Тема 5 Каналообразующие системы и передача сигналов. Цифровые телекоммуникационные сети. Плезиахронная цифровая иерархия (ПЦИ)

2 Мобильные телекоммуникационные системы

История радиосвязи уходит корнями в далекое прошлое и берет свое начало, пожалуй, со времени изобретения телеграфа, первого телефонного аппарата, освоения радиоволн. Впервые радиосвязь с подвижными объектами была установлена в 1896 году. Американский ученый югославского происхождения Н. Тесла (1856-1943) передал радиосигналы на расстоянии 32 км на суда, двигавшиеся по Гудзону. С 1901 года радиопередатчиками стали оборудоваться морские суда. В 1921 году Департамент полиции Детройта использовал частоту 2 МГц в своей автомобильной системе радиосвязи. Система была односторонней, и полицейскому для ответа на поступившее по радио сообщение надо было найти проводной телефонный аппарат. В 1940 году Федеральная комиссия связи (FCC) США признала услугу связи, которую она классифицировала как Местную наземную сеть мобильной радиосвязи общего пользования (DPLM). Первая система DPLM была установлена в 1946 году в г. Сент-Луис (St. Louis). Она использовала рабочие частоты в диапазоне 145 - 155 МГц. В 1947 году вдоль автомагистрали Нью-

Йорк – Бостон была развернута система, использовавшая полосу 35-40 МГц. В 1947 году D. H. Ring из Bell Laboratories американской компании АТ&Т доложил о разработке концепции сотовой связи. Идея способа заключалась в разбиении обслуживаемой территории на небольшие участки, которые стали называться сотами, (cell – сота, ячейка). Каждая сота должна была обслуживаться передатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Первая, полностью автоматическая, дуплексная система профессиональной мобильной радиосвязи с мобильными объектами

«Алтай» была разработана в бывшем союзе в конце 1950-х годов. Долгое время «Алтай» был единственной в стране системой мобильной связи с выходом в телефонную сеть общего пользования. Скандинавские страны (Дания, Финляндия, Исландия, Норвегия и Швеция) в 1969 году пришли к соглашению о формировании группы для изучения областей совместного действия в телекоммуникации и разработки рекомендаций. В 1982 году Европейская конференция администраций почт и электросвязи (СЕРТ) создала специальную группу – Groupe Special Mobile (GSM), которая должна была заниматься разработкой единого европейского стандарта цифровой сотовой связи для выделенного диапазона 900 МГц. Аббревиатуру GSM позднее стали расшифровывать как Global System for Mobile Communications. Абоненты сетей GSM составляют 31% мирового рынка телекоммуникационных услуг. К 2004 году сети GSM существуют уже в 207 странах, и общее количество абонентов составляет 1046 млн. В 2007 году услугами GSM пользовались свыше 2,1 миллиардов абонентов в 920 сетях в 222 странах и регионах. Абоненты сетей GSM достигают 80% мирового рынка, в то время как доля сетей CDMA и WCDMA составляла 13,2% и 3,8% соответственно. Значение аналоговых сетей уменьшилось до 0,1%. Таким образом, GSM является основополагающей технологией, на которой росли технологии предыдущих и существующих систем мобильной связи, и на которой будут отрабатываться будущие направления развития в области связи.

3. Мобильная связь

В настоящее время известны 4 вида мобильной связи: транковая связь, пейджинг, спутниковая связь и сотовый телефон.

В системах транковой или транкинговой связи (от английского trunk – ствол) была впервые реализована идея свободного доступа любого абонента сети к любому из имеющихся незанятых каналов. При этом один канал связи может обслуживать большое число абонентов. Радиус зоны действия систем транковой связи может достигать 50 км и более. Транковая связь применяется в основном службами обеспечения безопасности – пожарной службой, полицией, скорой помощью.

Пейджинг (от английского paging – вызов), называемый также системой персонального радиовызова, - односторонняя мобильная связь, осуществляющая передачу коротких сообщений из центра системы

(пейджингового терминала) на индивидуальные радиоприемники – пейджеры, оснащенные жидкокристаллическим экраном на несколько строк.

На пейджер можно передать короткое текстовое сообщение (100-200 символов), которое будет отображено на дисплее пейджера. Радиус зоны действия пейджинговых систем может достигать 100км.

Отдельную категорию систем мобильной связи составляют спутниковые системы, использующие спутники связи, находящиеся на геостационарных орбитах. Спутниковая связь дает возможность одновременного обслуживания больших территорий и совместима с системами сотовой связи.

Сотовая связь сегодня является наиболее распространенным видом мобильной связи.

Идею организации сетей мобильной связи по сотовому принципу выдвинул в 1947 году Д. Ринг (США). При такой системе телефонная сеть образуется шестиугольными ячейками, в центре каждой из которых располагается базовая станция. Цифровая информация посылается от сотовых телефонов к базовым станциям с помощью волн сверхвысокой частоты (900- 1800 МГц). Базовая станция, получающая самый сильный сигнал от абонента, направляет звонок к телефонной станции сотовой связи.

Сотовые сети покрывают большие территории, и абонент сети может выйти на связь независимо от своего местоположения.

Благодаря системам мобильной и спутниковой связи сложилась глобальная телефонная сеть, простирающаяся по всему земному шару. Эта сеть обрабатывает телефонные звонки, осуществляет передачу факсов и сообщений в Интернете.

3. Стандарт цифровой сотовой связи GSM

Представлен первый стандарт цифровой сотовой связи GSM был только в 1991 году, когда 1 июля был осуществлен первый звонок в сети. В том же году появился стандарт DCS – 1800 (Digital Cellular System 1800 MHz), созданный на базе стандарта GSM с диапазоном частот 1710-1880 МГц. Разработчики GSM выбрали неопробованную в то время цифровую систему, противопоставив ее стандартизованным аналоговым системам сотовой подвижной связи, таким как AMPS в США и TACS в Великобритании. Они верили в то, что усовершенствование алгоритмов компрессии и цифровых процессоров позволит удовлетворить первоначальные требования к системе, и она будет развиваться по пути улучшения соотношения качество/стоимость. С самого начала разработчики GSM стремились обеспечить совместимость сетей GSM и ISDN по набору предлагаемых услуг. В 1993 году Австралия становится первой не-Европейской страной, подписавшей MoU (Меморандум о понимании). На данный момент MoU подписали 70 участников. Введены в эксплуатацию сети GSM в Норвегии, Австрии, Ирландии, Гонконге и Австралии. Число абонентов сетей GSM достигло одного миллиона. В Великобритании введена в эксплуатацию первая коммерческая система DCS 1800. В 1994 году MoU насчитывает уже 100 участников из 60 стран.

Вводятся все новые сети GSM. Общее число абонентов сетей GSM превысило 3 миллиона. В 1995 году в США разработана спецификация для стандарта

«Персональные услуги связи» (PCS). Это версия GSM, работающая в диапазоне 1900 МГц. Уже в 1998 году число абонентов мобильной связи по всему миру достигло 200 миллионов. MoU насчитывает 253 участника в более чем 100 странах. Сети стандарта GSM по всему миру насчитывают более 70 миллионов абонентов. Абоненты сетей GSM составляют 31% мирового рынка телекоммуникационных услуг. К 2004 году сети GSM существуют уже в 207 странах, и общее количество абонентов составляет 1046 млн. В 2007 году услугами GSM пользовались свыше 2,1 миллиардов абонентов в 920 сетях в

222 странах и регионах. Абоненты сетей GSM достигают 80% мирового рынка, в то время как доля сетей CDMA и WCDMA составляла 13,2% и 3,8% соответственно. Значение аналоговых сетей уменьшилось до 0,1%. Таким образом, GSM является основополагающей технологией, на которой росли технологии предыдущих и существующих систем мобильной связи, и на которой будут отрабатываться будущие направления развития в области связи.

5. Жалгау жуйелері

Телефон ойлап шығарылғаннан кейін пайдаланушыларды 6ipiмeн 6ipiн жалғау мәселесі қолға алынды. 1889 жылы Америка ғалымы А.Б.Стоуджер ондық қадамды автоматтандырылган телефон станциясын (АТС) ойлап шығарды.

Бұл станцияның құрылымы жеңіл және арзан болғанмен, атқаратын қызметі шектеулі және мүмкіншілігі өте төмен болды. Абоненттерді 6ipiмeн 6ipiн жалғау үшін жылжымалы түйіспе пайдаланылып, тікелей басқарылды. Ондық қадамды АТС (6ipінші буын) 1950 жылға дейін қалалық телефон мен телеграф желісінде қолданылып келд1, кей жерлерде күні бүгінге дейін от пайдаланылуда.

Ғалымдар мен инженерлердің ізденістерінің арқасында 1906 - 1914 жылдар аралығында тipкeyiшпeн (регистр) басқарылып, бірнеше дуркін жалғанатын координаттық; АТС-тер icкe қосылды.

Үшiнші буынның АТС-терін жобалап дайындау 1950 жылдары басталды. Бұл уақытта электроника 6ipaз дамыган еді Электронды шам және шала өткізгіш (транзистор, тиристор, диод т.с.с.) негізінде әр түрлі электрондық құрылғылар жасалынып, өндірісте кеңінен пайдаланыла бастады. Жан-жақты зерттеулердің нәтижесінде 1964 жылы Америкада программамен баскарылатын квазиоэлектронды ATC(ESS №!), 1975 жылы Францияда тұңғыш цифрлы АТС- Е10 іске қосылды.

Қaзipгi кезде АТС-тердің дамуы электроника саласындағы жетістіктермен тікелей байланысты. Бүгінгі күні телекоммуникация желілерінде өте үлкен жинақты схемалар (БИС, СБИС т.с. с.), микропроцессорлар, есептеу техникасы кеңінен пайдаланылып, АТС-тің

жұмыс icтey ауқымы кеңейіп келеді. Бүгiнгi күннің байланыс немесе телекоммуникация желісі таратушы, қабылдаушы, хабар жалғаушы, ажыратушы, қателерін табу, түзеу және т.с.с. қызметтік ақпараттан тұрады.

Байланыс (телекоммуникация) желісі аппарат таратушы және жалғаушы (АТС) жүйелерден тұрады.

5. Источники бесперебойного электропитания с микропроцессорным устройством контроля и управления

Источники бесперебойного питания постоянного тока (ИБЭП) предназначены для обеспечения непрерывной и устойчивой работы телекоммуникационных и промышленных систем.

ИБЕП позволяет защищать электронные оборудования от сбоев питающей электросети, тем самым гарантируя надежную работу потребителя. В условиях развития современных технологий обеспечение качества электроэнергии становится актуальной задачей. В большинстве случаев для чувствительных нагрузок, таких как современные системы контроля и управления производственными процессами, аппаратура связи, системы

наблюдения и.т.д., энергия низкого качества неприемлема.

Результаты исследований показывают, что электронное оборудование, подключенное к электрической сети, подвергается воздействию нештатных ситуации с электропитанием до нескольких раз в сутки. Причем большая часть из них приходится на повышение и понижение питающего напряжения, отключение электроэнергии и импульсивные помехи. Эти помехи потенциально опасны для ключевых точек производства: промышленного оборудования, аппаратуры в телекоммуникационных шкафах, измерительных приборов, системы безопасности и.т.д. поэтому обеспечению безопасностью электропитания следует уделять максимальное внимание и необходимо выделять для этих целей необходимые средства.

Основная масса ИБЕП реализована на стандартных электронных компонентах. Однако неуклонное усложнение и удорожание современного оборудования предполагает ужесточения технических требований к ИБЕП. Источники бесперебойного электропитания подобного класса реализуются на базе микропроцессоров. Модульная архитектура ИБЕП с микропроцессорным управлением позволяет оптимизировать конфигурацию системы питания с индивидуальными требованиями заказчика.

В целом источники бесперебойного электропитания с микропроцессорным устройством контроля и управления привлекательны для потребителя во всем диапазоне мощностей и способны обеспечить безопасность электропитания аппаратуры любого класса, позволяя в каждом конкретном случае подобрать оптимальное устройство.

5. Цифровое телевидение

В Европе уже в 1993 году, как только стало ясно, что за цифровыми телевизионными системами будущее, был принят проект DVB (Digital Video Broadcasting - Цифровое Видео Вещание), основанный на MPEG-2. В настоящее время системы цифрового телевидения быстро распространяются во многих странах. При этом в первую очередь решается задача значительного увеличения количества передаваемых программ телевидения обычного разрешения, так как это дает быстрый коммерческий эффект. В развитых странах поставлен вопрос о прекращении в первом десятилетии 21-го века аналогового телевизионного вещания и, следовательно, полном переходе к цифровому телевидению. Цифровое телевидение приходит и в Казахстан, и в Россию. В 1999 году Госкомсвязи Российской Федерации одобрил

«Концепцию внедрения цифровых наземных систем звукового и телевизионного вещания в России».

Минкультинформ РК, Минэконом, Минфин, АО «НИХ Арна Медиа» приняли Концепцию внедрения и развития цифрового телерадиовещания в Республике Казахстан на 2009-2015 годы.

В основе концепции лежит принцип создания в сетях вещания интегрированного транспортного потока для передачи как вещательных программ, так мультимедийной и другой информации. Внедрение цифрового телевидения предполагается осуществить в два этапа. На первом этапе создаются несколько опытных участков со смешанным (аналоговым и цифровым) вещанием для практической проверки и выбора методов и параметров. Результатом первого этапа должны стать адаптация международных стандартов и выработка временных норм на цифровое вещание. На втором этапе должны быть утверждены стандарты на цифровое ТВ- и звуковое вещание, после чего может начаться их массовое внедрение. Полный переход на цифровое телевизионное вещание планируется завершить к 2015 году. Теперь можно дать определение: цифровое телевидение - это отрасль телевизионной техники, в которой передача, обработка и хранение телевизионного сигнала осуществляются хотя бы частично в цифровой форме. Цифровое телевидение - это новая ступень развития телевизионной техники, обеспечивающая многие преимущества по сравнению с аналоговым телевидением.

5. Микропроцессор

Микропроцессор - жұмыс атқару жуйесі программалық турде өзгерте отырып, мәліметтердіөңдеп, турлендіріп бере алатын 6ip немесе бірнеше үлкен интегралдық схемалар жинағы.

Өткен тараулар мазмұнын еске алсақ, жеке транзисторлардан микросхема құрғанымыз, оның негізінде күшейткіштерге, генератор мен триггерлерге көшкеніміз, өз кезегінде санауыштар, тіркеуіштер,

айқындағыштар жасағанымыз eciмiзгe түседі. Осы бағытта алға карай жылжи түссек, санауыштар мен тіркеуіштерден де күрделі, үлкен, тіпті өте үлкен схемалар мен құрылғылар жасауға болады екен. Бірақ “Осының өзі дұрыс па?”-деген сұрақ тууы мүмкін. Құрылгымыз неғұрлым кұрделене түскен сайын, оның пайдалану ауқымы да тарыла тyciп, техниканьщ әp6ip саласында, тіпті әрбір пайдалану орнында осындай схемаларды арнайы жасауға тура келеді. Онын өзі өндірісте онша тиімді бола қоймайды; бағасық кымбат, жасалу технологиясы күрделі болып шығады. Осы мәселе 70- жылдары микропроцессорларды ойлап табуға әкеп соқты.

Микропроцессор техникасының негізгі мәні қысқаша былай түсіндіреді. Бұрынғы интегралдық схемалардың жұмыс атқару мүмкіндігі олар қосылған элементтермен шектеліп, олардың өзара жалғасуларына негізделген болатын. Аппараттық негізінде жасалынған бұл құрылығылар қатаң жүйелi логикалық схемалар деп аталады. Белгілі 6ip пайдалану жуйесіне арналған мұндай схемаларды басқа орындарда пайдалану өте қиын, тіпті мүмкін емес: ол үшін олардың құрамына өзгерістер енгізіп, басқаша құру қажет болды.Міне, осы жағдайда пайдалану жүйесі жедел өзгерте алатын, «икемді» логикалық схемалар керек болып, осы өзгеріс сырттан программалық түрде жузеге асырылды.

5. Начало формирования научных основ

Беспроводная связь зародилась за тысячелетия до открытий и изобретений, ставших основой радио; это была связь акустическая и оптическая. В XIX век Европа вступила, имея сеть линий семафорного оптического телеграфа. На возвышенных местах были сооружены башни и от одной к другой по цепи станций специальным кодом на большие расстояния передавались важные и срочные сообщения военного, политического или хозяйственного содержания. По скорости доставки депеш этот телеграф многократно превосходил курьерскую почту.

Открытия и изобретения физиков в последние годы XVIII века и, особенно в первой половине XIX века привели к созданию и быстрому внедрению в жизнь проводной электросвязи: вначале телеграфа, а затем и телефона. По-видимому, первым, кто обнаружил распространение электрических процессов в атмосфере, иных и менее заметных, чем прямой удар молнии, и указал на реальную возможность наблюдения этого явления, был Луиджи Гальвани. В итоге опытов, проводившихся им с 1771 г., было установлено, что искровые разряды в электрофорной машине могут действовать на небольшом расстоянии на мышцу препарированной лягушки, вызывая ее вздрагивание, если во время разряда к ней прикасается металлический предмет. В еще более интересном опыте мышца лягушки была соединена с проводом, поднятым на крышу дома, а нерв – с проводом, опущенным в колодец. Если в окрестностях происходили грозовые разряды, лапка лягушки вздрагивала. В соответствии с современной радиотехнической терминологией два провода, примененные Гальвани в этих экспериментах, с

достаточным основанием могут быть названы первой антенной и заземлением, поскольку существовавший ранее и сходный по устройству громоотвод имел существенно иное значение.

Другим великим ученым, которому принадлежит заслуга развития идей Фарадея и создания теории электромагнитных волн, был Джеймс Клерк Максвелл. Уравнения Максвелла были и остаются краеугольным камнем теории радиотехнических устройств и систем. Практическая радиотехника полностью подтвердила справедливость теории Максвелла. Решающую роль в утверждении этой теории сыграли фундаментальные дальнейшие исследования и изобретения Генриха Герца.

5. Наноэлектроника

Одним из важных прорывов 2001 года, стала наноэлектроника. Нано в числовом смысле означает одну миллиардную долю метра, в физическом смысле – любые элементы, механизмы или устройства наноразмера. Необходимо помнить, что размер атома или простейших молекул – около 0,1 нанометра. Впервые о проникновении в наномир заговорил великий американский физик Фейнман. Это было несколько десятилетий назад. Идеи Фейнмана стал развивать американец Дрекслер. Два открытия быстро приблизили фантастическое будущее. Первым из них было открытие сложно организованных углеродных молекул, а затем крохотных образований, получивших название нанотрубок.

Вторым было создание атомного микроскопа, который способен чувствовать даже отдельные атомы. Стрела этого микроскопа может перемещать атомы по поверхности. Учёные фирмы IBM сдвинули пару десятков атомов с их места, чтобы создать первую в мире «атомную надпись», конечно «IBM». К тому времени уже было известно, что нанотрубки обладают замечательными электрическими свойствами: в зависимости от того, располагаются в них атомы углерода спирально или кольцами, они ведут себя в отношении тока как проводники или полупроводники. Появилась надежда, что, манипулируя такими трубками с помощью атомного микроскопа, удастся собрать наноэлектрические схемы, вроде тех, о которых говорил Фейнман. Дальнейший рост быстродействия и мощности компьютеров требует непрерывного увеличения плотности рабочих элементов и их уменьшения – диодов, транзисторов, выключателей и т.д. – в электронных схемах. Каждый следующий шаг в уменьшении этих размеров даётся с большим трудом. Нанотехники утверждают, что будущее компьютеров, а с ними и всей цивилизации, – в переходе на наноэлектронику. И вот почему создание первых наноэлектронных схем названо главным научным открытием 2001 года.

Одним из важных прорывов 2001 года, стала наноэлектроника. Нано в числовом смысле означает одну миллиардную долю метра, в физическом смысле – любые элементы, механизмы или устройства наноразмера.

Необходимо помнить, что размер атома или простейших молекул – около 0,1 нанометра. Впервые о проникновении в наномир заговорил великий американский физик Фейнман. Это было несколько десятилетий назад. Идеи Фейнмана стал развивать американец Дрекслер. Два открытия быстро приблизили фантастическое будущее. Первым из них было открытие сложно организованных углеродных молекул, а затем крохотных образований, получивших название нанотрубок. Вторым было создание атомного микроскопа, который способен чувствовать даже отдельные атомы. Стрела этого микроскопа может перемещать атомы по поверхности. Учёные фирмы IBM сдвинули пару десятков атомов с их места, чтобы создать первую в мире

«атомную надпись», конечно «IBM».

5. Интернет –телефон

Адамдар бір-бірімен телефонмен сөйлескен кезде, жалғанған арнаның біраз уақыты сөз жене сөйлем арасындағы табиғи тыныс пен узіліске бөлінеді Жалғанған арналардьң барлық белігіннде, абоненттер сейлесерде, сейлеспесе де таратушы құат қоры сакталады.

Буқаралық телефон желісінде (БТЖ) қосылган 6ip топ абоненттерге саны шектеулі бірнеше телефон жолдары бөлiнeдi (мысалы, 6ip мекемедегі 100 телефонға қалаға шығатын 5-6 байланыс жолы бөлінеді, бір уақытта 5-6 сейлесе алады). Егер осы белінген байланыс жолдарымен аналогта емес, цифрлык дауыс сигналын берсек, 6ip уақытта сейлесе алатын адамдардың саны 3-4 есе көбейеді

Соңғы кездерде Интернет технологиясымен дауыс сигналын тарату мәселесі жиі талқылануда.

IP протоколын пайдаланып, цифрлык дауыс сигналын нақты уақыт өлшемінде таратуды IP телефон деп атайды (VoIP деп те аталады)

Шлюз (geantway) - аналогты цифрға турлендіруші және VoIP - шақыру мен тарату үлгілерін басқарушы құрылғы;

Басқарушы құрылғы (gatekeeper) - IP желісіне ену мен шығуды,өткізу аясының кендігін және мекен - жайын белгілеуді, шлюздер мен терминалдардың қызметтерін қадағалаушы құрылғы.

IP желісі арқылы дауыс сигналын таратуды әр турлі әдіспен icкe асыруға болады:

а) «Компьютер - компьютер» технологиясымен. Мунда Бұқаралык телефон жеісі (БТЖ) пайдаланбайды. байланыс дерек тарату желісі аркылы арнайы жабдыктар мен программалар арқылы орындалады.

б) «Телефон - телефон» технологиясы. Байланыс БТЖ мен IP желісін қосатын шлюз арқылы жүзеге асады.

в) «Компьютер - телефон» технологиясы. Компьютерден шлюзге дейінгі байланыс корпоративтік желі көмемегімен орнатылады.

Интернет арқылы дауыс сигналын тарату жаңалық емес.

5. Особенности цифрового телевидения

История возникновения и развития цифрового телевидения содержит несколько этапов. На каждом этапе сначала выполнялись научно- исследовательские и опытно-конструкторские работы, создавались экспериментальные устройства и системы, а затем принимались международные стандарты, которые должны поддерживаться всеми организациями, ведущими телевизионное вещание и выпускающими видеопрограммы, и всеми фирмами производителями аппаратуры.

Следует подчеркнуть важнейшую роль стандартов в развитии телевидения как и любой другой технологии. Главным в мировом масштабе органом, принимающим и утверждающим стандарты в различных областях деятельности людей, является ISO - International Standart Organization (Международная организация по стандартизации), объединяющая национальные комитеты по стандартизации более 100 стран мира. ISO создает комитеты, подкомитеты и рабочие группы, которые разрабатывают проекты стандартов, утверждаемые затем ISO. При этом стандарты в области информационных технологий принимаются созданным ISO и Международной Электротехнической Комиссией (International Electrotechnical Comission - IEC) совместным комитетом ISO/IEC JTS1, название которого присутствует в названиях принятых им стандартов.

Еще один международный орган, занимающийся стандартизацией в области телекоммуникаций - это Международный Союз Электросвязи (International Telecommunication Union - ITU). Стандартизацией в телевидении занимается сектор ITU-R (R - radio). До 1993 года эти функции выполнял Международный Консультативный Комитет по радио (МККР или CCIR). Документы, выпускаемые ITU, называются Рекомендациями, но фактически они являются стандартами.

5. Интернет- протокол

Интернет-бірнеше протоколдарды қамтитын әлемдегі компьютерлер мен желілерді біріктіріп, олардың өзара әрекеттесуші қамтамасыз етуші желі. Интернет жуйесі 1969 жылы 2 қыркуйекте төрт есептеу орталығын біріктіріп, компьютер желісін іске қосудан басталды. Желі құруды қаржыландырған AҚШ қорғаныс министрлгінің перспективті жобаларды зерттеу агенттігі (Advanced Research Project Agency) болғандықтан, желі алғашында ARPANET деп аталды. Жобалаушыларға қойылған талап - желінің беріктігі өте жоғары болуы шарт, мысалы, соғыс кезінде бомбылағанда да қызметін тоқтатпауы керек. ARPANET желісінде дерек тарату үшін датаграмма әдісі деп аталган қаттамаларды(пакеттерді) жалғау әдісін пайдаланып, ал оның жұмыс icтey ережесін Интернет протокол(ProtokoL - ІР) деп атады. Интернет (Inter+Net) (Интер+желі) деп аталуы да осымен байланысты.

Желімен дерек қаттамаланып (пакеттелініп) таратылады. Датаграмма

6Д1С1 деп аталған қаттама әдісін 1960 жылдың орта кезінде АҚШ ғалымы П. Берн ұсынған.

Желілердің дерек тарату кызметі протоколмен анықталады. Протокол дегеніміз пайдаланушылардың желіге енуін және 6ip желі мен екінші желінің ақпаратпен алмасуын қамтамасыз ететін ереже.

Протокол электронды құрылғымен оқылып, енделеді. Кез келген байланыс белгілі 6ip ережеге немесе протоколға негізделеді.

Желі протоколын сипаттау логикалық және процедуралық (орындаутәртібі) деп екіге бөлінеді. Логикалық сипаттамасында протоколдың құрылымдық бөліктерін білдіретін мағынасы керсетіледі. Желімен дерек тарату бірнеше қаттамалар арқылы icкe асырылады, олар: пайдаланушының құрылғысын желі арнасына қосу және ажырату, дерек тарату, ақпарат ағынын баскару т.б. кызметтік қаттамалар. Процедуралық сипаттамасы протокол ережесі бойынша қаттама қызметтерінің орындалу тәртібі көрсетеді, олардың қандай жағдайда, қай кезде қайсысын пайдалану керектігін көрсетеді.

IP протоколының басқа желілер технологияларымен салыстырғандагы ұғымды жағы оны қаттаманы бағыттай алуы. Бағыттаудың жалғаудан айырмашылығы, желі торабында қабылданған қаттаманың қай байланыс жолымен таратылатынын сол сәтте жеінің өзі анықтайды, ал жалғау әдістерінде тораптағы қаттаманың алдын ала тарататын жолын дайындап тұрады.

IP протоколының басты ерекшілігі таратушы мен қабылдаушының арасында байланыс құру және қаттаманың акпараттық бөліміндегі деректің толықтығын тексеруді қарастырмайды.

Сондықтан, дерек тарату үшін желіге қосылған компьютерлерді 6ip - 6ipiмен жалғау, бірнеше дерек ағынын басқарып және қатесін түзету, ретсіз келген қаттамаларды реттеу мүмкіндктерін қамтамасыз ету мақсатында 1974 жылы AҚШ ғалымдары В.Серфа мен Б.Кан тасымалдаушы TCP (Transmission Control Protocol) протоколын дайындап бітірді.

5. Стандарт кодирования видео- и звуковой информации MPEG-4

Следующим проектом группы MPEG является стандарт MPEG-4. Стандарт MPEG-4 охватывает видеосвязь, цифровое телевидение, интерактивную графику, синтез изображений и позволяет передавать видео- и звуковую информацию с очень большими коэффициентами сжатия по узкополосным каналам связи. Этот стандарт необходим как в системах видеосвязи при использовании обычных телефонных сетей и относительно низкоскоростных каналов, так и для передачи движущихся изображений и звукового сопровождения через Интернет. Кроме того, стандарт MPEG-4 обеспечивает интерактивность, возможность пользователя управлять процессом передачи ему информации путем запросов, выбора вариантов и других действий.

Основной особенностью MPEG-4 является объектно-ориентированный подход, сущность которого заключается в том, что передаваемое изображение

со звуковым сопровождением представляется как совокупность видео- и аудиообъектов. Видеообъектами (VО) могут быть изображения людей и предметов, перемещающихся перед неподвижным фоном, и сам неподвижный фон, а аудиообъектами (АО) – голоса людей, музыка другие звуки. Связанные видео и аудиообъекты образуют аудио–визуальный объект (AVO), например, передача изображения человека и его голоса. Совокупность видео и аудиообъектов составляют сцену. Для передачи сцен в MPEG-4 используется специальный язык для описания сцен BIFS (двоичный формат для сцен). Описание сцены представляет собой иерархическую структуру. Например, в сцене на лесной полянке присутствуют два персонажа: серый волк и Красная Шапочка, каждый из которых является аудио–визуальным объектом, состоящим из видеообъекта – движущееся изображение персонажа, и аудиообъекта – голоса этого персонажа. Верхний уровень структуры определяется сценой в целом. Сцена содержит неподвижный ФОН, состоящий из голубого неба, стволов и крон деревьев, зеленой травы, цветов и т.д. Кроме того, в сцене присутствует поющая птичка, которая также является аудио– визуальным объектом, включающим видеообъект – изображение, перелетающее с ветки на ветку, и аудиообъект – звуки, исходящие от птички. Описание каждой сцены включает данные о координатах объектов в пространстве и их привязки ко времени. Видеообъекты могут размещаться в разных плоскостях видеообъектов (VOP), так что видеообъекты, находящиеся в более близких к зрителю плоскостях сцены, перекрывают при движении видеообъекты, находящиеся в более дальних плоскостях.

5. Классификация систем мобильной связи

Связь – одна из наиболее динамично развивающихся отраслей инфраструктуры современного общества, органично связанная с его эволюцией во всемирном масштабе - от «индустриального» к

«информационному». Этому способствуют постоянный рост потребительского спроса на услуги связи и информацию, а также достижения научно-технического прогресса в области электроники, волоконной оптики и вычислительной техники. Анализ тенденций и мирового опыта развития, а также результаты исследований, выполненных органами Международного Союза Электросвязи (МСЭ), показывают, что на рубеже ХХ-ХХI веков человечество вплотную подошло к реализации так называемых предельных задач в области развития телекоммуникаций – глобальных персональных систем связи. Глобальность связи обеспечивается созданием Всемирной сети связи, в которую интегрируются национальные (федеральные) и входящие в них региональные и ведомственные сети связи, что позволит абоненту пользоваться различными услугами связи в любой точке земного шара. При осуществлении персональной связи любой абонент сможет пользоваться услугами электросвязи по своему личному номеру, который он получит с момента рождения и который будет зарегистрирован во Всемирной сети

связи. В активно разрабатываемой МСЭ концепции универсальной персональной связи исключительно большое место отводится сетям подвижной связи. Прежде всего, это наземные сети подвижной связи, получившие в последние десятилетия широкое распространение во всем мире. В настоящее время во многих странах ведется интенсивное внедрение систем персонального радиовызова, сотовых сетей подвижной связи и систем спутниковой связи. Такие сети предназначены для передачи данных и

обеспечения подвижных и стационарных объектов телефонной связью.

5. Гидролокация дна морей и океанов

Акустические волны распространяются в водной среде с достаточно малым затуханием, что обусловило их широкое применение в гидролокации. Для изучения рельефа морского дна, получения акустических изображений донной поверхности и определения характеристик грунта традиционно используются тональные зондирующие импульсы, что связано с простотой их формирования и обработки. Однако для ряда применений такие системы имеют недостаточный потенциал, что снижает их производительность, помехозащищенность и разрешающую способность. Эти недостатки устраняются применением сложных зондирующих сигналов с внутриимпульсной модуляцией и корреляционных методов обработки, что возможно при распространении когерентности эхосигналов при распространении в водной среде и рассеянии донной поверхности. Первые успешные опыты применения сложных зондирующих сигналов с линейной частотной модуляцией были осуществлены в ИРЭ для глубоководной съемки дна океана. При мощности ЛЧМ – зондирующего импульса около 500Вт и базе сигналов 1000 в диапазонах 5 и 10кГц комплекс «Океан – АН» позволил получить обзорные изображения морского дна на глубинах 5…6 км в полосе более 30 км, обнаружить железо – (марганцевые конкреции) и по интенсивности эхосигналов оценить продуктивность месторождений.

Анализ эхосигналов, полученных в экспериментах, показал, что основная причина разрушения их когерентности связана с проявлением доплеровского эффекта из-за неконтролируемых флуктуаций антенн при движении в воде. С учетом этого в ИРЭ разработаны уникальные конструкции интерферометрических гидролокаторов и эхолотов и профилографов с ЛЧМ – зондирующими сигналами АГКПС – 200, 1500, представляющих собой гидроакустические системы для получения распределения коэффициентов отражения донной поверхности в полосе обзора с одновременным измерением углов прихода эхосигналов. При этом одновременно акустическим изображением вычисляется поле глубин в полосе съемки и стратификации донных отложений. Благодаря высокой производительности автоматизированных комплексов площадной съемки они применяются при проведении изыскательных работ по нефте- и газоразведке на шельфе, при проведении работ для подводного строительства и прокладки подводных

коммуникаций; при поиске затонувших объектов и в интересах гидрографических служб. Особо следует отметить использование гидролокационных систем с ЛЧМ – сигналами в изысканиях для линии связи международного проекта «Поларнет».

5. Этапы цифрового телевидения

Первый этап истории цифрового телевидения характеризовался использованием цифровой техники в отдельных частях телевизионных систем при сохранении обычного стандарта разложения и аналоговых каналов связи. Наиболее важным достижением данного этапа было создание цифрового студийного оборудования. На современных телестудиях сигналы с передающих камер преобразуются в цифровую форму, и вся их дальнейшая обработка и хранение в пределах телецентра осуществляются цифровыми средствами. Это позволяет реализовать многие из указанных выше преимуществ цифрового телевидения. На выходе студийного оборудования телевизионный сигнал преобразуется в аналоговую форму и передается по обычным каналам связи. Результаты работы специалистов разных стран были закреплены в Рекомендации ITU-R ВТ 601 (старое название - Рекомендация 601 МККР или CCIR-601). Данный документ был принят в 1982 году и определяет до сих пор основные параметры цифровой студийной аппаратуры. Другое направление, характерное для первого этапа развития цифрового телевидения, - введение цифровых блоков в телевизионные приемники с целью повышения качества изображения или расширения функциональных возможностей. Примерами таких блоков могут служить цифровые фильтры для разделения яркостного и цветоразностных сигналов, для уменьшения влияния шумов на изображение и для подавления эхо-сигналов, возникающих при отражении радиоволн от поверхности Земли и различных объектов, т.е. при наличии многолучевого приема. Второй этап развития цифрового телевидения - создание гибридных аналого-цифровых телевизионных систем с параметрами, отличающимися от принятых в обычных стандартах телевидения. Можно выделить два основных направления изменений телевизионного стандарта: переход от одновременной передачи яркостного и цветоразностных сигналов к последовательной их передаче и увеличение количества строк в кадре и элементов изображения в строке. Реализация второго направления связана с необходимостью сжатия спектра телевизионных сигналов для обеспечения возможности их передачи по каналам связи с приемлемой полосой частот. Примерами гибридных телевизионных систем могут служить японская система телевидения высокой четкости (ТВЧ) MUSE и западно-европейские системы семейства MAC. В передающей и приемной частях всех этих систем сигналы обрабатываются цифровыми средствами, а в канале связи сигналы передаются в аналоговой форме. Третьим этапом развития цифрового телевидения можно считать создание полностью цифровых телевизионных систем. После появления в

Японии и Европе упомянутых выше систем телевидения высокого разрешения MUSE и HD-MAC, в США в 1987 году был объявлен конкурс на лучший проект системы телевидения высокого разрешения для утверждения в качестве национального стандарта.

5. Александр Степанович Попов (1859 – 1906)

Издавна люди мечтали о таком средстве связи, которое позволило бы мгновенно передавать сигналы на большие расстояния.

Когда было открыто электричество, стало возможным передавать по проводам условные знаки (телеграф) и человеческую речь (телефон). Но телеграф и телефон нельзя было применять на море и в авиации. А нельзя ли использовать электрические явления для связи без проводов? В конце XIX века над этим вопросом задумывались многие ученые.

Исследования русского ученого А.С. Попова в области беспроволочной передачи электрической энергии были продолжением развития науки об электричестве и электромагнитных колебаниях. А.С. Попов решил использовать для связи без проводов быстрые электрические колебания, или электромагнитные волны, которые распространяются в пространстве со скоростью света (около 300 000 км в секунду).

Существование электромагнитных волн теоретически предсказал английский ученый Максвелл. Немецкий физик Генрих Герц обнаружил электромагнитные волны опытным путем. Им был создан прибор для возбуждения и приема электромагнитных волн, но прибор не принимал слабых сигналов. Генрих Герц, как и другие ученые того времени, считал, что электромагнитные волны никогда не найдут применения в беспроволочной связи. А.С. Попов опроверг это ошибочное мнение. Им был создан аппарат для приема и передачи электрических сигналов без проводов на большие расстояния.

Александр Степанович Попов родился на Урале в 1859 году. В 1877 году он стал студентом физико-математического факультета Петербургского университета. После окончания университета он был оставлен в университете для подготовки к профессорскому званию. Однако его интересовало практическое применение новых физических открытий.

В 1883 году А.С. Попов переехал в Кронштадт и стал работать преподавателем. Одновременно с педагогической деятельностью он занимался исследованиями в области электротехники. Совершенствуя прибор Герца, Попов вскоре смог передавать сигналы на несколько десятков метров. Присоединив к прибору антенну, он увеличил дальность приема сигналов.

Первым в мире радиоприемником был «грозоотметчик», при помощи которого Попов принимал грозовые сигналы.

7 мая 1895 года на собрании Русского физико-химического Общества А.С. Попов сделал сообщение об изобретении прибора, с помощью которого

можно принимать без проводов электрические сигналы, а также был продемонстрирован прибор, который отмечал атмосферные разряды.

День 7 мая считается днем изобретения радио. Радио произвело революцию в технике. Изобретение же электронной лампы позволило передавать по радио человеческую речь и музыку.

19. Классификация сигналов, используемых в радиотехнике

С информационной точки зрения сигналы можно разделить на детерминированные и случайные.

Детерминированным называют любой сигнал, мгновенное значение которого в любой момент времени можно предсказать с вероятностью единица. Примерами детерминированных сигналов могут служить импульсы или пачки импульсов, форма, амплитуда и положение во времени которых известны, а также непрерывный сигнал с заданными амплитудными и фазовыми соотношениями внутри его спектра.

К случайным относят сигналы, мгновенные значения которых, заранее неизвестны и могут быть предсказаны лишь с некоторой вероятностью, меньшей единицы. Такими сигналами являются, например, электрическое напряжение, соответствующее речи, музыке, последовательности знаков телеграфного кода при передаче неповторяющегося текста. К случайным сигналам относится также последовательность радиоимпульсов на входе радиолокационного приемника, когда амплитуды импульсов и фазы их высокочастотного заполнения флуктуируют из-за изменения условий распространения, положения цели и некоторых других причин. Можно привести большое число других примеров случайных сигналов. По существу, любой сигнал, несущий в себе информацию, должен рассматриваться как случайный.

Перечисленные выше детерминированные сигналы, «полностью известные», информации уже не содержат. В дальнейшем такие сигналы часто будут обозначатся термином колебание.

Наряду с полезными случайными сигналами в теории и практике приходится иметь дело со случайными помехами-шумами. Уровень шумов является основным фактором, ограничивающим скорость передачи информации при заданном сигнале. Поэтому изучение случайных сигналов неотделимо от изучения шумов. Полезные случайные сигналы, а также помехи часто объединяют термином случайные колебания или случайные процессы.

Дальнейшее подразделение сигналов можно связать с их природой: можно говорить о сигнале как о физическом процессе или как о закодированных, например в двоичный код, числах.

Сигналы, формируемые в радиопередающих устройствах и излучаемые в пространство, а также поступающие в приемное устройство, где они

19. Постановка задачи

Список литературы

1. 
   Агатаева Б.Б. Многоканальная связь. Русско-казахский терминологический словарь-пособие. – Алматы: «Гылым», 2004. – 160 с.
   
2. 
   Артюгин В.В. Системы видеонаблюдения. Алматы. - АУЭС.-2009.
   

120с.

3. 
   Букейханова Р.К. Обучение перевода на казахский язык научно-
   

техничесих текстов.- Алматы. - -АУЭС.-2007. 50с.

4. 
   Гаранин М.В., Журавлев В.И., Кунегин С.В. Системы и сети передачи информации. – М.: Радио и связь, 2001.
   
5. 
   Дьяков В.П. и др. Электронные средства связи. Серия «Библиотека инженера» - М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 432 с.
   
6. 
   Ескельдинова А.К., Хорош А.Х. Методические указания к расчетно- графическим работам для студентов всех форм обучения специальности 5В0719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации. – Алматы, АИЭС, 2010.
   
7. 
   Куликов А.А., Хорош А.Х. Теория передачи электромагнитных волн. Методические указания к лабораторным работам для студентов всех форм обучения специальности 5В0719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации. – Алматы, АИЭС, 2009.
   
8. 
   Куликов А.А., Хорош А.Х. Теория передачи электромагнитных волн. Конспект лекций для студентов всех форм обучения специальности 5В071900
   

– Радиотехника, электроника и телекоммуникации. – Алматы, АИЭС, 2011.

9. В.В. Лопатин В.В., Лопатина Л.Е. Русский толковый словарь. Ок. 35 000 слов. -Русский язык. 2002.

10. 
    Мамчев Г.В. Основы радиосвязи и телевидение. - М.: Горячая линия- Телеком, 2007. - 409 с.
    
11. 
    Мур М. др. Телекоммуникации. Руководство для начинающих. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. -624 с.
    
12. 
    Нурмаханова М.К.: Учебное пособие. Русский язык для бакалавриата всех специальностей. - Алматы. - АУЭС. 2014. - 95с.
    
13. 
    Романюк В.А. Основы радиосвязи. - М.: ЮРАЙТ, 2009. - 288 с.
    
14. 
    Чежимбаева Қ. С., Глухова Н.В. «Глоссарий технических терминов»: Учебное пособие для студентов всех форм обучения специальности 5В0719 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации. – Алматы: АУЭС, 2013.
    

Содержание

Введение 3

1. 
   Тема 1. Радиотехнические системы. Радиотехника, её роль в 4 развитии науки, техники и технологии...............................................
   
2. 
   Тема 2. Основые понятия и определения электроники и 6 микропроцессорной техники. Их роль в развитии науки, техники и технологий................................................................................................
   
3. 
   Тема 3. Цифровые схемы. Перспективы развития электронных и 9 инфокоммуникационных технологий..................................................
   
4. 
   Тема 4. Сети связи и системы коммутаций. Основные понятия о 13 телекоммуникации, структура и функция телекоммуникационных систем.......................................................................................................
   
5. 
   Тема 5. Каналообразующие системы и передача сигналов. 17 Цифровые телекоммуникационные сети. Плезиахронная цифровая иерархия (ПЦИ).......................................................................................
   
6. 
   Тема 6. Общая характеристика телекоммуникационных систем. 21 Симметричные, коаксиальные и оптические среды передачи сигналов....................................................................................................
   
7. 
   Тема 7. Семиуровневая эталонная модель взаимодействия 24 открытых систем. Назначение уровней. Коммутация каналов и пакетов......................................................................................................
   
8. 
   Комплекс самостоятельных работ 27
   

Список литературы 45

Сводный план 2014 г., позиция 74

Нурмаханова Маржан Калжановна Дайшкалиева Улдай Жалгасовна

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ РУССКИЙ ЯЗЫК

Методические разработки и указания для студентов специальности

5В071900-Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Редактор Н.М. Голева

Специалист по стандартизации Н. К. Молдабекова

Подписано в печать Формат 60х84 1/16

Тираж 100 экз. Бумага типографская №2

Объём 2,9 уч.-изд. л. Заказ . Цена 1450 тенге.
Копировально-множительное бюро некоммерческого акционерного общества

«Алматинский университет энергетики и связи» 050013, Алматы, Байтурсынова,126

жүктеу/скачать 153,67 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: