МГПИ им. Евсевьева - это современный вуз, который динамично развивается в самых разных направлениях. Он может поведать о своей многолетней истории, а также предложить обширную научно-образовательную программу. Учебное заведение активно внедряет и использует инновационные технологии.
Краткое знакомство
Мордовский М. Е. Евсевьева был создан летом 1962 года. Имя получил в честь Макара Евсевьева - известного педагога и ученого Мордовии. На сегодняшний день данный вуз является средоточием науки, культуры и педагогического образования в республике. Ректором учебного заведения является Василий Кадакин, а общее число студентов равняется примерно 6 тысячам студентов. Вуз расположен в городе Саранске, Республика Мордовия. Учебное заведение получило государственную лицензию, благодаря которой может осуществлять подготовку студентов по 18 специальностям вузовского образования. Он готовит профессиональные кадры для работы не только в республике, но и в близлежащих регионах. В Москве, республиках Башкортостан и Татарстан, а также в Нижегородском, Саратовском, Пензенском и Ульяновском регионах данное учебное заведение является центром диаспоры народа Мордовии.
Научная деятельность
МГПИ им. Евсевьева, факультеты которого открыты каждому, славится своими учеными, которые создают уникальные проекты и популяризируют вуз. На базе учебного заведения действует целый научно-образовательный комплекс. Есть 12 научно-исследовательских лабораторий, где проводится не только обучение студентов, но также фундаментальные и прикладные эксперименты в области естественных и гуманитарных наук. Активно развивается региональный научно-практической центр физической культуры и акмеологический центр. На базе вуза действует инновационное подразделение, которое занимается воспитанием и подготовкой детей дошкольного и школьного возраста. Учебное заведением является базовым для обучения и повышения квалификации за счет средств федерального бюджета.
Организация учебного процесса
МГПИ им. Евсевьева проводит обучение на очной и заочной формах. Абитуриентам стоит знать, что номенклатура направлений регулярно растёт. На многих факультетах обучаются молодые люди из самых разных уголков России. Длительность обучения на очной форме составляет 5 лет, на заочной - 5 с половиной лет. Также можно обучаться по сокращенной программе. Всего вуз предлагает обучение на 10 факультетах. Есть все условия для иностранных студентов.
Учебная программа подобрана таким образом, чтобы обеспечить максимальный уровень подготовки специалистов, гармонизировать теоретическую и практическую часть, соединить образовательные и воспитательные начала. Регулярно внедряются современные достижения российских и зарубежных вузов, а также новейшие методики по работе со студентами. Вуз создает все условия для того, чтобы обеспечить ученых, преподавателей и студентов отличными условиями для работы.
Материально-техническая база
Для обучения студентов действуют 6 учебных корпусов, три общежития, лабораторные корпуса для проведения практических занятий и агробиостанция. В 2010 году на базе вуза был открыт спортивно-оздоровительный центр для студентов и педагогов, который оборудован современным оборудованием и качественным спортивным инвентарем. Все необходимые для обучения здания расположены очень компактно и продуманно, что позволяет максимально упростить учебный процесс. В разных корпусах присутствуют залы для занятий спортом. В главном корпусе размещается актовый и конференц-зал с общим количеством мест более 240. Также есть стадион и стрелковый тир.
Кафедры оборудованы в соответствии с санитарными нормами. Во многих аудиториях есть учебная литература в необходимом количестве. Каждый студент может изучить необходимый источник, а также ознакомиться с примерами дипломных и других работ. Компьютерный парк вуза содержит 1371 компьютер. Каждый из них имеет доступ к сети Интернет. Функционирует 44 компьютерных класса, локальная вычислительная сеть и 11 серверов. Оснащенность компьютерной техникой такова, что на одного студента приходится 3 компьютера.
Библиотека
ФГБОУ ВПО институт предлагает студентам огромное количество литературных источников, с которыми можно работать в библиотеке. Здесь обучающимся предоставляется вся необходимая учебная, учебно-методическая и научная литература, соответствующая необходимым стандартам государственного контроля. Для комфортной работы создано три читальных зала, один читальный зал электронных ресурсов, отдел комплектования и обработки литературы, пять абонементов. В библиотеке расположено 63 персональных компьютера, 10 принтеров, 3 мультимедийных оборудования, 2 сканера и 10 МФУ.
Ректорат
Мордовский имени М. Е. Евсевьева функционирует во главе с Кадакиным Василием Васильевичем - кандидатом педагогических наук, доцентом. Приёмная ректора работает с понедельника по вторник, с 9 утра до 12 дня. Также на сайте вуза есть личная почта Василия Васильевича. Проректором по учебной работе является Миронова Марина Петровна, которая работает на кафедре музыкального образования. Её приёмная работает со вторника по пятницу, с 14:00 до 16:00.
Абитуриентам
Абитуриентам стоит знать, что МГПИ им. Евсевьева (Саранск) сотрудничает с рядом учебных заведений. С проводится совместная работа по разработке и внедрению новых модулей инновационных механизмов для усовершенствования программы обучения будущих педагогов. Также МГПИ сотрудничает с Северным федеральным университетом имени М. Ломоносова, Российским университетом имени А. Герцена и Казанским федеральным вузом. Каждый студент может быть задействован в научной деятельности для сотрудничества с другими учебными заведениями, предложения собственных разработок и идей.
МГПИ им. Евсевьева: общежитие
Каков же уровень общежитий в этом развитом вузе? МГПИ им. Евсевьева, приемная комиссия которого открыта для всех желающих, предлагает поступающим комфортабельное жильё на время обучения. За последние годы здания студенческих общежитий были значительны усовершенствованы. Современный городок для студентов содержит все необходимое для продуктивной учебы и активного отдыха. Интересный факт, что вуз дважды участвовал во Всероссийском конкурсе высших учебных заведений и дважды побеждал в номинациях за лучшее самоуправление и рациональную организацию общественного питания. Суммарная площадь общежитий равна 16 тысячам кв. м. В среднем одно здание рассчитано на 400 мест (160 комнат). Помимо необходимых помещений, действует мини-маркет. Студент может пригласить своих друзей или родителей в Саранск, где они будут обеспечены жильем на несколько дней в комфортном изоляторе. Общежитие № 1 построено по коридорному типу, а здания № 2, 3 - по секционному. Каждое общежитие оснащено современными кухнями, которые облегчают процесс приготовления пищи и делают его полностью безопасным. Также есть несколько стиральных машин, которые доступны студентам в любое время.
Музейный комплекс
МГПИ им. Евсевьева проводит для абитуриентов и студентов экскурсии по музеям. На территории высшего учебного заведения действуют следующие музеи: археологии и этнографии (представлены исторические материалы VI-III тысячелетия до н. э.), истории просвещения и образования в Мордовии (собраны самые старые учебники, указы, книги), истории Мордовского государственного педагогического института, который рассказывает о жизни первых зачинателей и мемориальный музей Евсевьева, который является старейшим и был создан ещё в 1983 году профессором Е. Осовским.
Подводя итоги статьи, следует сказать о том, что рассмотренный выше вуз - это возможность получить качественное профессиональное образование и стать востребованным специалистом, который сможет самостоятельно выбирать место работы.
Важной сферой деятельности человека является информационная инфраструктура, благодаря чему развивается множество необходимых сфер. Сначала для этого использовалась телеграфная сеть, после чего стали появляться телефоны, радио, телевидение, компьютер. Любые сведения, созданные в электронном виде, могут поступить до места назначения без специалиста.
Связь субъектов страны, международная связь работает на основе многоканальных телекоммуникационных систем. Для этого применяются аналоговые и цифровые устройства. С их помощью передается аудио, видео, мультимедиа. Поэтому людям доступен выход в Интернет, сотовая множество других услуг. Именно для этого необходимо подготавливать специалистов для работы в этой сфере.
Особенности профессии
Если выпускник закончит обучение по специальности «многоканальные телекоммуникационные системы», кем работать ему? Можно устраиваться на предприятия по вакансии «техник». В обязанности сотрудника входит обеспечение определенной территории связью, телевидением, радиовещанием.
Техник работает с что требуется для функционирования систем передачи. Выполняется реконструкция линий и установка новейшего оборудования. Главное место в техническом оснащении имеет волоконно-оптическая технология, с помощью которой происходит увеличение скорости передачи, качества сети.
Обучение сотрудников
Профессии «многоканальные телекоммуникационные системы» будущих специалистов обучают с помощью прикладных дисциплин. Им нужно разбираться в установке и эксплуатации кабельных и цифровых систем передачи данных.
На лекциях изучаются технологии программно-аппаратного шифрования данных для защиты информации. С повышенным профилем подготовки требуется освоение учебной программы управленской деятельности и менеджмента организации. По специальности «многоканальные телекоммуникационные системы» обучают колледжи и институты различных городов России.
Что умеют выпускники?
Специалистами должна производиться эксплуатация многоканальных телекоммуникационных систем. Обязательна работа по информационной безопасности сетей. Важной деятельностью является участие в проведении производственной работы организации.
Сотрудники выполняют работу нескольких должностей служащих. Они производят конвергенцию технологий и сервисов систем электросвязи. Одной из главных сфер является продвижение услуг сетей. Если выпускник окончил обучение по специальности «многоканальные телекоммуникационные системы», кем работать ему и где? Техники требуются в государственных и коммерческих предприятиях.
Обязанности специалистов
Техники производят монтаж и обслуживание Обязателен мониторинг и диагностика систем. Работниками осуществляется устранение последствий аварий и дефектов оборудования, определяются способы восстановления функционирования.
На предприятиях техники осуществляют измерения показателей оборудования. Ими производится установка и профессиональное обслуживание компьютерных сетей. Работник берет в обязанность производство администрирования сетевого оборудования, установки, настройки доступа.
Техник взаимодействует с сетевыми протоколами. Он следит за функционированием оборудования сетей. В профессиональной деятельности им применяются проверенные средства защиты информации. К прочим обязанностям относят:
- анализ работы систем для выявления неполадок;
- обеспечение безопасного администрирования;
- участие в планировании работы;
- мониторинг новых систем;
- проведение маркетинговых исследований.
Профессионалы строят и эксплуатируют системы передачи информации, функционируют на автоматических станциях. Выпускники по специальности «многоканальные телекоммуникационные системы» заняты в линейно-аппаратных цехах, радиорелейных отделах, центрах связи. Техник получает необходимые навыки.
Заработная плата и перспективы
Если выпускник получил специальность «многоканальные телекоммуникационные системы», зарплата сначала у него будет около 20 000 рублей. При этом работник должен знать и уметь выполнять монтаж и подключение телефонного оборудования, настраивать мини-АТС, Интернет.
Сотруднику необходимо постоянно совершенствоваться, повышая уровень знаний и умений. Такой работник всегда будет востребованным, что позволит увеличить личные доходы. Для получения большого заработка необходимо иметь богатый опыт в обслуживании систем связи, монтаже оборудования, формировании документации. Работать можно в профильных государственных и коммерческих предприятиях.
Выпускающая кафедра: «Телекоммуникационные системы»
Универсальный лабораторный стенд
со сменным оборудованием
Выпускники специальности «Многоканальные телекоммуникационные системы связи» за годы обучения приобретают знания, навыки и умения, позволяющие им реализовать себя в области исследования, разработки, проектирования и эксплуатации аппаратуры связи различного назначения. Перед молодыми специалистами открываются замечательные перспективы. Они могут работать на предприятиях связи, в проектных и научно-исследовательских институтах, вычислительных центрах - там, где разрабатывается и эксплуатируется телекоммуникационное оборудование. Специалисты будут востребованы, как в России, так и за рубежом.
Выпускник подготовлен к выполнению следующих видов профессиональной деятельности:
Научно-исследовательской,
Организационно-управленческой,
Производственно-технологической,
Проектной (конструкторская и технологическая).
Объектами профессиональной деятельности выпускников являются технические средства, устройства и системы приема и передачи, обработки, хранения и распределения информации, ориентированные на сети и системы передачи дискретных и аналоговых сообщений:
Сети связи и системы коммутации,
Многоканальные телекоммуникационные системы,
Телекоммуникационные системы оптического диапазона;
Системы и устройства радиосвязи, спутниковой связи, системы мобильной радиосвязи;
Системы и устройства звукового и телевизионного вещания, электроакустики и речевой информатики, мультимедийной техники;
Системы и устройства передачи данных; средства защиты информации в телекоммуникационных системах;
Средства метрологического обеспечения телекоммуникационных систем и сетей;
Способы и средства обеспечения энерго- и ресурсосбережения и защиты окружающей среды при осуществлении связи;
Методы передачи и распределения информации в телекоммуникационных системах и сетях;
Методы управления телекоммуникационными сетями и системами.
Учебные дисциплины на кафедре образуют три категории:
Теоретические основы специальности;
Инженерные дисциплины по проектированию и измерению телекоммуникационных устройств и сетей;
Дисциплины по защищенным телекоммуникационным системам, сетям и их проектированию.
Лекции студентам читают преподаватели МИЭТ и других технических вузов, а также специалисты, работающие на ведущих предприятиях России (СПУРТ, ОПТЭКС, ЗЕЛАКС, ВНИИФТРИ, Анкад, Ангстрем и других).
Сети связи и системы коммутации;
Многоканальные телекоммуникационные системы, включая системы оптического диапазона;
Системы и устройства радиосвязи, включая системы спутниковой и мобильной связи;
Системы и устройства звукового и телевизионного вещания, электроакустики и речевой информатики, мультимедийной техники;
Системы и устройства передачи данных;
Средства защиты информации в телекоммуникационных системах;
Средства метрологического обеспечения телекоммуникационных систем и сетей.
Лабораторный стенд по отладке систем
на сигнальных процессорах
Специальные дисциплины, изучаемые при подготовке инженеров по специальности многоканальные телекоммуникационные системы связи:
Приемо-передающие устройства;
Проектирование ТК устройств и систем;
Системы наблюдения и мониторинга;
Обработка образов и речи;
Проектирование встроенных систем на DSP;
Проектирование на ПЛИС для ТК устройств;
Управление проектами и системная интеграция.
Большой объем практических занятий помогает максимально подготовить студентов к работе в крупных компаниях сразу после окончания вуза. Все теоретические занятия подкрепляются практическими работами, которые проводятся в специализированных учебных лабораториях выпускающей кафедры. Две лаборатории ориентированы на подготовку специалистов в области компьютерных технологий, цифровой обработки сигналов и проектирования встроенных систем, систем подвижной связи, элементной базы - на основе современных программных продуктов. Еще одна лаборатория специализируется на изучении аппаратной реализации телекоммуникационного оборудования, а также методов аппаратной защиты систем связи. Лаборатории дополняют друг друга и оснащены современным оборудованием как российского, так и зарубежного производства.
Кафедра является партнером фирмы Microsoft (IT Academy) и имеет лицензионный пакет MSDN. На кафедре создан Дизайн-центр по проектированию СБИС для телекоммуникаций, оснащенный рабочими станциями и лицензионным программным обеспечением Cadence.
При кафедре совместно с ведущими предприятиями созданы научно-исследовательские лаборатории «Мобильные информационные системы» и «Информационно-телекоммуникационные системы».
Наши студенты проходят производственную практику на ведущих предприятиях Зеленограда, Москвы и Московской области, работающих в области телекоммуникаций, таких, как МТС, Гудвин-телеком, ГУП НПЦ «СПУРТ», ЗЕЛАКС, Ростелеком, Телецентр Останкино, СвязьТрансНефть, Росбизнесконсалтинг, «Информзащита» и др.
Введение
телекоммуникационный система телефонный сигнал
В настоящее время телекоммуникационные технологии быстро развиваются, это связано с тем, что отношение цена/качество на оборудование и направляющие системы, используемые при построении систем связи, постоянно снижается. Также постоянно растут запросы абонентов на предоставляемые услуги связи, что и определяет стремительное развитие телекоммуникаций. Набранный темп развития телекоммуникационных систем предопределяет и дальнейшее их совершенствование. Конечно, для этого необходимо уделять внимание развитию во всех отраслях промышленности и производства, и, конечно же, нужно улучшать и совершенствовать систему образования, ведь именно люди, их умственный и физический потенциал, определяли и определяют развитие технологий.
Развитие цифровых систем передачи непосредственно связаны с развитием инфокоммуникационного общества. Современное общество уже немыслимо без общения, обмена информацией на том технологическом уровне, которого оно сейчас достигло.
Выбор частоты дискретизации
Минимальное значение частоты дискретизации fд первичных сигналов электросвязи, при котором обеспечивается восстановление неискаженной формы сигнала, определяется на основе теоремы Найквиста-Котельникова: любой непрерывный сигнал, ограниченный по спектру верхней частотой fв полностью определяется последовательностью своих дискретных отсчетов, взятых через промежуток времени, называемый периодом дискретизации:
Так как частота и период связаны соотношением
то частота дискретизации будет равна
С учетом невозможности технической реализации идеальных фильтров, включаемых на входе канального амплитудно-импульсного модулятора (КАИМ) и на выходе канального селектора (КС) частота дискретизации fд равна:
гдеfв - максимальное значение верхней граничной частотынепрерывного во времени первичного сигнала c(t); ∆Fр - ширина полосы расфильтровки. Представленные по заданию сигналы - телефонные, и т.к. это широкополосные сигналы (fн = 0,3 кГц, fв =3,4 кГц,), расчет частоты дискретизации будем вести по формуле (1.4). В результате дискретизации получим АИМ сигнал со спектром представленном на спектральной диаграмме (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 - Спектральная диаграмма широкополосного АИМ сигнала.
На диаграмме показаны: полоса частот исходного сигнала, гармоники частоты дискретизации fд, 2fд, 3fд,нижние (НБП-1, 2, 3) и верхние (ВБП-1, 2, 3) боковые полосы около соответствующих гармоник частоты дискретизации. Поскольку все другие спектральные составляющие будут располагаться далеко от основного сигнала, их расчет не имеет смысла, и они на диаграмме не изображены. Указаны полосы эффективного пропускания (ПЭП) и эффективного задерживания (ПЭЗ) фильтра нижних частот (ФНЧ), осуществляющего демодуляцию АИМ сигнала (выделение исходного сигнала из АИМ спектра). Затухание фильтров в полосе задерживания Aз = 50…60 дБ - это минимально допустимое затухание в ПЭЗ, обеспечивающее достаточное подавление побочных продуктов преобразования. Ширина полосы расфильтровки ∆Fр зависит от крутизны характеристики ослабления фильтров в полосе задерживания ηф, которая зависит от элементной базы, реализующих фильтры и от диапазона частот, в котором они работают. Для экономичных LC-фильтров, работающих в полосе частот 0,1…8 кГц, величина ηф = 0,05 дБ/Гц. Полоса расфильтровки рассчитывается по формуле:
Рассчитаем полосу расфильтровки заданного сигнала:
Теперь, используя формулу (1.4) найдём частоту дискретизации:
Также проведем расчет боковых полос частот дискретизации. Результаты расчетов нанесем на спектральную диаграмму телефонного АИМ сигнала (рис. 1.2).
Рисунок 1.2. Спектральная диаграмма телефонного АИМ сигнала.
Процесс дискретизации или амплитудно-импульсной модуляции, формирование канального АИМ сигнала c(nTд) осуществляется в индивидуальном АИМ тракте, обобщенная функциональная схема которого приведена на рисунке 1.3. Работа схемы заключается в следующем.
Рисунок 1.3. Функциональная схемаиндивидуального АИМ тракта
Расчет количества разрядов в кодовой комбинации
Определение разрядности кодовой комбинации необходимо для обеспечения защищенности от шумов квантования и выбора равномерного (линейного)или неравномерного (нелинейного) квантования. Если во всем диапазоне значений входного сигнала от -U0 до +U0 величина шага квантования δi остается величиной постоянной, то такое квантование называется равномерным; если же величина шага квантования изменяется с изменением значения Uвх сигнала, то такое квантование называется неравномерным. Защищенность сигнала мощностью Рс от шума квантования мощностью Ркв определяется следующими выражением:
Для повышения защищенности от шумов квантования слабых сигналов и уменьшения избыточной защищенности для сильных сигналов, шаг квантования делают переменным, находящимся в зависимости от величины отсчета АИМ-2, т.е. применяют неравномерное (нелинейное) квантование. При этом защищенность для слабых сигналов увеличивается, а для сильных снижается, оставаясь, однако, достаточно высокой. Первоначально нелинейное квантование было реализовано для отсчетов аналогового сигнала путем сжатия (компрессии) динамического диапазона сигнала перед равномерным квантованием и последующего его расширения (экспандирования) после декодирования. Компрессор и экспандер, вместе взятые, образуют компандер. А процесс компрессии и экспандирования динамического диапазона сигнала называется компандированием. Компрессор представляет собой устройство с нелинейной амплитудной характеристикой Uвых к = f (Uвх к), называемой характеристикой компрессии. В Европе применяется компандирование по А-закону, его амплитудная характеристика описывается следующей формулой.
ЗдесьА - параметр компрессии (сжатия). Первый участок характеристики А-закона компандирования линеен, а участок характеристики от (1/А£ х £ 1) может быть достаточно точно аппроксимирован линейными сегментами. Параметр сжатияА связан с числом сегментов Nc соотношением. Если Nc = 8, то А = 87,6 (типовое значение). А-закон нелинейного квантования имеетвосемь сегментов для положительного и восемь - для отрицательного отсчетов. Формально общее число сегментов равно 16, но четыре центральных сегмента (два положительных в первом квадранте и два отрицательных в третьем квадранте) фактически образуют один сегмент и потому принято считать, что общее число сегментов равно 13. Сегменты аппроксимации по закону А-87,6/13 для положительных значений отсчетов представлены на рис. 1.3.
Рисунок 2.1. Аппроксимация характеристики компандирования А-закона.
Защищенность от шумов квантования для двухполярного сигнала (а именно такие сигналы представлены по Заданию) при нелинейном квантовании по А-закону рассчитывается по формуле (2.5).
гдеm - число элементов в кодовой комбинации (кодовом слове), или ее разрядность;
sc- среднеквадратическое значение напряжения квантуемого сигнала;
sc макс - среднеквадратическое значение максимального по напряжению квантуемого сигнала;
k - пик-фактор сигнала: для речевого сигнала k = 5, для многоканального группового телефонного сигнала k = 4; А = 87,6 - параметрА - закона компандирования.
Сравнивая формулы (2.1) и (2.5) видим, что прирост защищенности при использовании нелинейного квантования по А-закону (для типового значения параметраА = 87,6) по сравнению с равномерным квантованием составляет 24 дБ. С учетом n переприемов по тональной частоте защищенность от шумов квантования снижается и становится равной:
Минимально допустимое количество элементов (разрядов) в кодовой комбинации при использовании нелинейного кодирования по А-закону компандирования для телефонного сигнала при заданной величине защищенности Акв и заданном числе п переприемов равно:
здесь символ ent означает округление до большего целого числа. Определим разрядность кодовой комбинации речевого сигнала, защищенность от шумов квантования которого по заданию равна Акв = 21 дБ, а число переприемов по тональной частоте равно п = 3. Согласно (2.7), разрядность кодовой комбинации равна
Рассчитаем и построим зависимость защищенности от шумов квантования на выходе КТЧ от уровня сигнала. Определим по формуле (2.4) минимальную величину защищенности сигнала от шумов квантования в пункте приема в диапазоне уровней -36 дБ £pс£ 0 дБ (защищенность для динамического диапазона телефонного сигнала Dс = 36 дБ, полагая, что Рmax= 0 дБ и Pmin = -36 дБ)с учетом заданного числа переприемов по тональной частоте и разрядности кодовой комбинации
Максимальная величина защищенности в том же диапазоне будет на 3…4 дБ больше минимальной
Построим график зависимости Акв = j(рс). Для чего нанесем на график горизонтальные прямые, соответствующие найденным значениям Акв maxи Акв min (рисунок 1.4). Защищенность при рс min = -36 дБ примерно на2 дБ выше минимальной, т.е.
Значения защищенности от шумов квантования в диапазоне уровней -36 дБ £ рс £ 0 дБ лежат между этими прямыми. В диапазоне -¥ £ рс £ -36 дБ квантование является равномерным (линейным) и поэтому Акв убывает на 1 дБ при уменьшении уровня сигнала на такую же величину. Диапазон изменения уровня сигнала, в котором защищенность остается не ниже заданной, находят непосредственно из рисунка 1.4. При Акв min = 24 дБ он составляет Dс = 39 дБ (определяется по графику рис. 2.2).
Рисунок 2.2. График зависимости защищенности от уровня входного сигнала Кодирование отсчетов квантованного АИМ-сигнала осуществляется устройством, которое называется кодером или аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Кодирование двуполярных отсчетов квантованного АИМ-сигнала осуществляется симметричным кодом, в котором для обозначения знака полярности отсчета используется первый разряд («1» используется для обозначения положительного отсчета, а «0» - для обозначения отрицательного отсчета), а остальные разряды используются для обозначения абсолютной величины. Весьма удобным графическим представлением кодов является таблица - кодовый растр, иллюстрирующий всю кодовую таблицу путем представления ее комбинацией по порядку уровней, рисунке 3.1. На рис. 3.1,а показана кодовая таблица 4-разрядного натурального двоичного кода; единицы (знаки) и нули (пробелы) показаны соответственно черными и белыми квадратами; на рисунке 3.1, б приведена кодовая таблица симметричного двоичного кода, где все разряды, кроме высшего, используются для кодирования абсолютного значения уровня отсчета в виде двоичного кода.
Рисунок 3.1. Таблица двоичных кодов: a - натурального; б - симметричного
Кодирование по А-закону компандирования предусматривает разбиение характеристики компандирования на сегменты, в пределах которых осуществляется линейное квантование с соответствующим этому сегменту шагом квантования. Число разрядов для кодирования номера сегмента рассчитывается по формуле
гдеDc - динамический диапазон сигнала, определенный по методике изложенной выше. В пределах каждого сегмента число шагов квантования является величиной постоянной. Число разрядов для кодирования уровней в пределах сегмента равно:
Таким образом, кодовая комбинация, необходимая для кодирования АИМ квантованных отсчетов будет иметь вид:
Рассчитаем и по формулам (1.11) и (1.12) соответственно
По итогам расчета получим кодовую группу имеющую вид Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7, где символ Q1 (0 или 1) обозначает полярность кодируемого отсчета; Q2Q3Q4 - символы, обозначающие номер сегмента, в который попадает кодируемый отсчет, и представляющие собой натуральный двоичный код номера сегмента; Q5Q6Q7 - символы обозначающие номер уровня квантования внутри сегмента. Уровни квантования, соответствующие нижним границам сегментов, образуют ряд 0δ, 16δ, 32δ, … 1024δ (δ - минимальный шаг квантования). В пределах каждого сегмента 16 уровней квантования формируются с помощью четырех эталонных сигналов. Значения этих сигналов для каждого сегмента и алгоритм кодирования номера сегмента показаны в таблице 3.2.
Таблица.3.2 Для формирования всех уровней квантования при кодировании сигнала одной полярности, как следует изрисунке 3.2, достаточно 11 эталонных сигналов; при кодировании одного отсчета одновременно используется не более пяти эталонных сигналов: один для определения границы сегмента и четыре для определения шага квантования в пределах сегмента. Для уменьшения искажений при декодировании используется 12-й корректирующий эталон, равный половине минимального шага квантования сегмента, в котором находится конкретный отсчет. Согласно проведённому расчёту, число разрядов для кодирования уровней в пределах сегмента равно трём, следовательно, при кодировании будет использоваться только три старших эталонных разряда. Структурная схема нелинейного АЦП приведена на рисунке 3.3, где приняты такие обозначения: К - компаратор; БКЭ - блок выбора и коммутации эталонных сигналов; ГЭТ+ - генератор положительных эталонных сигналов; ГЭТ- - генератор отрицательных эталонных сигналов; КЛ - компрессирующая логика; ЦР - цифровой регистр; ПК - преобразователь кода из параллельного в последовательный; ГО - генератор тактовой частоты.
Рисунок 3.3. Структурная схема нелинейного АЦП
Структурная схема нелинейного декодера - цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) приведена на рисунке 3.4, где, кроме уже приведенных обозначений, используется новое: ЭЛ - экспандирующая логика. Для уменьшения искажений при декодировании используется 12-й корректирующий эталон, равный половине минимального шага квантования сегмента, в котором находится конкретный отсчет.
Рисунок 3.4. Структурная схема нелинейного ЦАП.
Рассмотрим пример определения структуры кодовой комбинации отсчета Uотс = 185d0.
1.Т.к. отсчет положительный, то Q1 = 0.
2.Определение номера сегмента. Из рисунк 3.2 следует, что отсчет с амплитудой 185d0 попадает в пятый сегмент с диапазоном входных амплитуд 128d0…256d0. Следовательно, код этого сегмента имеет вид 100.
.Для определения символа Q5 составляется сумма U1 = Uнг + Uэт3 , где Uнг - нижняя граница сегмента, Uэт3 - высший эталон напряжения сегмента. Амплитуда исходного отсчета сравнивается с полученной суммой. Если отсчет больше суммы - 1, нет - 0. В нашем случае Uнг = 128d и Uэт3 = = 64d, U1 = 192d>Uотс = 185d. Следовательно, Q5 = 0.
.Для определения символа Q6 составляется сумма U2 = Uнг + Q5×Uэт3+ + Uэт2. Для нашего примера имеем: Uэт2 = 32d, U2 = 160d0 .Для определения символа Q7 составляется сумма U3 = Uнг + Q5×Uэт3+ +Q6×Uэт2 +Uэт1; Uэт1 = 16d, U3 = 176d>Uотс = 185d. Следовательно, Q7 = 1.
Т.о., заданному отсчету соответствует кодовая комбинация 1100011.
Разработка структуры цикла первичного цифрового потока
В настоящее время разработаны и широко применяются три стандарта плезиохронной цифровой иерархии (PDH), где в качестве входного сигнала используется сигнал основного цифрового канала (ОЦК) или DigitalSignaloflevel0 (DS0) со скоростью передачи С0 = 64 кбит/с.
Поскольку требуется организовать 144 канала ТЧ (ОЦК), возьмем в качестве первичного цифрового потока (ПЦП) поток DS1 северо-американского стандарта. Данный стандарт ПЦП на 24 канальных интервала обеспечивает скорость передачи равную СDS1 = 1,544 Мбит/с.
Длительность цикла Тц всегда величина постоянная и обратная частоте дискретизации первичного сигнала, Тц = 1/fд = 1/8000 = 125 мкс.
Длительность канального интервала определяется из соотношения:
гдеТц - длительность цикла ПЦП; Nки - число канальных интервалов, для потока DS1, равное 24.
Подставив значения в (4.1), получим:
Тки = 5,21 мкс.
Каждый канальный интервал имеет восемь разрядных символов, длительность которых равна:
Половина разрядного интервала может быть занята передачей символа «1» - прямоугольного импульса длительностьюτ = Три = 325 нс, вторая половина представляет собой защитный промежуток. При передаче символа «0» импульс в разрядном интервале отсутствует. Частота следования циклов равна частоте дискретизации, т.е.fд = fц; частота следования канальных интервалов определяется из соотношения:
и равняется
fки = 192 кГц.
Частота разрядных импульсов-символов в цикле, или тактовая частота первичного цифрового потока равна:
Так как в каждом разряде (разрядном интервале) передается 1 бит информации, то скорость передачи в цифровом потоке равна
Временная структура цикла первичного цифрового потока типа DS1 представлена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1. Временная структура цикла первичного цифрового потока типа DS1.
Как следует из рисунка 4.1, цикл содержит 24 восьмиразрядных канальных временных интервала (КИ) и один дополнительный символ в конце каждого цикла. Этот символ, принимая поочередно в последовательных циклах значения «1» и «0», образует распределенный цикловой синхросигнал (ЦСС). Из структуры цикла цифрового потока DS1 следует, что первый разряд (символ) каждого из 24 канальных интервалов используется для образования каналов передачи сигналов управления и вызова (СУВ). Сверхцикл получается объединением 16-ти циклов, одна часть которых 0-й, 2-й, 4-й, … 14-й являются четными циклами, а другая - 1-й, 3-й, … 15-й являются нечетными. Для создания двух сигнальных каналов, предназначенных для обслуживания одного телефонного канала, упомянутый выше разряд (символ) переносит информацию первого сигнального канала А в четных циклах, а второго сигнального канала В - в нечетных циклах.
Разработка структурной схемы проектируемой ЦСП ИКМ-ВРК
В соответствии с заданием на проект требуется организовать 144 канала ТЧ. Выберем коэффициенты мультиплексирования соответственно 24 (объединение 24 ОЦК в поток DS1) и 6 (объединение 6 потоков DS1 в поток DS2). Таким образом, для организации потока DS2 необходимо две ступени временного группообразования. Схема временного группообразования и коэффициенты мультиплексирования приведены на рисунке 5.10.
Рисунок 5.1. Схема временного группообразования.
Поскольку в ПЦИ (PDH) принято посимвольное объединение цифровых потоков, используем его при формировании группового сигнала ЦСП. При этом методе импульсы объединяемых (компонентных) цифровых потоков укорачиваются и распределяются последовательно (первые импульсы компонентных потоков, затем вторые и т.д.) во времени так, чтобы в освободившихся интервалах могли разместиться вводимые импульсы других потоков. Чертеж обобщенной структурной схемы цифровой системы передачи ИКМ-ВРК приведен на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2. Обобщенная структурная схема ЦСП ИКМ-ВРК. ДС - дифференциальная система, разделяющая тракты передачи и приема; УНЧпер, УНЧпр - усилители низкой частоты трактов передачи и приема индивидуального оборудования ЦСП;
ФНЧпер, ФНЧпр - фильтры нижних частот (ФНЧ) трактов передачи и приема индивидуального оборудования ЦСП;
КАИМ - канальный амплитудно-импулъсный модулятор; КС - канальный селектор; РЛ - линейный регенератор; УОКС - устройство объединения канальных (индивидуальных) АИМ-1 сигналов в сигналы АИМ - группового тракта передачи; УРКС - устройство разделения канальных сигналов АИМ - группового тракта приема; АИМ-1/АИМ-2 - устройство преобразования АИМ-1 индивидуальных сигналов в групповой АИМ-2 сигнал; АЦП - аналого-цифровой преобразователь, осуществляющий кодирование сигналов АИМ-2 по закону применяемого кода (натуральный, симметричный или код Грея); ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь, осуществляющий декодирование цифровых сигналов; БФССЦС - блок формирования сигналов различных видов синхронизации; БФСУВ - блок формирования сигналов управления и вызова и их ввода в первичный цифровой поток; MUX1 - мультиплексор первичного временного группообразования;
MUX2 - мультиплексор вторичного временного группообразования;
DX1 - демультиплексор первичного временного группообразования;
DX2 - демультиплексор вторичного временного группообразования;
Пр. СЦС - приемник синхросигналов различного назначения; Пр. СУВ - приемник сигналов управления и вызова; ЗГ - задающий генератор, предназначенный для формирования периодической последовательности импульсов; РКИ - распределитель канальных импульсов, предназначенный для распределения тактовых импульсов поступающих с ЗГ на различное оборудование; ПКпер, ПКпр - преобразователь кода, формирующий линейный цифровой сигнал, соответственно тракта передачи и тракта приема;
УВТЧ - устройство выделения тактовой частоты; ВКО - вводно-кабельное оборудование, предназначенное для подключения аппаратуры линейного тракта ЦСП к кабельным линиям связи.
Разработка структуры цикла проектируемой ЦСП ИКМ-ВРК
Необходимо сформировать цикл передачи вторичного цифрового потока DS2 с двухсторонним и двухкомандным управлением. Отметим, что скорость передачи агрегатного цифрового потока будет всегда выше суммы скоростей передачи входящих в него компонентных потоков за счет добавления различных служебных символов. Структура цикла передачи агрегатного (объединенного) цифрового потока DS2, получаемого путем асинхронного объединения 6 компонентных (первичных) цифровых потоков DS1, содержит позиции для передачи следующих символов:
-информационных - для передачи каждого из компонентных цифровых потоков;
-команд о наличии согласования скоростей, число символов, обеспечивающих требуемую помехоустойчивость этих команд;
-сигнала цикловой синхронизации, число и длительность которых должны обеспечить требуемое время восстановления синхронизма;
-информационных, формируемых при отрицательном или положительном согласовании скоростей и др.
При построении цикла передачи ЦСП ИКМ-ВРК также необходимо учитывать следующие важные требования к его структуре: -число следующих подряд служебных символов должно быть по возможности минимальным, что обеспечивает минимизацию объема памяти запоминающих устройства (ЗУ) оборудования временного группообразования (ОВГ);
-распределение символов синхросигнала должно быть таким, чтобы обеспечивалось минимальное время восстановления синхронизма (обычно это достигается формированием сосредоточенного синхросигнала соответствующей длительности);
-распределение команд согласования скоростей должно быть таким, чтобы обеспечивалась их максимальная помехоустойчивость;
-распределение служебных символов в цикле должно быть равномерным, что обеспечивает минимизацию объема памяти ЗУ ОВГ;
-длительность цикла должна быть по возможности минимальной, что позволяет уменьшить время вхождения в синхронизм и временные флуктуации цифрового сигнала за счет ОВГ;
-структура цикла должна обеспечивать возможность работы системы как в асинхронном, так и в синхронном режимах.
Стандарт организации цифрового потока DS2 предусматривает организацию малого количества служебных символов, и как следствие, большую экономичность.
Рисунок 6.1. Структура цикла проектируемой ЦСП ИКМ-ВРК.
Минимизируя число следующих подряд служебных символов, и равно распределяя их по циклу, получаем структуру цикла, изображенную на рисунке 6.1, где СС - символы синхросигнала, ИС- информационные символы компонентных потоков, СКС - символы команд согласования скоростей.
Расчет тактовой частоты проектируемой ЦСП ИКМ-ВРК
Линейный цифровой сигнал цифровой системы передачи строится на основе сверхциклов, циклов, канальных и тактовых интервалов первичных цифровых потоков. Тактовая частота первичного цифрового потока DS1 была рассчитана ранее (по формуле (4.4)) При любом способе объединения цифровых потоков зависимость между тактовой частотой объединяемых или компонентных цифровых потоков fт1 и тактовой частотой объединенного цифрового потока fт имеет вид:
гдеq - отношение числа дополнительных символов в цикле объединенного цифрового потока к числу информационных символов; М - количество объединяемых цифровых потоков. Вторичный цифровой поток DS2 объединяет шесть первичных потоков (со скоростью 1544 кбит/с с числом символов 201 в цикле). Компонентные цифровые потоки объединяются по шесть в группе. Все группы содержат 1206 символов (6·(193 + 8) = 1206.
Подставив числовые значения в (7.1) получим тактовую скорость цифрового потока DS2 равную
Расчет параметров цикловой синхронизации первичного цифрового потока
С целью согласования работы передающей и приемной станций ЦСП на основе ИКМ с ВРК предусматривается синхронизация генераторного оборудования приемной и передающей станций по тактовой частоте, циклам и сверхциклам цифровых потоков. Системой цикловой синхронизации называют совокупность устройств, согласующих работу передающей и приемной станций с целью обеспечения правильного декодирования и распределения декодированной информации. Основными параметрами системы цикловой синхронизации являются: -время вхождения в синхронизм Тв при первоначальном включении аппаратуры в работу и время восстановления состояния циклового синхронизма после перерыва связи или потери синхронизма;
-среднее время между выходами из состояния циклового синхронизма Тсб (время сбоя) при определенном коэффициенте ошибок Kош;
-защитное время Тзащ, представляющее среднее время восстановления синхронизма в системе высшего порядка (цифрового потока DS2 в структуре потока DS1);
Время восстановления синхронизма Тв складывается из составляющих:
-времени поиска синхронизма Тп;
-времени удержания синхронизмаТу.
Таким образом, время восстановления определяется по формуле:
Тв = Тп + Ту.
Среднее время поиска синхронизма определяется из соотношения:
гдеb- число следующих друг за другом правильных цикловых синхросигналов, необходимых для восстановления циклового синхронизма, примем b = 3; Nц - число символов в цикле цифрового потока (Nц= 512); Рл - вероятность появления ложного синхросигнала; Тцс - период повторения циклового синхросигнала, Тцс = 125 мкс.
гдеРош - вероятность совпадения информационного символа с символами синхросигнала, Рош = 0,5; а - число символов в синхросигнале (а = 7). Тпmax = Тп + 3
- на базе среднего (полного) общего образования - 2 года 6 месяцев
- на базе основного общего образования - 3 года 6 месяцев
Квалификация выпускника – техник
Человечество движется по пути создания глобального информационного общества. Его основой становится всемирная информационная инфраструктура, составляющей которой являются мощные транспортные сети связи и распределенные сети доступа, предоставляющие информацию пользователям.
Передача информации на дальние расстояния началась с телеграфной сети. В июне 1866 г. была осуществлена прокладка кабеля через Атлантический океан. Европа и Америка оказались связанными телеграфом. После чего телеграфные линии потянулись во все концы земного шара, связав между собой страны и континенты. Затем появились: телефон, радио, телевидение, компьютер, сотовый телефон и т.д.
Объём информации, передаваемой через информационно-телекоммуникационную инфраструктуру мира, удваивается каждые 2-3 года. Вся информация, которая создаётся в электронном виде, не может «добраться» до пункта назначения и обратно без обеспечения этого процесса специалистами Многоканальных телекоммуникационных систем.
Это требует универсальных средств передачи информации на любые расстояния. Связь регионов нашей страны, международная связь осуществляются с помощью многоканальных телекоммуникационных систем (МТС). Используются аналоговые и цифровые системы передачи, волоконно-оптические линии связи. По ним передаются все виды информации – аудио, видео, мультимедиа (т.е. телефонная связь, передача данных, телевидение, радиовещание, сигналы межсетевого взаимодействия Интернет и т.д.). И когда вы, например, «сидите» в Интернете, вы даже не знаете, где находится тот информационный ресурс, к которому вы обращаетесь – в России, Европе или Америке, поскольку все соединяющие вас каналы являются «прозрачными» для всех видов информации. И когда вы разговариваете по сотовому телефону, то связь вашего телефона с базовой станцией (сотой) осуществляется по радиоканалу, а между собой базовые станции соединяются каналами, создаваемыми средствами МТС. Это и позволяет осуществлять разговоры по сотовому телефону с абонентами, находящимися в других районных города, а с помощью роуминга и в других городах и странах.
Кстати, поскольку методы построения компьютерных сетей и междугородных и международных сетей связи аналогичны, то при изучении таких предметов МТС, как «Волоконно-оптические линии и системы передачи», «Цифровые системы передачи», «Транспортные сети», будущие выпускники нашей специальности на достаточно высоком уровне узнают и принципы работы компьютерных сетей, цифровых коммутационных устройств, маршрутизаторов и другого оборудования сетевых технологий.
Кроме того, студенты будут знать, что представляет собой современный лазер, фотоприёмные устройства и другие оптические узлы аппаратуры. Может заинтересовать и информация о том, как по одной паре супертонкого оптического волокна передаются информационные потоки, эквивалентные нескольким десяткам миллионов одновременных телефонных разговоров, или одновременному доступу в Интернет миллионов пользователей сети. При этом вся эта информация может передаваться на любые расстояния в пределах земного шара.
Выпускники специальности МТС могут выполнять следующую работу:
1. По основной специальности:
- Техническое обслуживание, настроечные и ремонтные работы на аналоговых и цифровых системах передачи;
- Техническое обслуживание, настроечные и ремонтные работы на волоконно-оптических системах передачи;
- Техническое обслуживание и настроечные работы транспортных сетей любого назначения;
- Техническое обслуживание и настроечные работы линейных сооружений связи – как медных, так и оптических;
2. С учётом дополнительно полученных сведений, подкреплённых сертификатами Колледжа:
- Организация и обслуживание местных сетей связи предприятий и фирм любых форм собственности;
- Организация и обслуживание компьютерных сетей предприятий и фирм любых форм собственности;
В соответствии с указанным, выпускники специальности МТС могут работать:
- На любых узлах связи, принадлежащих как государственным структурам (Минсвязи, Минобороны и т.д.), так и коммерческим организациям (Операторам связи, Интернет провайдерам и т.д.);
- На обслуживании транспортных сетей Операторов мобильной связи;
- В центрах спутниковой связи и т.д.
