Магистратура инфокоммуникационные технологии и системы связи

1.3. Основные способы построения телекоммуникационных сетей связи

Одним из основных требований, предъявляемых к сетям передачи индивидуальных сообщений (телефонные, телеграфные, факсимильные, передачи данных), является то, что сеть должна обеспечить каждому пользователю возможность связаться с другим пользователем. Для выполнения этого требования сеть связи строится по определенному принципу в зависимости от условий функционирования. Следовательно, сети связи могут иметь различную структуру, т. е. отличаться числом и расположением узловых и оконечных пунктов (станций), а также характером их взаимосвязи . На рисунке 1.6 показаны способы построения сетей связи.

При полносвязанном способе построения (принцип «каждый с каждым») между узлами существует непосредственная связь. Используется при небольшом количестве узлов на сети (рисунок 1.6 а).

При радиальном способе построения сети связь между узлами осуществляется через центральный узел (рисунок 1.6 б). Используется при построении сети на сравнительно небольшой территории.

На большой территории сеть связи строится по радиально-узловому способу (рисунок 1.6 в).

Кольцевой способ построения сети предусматривает возможность осуществления связи как по часовой, так и против часовой стрелки (рис. 1.6 г). В этом случае при повреждении на определенном участке сеть сохраняет свою работоспособность.

При комбинированном способе построения сети узлы на верхнем иерархическом уровне связываются по полносвязанной схеме рисунок 1.6 д). В этом случае выход одного из узлов не нарушает работу всей сети.

Рисунок 1.6 – Способы построения сетей связи

Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах

В зависимости от этапа проведения, выделяются три разновидности измерений:

1. Установочные измерения производятся после монтажа оборудования, чтобы убедиться в работоспособности всех узлов телекоммуникационной системы.
2. В ходе работы необходимо проводить настроечные измерения, которые позволяют адаптировать функционал оборудования к изменяющимся условиям внешней среды. Например, если в телекоммуникационной системе изменяются аппаратные или программные средства, необходимо убедиться, что она продолжает полноценно функционировать.
3. Контрольные или профилактические измерения проводятся регулярно в целях предупреждения внезапных поломок телекоммуникационной сети.

Цифровые каналы связи

К цифровым каналам связи относятся каналы ISDN, T1/E1.

При передаче дискретных данных по каналам связи применяются два основных типа физического кодирования — на основе синусоидального несущего сигнала и на основе последовательности прямоугольных импульсов. Первый способ часто называется аналоговой модуляцией или манипуляцией, подчеркивая тот факт, что кодирование осуществляется за счет изменения параметров аналогового сигнала. Второй способ обычно называют цифровым кодированием. Эти способы отличаются шириной спектра результирующего сигнала и сложностью аппаратуры, необходимой для их реализации.

Аналоговая модуляция дискретных данных

Необходимость применения аналоговой модуляции к передаче дискретных данных возникает, при необходимости передачи компьютерных данных по телефонным каналам.

Устройство, которое выполняет функции модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и демодуляции на приемной стороне, носит название модем (модулятор — демодулятор).

Основные способы аналоговой модуляции дискретных данных:

При амплитудной модуляции AM для логической единицы выбирается один уровень амплитуды синусоиды несущей частоты, а для логического нуля — другой. Этот способ редко используется в чистом виде на практике из-за низкой помехоустойчивости, но часто применяется в сочетании с другим видом модуляции — фазовой модуляцией.

При частотной модуляции FM значения 0 и 1 исходных данных передаются синусоидами с различной частотой . Этот способ модуляции не требует сложных схем в модемах и обычно применяется в низкоскоростных модемах, работающих на скоростях 300 или 1200 бит/с.
При фазовой модуляции PM значениям данных 0 и 1 соответствуют сигналы одинаковой частоты, но с различной фазой, например 0 и 180 градусов или 0,90,180 и 270 градусов.

В скоростных модемах часто используются комбинированные методы модуляции, как правило, амплитудная, в сочетании с фазовой.

Цифровое кодирование каналов связи

При цифровом кодировании дискретной информации применяют потенциальные и импульсные коды.

В потенциальных кодах для представления логических единиц и нулей используется только значение потенциала сигнала, а его перепады, формирующие законченные импульсы, во внимание не принимаются. Импульсные коды позволяют представить двоичные данные либо импульсами определенной полярности, либо частью импульса — перепадом потенциала определенного направления

Требования к методам цифрового кодирования:

• имел при одной и той же битовой скорости наименьшую ширину спектра результирующего сигнала;
• обеспечивал синхронизацию между передатчиком и приемником;
• обладал способностью распознавать ошибки;
• обладал низкой стоимостью реализации.

Более узкий спектр цифровых сигналов позволяет на одной и той же линии (с одной и той же полосой пропускания) добиваться более высокой скорости передачи данных. Кроме того, часто к спектру сигнала предъявляется требование отсутствия постоянной составляющей, то есть наличия постоянного тока между передатчиком и приемником. В частности, применение различных трансформаторных схем гальванической развязки препятствует прохождению постоянного тока.

Синхронизация передатчика и приемника нужна для того, чтобы приемник точно знал, в какой момент времени необходимо считывать новую информацию с линии связи. Эта проблема в сетях решается сложнее, чем при обмене данными между близко расположенными устройствами. На небольших расстояниях хорошо работает схема, основанная на отдельной тактирующей линии связи.

В сетях использование этой схемы вызывает трудности из-за:

• Неоднородности характеристик проводников в кабелях. На больших расстояниях неравномерность скорости распространения сигнала может привести к тому, что тактовый импульс придет настолько позже или раньше соответствующего сигнала данных, что бит данных будет пропущен или считан повторно.
• Экономия проводников в дорогостоящих кабелях.

Поэтому в сетях применяются так называемые самосинхронизирующиеся коды. Любой резкий перепад сигнала — так называемый фронт — может служить хорошим указанием для синхронизации приемника с передатчиком.

Единая государственная информационно телекоммуникационная система

Потребность правоохранительных органов по оперативному обмену конфиденциальной информацией привели к необходимости создать специализированную телекоммуникационную систему.

Единая государственная информационно телекоммуникационная система – ЕИТКС ОВД состоит из региональных подразделений, соединенных друг с другом при помощи находящихся в собственности или взятых в аренду каналов связи. Каждая типовая система состоит из нескольких основных элементов.

Основой конструкции является локальная вычислительная сеть, подключенная к офисному телефону или мини-АТС. За счет этого обеспечивается оперативная передача данных в локальном масштабе (например, в пределах одного здания).

Сервисное оборудование телекоммуникационной системы представляет собой стандартные компоненты для передачи данных:

• маршрутизаторы;
• концентраторы;
• роутеры;
• широкополосные кабели;
• точки радиодоступа.

Работоспособность всей системы обеспечивают:

• инженерные компоненты;
• прямое соединение с поставщиком услуг связи;
• оборудование для мультиплексирования – распределения сигнала между остальными участниками цепи.

Интегрированные региональные подразделения общей телекоммуникационной системы обеспечивают оперативный обмен информацией между пользователями аппаратов государственного управления, федеральными информационными агентствами, а также электронными каталогами тематических сведений.

Надзорный и контролирующий орган государственной системы телекоммуникации – Министерство внутренних дел Российской Федерации.

Синхронизация сетей ПЦИ

Существует несколько уровней синхронизации: тактовая, цикловая и сверхцикловая. Далее речь идет только о тактовой синхронизации.

Генераторы всех элементов сети должны работать на одной частоте с минимальным отклонением (как траспортное, так и оконечное оборудование). Прием и передача кадра осуществляется синхронно (почти синхронно).
Существуют сети, где сигналы синхронизации отличаются от информационных, однако в сетях PDH таких отличий нет. Тактовая частота 2048000 бит/с может быть выделена из полного кадра входящего сигнала («с линии»).
Генератор оконечного оборудования как правило либо имеет отдельных вход (порт) для синхронизации (например от вторичного задающего генератора) либо подстраивает частоту с линии (из информационного потока).
В зависимости реализации платы E1 могут иметь один генератор на все линии E1 либо индивидуальный генератор у каждой линии E1.

В случае небольшой сети ПЦИ , например сети города, синхронизация всех устройств сети из одной точки представляется достаточно простым делом. Однако для более крупных сетей, например, сетей масштаба страны, которые состоят из некоторого количества региональных сетей, синхронизация всех устройств сети представляет собой проблему. Общий подход к решению этой проблемы описан в стандарте ITU-T G.810 (1988, 1996 годы). Он заключается в организации в сети иерархии эталонных источников синхросигналов, а также системы распределения синхросигналов по всем узлам сети.

Организация распределения синхросигналов по узлам сети ПЦИ

Каждая крупная сеть должна иметь, по крайней мере, один первичный эталонный генератор (ПЭГ) синхросигналов (англ. Primary Reference Clock, PRC). Это очень точный источник синхросигналов, способный вырабатывать синхросигналы с относительной точностью частоты не хуже 10-11 (такую точность требуют стандарты ITU-T G.811 и ANSI Т1.101, в последнем для описания точности ПЭГ применяется название Stratum 1). На практике в качестве ПЭГ используют либо автономные атомные (водородные или цезиевые) часы, либо часы, синхронизирующиеся от спутниковых систем точного мирового времени, таких как GPS или ГЛОНАСС. Обычно точность ПЭГ достигает 10-13. Стандартным синхросигналом является сигнал тактовой частоты уровня DS1, то есть частоты 2048 кГц для международного варианта стандартов PDH и 1544 кГц для американского варианта этих стандартов. Синхросигналы от ПЭГ непосредственно поступают на специально отведенные для этой цели синхровходы магистральных устройств сети PDH. В том случае, если это составная сеть, то каждая крупная сеть, входящая в состав составной сети (например, региональная сеть, входящая в состав национальной сети), имеет свой ПЭГ. Для синхронизации немагистральных узлов используется вторичный задающий генератор (ВЗГ) синхросигналов, который в варианте ITU-T называют Secondary Reference Clock (SRC), а в варианте ANSI — генератор уровня Stratum 2. ВЗГ работает в режиме принудительной синхронизации, являясь ведомым таймером в паре ПЭГ-ВЗГ. Обычно ВЗГ получает синхросигналы от некоторого ПЗГ через промежуточные магистральные узлы сети, при этом для передачи синхросигналов используются биты служебных байтов кадра, например нулевого байта кадра Е-1 в международном варианте PDH. Точность ВЗГ меньше, чем точность ПЭГ: ITU-T в стандарте G.812 определяет её как «не хуже 10-9», а точность генераторов Stratum 2 должна быть не «хуже 1,6 х 10-8». Иерархия эталонных генераторов может быть продолжена, если это необходимо, при этом точность каждого более низкого уровня естественно понижается. Генераторы нижних уровней, начиная от ВЗГ, могут использовать для выработки своих синхросигналов несколько эталонных генераторов более высокого уровня, но при этом в каждый момент времени один из них должен быть основным, а остальные — резервными; такое построение системы синхронизации обеспечивает её отказоустойчивость. Однако в этом случае нужно приоритизировать сигналы генераторов более высоких уровней. Кроме того, при построении системы синхронизации нужно гарантировать отсутствие петель синхронизации.

Карьера после окончания вуза по профилю «Инфокоммуникационные технологии в сервисах и услугах связи», код специальности 11.03.02

Выпускники, обучающиеся по этому профилю будут востребованы у всех крупных операторов сотовой связи, операторов, предоставляющих магистральные каналы (РОСТЕЛЕКОМ и др.) и у всех других операторов, предоставляющих населению услуги инфокоммуникаций.

Бакалавр по направлению подготовки должен решать следующие профессиональные задачи в соответствии с видами профессиональной деятельности:

Сервисно-эксплуатационная деятельность

приемка и освоение

Выпускники, обучающиеся по этому профилю будут востребованы у всех крупных операторов сотовой связи, операторов, предоставляющих магистральные каналы (РОСТЕЛЕКОМ и др.) и у всех других операторов, предоставляющих населению услуги инфокоммуникаций.

Бакалавр по направлению подготовки должен решать следующие профессиональные задачи в соответствии с видами профессиональной деятельности:

Сервисно-эксплуатационная деятельность

• приемка и освоение вводимого оборудования;
• организация рабочих мест, их техническое оснащение, размещение технологического оборудования;
• монтаж, наладка, испытания и сдача в эксплуатацию опытных образцов изделий, узлов, систем и деталей выпускаемой продукции;
• наладка, настройка, регулировка и испытания оборудования и тестирование, настройка и обслуживание аппаратно-программных средств;
• внедрение и эксплуатация информационных систем;
• обеспечение защиты информации и объектов информатизации;
• организация и выполнение мероприятий по метрологическому обеспечению эксплуатации телекоммуникационного оборудования;
• составление инструкций по эксплуатации оборудования и программ испытаний;
• проведение всех видов измерений параметров оборудования и сквозных каналов и трактов (настроечных, приемосдаточных, эксплуатационных);
• проверка технического состояния и остаточного ресурса оборудования, организация профилактических осмотров и текущего ремонта; поиск и устранение неисправностей;
• составление заявок на оборудование и запасные части, подготовка технической документации на ремонт;
• организация мероприятий по охране труда и технике безопасности в процессе ввода в эксплуатацию, технического обслуживания и ремонта телекоммуникационного оборудования;
• доведение инфокоммуникационных услуг до пользователей.

Расчетно-проектная деятельность

• изучение научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по тематике проекта;
• сбор и анализ исходных данных для проектирования сооружений связи, интеллектуальных инфокоммуникационных сетей и их элементов;
• расчет и проектирование деталей и узлов в соответствии с техническим заданием с использованием как стандартных средств автоматизации проектирования, так и самостоятельно создаваемых оригинальных программ;
• контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации техническим регламентам, национальным стандартам, стандартам связи, техническим условиям и другим нормативным документам.

Экспериментально-исследовательская деятельность

• проведение экспериментов по заданной методике и анализ результатов;
• проведение измерений и наблюдений, составление описания проводимых исследований, подготовка данных для составления обзоров, отчетов и научных публикаций;
• математическое моделирование инфокоммуникационных процессов и объектов на базе как стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований, так и самостоятельно создаваемых оригинальных программ;
• составление отчета по выполненному заданию, участие во внедрении результатов исследований и разработок.

Организационно-управленческая деятельность

• организация работы малых коллективов исполнителей;
• разработка оперативных планов работы первичных производственных подразделений;
• составление технической документации (графиков работ, инструкций, планов, смет, заявок на материалы, оборудование и т. п.), а также установленной отчетности по утвержденным формам;
• ведение деловой переписки (служебные записки, докладные, письма и т. д.);
• составление заявительной документации в надзорные государственные органы инфокоммуникационной отрасли;
• выполнение работ в области технического регулирования, сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов;
• планирование работы персонала и фондов оплаты труда
• проведение предварительного технико-экономического обоснования проектных расчетов;
• разработка проектной и рабочей технической документации, оформление законченных проектно-конструкторских работ;
• оценка инновационных рисков коммерциализации проектов;
• контроль соблюдения и обеспечение экологической безопасности.

РазвернутьСвернуть

О профессии Инженера телекоммуникаций

Бакалавриат и специалитет50
Магистратура29
СПО1

Вузы102

Колледжи16

Инженер телекоммуникаций специализируется на современных системах телекоммуникаций, занимается проектированием и построением информационных сетей различного направления (мобильные, спутниковые, системы оптического диапазона и др.). Инженер телекоммуникаций также может заниматься установкой, пусконаладкой и эксплуатацией телекоммуникационного оборудования, отвечать за качество предоставляемых услуг связи, за безопасность работы оборудования и предоставления услуг населению.

Образовательная и

Инженер телекоммуникаций специализируется на современных системах телекоммуникаций, занимается проектированием и построением информационных сетей различного направления (мобильные, спутниковые, системы оптического диапазона и др.). Инженер телекоммуникаций также может заниматься установкой, пусконаладкой и эксплуатацией телекоммуникационного оборудования, отвечать за качество предоставляемых услуг связи, за безопасность работы оборудования и предоставления услуг населению.

Образовательная и карьерная траектория инженера телекоммуникаций

Начальное профессиональное образованиеНачать обучение можно с одной из рабочих специальностей, которую можно получить в колледже, техникуме или училище: 

• 11.01.05 — Монтажник связи
• 11.01.04 — Монтажник оборудования радио- и телефонной связи
• 11.01.07 — Электромонтер по ремонту линейно-кабельных сооружений телефонной связи и проводного вещания.

Среднее профессиональное образованиеПродолжить обучение можно в колледже или техникуме с присвоением квалификации по окончании специалиста по обслуживанию телекоммуникаций.

• 11.02.11 — Сети связи и системы коммутации
• 11.02.15 — Инфокоммуникационные сети и системы связи

Выпускники этих специальностей смогут работать на таких должностях:

• Специалист по технической поддержке информационно-коммуникационных систем
• Системный администратор информационно-коммуникационных систем
• Специалист по администрированию сетевых устройств информационно-коммуникационных систем.

Бакалавриат и специалитетЧтобы стать инженером связи, инженером телекоммуникаций, сетевым инженером, необходимо пройти обучение по одной из специальностей:

• 11.03.02 — Инфокоммуникационные технологии и системы связи
• 11.05.04 — Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи

МагистратураМагистратура позволит развить карьеру инженера связи, инженера телекоммуникаций, сетевого инженера, заниматься разработками в этой области, руководить подразделениями. Специальность магистратуры:

11.04.02 — Инфокоммуникационные технологии и системы связи

АспирантураЕслы вы хотите сделать карьеру ученого или преподавателя в сфере телекоммуникаций и связи, необходимо окончить аспирантуру по специальности:

11.06.01 — Электроника, радиотехника и системы связи

Тип профессиональной среды по Голланду:

• Если инженер телекоммуникаций занимается исследованиями, разработками в области телекоммуникаций, проектированием информационных сетей, такая работа относится к интеллектуальному типу профессиональной среды
• Если инженер телекоммуникаций занимается ремонтом, эксплуатацией, пусконаладкой телекоммуникационного оборудования, то такая работа будет относиться к реалистичному типу профессиональной среды.

РазвернутьСвернуть

Использование телекоммуникационных технологий

Сложно назвать область, в которой бы не было места для внедрения телекоммуникационных средств. С одной стороны, они имеют узконаправленное прикладное применение в отдельных направлениях, а с другой – становятся все актуальнее программы по внедрению технологий в целые отрасли. Разумеется, в первую очередь такие системы используются в организации коммуникационного обеспечения в средствах массовой информации, в образовательных учреждениях, в медицине и даже на производствах. Новейшие телекоммуникационные технологии также используют в целях обеспечения более эффективного взаимодействия между персоналом. К примеру, офисы снабжаются производительными и безопасными каналами передачи данных. Для рядовых пользователей современная инфраструктура телекоммуникации полезна упрощением сервисов обслуживания и предоставления услуг. Конечно, самые амбициозные задачи стоят перед руководителями учебных заведений. Внедрение новых технологий и аппаратных средств, как показывают исследования, способствует развитию творческого воображения и мыслительных процессов учащихся.

Перспективы трудоустройства по профессии

С таким набором знаний, выпускники факультетов инфокоммуникаций могут занять очень престижные должности. Чаще всего рабочие места находятся в технических отделах предприятий различных отраслей производства, государственных учреждений, банков, а также силовых структур. Другим направлением деятельности становятся медийные компании, осуществляющие радио- и телевещание. А защита информации в предпринимательстве и IT-индустрии вообще считается одним из самых перспективных направлений.

Если вы по окончании учебы захотите заниматься исключительно монтажом и налаживанием оборудования, уровень заработной платы будет стартовать с 25 тысяч рублей. В дальнейшем, приобретая опыт и занимая более высокие должности разработчиков и руководителей отделов, можно претендовать на увеличение зарплаты до 60-70 тысяч рублей.

Основы построения и монтажа телекоммуникационных систем и сетей

Главный принцип построения телекоммуникационной системы любого размера и назначения — разделение ее на отдельные функциональные участки. Уменьшается время обслуживания каждого из них, упрощается процедура поиска места поломки при каких-либо технических неисправностях.

Кроме этого, при монтаже систем необходимо позаботиться об изоляции самого кабеля, чтобы передача данных была, как можно меньше зависима от внешних факторов. Современные оптоволоконные кабели располагают под землей, на дне океана или в специальных гофрах, что максимально защищает их от вредных воздействий.

Преимущества обучения в магистратуре

Если же вы хотите углублять и расширять знания, полученные в бакалавриате, к вашим услугам магистратура по данной специальности. При очной форме обучения получение степени магистра займет у вас 2 года, при заочной – на 3 или 6 месяцев дольше (в зависимости от программы конкретного вуза). Если у вас есть основания, вам могут предоставить индивидуальную программу обучения, срок которой будет не сильно отличаться от общепринятой. К тому же во многих вузах существует возможность дистанционного и сетевого обучения.

После этого вы сможете применить свои умения в тех областях науки и техники, которые охватывают обмен информацией на расстоянии, а также ее хранение и обработку. Такие специалисты всегда востребованы не только на предприятиях, применяющих на практике существующее оборудование. Крайне важна деятельность исследовательских центров, в которых проектируются и изобретаются новые подходы к обработке и хранению информации. Именно здесь вы сможете наиболее полно раскрыть свои таланты после магистратуры.