратуры МТС (ПК-7, ПК-8, ПК-9, ПК-10);

- теоретическими и экспериментальными методами исследования с целью освоения новых перспективных технологий передачи цифровых сигналов (ОК-9, ПК-17, ПК-18).

^ 4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
Вид учебной работы	Всего часов	6	7
Аудиторные занятия (всего)	72	34	38
В том числе:
Лекции	28	20	8
Практические занятия (ПЗ)	26	14	12
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)	18		18
^ Самостоятельная работа (всего)	108	18	90
В том числе:
Курсовая работа	42		42
Расчетно-графические работы
Реферат
^ И(или) другие виды самостоятельной работы	66	18	48
Подготовка к лабораторным работам	8		8
Подготовка к практическим занятиям	14	10	4
Подготовка к зачёту	8	8
Подготовка к экзамену	36		36
Вид промежуточного контроля (зачет, экзамен)		зач.	Экз., защ. КР.
Общая трудоемкость дисциплины Час Зач. ед.	180 5	52	128

^ 5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1	Основные задачи техники многоканальных телекоммуникационных систем (МТС)	Основные задачи техники МТС: эффективное использование линий связи, создание каналов и трактов передачи, соответствующих современным требованиям. Виды и классификация МТС. Перспективы развития различных направлений техники МТС.
2	Плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ). Принцип построения ЦСП.	Структура ПЦИ. Особенности сопряжения трактов в ПЦИ различных типов. Технологическая ниша ПЦИ и перспективы развития ЦСП ПЦИ.
3	Построение аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей (АЦП и ЦАП) сигналов. Кодеки.	Дискретизация, квантование и кодирование сигналов различных типов. Нелинейное квантование. Помеха квантования. Кодеки с линейной и нелинейной амплитудной характеристикой: построение, алгоритмы работы, структура кодового слова, ошибки в работе и способы их уменьшения.
4	Структурная схема оконечной станции и основные узлы оборудования первичной ЦСП	Приемопередатчик первичной ЦТС, устройство и назначение его узлов. Методы улучшения его параметров. Генераторное оборудование (ГО), требования к ГО, структура ГО построение задающего генератора (ЗГ) и работа ЗГ в различных режимах, методы формирования требуемых импульсных последовательностей. Полная структурная схема оконечной станции ПЦТС, варианты построения станций различных ЦТС, тенденции их совершенствования.
5	Принципы временного группообразования (ВГ) в ЦСП и цикловая синхронизация.	Способы мультиплексирования цифровых потоков. Синхронное мультиплексирование, понятие о временном сдвиге, структура оборудования синхронного мультиплексирования. Асинхронное мультиплексирование, одно и двустороннее согласование скоростей передачи объединяемых потоков. Система цикловой синхронизации, её основные параметры и методы их улучшения.
6	Структурные схемы станций высших ступеней ПЦИ. Циклы передачи.	Схемы блоков асинхронного объединения потоков. Построение циклов передачи ЦТС высших ступеней ПЦИ. Параметры циклов передачи.
7	Линейные тракты ЦТС ПЦИ. Линейные коды. Помехоустойчивость регенератора и протяженность регенерационного участка.	Структура линейных трактов ЦСП на кабелях с металлическими парами и оптическими волокнами (ОВ). Линейные коды, их классификация, области применения и основные параметры. Помехоустойчивость регенератора и связь помехоустойчивости с коэффициентом ошибок по битам. Принцип расчета регенерационных участков для кабелей с металлическими парами и ОВ.
8	Синхронная (СЦИ) цифровая иерархия. Понятие о телекоммуникационных системах нового поколения (NGN)	Особенности СЦИ, тенденции перехода к полностью оптическим транспортным сетям (ОТС). Понятие о транспортных сетях нового поколения (NGN). Технологии формирования стандартных пакетов (GFP), виртуальной конкатенации (VCAT) и динамической регулировки пропускной способности тракта (LCAS).
9	Структура ЦТС СЦИ	Концепция СЦИ. Структура сети СЦИ, способы защиты сети транспортных потоков Синхронный мультиплексор, как универсальный сетевой модуль. Схема мультиплексирования. Операции формирования транспортных структур СЦИ: размещение, выравнивание, мультиплексирование. Транспортные структуры СЦИ различных уровней Система указателей. Структура секционных и трактовых заголовков. Особенности топологии сети СЦИ. Принципы защиты транспортных сетей СЦИ
10	Линейные тракты ЦТС СЦИ.	Коды применения систем без волнового уплотнения. Особенности организации ЛТ ЦСП с волновым уплотнением. Элементы систем с волновым уплотнением. Коды применения систем с волновым уплотнением. Проверка правильности выбора кода применения.
11	Система тактовой синхронизации ЦТС.	Система синхронизации СЦИ: архитектура, требования к генераторам, методы защиты системы синхронизации.
12	Система управления ЦТС	Концепция управления сетью СЦИ. Структура системы управления. Функции системы управления. Сигналы технического обслуживания, принципы технического обслуживания
13	Основной цифровой канал (ОЦК) и его параметры	Параметры ОЦК. Методы измерения параметров ОЦК
14	Интерфейс сетевого узла ЦТС. Параметры сетевых трактов	Структура сетевого узла, состав его интерфейса. Понятие о стыковых кодах. Интерфейс ОЦК и его стыковые коды. Основные параметры сетевых цифровых трактов, методы их измерения
15	Нормирование и контроль основных параметров качества передачи по каналам и трактам ЦТС	Комплекс параметров качества передачи. Целевые и эксплуатационные нормы. Параметры ошибок передачи. Параметры фазовых флуктуаций (джиттер и вандер). Параметры проскальзываний. Комплекс параметров надежности МТС. Принципы контроля параметров качества

^ 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциалин

Сети связи

Сети и системы радиосвязи

Проектирование и эксплуатация сетей связи

^ 5.3 Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лекц.	Практ. зан.	Лаб. зан.	Семи-нары	СРС	Всего часов
1	Основные задачи техники многоканальных цифровых систем передачи (ЦСП).	1	-	-	-	4	5
2	Плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ). Принцип построения ЦСП.	2	-	2	-	6	10
3	Построение аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей (АЦП и ЦАП) сигналов. Кодеки.	2	2	2	-	6	12
4	Структурная схема оконечной станции и основные узлы оборудования первичной ЦСП.	2	4	4	-	8	18
5	Принципы временного группообразования (ВГ) в ЦТС и цикловая синхронизация. Циклы передачи.	2	2	2	-	8	14
6	Структурные схемы станций высших ступеней ПЦИ.	2	-	-	-	6	8
7	Линейные тракты ЦТС ПЦИ. Линейные коды. Помехоустойчивость регенератора и длина регенерационного участка.	2	6	4	-	8	20
8	Синхронная (СЦИ) цифровая иерархия. Понятие о телекоммуникационных системах нового поколения (NGN)	2	-	-	-	8	10
9	Структура ЦСП СЦИ	2	-	-	-	6	8
10	Линейные тракты ЦТС СЦИ.	2	4	-	-	10	16
11	Система тактовой синхронизации ЦТС СЦИ	2	2	-	-	8	12
12	Система управления ЦТС	1	2	-	-	6	9
13	Основной цифровой канал (ОЦК) и его параметры	1	-	2	-	6	9
14	Интерфейс сетевого узла ЦТС. Параметры сетевых трактов	2	-	2	-	8	12
15	Нормирование и контроль основных параметров качества передачи по каналам и трактам ЦТС	3	4	-	-	10	17

^ 6. Лабораторный практикум

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	^ Трудоемкость (час.)
1	2	Изучение принципа временного разделения каналов (ВРК) Изучение принципа импульсно-кодовой модуляции (ИКМ)	2
2	3	Изучение работы линейного кодека Изучение принципа работы нелинейного кодека	2
3	4	Изучение оборудования первичной ЦТС	4
4	5	Изучение оборудования ВГ	2
5	7	Измерение параметров регенератора. Измерение параметров линейного тракта ЦСП	4
6	13	Измерение параметров ОЦК	2
7	14	Изучение оборудования сетевого узла СЦИ	2

^ 7. Практические занятия (семинары)

№ п/п	№ раздела дисциплины	Тематика практических занятий (семинаров)	^ Трудоемкость (час.)
1	3	Алгоритмы внутриаппаратного кодирования	2
2	4	Расчет параметров задающего генератора.	4
2	5	Расчет параметров систем цикловой синхронизации	2
3	7	Алгоритмы образования линейных кодов	2
4	7	Расчет протяженности регенерационных участков систем ПЦИ.	4
5	10	Расчет протяженности секций систем СЦИ.	4
6	11	Изучение схем тактовой синхронизации СЦИ	2
7	12	Построение схемы системы управления ЦТС	2
8	15	Расчет основных параметров качества передачи по каналам и трактам ЦТС	4

^ 8. Примерная тематика курсовых работ

Построение и расчет сетевой структуры МТС ПЦИ (предполагаются различные варианты, учитывающие межузловой трафик, конфигурацию сети, тип направляющей среды и т.д.)
Построение и расчет сетевой структуры МТС СЦИ (предполагаются различные варианты, учитывающие межузловой трафик, конфигурацию сети, тип направляющей среды и т.д.)
Решение 4 задач из нижеприведенного комплекса (предполагаются различные варианты по исходным данным).

Расчет протяженности регенерационного участка на кабеле с металлическими парами (задается тип оборудования, тип кабеля, схема организации линейного тракта, коэффициент ошибок по битам).
Задача, обратная предыдущей – определение коэффициента ошибок по битам при заданной протяженности участка.
Те же задачи, но для кабеля с ОВ.
Определение зависимости защищенности сигнала от шумов квантования для различных типов сигнала (речь, синусоидальный сигнал, случайный сигнал с заданным законом распределения мгновенных значений) и параметров квантующего устройства (равномерное квантование, неравномерное с различными типами аппроксимации).
Определение параметров системы цикловой синхронизации по заданным параметрам приемника синхросигнала и коэффициенту ошибок по битам в линейном тракте.
Составление перечня операций обработки сигнала при прохождении его между заданными точками сетевого узла СЦИ того или иного типа.

^ 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература

Гордиенко В.Н., Тверецкий М.С. Многоканальные телекоммуникационные системы: учебник для вузов/ М.: Горячая линия – Телеком - 2005. – 416с.: ил.
Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов /В.И. Иванов, В.Н. Гордиенко, Г.Н. Попов и др.; Под ред. В.И. Иванова. – П изд., М.: Радио и связь. 2003. – 232 с.: ил.
Проектирование и техническая эксплуатация цифровых телекоммуникационных систем и сетей. Учебное пособие для вузов/ Е.Б. Алексеев, В.Н. Гордиенко, В.В. Крухмалев и др.; Под ред. В.Н. Гордиенко и М.С. Тверецкого. - М.: Горячая линия – Телеком, 2008. - 392 с.: ил.

б) дополнительная литература

Тверецкий М.С., Четкин С.В. Проектирование цифровых каналов и трактов: Учебное пособие / МТУСИ. – М., 2005. – 45 с.
Тверецкий М.С. Проектирование цифровых телекоммуникационных систем: Учебное пособие / мтуси. – м., 2007. – 85 с.
Портнов Э.Л. Оптические кабели связи и пассивные компоненты волоконно-оптических линий связи. Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия Телеком, 2007. – 464 с.:ил.
Портнов Э.Л. Принципы построения первичных сетей и оптические кабельные линии связи. Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия Телеком, 2009. – 544 с.:ил.

в) программное обеспечение

Электронный конспект лекций.
Тесты для компьютерного тестирования
Описания для проведения практических занятий по расчетам параметров узлов аппаратуры и ЛТ.
Учебные пособия по курсовому и дипломному проектированию.
Компьютерные программы расчета параметров ЛТ.
Наборы диапозитивов (фолий) для лекционных занятий.

^ 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Класс с персональными компьютерами для проведения практических занятий по расчетам параметров узлов аппаратуры и ЛТ.
Лабораторная аудитория для фронтальных занятий по натурному моделированию узлов аппаратуры ЦТС.
Лаборатории, содержащие аналого-цифровое оборудование ЦТС, оборудование временного группообразования ЦТС, оборудование ВОСП и т.п.

^ 11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

Лекционные занятия

Лекционные занятия следует проводить с применением демонстрационного материала, например, с демонстрацией фолий посредством кодоскопа. Однако, с учетом современных возможностей желательно обеспечивать слушателей раздаточным материалом на 1-2 лекции вперед. Материал этот должен носить иллюстративный характер (схемы, графики) и ни в коем случае не подменять конспекта, который слушатель должен составлять самостоятельно. Кодоскоп по возможности следует заменять ПК с проектором, что существенно улучшает динамику лекций.

^ Практические занятия

Практические занятия следует проводить в компьютерном классе, используя оригинальную методику и программы. Можно рекомендовать установку оригинальных программ на ПК слушателей и выполнять ряд задач дома. В этом случае в классе основное внимание концентрируется на методике использования названных программ.

^ Лабораторный практикум

Лабораторный практикум проводится по традиционной методике с использованием реального оборудования или натурных макетов. Если используется компьютерное моделирование, следует использовать методику, рекомендованную для соответствующих практических занятий.

^ Курсовая работа

Основная рекомендация – предоставление слушателю достаточной свободы по выбору индивидуального задания, не только темы, но и частных параметров. В конечном счете, окончательный вариант индивидуального задания должен утверждаться преподавателем (руководителем курсовой работы).

Вторая рекомендация – ориентировать слушателя на широкое использование ПК. В этом плане роль консультаций должна сводиться, в основном, к помощи в изучении оригинальных программ и методов решения задач.

Третья рекомендация – преподаватель должен ориентировать слушателя на составление оригинальной работы, а не компьютерной компиляции более или менее подходящих материалов. Работы, имеющие компилятивный характер, к защите не должны допускаться.

Blog

Рабочая программа учебной дисциплины «Цифровые системы передачи» Направление подготовки

Содержание