• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Бакалавриат 2018/2019

Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»
Направление: 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи
Когда читается: 2-й курс, 3, 4 модуль
Формат изучения: Full time
Язык: русский
Кредиты: 6

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» направлена на формирование у обучающихся знаний и умений в области построения инфокоммуникационных сетей общего пользования и локальных сетей, изучение основных характеристик сигналов, особенностей их передачи по каналам связи, принципов и особенностей построения аналоговых и цифровых систем передачи и коммутации, используемых для проводной и радиосвязи. Изучение дисциплины базируется на дисциплинах: «Математический анализ», «Алгоритмизация и программирование», «Теория электрических цепей», «Общая теория связи». Основные положения дисциплины используются в дальнейшем при выполнении проектных работ, междисциплинарной курсовой работы, при подготовке выпускной квалификационной работы, а также при изучении дисциплин профилей «Схемотехника телекоммуникационных устройств», «Многофункциональные инфокоммуникационные системы и системы связи» и «Электронные средства мобильной связи и инфокоммуникационной техники». Формами текущего контроля являются: коллоквиум и две домашние работы. По завершении изучения дисциплины сдается экзамен.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Формирование у обучающихся знаний и умений в области построения инфокоммуникационных сетей общего пользования и локальных сетей
  • Изучение основных характеристик сигналов и особенностей их передачи по каналам связи, принципов и особенностей построения аналоговых и цифровых систем передачи и коммутации, используемых для проводной и радиосвязи.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать: современные и перспективные направления развития телекоммуникационных сетей и систем.
  • Знать: принципы построения телекоммуникационных систем различных типов и способы распределения информации в сетях связи.
  • Знать: основные характеристики аналоговых и цифровых сигналов; аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов; типовые каналы передачи, их основные характеристики, особенности передачи информации по каналам связи.
  • Уметь: оценивать реальные и предельные возможности пропускной способности и помехоустойчивости телекоммуникационных систем.
  • Владеть: приемами и навыками оценки влияния различных факторов на основные параметры сигналов и каналов связи.
  • Знать: основные типовые каналы передачи, их классификацию и основные характеристики.
  • Знать: основные методы построения двусторонних каналов связи.
  • Уметь: проводить оценку устойчивости двусторонних каналов связи.
  • Знать: методы разделения каналов; основные принципы построения систем передачи с частотным и временным разделением каналов.
  • Владеть: методами компьютерного моделирования физических процессов при передаче информации.
  • Знать: основные этапы преобразования аналоговых сигналов в цифровые, общие принципы коммутации, особенности управления потоками в инфокоммуникационных сетях.
  • Уметь: проводить математический анализ физических процессов в аналоговых и цифровых устройствах формирования, преобразования и обработки сигналов.
  • Владеть: навыками самостоятельной работы на компьютере и в компьютерных сетях; методами оценки характеристик и показателей эффективности инфокоммуникационных систем.
  • Знать: основные принципы построения систем радио- и подвижной связи.
  • Знать: основные технологии организации сетей локального и коллективного доступа.
  • Уметь: формулировать основные технические требования, предъявляемые к инфокоммуникационным сетям и системам.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Раздел 1. Введение. Основные понятия и определения.
    Исторические аспекты развития средств инфокоммуникаций. Основные организации, занимающиеся разработкой международных и национальных стандартов и директивных документов в области инфокоммуникаций. Общие понятия об инфокоммуникационных сетях и системах. Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI). Структура и основные принципы построения Единой сети электросвязи (ЕСЭ) в современной России. Первичные и вторичные сети связи, транспортные сети связи и абонентские сети доступа. Классификация систем электросвязи (по видам передаваемых сообщений и среды распространения). Обобщенная структурная схема взаимодействия телекоммуникационных систем и сетей. Понятие канала передачи и системы передачи. Уровни передачи. Абсолютный, относительный и измерительный уровни передачи. Рабочее затухание и рабочее усиление канала. Понятие защищенности и остаточного затухания.
  • Раздел 2. Линии связи инфокоммуникационных систем и сетей.
    Полосы пропускания линий связи и популярные частотные диапазоны. Общие закономерности распространения волн. Основные типы и конструкции проводных систем передачи информации. Линия передачи и ее основные характеристики. Дискретная модель линии передачи. Типы кабелей. Экранированная и неэкранированная витая пара. Коаксиальный кабель. Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). Конструкция оптического волокна. Затухание волн в ВОЛС. Одномодовое и многомодовое распространение импульсов в световоде. Понятие модовой дисперсии. Преимущества ВОЛС.
  • Раздел 3. Первичные сигналы электросвязи.
    Понятие первичного сигнала. Первичные сигналы электросвязи и их характеристики. Классификация первичных сигналов по виду передаваемых сигналов и по виду передаваемых сообщений. Телефонные (речевые) сигналы. Сигналы звукового вещания. Факсимильные сигналы. Телевизионные сигналы. Сигналы передачи данных и телеграфии.
  • Раздел 4. Каналы передачи, их классификация и основные характеристики.
    Классификация каналов передачи. Канал передачи как четырехполюсник. Основные параметры и характеристики каналов передачи. Типовые каналы передачи. Канал тональной частоты. Канал звукового вещания. Канал изображения. Широкополосные и цифровые каналы.
  • Раздел 5. Двусторонние каналы. Устойчивость двусторонних каналов.
    Построение двусторонних каналов. Однополосная двухпроводная схема двусторонней связи. Двухполосная двухпроводная схема двусторонней связи. Развязывающие устройства, требования к ним и их классификация. Принципы построения развязывающих устройств. Резисторные и трансформаторные дифференциальные системы. Их преимущества и недостатки. Критерий устойчивости Найквиста. Устойчивость телефонного канала. Искажения от обратной связи.
  • Раздел 6. Основы построения многоканальных систем передачи.
    Понятие многоканальной системы. Унифицированное оборудование многоканальных систем передачи. Методы разделения канальных сигналов. Принципы линейного разделения сигналов. Нелинейное и комбинационное разделение каналов. Взаимные помехи между каналами. Основы построения систем передачи с частотным разделением каналов. Групповой принцип построения систем передачи с частотным разделением каналов. Основы построения систем передачи с временным разделением каналов. Формирование канальных сигналов в системах передачи с временным разделением каналов. Виды импульсной модуляции для формирования канальных сигналов. Выбор импульсной модуляции для построения СП ВРК. Помехоустойчивость АИМ, ШИМ и ФИМ. Переходные влияния между каналами в системах передачи с временным разделением каналов.
  • Раздел 7. Общие принципы формирования и передачи сигналов в цифровых системах передачи.
    Квантование сигналов по уровню. Шумы квантования. Кодирование квантованных сигналов. Натуральный двоичный код. Обратный, инверсный и симметричный коды. Код Грея. Виды модуляции при передаче дискретных сигналов. Импульсно-кодовая модуляция. Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). Методы физического кодирования. Избыточные коды и скремблирование. Компрессия данных. Обнаружение и коррекция ошибок. Методы обнаружения ошибок. Методы коррекции ошибок.
  • Раздел 8. Системы радиосвязи и сети подвижной связи (СПС).
    Конвергенция систем подвижной и фиксированной связи. Структура и особенности построения наземных и спутниковых радиосистем передачи. Основы организации и построения многоканальных СПС. Принципы построения многоствольной дуплексной системы радиосвязи. Радиорелейные линии (РРЛ) прямой видимости. Принципы построения РРЛ, типы станций, диапазоны частот. Стандарты и технологии систем мобильной связи. Трафик и емкость сотовых систем. Системы коллективного доступа и кодовое разделение каналов. Устройства подвижной базовой связи. Структура и сетевые технологии GSM (Global System for Mobile Communications).
  • Раздел 9. Принципы построения и эволюция сетей передачи данных.
    Принципы коммутации каналов и коммутации пакетов. История создания, развитие и стандартизация компьютерных сетей. Локальная сеть, сеть мегаполиса и глобальная сеть. Основные сетевые устройства. Сетевая топология. Эталонная модель протоколов сети Интернет – (TCP/IP – Transmission Control Protocol / Internet Protocol).
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Коллоквиум
    Коллоквиум проводится в форме устного опроса после 3 модуля в присутствии преподавателя. Студент выбирает билет, который составляется с учетом пройденного материала, как на лекционных, так и на практических занятиях, и содержит два теоретических вопроса. Ответы на предложенные вопросы излагаются в устной форме. После ответа студента преподаватель может ему задать уточняющие вопросы по тематике билета.
  • неблокирующий Домашнее задание №1
    Домашнее задание оценивается по следующим критериям, соответствующим компетенциям в разделе 3: <p>• соблюдение структуры работы согласно заданию;</p> <p>• соблюдение правил оформления отчёта о научно-исследовательской работе согласно ГОСТ 7.32-2001;</p> <p>• правильность, полнота и обоснованность изложенных в работе положений;</p> <p>• способность аргументировано объяснять на защите работы её выполнение.</p>
  • неблокирующий Домашнее задание №2
    Домашнее задание оценивается по следующим критериям, соответствующим компетенциям в разделе 3: <p>• соблюдение структуры работы согласно заданию;</p> <p>• соблюдение правил оформления отчёта о научно-исследовательской работе согласно ГОСТ 7.32-2001;</p> <p>• правильность, полнота и обоснованность изложенных в работе положений;</p> <p>• способность аргументировано объяснять на защите работы её выполнение.</p>
  • неблокирующий Экзамен
    Итоговый экзамен по дисциплине проводится в форме устного экзамена в конце изучения курса после 4 модуля в присутствии преподавателя. На экзамене студент выбирает экзаменационный билет, который составляется с учетом пройденного материала, как на лекционных, так и на практических занятиях, и содержит два теоретических вопроса. Ответы на предложенные вопросы излагаются в устной форме. После ответа студента преподаватель может ему задать уточняющие вопросы по тематике билета. В ходе освоения дисциплины формируются следующие компетенции: УК-1, УК-3, УК-5, УК-7, ПК-1, ПК-3, ПК-7, ПК-8, ПК-10, ПК-11, ПК-13, ПК-19, ПК-20, ПК-22, ПК-24. Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса). Экзамен проводится на платформе Zoom (https://zoom.us). К экзамену необходимо подключиться согласно расписанию ответов, высланному преподавателем на корпоративные почты студентов накануне экзамена. Компьютер студента должен удовлетворять требованиям: наличие рабочей камеры и микрофона, поддержка Zoom. Для участия в экзамене студент обязан: поставить на аватар свою фотографию, явиться на экзамен согласно точному расписанию, при ответе включить камеру и микрофон. Во время экзамена студентам запрещено: выключать камеру, пользоваться конспектами и подсказками. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение связи менее минуты. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение в минуту и более. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи подразумевает использование усложненных заданий.
  • неблокирующий Работа на практических занятиях
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.2 * Домашнее задание №1 + 0.2 * Домашнее задание №2 + 0.2 * Коллоквиум + 0.2 * Работа на практических занятиях + 0.2 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Компьютерные сети : принципы, технологии, протоколы: учеб. пособие для вузов, Олифер В. Г., Олифер Н. А., 2006
  • Основы компьютерных сетей, Олифер В. Г., Олифер Н. А., 2009
  • Основы построения телекоммуникационных систем и сетей : учебник для вузов, Крухмалев В. В., Гордиенко В. Н., 2008
  • Радиотехнические цепи и сигналы : учеб. пособие для вузов, Гоноровский И. С., 2006

Рекомендуемая дополнительная литература

  • - Голиков А.М. — Модуляция, кодирование и моделирование в телекоммуникационных системах. Теория и практика - Издательство "Лань" - 2018 - ISBN: 978-5-8114-2748-2 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/101847
  • - Гулевич Д.С. — Сети связи следующего поколения - Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" - 2016 - ISBN: 5-94774-647-1 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/100490
  • Информационные и телекоммуникационные сети / Зензин А.С. - Новосибирск :НГТУ, 2011. - 80 с.: ISBN - Текст : электронный. - URL: http://znanium.com/catalog/product/546178
  • Методы и средства адаптивного динамического распределения емкости телекоммуникационных каналов для обеспечения качества доступа к приоритетным ресурсам распределенных ведомственных сетей: монография / А.А. Букатов, О.В. Шаройко. - Ростов н/Д: Издательство ЮФУ, 2009. - 142 с. ISBN 978-5-9275-0608-8 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/550269
  • Многоканальные телекоммуникационные системы. Ч.1.Принципы построения телеком. систем с времен. раздел. каналов: Уч.пос./ А.Б.Тищенко. - М.:ИЦ РИОР:НИЦ ИНФРА-М,2013 - 104 с.: 60x88 1/16. - (ВО:Бакалавр.;Магистр.). (о) ISBN 978-5-369-01184-3 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/371411
  • Пятибратов, А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации : учебное пособие / Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. — Москва : КноРус, 2013. — 372 с. — (для бакалавров). — ISBN 978-5-406-01118-8. — URL: https://book.ru/book/917613 (дата обращения: 10.10.2019). — Текст : электронный.
  • Радиотехнические цепи и сигналы : учебник для вузов, Баскаков С. И., 2005
  • Сети связи и системы коммутации: Учебное пособие / Паринов А.В., Ролдугин С.В., Мельник В.А. - Воронеж:Научная книга, 2016. - 178 с. ISBN 978-5-4446-0906-4 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/923309