Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u
-
Upload
rzeznik-sebastian -
Category
Business
-
view
106 -
download
1
Transcript of Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
1
MINISTERSTWO
EDUKACJI
NARODOWEJ
Krystyna SkarŜyńska
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i
teleinformatycznymi 312[02]Z301
Poradnik dla ucznia
Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom
2007
___________________________________________________________________________
Recenzenci
dr inŜ Lechosław Kozłowski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
2
mgr inŜ Krzysztof Słomczyński
Opracowanie redakcyjne mgr
inŜ Ryszard Zankowski
Konsultacja
mgr Małgorzata Sienna
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 312[02]Z301
bdquoZarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymirdquo zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu technik teleinformatyk
Wydawca
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
3
Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007
SPIS TREŚCI 1 Wprowadzenie 3 2 Wymagania wstępne 5 3 Cele kształcenia 6 4 Materiał
nauczania 7
41 Tory i linie kablowe 7 411 Materiał nauczania 7
412 Pytania sprawdzające 12
413 Ćwiczenia 13
414 Sprawdzian postępoacutew 15
42 Tory i linie światłowodowe 16 421 Materiał nauczania 16
422 Pytania sprawdzające 20
423 Ćwiczenia 20
424 Sprawdzian postępoacutew 22
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 23 431 Materiał nauczania 23
432 Pytania sprawdzające 33
433 Ćwiczenia 33
434 Sprawdzian postępoacutew 35
44 Wielokrotne systemy cyfrowe 36 441 Materiał nauczania 36
442 Pytania sprawdzające 43
443 Ćwiczenia 44
444 Sprawdzian postępoacutew 46
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne 47 451 Materiał nauczania 47
452 Pytania sprawdzające 50
453 Ćwiczenia 51
454 Sprawdzian postępoacutew 52
5 Sprawdzian osiągnięć 53 6 Literatura 60
1 WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o technologiach stosowanych
przewodowych i bezprzewodowych systemach transmisji sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
oraz zarządzaniu systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi W poradniku
znajdziesz
ndash wymagania wstępne ndash wykaz umiejętności jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane abyś
bez problemoacutew moacutegł korzystać z poradnika
ndash cele kształcenia ndash wykaz umiejętności jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem
ndash materiał nauczania ndash wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej
ndash zestaw pytań abyś moacutegł sprawdzić czy juŜ opanowałeś określone treści
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
4
ndash ćwiczenia ktoacutere pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne
ndash sprawdzian postępoacutew
ndash sprawdzian osiągnięć przykładowy zestaw zadań Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
materiału całej jednostki modułowej ndash literaturę uzupełniającą
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
Schemat układu jednostek modułowych w module
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć ndash
stosować jednostki układu SI
ndash przeliczać jednostki
ndash posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu elektrotechniki i elektroniki
ndash rozroacuteŜniać podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki
ndash rozroacuteŜniać elementy obwodu elektrycznego
ndash odczytywać schematy prostych układoacutew elektrycznych i elektronicznych
ndash charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach
elektrycznych
ndash łączyć układy elektryczne i elektroniczne zgodnie ze schematem
ndash wyjaśniać działanie prostych układoacutew elektronicznych na podstawie ich schematoacutew
ndash korzystać z roacuteŜnych źroacutedeł informacji
ndash obsługiwać komputer
ndash wspoacutełpracować w grupie
312[02]Z301 Zarz ą dzanie systemami
teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
312[02]Z302 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN
312[02]Z3 Sieci teleinformatyczne
312[02]Z303 Eksploatowanie rozległych sieci
komputerowych WAN
312[02]Z304 Administrowanie sieciami
komputerowymi
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć
minus scharakteryzować podstawowe parametry toroacutew przewodowych
minus przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe
minus poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
minus wykonać kontrolę szczelności kabli telekomunikacyjnych
minus wykonać konserwację i pomiary parametroacutew kabli telekomunikacyjnych
minus poroacutewnać zasady transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodach roacuteŜnych typoacutew
minus poroacutewnać parametry światłowodoacutew wielodomowych skokowych i gradientowych oraz
jednomodowych
minus wykonać roacuteŜne połączenia światłowodoacutew
minus poroacutewnać metodę częstotliwościową i czasową wielokrotnego wykorzystania toroacutew
transmisyjnych
minus rozroacuteŜnić systemy PCM o roacuteŜnych przepływnościach sygnałoacutew
minus rozroacuteŜnić kody transmisyjne dwu- i troacutejwartościowe
minus poroacutewnać metody zabezpieczenia sygnałoacutew cyfrowych przed błędami
minus wyjaśnić strukturę i zasadę działania urządzeń cyfrowych linii radiowej
minus rozroacuteŜnić systemy łączności satelitarnej
minus wyjaśnić zasadę zwielokrotniania cyfrowego plezjochronicznych systemoacutew PDH
minus rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
minus wykonać czynności związane z nadzorem i zarządzaniem siecią SDH
minus obsłuŜyć komputery i specjalistyczne oprogramowanie sterujące pracą urządzeń
teletransmisyjnych
minus zastosować przepisy z zakresu ochrony danych i praw autorskich przy korzystaniu z
informacji w sieciach
minus dobrać metody pomiarowe i przyrządy do pomiaru wielkości teletransmisyjnych
minus wykonać pomiary i zinterpretować otrzymane wyniki
minus eksploatować systemy teleinformatyczne w oparciu o protokoły teletransmisyjne
minus wykonać przeglądy i naprawy urządzeń teletransmisyjnych
minus dokonać zapisoacutew w dokumentacji sieci teletransmisyjnych
minus zastosować ustalone procedury w stanach awaryjnych oraz zagroŜenia
minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pracy przy urządzeniach
elektrycznych oraz emitujących pole elektromagnetyczne
minus porozumiewać się w języku angielskim zawodowym
4 MATERIAŁ NAUCZANIA
41 Tory i linie kablowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
411 Materiał nauczania
Pojęcia podstawowe
Teletransmisja jest to dziedzina obejmująca zagadnienia dotyczące przesyłania ndash transmisji
ndash informacji na odległość za pomocą urządzeń elektrycznych i elektronicznych Przez
informację naleŜy rozumieć mowę muzykę znaki pisma obrazy ruchome i nieruchome
wartości pomiarowe dane cyfrowe itp ktoacutere są kierowane od nadawcy do odbiorcy
Transmisja danych jest to proces przekazywania z duŜą wiernością danych cyfrowych
pomiędzy dwoma punktami w postaci umoŜliwiającej ich przetwarzanie w urządzeniach
komunikacyjnych
Systemem teletransmisyjnym nazywamy zespoacuteł urządzeń teletransmisyjnych
wspoacutełpracujących ze sobą według określonych jednolitych zasad przeznaczonych do
tworzenia kanałoacutew telekomunikacyjnych
System teleinformatyczny jest to zintegrowany system transmisji i przetwarzania danych
ich organizacja i struktura zasady i zakresy ich wykorzystania w roacuteŜnych wariantach
zastosowań
Linią teletransmisyjną nazywamy zespoacuteł toroacutew teletransmisyjnych (przewodowych lub
radiowych) zainstalowanych w terenie wraz z urządzeniami teletransmisyjnymi (jednego lub
kilku systemoacutew) oraz wszelkimi urządzeniami pomocniczymi
Tor teletransmisyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych (informacji) między
dwoma punktami przestrzennie ograniczona praktycznie do walca o określonym promieniu W
telekomunikacji rozroacuteŜnia się następujące rodzaje toroacutew
minus tory przewodowe symetryczne złoŜone z dwoacutech przewodoacutew ułoŜonych roacutewnolegle obok
siebie ndash wykonane w wersji napowietrznej lub kablowej
minus tory przewodowe wspoacutełosiowe (koncentryczne) utworzone z dwoacutech przewodoacutew
umieszczonych względem siebie wspoacutełosiowo jeden przewoacuted ma postać zewnętrznego
cylindra w ktoacuterym jest umieszczony drugi przewoacuted w postaci walca
minus tory światłowodowe utworzone z włoacutekien szklanych tzw światłowodoacutew w ktoacuterych są
przesyłane elektromagnetyczne fale świetlne (spoacutejne i jednobarwne) będące nośnikiem
informacji
minus tory radiowe (proste lub łamane) utworzone za pomocą zespołu anten kierunkowych
Kanał telekomunikacyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych na odległość
za pomocą określonego systemu teletransmisyjnego RozroacuteŜniamy kanały częstotliwościowe
ograniczone do określonego pasma częstotliwości tworzone zazwyczaj w systemach
analogowych i kanały czasowe ograniczone czasem przesyłania sygnału do określonego
przedziału ktoacutere są tworzone w systemach cyfrowych
Łączem telekomunikacyjnym nazywamy zestaw środkoacutew technicznych (toroacutew urządzeń
teletransmisyjnych i komutacyjnych) umoŜliwiających bezpośrednią łączność między dwoma
końcowymi urządzenia przetwoacuterczymi
Łączem jednotorowym (lub jednokanałowym) nazywamy takie łącze w ktoacuterym transmisja
sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się tym samym torem (kanałem) W łączu dwutorowym
(lub dwukanałowym) przesyłanie sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się dwoma roacuteŜnymi
torami (kanałami)
Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości
niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
sygnałoacutew analogowych Dla sygnałoacutew cyfrowych zdolność przesyłową kanału określa się
przepływnością binarną (liczba bitoacutew przesłanych w ciągu sekundy ndash bits) chociaŜ i w tym
przypadku występuje ograniczenie częstotliwościowe
W kanałach telefonicznych definiowane jest pasmo rozmoacutewne zwane pasmem
akustycznym zajmowanym przez sygnały mowy zawierające się w granicach 300divide3400 Hz
Jednostki stosowane w teletransmisji
Do oceny parametroacutew urządzeń teletransmisyjnych oraz jakości transmisji stosowane są
następujące jednostki
minus dB (decybel) ndash słuŜy do wyraŜenia w mierze logarytmicznej stosunku dwoacutech wielkości mocy
(PxPy) napięcia (UxUy) lub prądu (IxIy) tj do określenia poziomu mocy tłumienności i
wzmocnienia w danym punkcie drogi przesyłowej zgodnie ze wzorami
Px
x dB = 10 lg
Py
Ux
x dB = 20 lg
Uy
Ix
x dB = 20 lg
Iy
gdzie Py Uy Iy ndash wartości odniesienia
minus
dBm ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu mocy pm tj poziomu mierzonego
względem mocy o wartości 1 mW określonego wzorem
Px
pm = x dBm = 10 lg
1 mW
gdzie Px ndash moc bezwzględna sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
minus
dBu ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu napięcia odniesionego do napięcia
owartości 0775 V zgodnie z wzorem
Ux
pu = x dBu = 20 lg
0775 V
gdzie Ux ndash napięcie bezwzględne sygnału w danym punkcie [V]
minus dBr ndash słuŜy do wyraŜenia względnego poziomu mocy sygnału pomiarowego w odniesieniu
do mocy w punkcie przyjętym za początek łącza zgodnie z wzorem
Px
pr = x dBr = 10 lg
Pod
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]
Parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia się na podstawie parametroacutew
jakościowych kanałoacutew ktoacutere w tych systemach są realizowane
Podstawowymi parametrami kanału telekomunikacyjnego stanowiącymi wskaźniki
jakości transmisji są
minus zniekształcenia tłumieniowe powstające w wyniku niejednakowego tłumienia sygnałoacutew o
roacuteŜnych częstotliwościach występujących w paśmie przenoszenia kanału
minus zniekształcenia opoacuteźnieniowe (fazowe) wynikające z roacuteŜnej szybkości przenoszenia przez
kanał sygnałoacutew sinusoidalnych o roacuteŜnych częstotliwościach wchodzących w skład pasma
przenoszenia
minus zniekształcenia nieliniowe powstające w wyniku nieliniowej charakterystyki
napięciowoprądowej elementoacutew czynnych (np tranzystory wzmacniacze) stosowanych w
urządzeniach teletransmisyjnych Objawem zniekształceń nieliniowych jest pojawienie się
w sygnale wyjściowym kanału składowych częstotliwości ktoacuterych nie było w sygnale
wejściowym
minus przesłuchy będące zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanału (toru) do
drugiego wskutek sprzęŜeń elektromagnetycznych miedzy tymi kanałami (torami)
minus szumy będące zakłoacuteceniami o szerokim widmie częstotliwości i pochodzą z roacuteŜnych
źroacutedeł Przyczyną szumoacutew mogą być zniekształcenia nieliniowe przeniki i tzw szumy
termiczne
minus zakłoacutecenia zewnętrzne są to zakłoacutecenia występujące w kanałach teletransmisyjnych
wywołane między innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napięcia
(zakłoacutecenia energetyczne) pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłoacutecenia radiowe)
wyładowania atmosferyczne (zakłoacutecenia atmosferyczne) silniki elektryczne zasilacze
impulsowe odbiornikoacutew telewizyjnych i komputeroacutew
Tory i linie kablowe
Tory kablowe stanowią obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony środek
łączności w roacuteŜnych płaszczyznach telekomunikacji Są one w bardzo małym stopniu wraŜliwe
na wpływ warunkoacutew atmosferycznych i zakłoacutecenia zewnętrzne Kable są układane pod ziemią
na głębokości 70divide100 cm Najczęściej klasyfikuje się je według budowy ndash tory i kable
symetryczne oraz tory i kable wspoacutełosiowe
Tory symetryczne stanowią pary przewodoacutew (zwanych Ŝyłami) wykonanych z drutu
miedzianego o średnicy 04divide14 mm śyły izolowane materiału izolacyjnym (np polietylenem
piankowym) są grupowane i skręcane w wiązki najczęściej czteroŜyłowe
Stosuje się dwa rodzaje skrętu
minus gwiazdowy polegający na jednoczesnym skręceniu wszystkich czterech Ŝył
minus dwuparowy polegający na tym Ŝe najpierw Ŝyły są skręcane parami a następnie dwie pary
są skręcane ze sobą
Na rys 1 pokazano przykładową budowę kabla symetrycznego z czwoacuterkami gwiazdkowymi
Wiązki znajdujące się w środku kabla stanowią rdzeń Pozostałe wiązki są rozmieszczone
wokoacuteł rdzenia w jednej lub kilku wspoacutełosiowych warstwach Wszystkie Ŝyły owinięte
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
1
MINISTERSTWO
EDUKACJI
NARODOWEJ
Krystyna SkarŜyńska
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i
teleinformatycznymi 312[02]Z301
Poradnik dla ucznia
Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom
2007
___________________________________________________________________________
Recenzenci
dr inŜ Lechosław Kozłowski
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
2
mgr inŜ Krzysztof Słomczyński
Opracowanie redakcyjne mgr
inŜ Ryszard Zankowski
Konsultacja
mgr Małgorzata Sienna
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 312[02]Z301
bdquoZarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymirdquo zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu technik teleinformatyk
Wydawca
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
3
Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007
SPIS TREŚCI 1 Wprowadzenie 3 2 Wymagania wstępne 5 3 Cele kształcenia 6 4 Materiał
nauczania 7
41 Tory i linie kablowe 7 411 Materiał nauczania 7
412 Pytania sprawdzające 12
413 Ćwiczenia 13
414 Sprawdzian postępoacutew 15
42 Tory i linie światłowodowe 16 421 Materiał nauczania 16
422 Pytania sprawdzające 20
423 Ćwiczenia 20
424 Sprawdzian postępoacutew 22
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 23 431 Materiał nauczania 23
432 Pytania sprawdzające 33
433 Ćwiczenia 33
434 Sprawdzian postępoacutew 35
44 Wielokrotne systemy cyfrowe 36 441 Materiał nauczania 36
442 Pytania sprawdzające 43
443 Ćwiczenia 44
444 Sprawdzian postępoacutew 46
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne 47 451 Materiał nauczania 47
452 Pytania sprawdzające 50
453 Ćwiczenia 51
454 Sprawdzian postępoacutew 52
5 Sprawdzian osiągnięć 53 6 Literatura 60
1 WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o technologiach stosowanych
przewodowych i bezprzewodowych systemach transmisji sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
oraz zarządzaniu systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi W poradniku
znajdziesz
ndash wymagania wstępne ndash wykaz umiejętności jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane abyś
bez problemoacutew moacutegł korzystać z poradnika
ndash cele kształcenia ndash wykaz umiejętności jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem
ndash materiał nauczania ndash wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej
ndash zestaw pytań abyś moacutegł sprawdzić czy juŜ opanowałeś określone treści
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
4
ndash ćwiczenia ktoacutere pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne
ndash sprawdzian postępoacutew
ndash sprawdzian osiągnięć przykładowy zestaw zadań Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
materiału całej jednostki modułowej ndash literaturę uzupełniającą
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
Schemat układu jednostek modułowych w module
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć ndash
stosować jednostki układu SI
ndash przeliczać jednostki
ndash posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu elektrotechniki i elektroniki
ndash rozroacuteŜniać podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki
ndash rozroacuteŜniać elementy obwodu elektrycznego
ndash odczytywać schematy prostych układoacutew elektrycznych i elektronicznych
ndash charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach
elektrycznych
ndash łączyć układy elektryczne i elektroniczne zgodnie ze schematem
ndash wyjaśniać działanie prostych układoacutew elektronicznych na podstawie ich schematoacutew
ndash korzystać z roacuteŜnych źroacutedeł informacji
ndash obsługiwać komputer
ndash wspoacutełpracować w grupie
312[02]Z301 Zarz ą dzanie systemami
teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
312[02]Z302 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN
312[02]Z3 Sieci teleinformatyczne
312[02]Z303 Eksploatowanie rozległych sieci
komputerowych WAN
312[02]Z304 Administrowanie sieciami
komputerowymi
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć
minus scharakteryzować podstawowe parametry toroacutew przewodowych
minus przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe
minus poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
minus wykonać kontrolę szczelności kabli telekomunikacyjnych
minus wykonać konserwację i pomiary parametroacutew kabli telekomunikacyjnych
minus poroacutewnać zasady transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodach roacuteŜnych typoacutew
minus poroacutewnać parametry światłowodoacutew wielodomowych skokowych i gradientowych oraz
jednomodowych
minus wykonać roacuteŜne połączenia światłowodoacutew
minus poroacutewnać metodę częstotliwościową i czasową wielokrotnego wykorzystania toroacutew
transmisyjnych
minus rozroacuteŜnić systemy PCM o roacuteŜnych przepływnościach sygnałoacutew
minus rozroacuteŜnić kody transmisyjne dwu- i troacutejwartościowe
minus poroacutewnać metody zabezpieczenia sygnałoacutew cyfrowych przed błędami
minus wyjaśnić strukturę i zasadę działania urządzeń cyfrowych linii radiowej
minus rozroacuteŜnić systemy łączności satelitarnej
minus wyjaśnić zasadę zwielokrotniania cyfrowego plezjochronicznych systemoacutew PDH
minus rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
minus wykonać czynności związane z nadzorem i zarządzaniem siecią SDH
minus obsłuŜyć komputery i specjalistyczne oprogramowanie sterujące pracą urządzeń
teletransmisyjnych
minus zastosować przepisy z zakresu ochrony danych i praw autorskich przy korzystaniu z
informacji w sieciach
minus dobrać metody pomiarowe i przyrządy do pomiaru wielkości teletransmisyjnych
minus wykonać pomiary i zinterpretować otrzymane wyniki
minus eksploatować systemy teleinformatyczne w oparciu o protokoły teletransmisyjne
minus wykonać przeglądy i naprawy urządzeń teletransmisyjnych
minus dokonać zapisoacutew w dokumentacji sieci teletransmisyjnych
minus zastosować ustalone procedury w stanach awaryjnych oraz zagroŜenia
minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pracy przy urządzeniach
elektrycznych oraz emitujących pole elektromagnetyczne
minus porozumiewać się w języku angielskim zawodowym
4 MATERIAŁ NAUCZANIA
41 Tory i linie kablowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
411 Materiał nauczania
Pojęcia podstawowe
Teletransmisja jest to dziedzina obejmująca zagadnienia dotyczące przesyłania ndash transmisji
ndash informacji na odległość za pomocą urządzeń elektrycznych i elektronicznych Przez
informację naleŜy rozumieć mowę muzykę znaki pisma obrazy ruchome i nieruchome
wartości pomiarowe dane cyfrowe itp ktoacutere są kierowane od nadawcy do odbiorcy
Transmisja danych jest to proces przekazywania z duŜą wiernością danych cyfrowych
pomiędzy dwoma punktami w postaci umoŜliwiającej ich przetwarzanie w urządzeniach
komunikacyjnych
Systemem teletransmisyjnym nazywamy zespoacuteł urządzeń teletransmisyjnych
wspoacutełpracujących ze sobą według określonych jednolitych zasad przeznaczonych do
tworzenia kanałoacutew telekomunikacyjnych
System teleinformatyczny jest to zintegrowany system transmisji i przetwarzania danych
ich organizacja i struktura zasady i zakresy ich wykorzystania w roacuteŜnych wariantach
zastosowań
Linią teletransmisyjną nazywamy zespoacuteł toroacutew teletransmisyjnych (przewodowych lub
radiowych) zainstalowanych w terenie wraz z urządzeniami teletransmisyjnymi (jednego lub
kilku systemoacutew) oraz wszelkimi urządzeniami pomocniczymi
Tor teletransmisyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych (informacji) między
dwoma punktami przestrzennie ograniczona praktycznie do walca o określonym promieniu W
telekomunikacji rozroacuteŜnia się następujące rodzaje toroacutew
minus tory przewodowe symetryczne złoŜone z dwoacutech przewodoacutew ułoŜonych roacutewnolegle obok
siebie ndash wykonane w wersji napowietrznej lub kablowej
minus tory przewodowe wspoacutełosiowe (koncentryczne) utworzone z dwoacutech przewodoacutew
umieszczonych względem siebie wspoacutełosiowo jeden przewoacuted ma postać zewnętrznego
cylindra w ktoacuterym jest umieszczony drugi przewoacuted w postaci walca
minus tory światłowodowe utworzone z włoacutekien szklanych tzw światłowodoacutew w ktoacuterych są
przesyłane elektromagnetyczne fale świetlne (spoacutejne i jednobarwne) będące nośnikiem
informacji
minus tory radiowe (proste lub łamane) utworzone za pomocą zespołu anten kierunkowych
Kanał telekomunikacyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych na odległość
za pomocą określonego systemu teletransmisyjnego RozroacuteŜniamy kanały częstotliwościowe
ograniczone do określonego pasma częstotliwości tworzone zazwyczaj w systemach
analogowych i kanały czasowe ograniczone czasem przesyłania sygnału do określonego
przedziału ktoacutere są tworzone w systemach cyfrowych
Łączem telekomunikacyjnym nazywamy zestaw środkoacutew technicznych (toroacutew urządzeń
teletransmisyjnych i komutacyjnych) umoŜliwiających bezpośrednią łączność między dwoma
końcowymi urządzenia przetwoacuterczymi
Łączem jednotorowym (lub jednokanałowym) nazywamy takie łącze w ktoacuterym transmisja
sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się tym samym torem (kanałem) W łączu dwutorowym
(lub dwukanałowym) przesyłanie sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się dwoma roacuteŜnymi
torami (kanałami)
Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości
niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
sygnałoacutew analogowych Dla sygnałoacutew cyfrowych zdolność przesyłową kanału określa się
przepływnością binarną (liczba bitoacutew przesłanych w ciągu sekundy ndash bits) chociaŜ i w tym
przypadku występuje ograniczenie częstotliwościowe
W kanałach telefonicznych definiowane jest pasmo rozmoacutewne zwane pasmem
akustycznym zajmowanym przez sygnały mowy zawierające się w granicach 300divide3400 Hz
Jednostki stosowane w teletransmisji
Do oceny parametroacutew urządzeń teletransmisyjnych oraz jakości transmisji stosowane są
następujące jednostki
minus dB (decybel) ndash słuŜy do wyraŜenia w mierze logarytmicznej stosunku dwoacutech wielkości mocy
(PxPy) napięcia (UxUy) lub prądu (IxIy) tj do określenia poziomu mocy tłumienności i
wzmocnienia w danym punkcie drogi przesyłowej zgodnie ze wzorami
Px
x dB = 10 lg
Py
Ux
x dB = 20 lg
Uy
Ix
x dB = 20 lg
Iy
gdzie Py Uy Iy ndash wartości odniesienia
minus
dBm ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu mocy pm tj poziomu mierzonego
względem mocy o wartości 1 mW określonego wzorem
Px
pm = x dBm = 10 lg
1 mW
gdzie Px ndash moc bezwzględna sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
minus
dBu ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu napięcia odniesionego do napięcia
owartości 0775 V zgodnie z wzorem
Ux
pu = x dBu = 20 lg
0775 V
gdzie Ux ndash napięcie bezwzględne sygnału w danym punkcie [V]
minus dBr ndash słuŜy do wyraŜenia względnego poziomu mocy sygnału pomiarowego w odniesieniu
do mocy w punkcie przyjętym za początek łącza zgodnie z wzorem
Px
pr = x dBr = 10 lg
Pod
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]
Parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia się na podstawie parametroacutew
jakościowych kanałoacutew ktoacutere w tych systemach są realizowane
Podstawowymi parametrami kanału telekomunikacyjnego stanowiącymi wskaźniki
jakości transmisji są
minus zniekształcenia tłumieniowe powstające w wyniku niejednakowego tłumienia sygnałoacutew o
roacuteŜnych częstotliwościach występujących w paśmie przenoszenia kanału
minus zniekształcenia opoacuteźnieniowe (fazowe) wynikające z roacuteŜnej szybkości przenoszenia przez
kanał sygnałoacutew sinusoidalnych o roacuteŜnych częstotliwościach wchodzących w skład pasma
przenoszenia
minus zniekształcenia nieliniowe powstające w wyniku nieliniowej charakterystyki
napięciowoprądowej elementoacutew czynnych (np tranzystory wzmacniacze) stosowanych w
urządzeniach teletransmisyjnych Objawem zniekształceń nieliniowych jest pojawienie się
w sygnale wyjściowym kanału składowych częstotliwości ktoacuterych nie było w sygnale
wejściowym
minus przesłuchy będące zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanału (toru) do
drugiego wskutek sprzęŜeń elektromagnetycznych miedzy tymi kanałami (torami)
minus szumy będące zakłoacuteceniami o szerokim widmie częstotliwości i pochodzą z roacuteŜnych
źroacutedeł Przyczyną szumoacutew mogą być zniekształcenia nieliniowe przeniki i tzw szumy
termiczne
minus zakłoacutecenia zewnętrzne są to zakłoacutecenia występujące w kanałach teletransmisyjnych
wywołane między innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napięcia
(zakłoacutecenia energetyczne) pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłoacutecenia radiowe)
wyładowania atmosferyczne (zakłoacutecenia atmosferyczne) silniki elektryczne zasilacze
impulsowe odbiornikoacutew telewizyjnych i komputeroacutew
Tory i linie kablowe
Tory kablowe stanowią obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony środek
łączności w roacuteŜnych płaszczyznach telekomunikacji Są one w bardzo małym stopniu wraŜliwe
na wpływ warunkoacutew atmosferycznych i zakłoacutecenia zewnętrzne Kable są układane pod ziemią
na głębokości 70divide100 cm Najczęściej klasyfikuje się je według budowy ndash tory i kable
symetryczne oraz tory i kable wspoacutełosiowe
Tory symetryczne stanowią pary przewodoacutew (zwanych Ŝyłami) wykonanych z drutu
miedzianego o średnicy 04divide14 mm śyły izolowane materiału izolacyjnym (np polietylenem
piankowym) są grupowane i skręcane w wiązki najczęściej czteroŜyłowe
Stosuje się dwa rodzaje skrętu
minus gwiazdowy polegający na jednoczesnym skręceniu wszystkich czterech Ŝył
minus dwuparowy polegający na tym Ŝe najpierw Ŝyły są skręcane parami a następnie dwie pary
są skręcane ze sobą
Na rys 1 pokazano przykładową budowę kabla symetrycznego z czwoacuterkami gwiazdkowymi
Wiązki znajdujące się w środku kabla stanowią rdzeń Pozostałe wiązki są rozmieszczone
wokoacuteł rdzenia w jednej lub kilku wspoacutełosiowych warstwach Wszystkie Ŝyły owinięte
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
2
mgr inŜ Krzysztof Słomczyński
Opracowanie redakcyjne mgr
inŜ Ryszard Zankowski
Konsultacja
mgr Małgorzata Sienna
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 312[02]Z301
bdquoZarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymirdquo zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu technik teleinformatyk
Wydawca
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
3
Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007
SPIS TREŚCI 1 Wprowadzenie 3 2 Wymagania wstępne 5 3 Cele kształcenia 6 4 Materiał
nauczania 7
41 Tory i linie kablowe 7 411 Materiał nauczania 7
412 Pytania sprawdzające 12
413 Ćwiczenia 13
414 Sprawdzian postępoacutew 15
42 Tory i linie światłowodowe 16 421 Materiał nauczania 16
422 Pytania sprawdzające 20
423 Ćwiczenia 20
424 Sprawdzian postępoacutew 22
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 23 431 Materiał nauczania 23
432 Pytania sprawdzające 33
433 Ćwiczenia 33
434 Sprawdzian postępoacutew 35
44 Wielokrotne systemy cyfrowe 36 441 Materiał nauczania 36
442 Pytania sprawdzające 43
443 Ćwiczenia 44
444 Sprawdzian postępoacutew 46
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne 47 451 Materiał nauczania 47
452 Pytania sprawdzające 50
453 Ćwiczenia 51
454 Sprawdzian postępoacutew 52
5 Sprawdzian osiągnięć 53 6 Literatura 60
1 WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o technologiach stosowanych
przewodowych i bezprzewodowych systemach transmisji sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
oraz zarządzaniu systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi W poradniku
znajdziesz
ndash wymagania wstępne ndash wykaz umiejętności jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane abyś
bez problemoacutew moacutegł korzystać z poradnika
ndash cele kształcenia ndash wykaz umiejętności jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem
ndash materiał nauczania ndash wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej
ndash zestaw pytań abyś moacutegł sprawdzić czy juŜ opanowałeś określone treści
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
4
ndash ćwiczenia ktoacutere pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne
ndash sprawdzian postępoacutew
ndash sprawdzian osiągnięć przykładowy zestaw zadań Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
materiału całej jednostki modułowej ndash literaturę uzupełniającą
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
Schemat układu jednostek modułowych w module
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć ndash
stosować jednostki układu SI
ndash przeliczać jednostki
ndash posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu elektrotechniki i elektroniki
ndash rozroacuteŜniać podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki
ndash rozroacuteŜniać elementy obwodu elektrycznego
ndash odczytywać schematy prostych układoacutew elektrycznych i elektronicznych
ndash charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach
elektrycznych
ndash łączyć układy elektryczne i elektroniczne zgodnie ze schematem
ndash wyjaśniać działanie prostych układoacutew elektronicznych na podstawie ich schematoacutew
ndash korzystać z roacuteŜnych źroacutedeł informacji
ndash obsługiwać komputer
ndash wspoacutełpracować w grupie
312[02]Z301 Zarz ą dzanie systemami
teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
312[02]Z302 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN
312[02]Z3 Sieci teleinformatyczne
312[02]Z303 Eksploatowanie rozległych sieci
komputerowych WAN
312[02]Z304 Administrowanie sieciami
komputerowymi
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć
minus scharakteryzować podstawowe parametry toroacutew przewodowych
minus przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe
minus poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
minus wykonać kontrolę szczelności kabli telekomunikacyjnych
minus wykonać konserwację i pomiary parametroacutew kabli telekomunikacyjnych
minus poroacutewnać zasady transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodach roacuteŜnych typoacutew
minus poroacutewnać parametry światłowodoacutew wielodomowych skokowych i gradientowych oraz
jednomodowych
minus wykonać roacuteŜne połączenia światłowodoacutew
minus poroacutewnać metodę częstotliwościową i czasową wielokrotnego wykorzystania toroacutew
transmisyjnych
minus rozroacuteŜnić systemy PCM o roacuteŜnych przepływnościach sygnałoacutew
minus rozroacuteŜnić kody transmisyjne dwu- i troacutejwartościowe
minus poroacutewnać metody zabezpieczenia sygnałoacutew cyfrowych przed błędami
minus wyjaśnić strukturę i zasadę działania urządzeń cyfrowych linii radiowej
minus rozroacuteŜnić systemy łączności satelitarnej
minus wyjaśnić zasadę zwielokrotniania cyfrowego plezjochronicznych systemoacutew PDH
minus rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
minus wykonać czynności związane z nadzorem i zarządzaniem siecią SDH
minus obsłuŜyć komputery i specjalistyczne oprogramowanie sterujące pracą urządzeń
teletransmisyjnych
minus zastosować przepisy z zakresu ochrony danych i praw autorskich przy korzystaniu z
informacji w sieciach
minus dobrać metody pomiarowe i przyrządy do pomiaru wielkości teletransmisyjnych
minus wykonać pomiary i zinterpretować otrzymane wyniki
minus eksploatować systemy teleinformatyczne w oparciu o protokoły teletransmisyjne
minus wykonać przeglądy i naprawy urządzeń teletransmisyjnych
minus dokonać zapisoacutew w dokumentacji sieci teletransmisyjnych
minus zastosować ustalone procedury w stanach awaryjnych oraz zagroŜenia
minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pracy przy urządzeniach
elektrycznych oraz emitujących pole elektromagnetyczne
minus porozumiewać się w języku angielskim zawodowym
4 MATERIAŁ NAUCZANIA
41 Tory i linie kablowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
411 Materiał nauczania
Pojęcia podstawowe
Teletransmisja jest to dziedzina obejmująca zagadnienia dotyczące przesyłania ndash transmisji
ndash informacji na odległość za pomocą urządzeń elektrycznych i elektronicznych Przez
informację naleŜy rozumieć mowę muzykę znaki pisma obrazy ruchome i nieruchome
wartości pomiarowe dane cyfrowe itp ktoacutere są kierowane od nadawcy do odbiorcy
Transmisja danych jest to proces przekazywania z duŜą wiernością danych cyfrowych
pomiędzy dwoma punktami w postaci umoŜliwiającej ich przetwarzanie w urządzeniach
komunikacyjnych
Systemem teletransmisyjnym nazywamy zespoacuteł urządzeń teletransmisyjnych
wspoacutełpracujących ze sobą według określonych jednolitych zasad przeznaczonych do
tworzenia kanałoacutew telekomunikacyjnych
System teleinformatyczny jest to zintegrowany system transmisji i przetwarzania danych
ich organizacja i struktura zasady i zakresy ich wykorzystania w roacuteŜnych wariantach
zastosowań
Linią teletransmisyjną nazywamy zespoacuteł toroacutew teletransmisyjnych (przewodowych lub
radiowych) zainstalowanych w terenie wraz z urządzeniami teletransmisyjnymi (jednego lub
kilku systemoacutew) oraz wszelkimi urządzeniami pomocniczymi
Tor teletransmisyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych (informacji) między
dwoma punktami przestrzennie ograniczona praktycznie do walca o określonym promieniu W
telekomunikacji rozroacuteŜnia się następujące rodzaje toroacutew
minus tory przewodowe symetryczne złoŜone z dwoacutech przewodoacutew ułoŜonych roacutewnolegle obok
siebie ndash wykonane w wersji napowietrznej lub kablowej
minus tory przewodowe wspoacutełosiowe (koncentryczne) utworzone z dwoacutech przewodoacutew
umieszczonych względem siebie wspoacutełosiowo jeden przewoacuted ma postać zewnętrznego
cylindra w ktoacuterym jest umieszczony drugi przewoacuted w postaci walca
minus tory światłowodowe utworzone z włoacutekien szklanych tzw światłowodoacutew w ktoacuterych są
przesyłane elektromagnetyczne fale świetlne (spoacutejne i jednobarwne) będące nośnikiem
informacji
minus tory radiowe (proste lub łamane) utworzone za pomocą zespołu anten kierunkowych
Kanał telekomunikacyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych na odległość
za pomocą określonego systemu teletransmisyjnego RozroacuteŜniamy kanały częstotliwościowe
ograniczone do określonego pasma częstotliwości tworzone zazwyczaj w systemach
analogowych i kanały czasowe ograniczone czasem przesyłania sygnału do określonego
przedziału ktoacutere są tworzone w systemach cyfrowych
Łączem telekomunikacyjnym nazywamy zestaw środkoacutew technicznych (toroacutew urządzeń
teletransmisyjnych i komutacyjnych) umoŜliwiających bezpośrednią łączność między dwoma
końcowymi urządzenia przetwoacuterczymi
Łączem jednotorowym (lub jednokanałowym) nazywamy takie łącze w ktoacuterym transmisja
sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się tym samym torem (kanałem) W łączu dwutorowym
(lub dwukanałowym) przesyłanie sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się dwoma roacuteŜnymi
torami (kanałami)
Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości
niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
sygnałoacutew analogowych Dla sygnałoacutew cyfrowych zdolność przesyłową kanału określa się
przepływnością binarną (liczba bitoacutew przesłanych w ciągu sekundy ndash bits) chociaŜ i w tym
przypadku występuje ograniczenie częstotliwościowe
W kanałach telefonicznych definiowane jest pasmo rozmoacutewne zwane pasmem
akustycznym zajmowanym przez sygnały mowy zawierające się w granicach 300divide3400 Hz
Jednostki stosowane w teletransmisji
Do oceny parametroacutew urządzeń teletransmisyjnych oraz jakości transmisji stosowane są
następujące jednostki
minus dB (decybel) ndash słuŜy do wyraŜenia w mierze logarytmicznej stosunku dwoacutech wielkości mocy
(PxPy) napięcia (UxUy) lub prądu (IxIy) tj do określenia poziomu mocy tłumienności i
wzmocnienia w danym punkcie drogi przesyłowej zgodnie ze wzorami
Px
x dB = 10 lg
Py
Ux
x dB = 20 lg
Uy
Ix
x dB = 20 lg
Iy
gdzie Py Uy Iy ndash wartości odniesienia
minus
dBm ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu mocy pm tj poziomu mierzonego
względem mocy o wartości 1 mW określonego wzorem
Px
pm = x dBm = 10 lg
1 mW
gdzie Px ndash moc bezwzględna sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
minus
dBu ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu napięcia odniesionego do napięcia
owartości 0775 V zgodnie z wzorem
Ux
pu = x dBu = 20 lg
0775 V
gdzie Ux ndash napięcie bezwzględne sygnału w danym punkcie [V]
minus dBr ndash słuŜy do wyraŜenia względnego poziomu mocy sygnału pomiarowego w odniesieniu
do mocy w punkcie przyjętym za początek łącza zgodnie z wzorem
Px
pr = x dBr = 10 lg
Pod
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]
Parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia się na podstawie parametroacutew
jakościowych kanałoacutew ktoacutere w tych systemach są realizowane
Podstawowymi parametrami kanału telekomunikacyjnego stanowiącymi wskaźniki
jakości transmisji są
minus zniekształcenia tłumieniowe powstające w wyniku niejednakowego tłumienia sygnałoacutew o
roacuteŜnych częstotliwościach występujących w paśmie przenoszenia kanału
minus zniekształcenia opoacuteźnieniowe (fazowe) wynikające z roacuteŜnej szybkości przenoszenia przez
kanał sygnałoacutew sinusoidalnych o roacuteŜnych częstotliwościach wchodzących w skład pasma
przenoszenia
minus zniekształcenia nieliniowe powstające w wyniku nieliniowej charakterystyki
napięciowoprądowej elementoacutew czynnych (np tranzystory wzmacniacze) stosowanych w
urządzeniach teletransmisyjnych Objawem zniekształceń nieliniowych jest pojawienie się
w sygnale wyjściowym kanału składowych częstotliwości ktoacuterych nie było w sygnale
wejściowym
minus przesłuchy będące zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanału (toru) do
drugiego wskutek sprzęŜeń elektromagnetycznych miedzy tymi kanałami (torami)
minus szumy będące zakłoacuteceniami o szerokim widmie częstotliwości i pochodzą z roacuteŜnych
źroacutedeł Przyczyną szumoacutew mogą być zniekształcenia nieliniowe przeniki i tzw szumy
termiczne
minus zakłoacutecenia zewnętrzne są to zakłoacutecenia występujące w kanałach teletransmisyjnych
wywołane między innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napięcia
(zakłoacutecenia energetyczne) pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłoacutecenia radiowe)
wyładowania atmosferyczne (zakłoacutecenia atmosferyczne) silniki elektryczne zasilacze
impulsowe odbiornikoacutew telewizyjnych i komputeroacutew
Tory i linie kablowe
Tory kablowe stanowią obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony środek
łączności w roacuteŜnych płaszczyznach telekomunikacji Są one w bardzo małym stopniu wraŜliwe
na wpływ warunkoacutew atmosferycznych i zakłoacutecenia zewnętrzne Kable są układane pod ziemią
na głębokości 70divide100 cm Najczęściej klasyfikuje się je według budowy ndash tory i kable
symetryczne oraz tory i kable wspoacutełosiowe
Tory symetryczne stanowią pary przewodoacutew (zwanych Ŝyłami) wykonanych z drutu
miedzianego o średnicy 04divide14 mm śyły izolowane materiału izolacyjnym (np polietylenem
piankowym) są grupowane i skręcane w wiązki najczęściej czteroŜyłowe
Stosuje się dwa rodzaje skrętu
minus gwiazdowy polegający na jednoczesnym skręceniu wszystkich czterech Ŝył
minus dwuparowy polegający na tym Ŝe najpierw Ŝyły są skręcane parami a następnie dwie pary
są skręcane ze sobą
Na rys 1 pokazano przykładową budowę kabla symetrycznego z czwoacuterkami gwiazdkowymi
Wiązki znajdujące się w środku kabla stanowią rdzeń Pozostałe wiązki są rozmieszczone
wokoacuteł rdzenia w jednej lub kilku wspoacutełosiowych warstwach Wszystkie Ŝyły owinięte
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
3
Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007
SPIS TREŚCI 1 Wprowadzenie 3 2 Wymagania wstępne 5 3 Cele kształcenia 6 4 Materiał
nauczania 7
41 Tory i linie kablowe 7 411 Materiał nauczania 7
412 Pytania sprawdzające 12
413 Ćwiczenia 13
414 Sprawdzian postępoacutew 15
42 Tory i linie światłowodowe 16 421 Materiał nauczania 16
422 Pytania sprawdzające 20
423 Ćwiczenia 20
424 Sprawdzian postępoacutew 22
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 23 431 Materiał nauczania 23
432 Pytania sprawdzające 33
433 Ćwiczenia 33
434 Sprawdzian postępoacutew 35
44 Wielokrotne systemy cyfrowe 36 441 Materiał nauczania 36
442 Pytania sprawdzające 43
443 Ćwiczenia 44
444 Sprawdzian postępoacutew 46
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne 47 451 Materiał nauczania 47
452 Pytania sprawdzające 50
453 Ćwiczenia 51
454 Sprawdzian postępoacutew 52
5 Sprawdzian osiągnięć 53 6 Literatura 60
1 WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o technologiach stosowanych
przewodowych i bezprzewodowych systemach transmisji sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
oraz zarządzaniu systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi W poradniku
znajdziesz
ndash wymagania wstępne ndash wykaz umiejętności jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane abyś
bez problemoacutew moacutegł korzystać z poradnika
ndash cele kształcenia ndash wykaz umiejętności jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem
ndash materiał nauczania ndash wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej
ndash zestaw pytań abyś moacutegł sprawdzić czy juŜ opanowałeś określone treści
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
4
ndash ćwiczenia ktoacutere pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne
ndash sprawdzian postępoacutew
ndash sprawdzian osiągnięć przykładowy zestaw zadań Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
materiału całej jednostki modułowej ndash literaturę uzupełniającą
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
Schemat układu jednostek modułowych w module
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć ndash
stosować jednostki układu SI
ndash przeliczać jednostki
ndash posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu elektrotechniki i elektroniki
ndash rozroacuteŜniać podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki
ndash rozroacuteŜniać elementy obwodu elektrycznego
ndash odczytywać schematy prostych układoacutew elektrycznych i elektronicznych
ndash charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach
elektrycznych
ndash łączyć układy elektryczne i elektroniczne zgodnie ze schematem
ndash wyjaśniać działanie prostych układoacutew elektronicznych na podstawie ich schematoacutew
ndash korzystać z roacuteŜnych źroacutedeł informacji
ndash obsługiwać komputer
ndash wspoacutełpracować w grupie
312[02]Z301 Zarz ą dzanie systemami
teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
312[02]Z302 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN
312[02]Z3 Sieci teleinformatyczne
312[02]Z303 Eksploatowanie rozległych sieci
komputerowych WAN
312[02]Z304 Administrowanie sieciami
komputerowymi
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć
minus scharakteryzować podstawowe parametry toroacutew przewodowych
minus przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe
minus poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
minus wykonać kontrolę szczelności kabli telekomunikacyjnych
minus wykonać konserwację i pomiary parametroacutew kabli telekomunikacyjnych
minus poroacutewnać zasady transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodach roacuteŜnych typoacutew
minus poroacutewnać parametry światłowodoacutew wielodomowych skokowych i gradientowych oraz
jednomodowych
minus wykonać roacuteŜne połączenia światłowodoacutew
minus poroacutewnać metodę częstotliwościową i czasową wielokrotnego wykorzystania toroacutew
transmisyjnych
minus rozroacuteŜnić systemy PCM o roacuteŜnych przepływnościach sygnałoacutew
minus rozroacuteŜnić kody transmisyjne dwu- i troacutejwartościowe
minus poroacutewnać metody zabezpieczenia sygnałoacutew cyfrowych przed błędami
minus wyjaśnić strukturę i zasadę działania urządzeń cyfrowych linii radiowej
minus rozroacuteŜnić systemy łączności satelitarnej
minus wyjaśnić zasadę zwielokrotniania cyfrowego plezjochronicznych systemoacutew PDH
minus rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
minus wykonać czynności związane z nadzorem i zarządzaniem siecią SDH
minus obsłuŜyć komputery i specjalistyczne oprogramowanie sterujące pracą urządzeń
teletransmisyjnych
minus zastosować przepisy z zakresu ochrony danych i praw autorskich przy korzystaniu z
informacji w sieciach
minus dobrać metody pomiarowe i przyrządy do pomiaru wielkości teletransmisyjnych
minus wykonać pomiary i zinterpretować otrzymane wyniki
minus eksploatować systemy teleinformatyczne w oparciu o protokoły teletransmisyjne
minus wykonać przeglądy i naprawy urządzeń teletransmisyjnych
minus dokonać zapisoacutew w dokumentacji sieci teletransmisyjnych
minus zastosować ustalone procedury w stanach awaryjnych oraz zagroŜenia
minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pracy przy urządzeniach
elektrycznych oraz emitujących pole elektromagnetyczne
minus porozumiewać się w języku angielskim zawodowym
4 MATERIAŁ NAUCZANIA
41 Tory i linie kablowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
411 Materiał nauczania
Pojęcia podstawowe
Teletransmisja jest to dziedzina obejmująca zagadnienia dotyczące przesyłania ndash transmisji
ndash informacji na odległość za pomocą urządzeń elektrycznych i elektronicznych Przez
informację naleŜy rozumieć mowę muzykę znaki pisma obrazy ruchome i nieruchome
wartości pomiarowe dane cyfrowe itp ktoacutere są kierowane od nadawcy do odbiorcy
Transmisja danych jest to proces przekazywania z duŜą wiernością danych cyfrowych
pomiędzy dwoma punktami w postaci umoŜliwiającej ich przetwarzanie w urządzeniach
komunikacyjnych
Systemem teletransmisyjnym nazywamy zespoacuteł urządzeń teletransmisyjnych
wspoacutełpracujących ze sobą według określonych jednolitych zasad przeznaczonych do
tworzenia kanałoacutew telekomunikacyjnych
System teleinformatyczny jest to zintegrowany system transmisji i przetwarzania danych
ich organizacja i struktura zasady i zakresy ich wykorzystania w roacuteŜnych wariantach
zastosowań
Linią teletransmisyjną nazywamy zespoacuteł toroacutew teletransmisyjnych (przewodowych lub
radiowych) zainstalowanych w terenie wraz z urządzeniami teletransmisyjnymi (jednego lub
kilku systemoacutew) oraz wszelkimi urządzeniami pomocniczymi
Tor teletransmisyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych (informacji) między
dwoma punktami przestrzennie ograniczona praktycznie do walca o określonym promieniu W
telekomunikacji rozroacuteŜnia się następujące rodzaje toroacutew
minus tory przewodowe symetryczne złoŜone z dwoacutech przewodoacutew ułoŜonych roacutewnolegle obok
siebie ndash wykonane w wersji napowietrznej lub kablowej
minus tory przewodowe wspoacutełosiowe (koncentryczne) utworzone z dwoacutech przewodoacutew
umieszczonych względem siebie wspoacutełosiowo jeden przewoacuted ma postać zewnętrznego
cylindra w ktoacuterym jest umieszczony drugi przewoacuted w postaci walca
minus tory światłowodowe utworzone z włoacutekien szklanych tzw światłowodoacutew w ktoacuterych są
przesyłane elektromagnetyczne fale świetlne (spoacutejne i jednobarwne) będące nośnikiem
informacji
minus tory radiowe (proste lub łamane) utworzone za pomocą zespołu anten kierunkowych
Kanał telekomunikacyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych na odległość
za pomocą określonego systemu teletransmisyjnego RozroacuteŜniamy kanały częstotliwościowe
ograniczone do określonego pasma częstotliwości tworzone zazwyczaj w systemach
analogowych i kanały czasowe ograniczone czasem przesyłania sygnału do określonego
przedziału ktoacutere są tworzone w systemach cyfrowych
Łączem telekomunikacyjnym nazywamy zestaw środkoacutew technicznych (toroacutew urządzeń
teletransmisyjnych i komutacyjnych) umoŜliwiających bezpośrednią łączność między dwoma
końcowymi urządzenia przetwoacuterczymi
Łączem jednotorowym (lub jednokanałowym) nazywamy takie łącze w ktoacuterym transmisja
sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się tym samym torem (kanałem) W łączu dwutorowym
(lub dwukanałowym) przesyłanie sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się dwoma roacuteŜnymi
torami (kanałami)
Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości
niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
sygnałoacutew analogowych Dla sygnałoacutew cyfrowych zdolność przesyłową kanału określa się
przepływnością binarną (liczba bitoacutew przesłanych w ciągu sekundy ndash bits) chociaŜ i w tym
przypadku występuje ograniczenie częstotliwościowe
W kanałach telefonicznych definiowane jest pasmo rozmoacutewne zwane pasmem
akustycznym zajmowanym przez sygnały mowy zawierające się w granicach 300divide3400 Hz
Jednostki stosowane w teletransmisji
Do oceny parametroacutew urządzeń teletransmisyjnych oraz jakości transmisji stosowane są
następujące jednostki
minus dB (decybel) ndash słuŜy do wyraŜenia w mierze logarytmicznej stosunku dwoacutech wielkości mocy
(PxPy) napięcia (UxUy) lub prądu (IxIy) tj do określenia poziomu mocy tłumienności i
wzmocnienia w danym punkcie drogi przesyłowej zgodnie ze wzorami
Px
x dB = 10 lg
Py
Ux
x dB = 20 lg
Uy
Ix
x dB = 20 lg
Iy
gdzie Py Uy Iy ndash wartości odniesienia
minus
dBm ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu mocy pm tj poziomu mierzonego
względem mocy o wartości 1 mW określonego wzorem
Px
pm = x dBm = 10 lg
1 mW
gdzie Px ndash moc bezwzględna sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
minus
dBu ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu napięcia odniesionego do napięcia
owartości 0775 V zgodnie z wzorem
Ux
pu = x dBu = 20 lg
0775 V
gdzie Ux ndash napięcie bezwzględne sygnału w danym punkcie [V]
minus dBr ndash słuŜy do wyraŜenia względnego poziomu mocy sygnału pomiarowego w odniesieniu
do mocy w punkcie przyjętym za początek łącza zgodnie z wzorem
Px
pr = x dBr = 10 lg
Pod
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]
Parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia się na podstawie parametroacutew
jakościowych kanałoacutew ktoacutere w tych systemach są realizowane
Podstawowymi parametrami kanału telekomunikacyjnego stanowiącymi wskaźniki
jakości transmisji są
minus zniekształcenia tłumieniowe powstające w wyniku niejednakowego tłumienia sygnałoacutew o
roacuteŜnych częstotliwościach występujących w paśmie przenoszenia kanału
minus zniekształcenia opoacuteźnieniowe (fazowe) wynikające z roacuteŜnej szybkości przenoszenia przez
kanał sygnałoacutew sinusoidalnych o roacuteŜnych częstotliwościach wchodzących w skład pasma
przenoszenia
minus zniekształcenia nieliniowe powstające w wyniku nieliniowej charakterystyki
napięciowoprądowej elementoacutew czynnych (np tranzystory wzmacniacze) stosowanych w
urządzeniach teletransmisyjnych Objawem zniekształceń nieliniowych jest pojawienie się
w sygnale wyjściowym kanału składowych częstotliwości ktoacuterych nie było w sygnale
wejściowym
minus przesłuchy będące zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanału (toru) do
drugiego wskutek sprzęŜeń elektromagnetycznych miedzy tymi kanałami (torami)
minus szumy będące zakłoacuteceniami o szerokim widmie częstotliwości i pochodzą z roacuteŜnych
źroacutedeł Przyczyną szumoacutew mogą być zniekształcenia nieliniowe przeniki i tzw szumy
termiczne
minus zakłoacutecenia zewnętrzne są to zakłoacutecenia występujące w kanałach teletransmisyjnych
wywołane między innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napięcia
(zakłoacutecenia energetyczne) pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłoacutecenia radiowe)
wyładowania atmosferyczne (zakłoacutecenia atmosferyczne) silniki elektryczne zasilacze
impulsowe odbiornikoacutew telewizyjnych i komputeroacutew
Tory i linie kablowe
Tory kablowe stanowią obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony środek
łączności w roacuteŜnych płaszczyznach telekomunikacji Są one w bardzo małym stopniu wraŜliwe
na wpływ warunkoacutew atmosferycznych i zakłoacutecenia zewnętrzne Kable są układane pod ziemią
na głębokości 70divide100 cm Najczęściej klasyfikuje się je według budowy ndash tory i kable
symetryczne oraz tory i kable wspoacutełosiowe
Tory symetryczne stanowią pary przewodoacutew (zwanych Ŝyłami) wykonanych z drutu
miedzianego o średnicy 04divide14 mm śyły izolowane materiału izolacyjnym (np polietylenem
piankowym) są grupowane i skręcane w wiązki najczęściej czteroŜyłowe
Stosuje się dwa rodzaje skrętu
minus gwiazdowy polegający na jednoczesnym skręceniu wszystkich czterech Ŝył
minus dwuparowy polegający na tym Ŝe najpierw Ŝyły są skręcane parami a następnie dwie pary
są skręcane ze sobą
Na rys 1 pokazano przykładową budowę kabla symetrycznego z czwoacuterkami gwiazdkowymi
Wiązki znajdujące się w środku kabla stanowią rdzeń Pozostałe wiązki są rozmieszczone
wokoacuteł rdzenia w jednej lub kilku wspoacutełosiowych warstwach Wszystkie Ŝyły owinięte
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
4
ndash ćwiczenia ktoacutere pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne
ndash sprawdzian postępoacutew
ndash sprawdzian osiągnięć przykładowy zestaw zadań Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
materiału całej jednostki modułowej ndash literaturę uzupełniającą
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
Schemat układu jednostek modułowych w module
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć ndash
stosować jednostki układu SI
ndash przeliczać jednostki
ndash posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu elektrotechniki i elektroniki
ndash rozroacuteŜniać podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki
ndash rozroacuteŜniać elementy obwodu elektrycznego
ndash odczytywać schematy prostych układoacutew elektrycznych i elektronicznych
ndash charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach
elektrycznych
ndash łączyć układy elektryczne i elektroniczne zgodnie ze schematem
ndash wyjaśniać działanie prostych układoacutew elektronicznych na podstawie ich schematoacutew
ndash korzystać z roacuteŜnych źroacutedeł informacji
ndash obsługiwać komputer
ndash wspoacutełpracować w grupie
312[02]Z301 Zarz ą dzanie systemami
teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
312[02]Z302 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN
312[02]Z3 Sieci teleinformatyczne
312[02]Z303 Eksploatowanie rozległych sieci
komputerowych WAN
312[02]Z304 Administrowanie sieciami
komputerowymi
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć
minus scharakteryzować podstawowe parametry toroacutew przewodowych
minus przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe
minus poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
minus wykonać kontrolę szczelności kabli telekomunikacyjnych
minus wykonać konserwację i pomiary parametroacutew kabli telekomunikacyjnych
minus poroacutewnać zasady transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodach roacuteŜnych typoacutew
minus poroacutewnać parametry światłowodoacutew wielodomowych skokowych i gradientowych oraz
jednomodowych
minus wykonać roacuteŜne połączenia światłowodoacutew
minus poroacutewnać metodę częstotliwościową i czasową wielokrotnego wykorzystania toroacutew
transmisyjnych
minus rozroacuteŜnić systemy PCM o roacuteŜnych przepływnościach sygnałoacutew
minus rozroacuteŜnić kody transmisyjne dwu- i troacutejwartościowe
minus poroacutewnać metody zabezpieczenia sygnałoacutew cyfrowych przed błędami
minus wyjaśnić strukturę i zasadę działania urządzeń cyfrowych linii radiowej
minus rozroacuteŜnić systemy łączności satelitarnej
minus wyjaśnić zasadę zwielokrotniania cyfrowego plezjochronicznych systemoacutew PDH
minus rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
minus wykonać czynności związane z nadzorem i zarządzaniem siecią SDH
minus obsłuŜyć komputery i specjalistyczne oprogramowanie sterujące pracą urządzeń
teletransmisyjnych
minus zastosować przepisy z zakresu ochrony danych i praw autorskich przy korzystaniu z
informacji w sieciach
minus dobrać metody pomiarowe i przyrządy do pomiaru wielkości teletransmisyjnych
minus wykonać pomiary i zinterpretować otrzymane wyniki
minus eksploatować systemy teleinformatyczne w oparciu o protokoły teletransmisyjne
minus wykonać przeglądy i naprawy urządzeń teletransmisyjnych
minus dokonać zapisoacutew w dokumentacji sieci teletransmisyjnych
minus zastosować ustalone procedury w stanach awaryjnych oraz zagroŜenia
minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pracy przy urządzeniach
elektrycznych oraz emitujących pole elektromagnetyczne
minus porozumiewać się w języku angielskim zawodowym
4 MATERIAŁ NAUCZANIA
41 Tory i linie kablowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
411 Materiał nauczania
Pojęcia podstawowe
Teletransmisja jest to dziedzina obejmująca zagadnienia dotyczące przesyłania ndash transmisji
ndash informacji na odległość za pomocą urządzeń elektrycznych i elektronicznych Przez
informację naleŜy rozumieć mowę muzykę znaki pisma obrazy ruchome i nieruchome
wartości pomiarowe dane cyfrowe itp ktoacutere są kierowane od nadawcy do odbiorcy
Transmisja danych jest to proces przekazywania z duŜą wiernością danych cyfrowych
pomiędzy dwoma punktami w postaci umoŜliwiającej ich przetwarzanie w urządzeniach
komunikacyjnych
Systemem teletransmisyjnym nazywamy zespoacuteł urządzeń teletransmisyjnych
wspoacutełpracujących ze sobą według określonych jednolitych zasad przeznaczonych do
tworzenia kanałoacutew telekomunikacyjnych
System teleinformatyczny jest to zintegrowany system transmisji i przetwarzania danych
ich organizacja i struktura zasady i zakresy ich wykorzystania w roacuteŜnych wariantach
zastosowań
Linią teletransmisyjną nazywamy zespoacuteł toroacutew teletransmisyjnych (przewodowych lub
radiowych) zainstalowanych w terenie wraz z urządzeniami teletransmisyjnymi (jednego lub
kilku systemoacutew) oraz wszelkimi urządzeniami pomocniczymi
Tor teletransmisyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych (informacji) między
dwoma punktami przestrzennie ograniczona praktycznie do walca o określonym promieniu W
telekomunikacji rozroacuteŜnia się następujące rodzaje toroacutew
minus tory przewodowe symetryczne złoŜone z dwoacutech przewodoacutew ułoŜonych roacutewnolegle obok
siebie ndash wykonane w wersji napowietrznej lub kablowej
minus tory przewodowe wspoacutełosiowe (koncentryczne) utworzone z dwoacutech przewodoacutew
umieszczonych względem siebie wspoacutełosiowo jeden przewoacuted ma postać zewnętrznego
cylindra w ktoacuterym jest umieszczony drugi przewoacuted w postaci walca
minus tory światłowodowe utworzone z włoacutekien szklanych tzw światłowodoacutew w ktoacuterych są
przesyłane elektromagnetyczne fale świetlne (spoacutejne i jednobarwne) będące nośnikiem
informacji
minus tory radiowe (proste lub łamane) utworzone za pomocą zespołu anten kierunkowych
Kanał telekomunikacyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych na odległość
za pomocą określonego systemu teletransmisyjnego RozroacuteŜniamy kanały częstotliwościowe
ograniczone do określonego pasma częstotliwości tworzone zazwyczaj w systemach
analogowych i kanały czasowe ograniczone czasem przesyłania sygnału do określonego
przedziału ktoacutere są tworzone w systemach cyfrowych
Łączem telekomunikacyjnym nazywamy zestaw środkoacutew technicznych (toroacutew urządzeń
teletransmisyjnych i komutacyjnych) umoŜliwiających bezpośrednią łączność między dwoma
końcowymi urządzenia przetwoacuterczymi
Łączem jednotorowym (lub jednokanałowym) nazywamy takie łącze w ktoacuterym transmisja
sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się tym samym torem (kanałem) W łączu dwutorowym
(lub dwukanałowym) przesyłanie sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się dwoma roacuteŜnymi
torami (kanałami)
Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości
niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
sygnałoacutew analogowych Dla sygnałoacutew cyfrowych zdolność przesyłową kanału określa się
przepływnością binarną (liczba bitoacutew przesłanych w ciągu sekundy ndash bits) chociaŜ i w tym
przypadku występuje ograniczenie częstotliwościowe
W kanałach telefonicznych definiowane jest pasmo rozmoacutewne zwane pasmem
akustycznym zajmowanym przez sygnały mowy zawierające się w granicach 300divide3400 Hz
Jednostki stosowane w teletransmisji
Do oceny parametroacutew urządzeń teletransmisyjnych oraz jakości transmisji stosowane są
następujące jednostki
minus dB (decybel) ndash słuŜy do wyraŜenia w mierze logarytmicznej stosunku dwoacutech wielkości mocy
(PxPy) napięcia (UxUy) lub prądu (IxIy) tj do określenia poziomu mocy tłumienności i
wzmocnienia w danym punkcie drogi przesyłowej zgodnie ze wzorami
Px
x dB = 10 lg
Py
Ux
x dB = 20 lg
Uy
Ix
x dB = 20 lg
Iy
gdzie Py Uy Iy ndash wartości odniesienia
minus
dBm ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu mocy pm tj poziomu mierzonego
względem mocy o wartości 1 mW określonego wzorem
Px
pm = x dBm = 10 lg
1 mW
gdzie Px ndash moc bezwzględna sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
minus
dBu ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu napięcia odniesionego do napięcia
owartości 0775 V zgodnie z wzorem
Ux
pu = x dBu = 20 lg
0775 V
gdzie Ux ndash napięcie bezwzględne sygnału w danym punkcie [V]
minus dBr ndash słuŜy do wyraŜenia względnego poziomu mocy sygnału pomiarowego w odniesieniu
do mocy w punkcie przyjętym za początek łącza zgodnie z wzorem
Px
pr = x dBr = 10 lg
Pod
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]
Parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia się na podstawie parametroacutew
jakościowych kanałoacutew ktoacutere w tych systemach są realizowane
Podstawowymi parametrami kanału telekomunikacyjnego stanowiącymi wskaźniki
jakości transmisji są
minus zniekształcenia tłumieniowe powstające w wyniku niejednakowego tłumienia sygnałoacutew o
roacuteŜnych częstotliwościach występujących w paśmie przenoszenia kanału
minus zniekształcenia opoacuteźnieniowe (fazowe) wynikające z roacuteŜnej szybkości przenoszenia przez
kanał sygnałoacutew sinusoidalnych o roacuteŜnych częstotliwościach wchodzących w skład pasma
przenoszenia
minus zniekształcenia nieliniowe powstające w wyniku nieliniowej charakterystyki
napięciowoprądowej elementoacutew czynnych (np tranzystory wzmacniacze) stosowanych w
urządzeniach teletransmisyjnych Objawem zniekształceń nieliniowych jest pojawienie się
w sygnale wyjściowym kanału składowych częstotliwości ktoacuterych nie było w sygnale
wejściowym
minus przesłuchy będące zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanału (toru) do
drugiego wskutek sprzęŜeń elektromagnetycznych miedzy tymi kanałami (torami)
minus szumy będące zakłoacuteceniami o szerokim widmie częstotliwości i pochodzą z roacuteŜnych
źroacutedeł Przyczyną szumoacutew mogą być zniekształcenia nieliniowe przeniki i tzw szumy
termiczne
minus zakłoacutecenia zewnętrzne są to zakłoacutecenia występujące w kanałach teletransmisyjnych
wywołane między innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napięcia
(zakłoacutecenia energetyczne) pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłoacutecenia radiowe)
wyładowania atmosferyczne (zakłoacutecenia atmosferyczne) silniki elektryczne zasilacze
impulsowe odbiornikoacutew telewizyjnych i komputeroacutew
Tory i linie kablowe
Tory kablowe stanowią obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony środek
łączności w roacuteŜnych płaszczyznach telekomunikacji Są one w bardzo małym stopniu wraŜliwe
na wpływ warunkoacutew atmosferycznych i zakłoacutecenia zewnętrzne Kable są układane pod ziemią
na głębokości 70divide100 cm Najczęściej klasyfikuje się je według budowy ndash tory i kable
symetryczne oraz tory i kable wspoacutełosiowe
Tory symetryczne stanowią pary przewodoacutew (zwanych Ŝyłami) wykonanych z drutu
miedzianego o średnicy 04divide14 mm śyły izolowane materiału izolacyjnym (np polietylenem
piankowym) są grupowane i skręcane w wiązki najczęściej czteroŜyłowe
Stosuje się dwa rodzaje skrętu
minus gwiazdowy polegający na jednoczesnym skręceniu wszystkich czterech Ŝył
minus dwuparowy polegający na tym Ŝe najpierw Ŝyły są skręcane parami a następnie dwie pary
są skręcane ze sobą
Na rys 1 pokazano przykładową budowę kabla symetrycznego z czwoacuterkami gwiazdkowymi
Wiązki znajdujące się w środku kabla stanowią rdzeń Pozostałe wiązki są rozmieszczone
wokoacuteł rdzenia w jednej lub kilku wspoacutełosiowych warstwach Wszystkie Ŝyły owinięte
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
5
Schemat układu jednostek modułowych w module
2 WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć ndash
stosować jednostki układu SI
ndash przeliczać jednostki
ndash posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu elektrotechniki i elektroniki
ndash rozroacuteŜniać podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki
ndash rozroacuteŜniać elementy obwodu elektrycznego
ndash odczytywać schematy prostych układoacutew elektrycznych i elektronicznych
ndash charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach
elektrycznych
ndash łączyć układy elektryczne i elektroniczne zgodnie ze schematem
ndash wyjaśniać działanie prostych układoacutew elektronicznych na podstawie ich schematoacutew
ndash korzystać z roacuteŜnych źroacutedeł informacji
ndash obsługiwać komputer
ndash wspoacutełpracować w grupie
312[02]Z301 Zarz ą dzanie systemami
teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
312[02]Z302 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN
312[02]Z3 Sieci teleinformatyczne
312[02]Z303 Eksploatowanie rozległych sieci
komputerowych WAN
312[02]Z304 Administrowanie sieciami
komputerowymi
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć
minus scharakteryzować podstawowe parametry toroacutew przewodowych
minus przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe
minus poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
minus wykonać kontrolę szczelności kabli telekomunikacyjnych
minus wykonać konserwację i pomiary parametroacutew kabli telekomunikacyjnych
minus poroacutewnać zasady transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodach roacuteŜnych typoacutew
minus poroacutewnać parametry światłowodoacutew wielodomowych skokowych i gradientowych oraz
jednomodowych
minus wykonać roacuteŜne połączenia światłowodoacutew
minus poroacutewnać metodę częstotliwościową i czasową wielokrotnego wykorzystania toroacutew
transmisyjnych
minus rozroacuteŜnić systemy PCM o roacuteŜnych przepływnościach sygnałoacutew
minus rozroacuteŜnić kody transmisyjne dwu- i troacutejwartościowe
minus poroacutewnać metody zabezpieczenia sygnałoacutew cyfrowych przed błędami
minus wyjaśnić strukturę i zasadę działania urządzeń cyfrowych linii radiowej
minus rozroacuteŜnić systemy łączności satelitarnej
minus wyjaśnić zasadę zwielokrotniania cyfrowego plezjochronicznych systemoacutew PDH
minus rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
minus wykonać czynności związane z nadzorem i zarządzaniem siecią SDH
minus obsłuŜyć komputery i specjalistyczne oprogramowanie sterujące pracą urządzeń
teletransmisyjnych
minus zastosować przepisy z zakresu ochrony danych i praw autorskich przy korzystaniu z
informacji w sieciach
minus dobrać metody pomiarowe i przyrządy do pomiaru wielkości teletransmisyjnych
minus wykonać pomiary i zinterpretować otrzymane wyniki
minus eksploatować systemy teleinformatyczne w oparciu o protokoły teletransmisyjne
minus wykonać przeglądy i naprawy urządzeń teletransmisyjnych
minus dokonać zapisoacutew w dokumentacji sieci teletransmisyjnych
minus zastosować ustalone procedury w stanach awaryjnych oraz zagroŜenia
minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pracy przy urządzeniach
elektrycznych oraz emitujących pole elektromagnetyczne
minus porozumiewać się w języku angielskim zawodowym
4 MATERIAŁ NAUCZANIA
41 Tory i linie kablowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
411 Materiał nauczania
Pojęcia podstawowe
Teletransmisja jest to dziedzina obejmująca zagadnienia dotyczące przesyłania ndash transmisji
ndash informacji na odległość za pomocą urządzeń elektrycznych i elektronicznych Przez
informację naleŜy rozumieć mowę muzykę znaki pisma obrazy ruchome i nieruchome
wartości pomiarowe dane cyfrowe itp ktoacutere są kierowane od nadawcy do odbiorcy
Transmisja danych jest to proces przekazywania z duŜą wiernością danych cyfrowych
pomiędzy dwoma punktami w postaci umoŜliwiającej ich przetwarzanie w urządzeniach
komunikacyjnych
Systemem teletransmisyjnym nazywamy zespoacuteł urządzeń teletransmisyjnych
wspoacutełpracujących ze sobą według określonych jednolitych zasad przeznaczonych do
tworzenia kanałoacutew telekomunikacyjnych
System teleinformatyczny jest to zintegrowany system transmisji i przetwarzania danych
ich organizacja i struktura zasady i zakresy ich wykorzystania w roacuteŜnych wariantach
zastosowań
Linią teletransmisyjną nazywamy zespoacuteł toroacutew teletransmisyjnych (przewodowych lub
radiowych) zainstalowanych w terenie wraz z urządzeniami teletransmisyjnymi (jednego lub
kilku systemoacutew) oraz wszelkimi urządzeniami pomocniczymi
Tor teletransmisyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych (informacji) między
dwoma punktami przestrzennie ograniczona praktycznie do walca o określonym promieniu W
telekomunikacji rozroacuteŜnia się następujące rodzaje toroacutew
minus tory przewodowe symetryczne złoŜone z dwoacutech przewodoacutew ułoŜonych roacutewnolegle obok
siebie ndash wykonane w wersji napowietrznej lub kablowej
minus tory przewodowe wspoacutełosiowe (koncentryczne) utworzone z dwoacutech przewodoacutew
umieszczonych względem siebie wspoacutełosiowo jeden przewoacuted ma postać zewnętrznego
cylindra w ktoacuterym jest umieszczony drugi przewoacuted w postaci walca
minus tory światłowodowe utworzone z włoacutekien szklanych tzw światłowodoacutew w ktoacuterych są
przesyłane elektromagnetyczne fale świetlne (spoacutejne i jednobarwne) będące nośnikiem
informacji
minus tory radiowe (proste lub łamane) utworzone za pomocą zespołu anten kierunkowych
Kanał telekomunikacyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych na odległość
za pomocą określonego systemu teletransmisyjnego RozroacuteŜniamy kanały częstotliwościowe
ograniczone do określonego pasma częstotliwości tworzone zazwyczaj w systemach
analogowych i kanały czasowe ograniczone czasem przesyłania sygnału do określonego
przedziału ktoacutere są tworzone w systemach cyfrowych
Łączem telekomunikacyjnym nazywamy zestaw środkoacutew technicznych (toroacutew urządzeń
teletransmisyjnych i komutacyjnych) umoŜliwiających bezpośrednią łączność między dwoma
końcowymi urządzenia przetwoacuterczymi
Łączem jednotorowym (lub jednokanałowym) nazywamy takie łącze w ktoacuterym transmisja
sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się tym samym torem (kanałem) W łączu dwutorowym
(lub dwukanałowym) przesyłanie sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się dwoma roacuteŜnymi
torami (kanałami)
Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości
niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
sygnałoacutew analogowych Dla sygnałoacutew cyfrowych zdolność przesyłową kanału określa się
przepływnością binarną (liczba bitoacutew przesłanych w ciągu sekundy ndash bits) chociaŜ i w tym
przypadku występuje ograniczenie częstotliwościowe
W kanałach telefonicznych definiowane jest pasmo rozmoacutewne zwane pasmem
akustycznym zajmowanym przez sygnały mowy zawierające się w granicach 300divide3400 Hz
Jednostki stosowane w teletransmisji
Do oceny parametroacutew urządzeń teletransmisyjnych oraz jakości transmisji stosowane są
następujące jednostki
minus dB (decybel) ndash słuŜy do wyraŜenia w mierze logarytmicznej stosunku dwoacutech wielkości mocy
(PxPy) napięcia (UxUy) lub prądu (IxIy) tj do określenia poziomu mocy tłumienności i
wzmocnienia w danym punkcie drogi przesyłowej zgodnie ze wzorami
Px
x dB = 10 lg
Py
Ux
x dB = 20 lg
Uy
Ix
x dB = 20 lg
Iy
gdzie Py Uy Iy ndash wartości odniesienia
minus
dBm ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu mocy pm tj poziomu mierzonego
względem mocy o wartości 1 mW określonego wzorem
Px
pm = x dBm = 10 lg
1 mW
gdzie Px ndash moc bezwzględna sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
minus
dBu ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu napięcia odniesionego do napięcia
owartości 0775 V zgodnie z wzorem
Ux
pu = x dBu = 20 lg
0775 V
gdzie Ux ndash napięcie bezwzględne sygnału w danym punkcie [V]
minus dBr ndash słuŜy do wyraŜenia względnego poziomu mocy sygnału pomiarowego w odniesieniu
do mocy w punkcie przyjętym za początek łącza zgodnie z wzorem
Px
pr = x dBr = 10 lg
Pod
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]
Parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia się na podstawie parametroacutew
jakościowych kanałoacutew ktoacutere w tych systemach są realizowane
Podstawowymi parametrami kanału telekomunikacyjnego stanowiącymi wskaźniki
jakości transmisji są
minus zniekształcenia tłumieniowe powstające w wyniku niejednakowego tłumienia sygnałoacutew o
roacuteŜnych częstotliwościach występujących w paśmie przenoszenia kanału
minus zniekształcenia opoacuteźnieniowe (fazowe) wynikające z roacuteŜnej szybkości przenoszenia przez
kanał sygnałoacutew sinusoidalnych o roacuteŜnych częstotliwościach wchodzących w skład pasma
przenoszenia
minus zniekształcenia nieliniowe powstające w wyniku nieliniowej charakterystyki
napięciowoprądowej elementoacutew czynnych (np tranzystory wzmacniacze) stosowanych w
urządzeniach teletransmisyjnych Objawem zniekształceń nieliniowych jest pojawienie się
w sygnale wyjściowym kanału składowych częstotliwości ktoacuterych nie było w sygnale
wejściowym
minus przesłuchy będące zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanału (toru) do
drugiego wskutek sprzęŜeń elektromagnetycznych miedzy tymi kanałami (torami)
minus szumy będące zakłoacuteceniami o szerokim widmie częstotliwości i pochodzą z roacuteŜnych
źroacutedeł Przyczyną szumoacutew mogą być zniekształcenia nieliniowe przeniki i tzw szumy
termiczne
minus zakłoacutecenia zewnętrzne są to zakłoacutecenia występujące w kanałach teletransmisyjnych
wywołane między innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napięcia
(zakłoacutecenia energetyczne) pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłoacutecenia radiowe)
wyładowania atmosferyczne (zakłoacutecenia atmosferyczne) silniki elektryczne zasilacze
impulsowe odbiornikoacutew telewizyjnych i komputeroacutew
Tory i linie kablowe
Tory kablowe stanowią obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony środek
łączności w roacuteŜnych płaszczyznach telekomunikacji Są one w bardzo małym stopniu wraŜliwe
na wpływ warunkoacutew atmosferycznych i zakłoacutecenia zewnętrzne Kable są układane pod ziemią
na głębokości 70divide100 cm Najczęściej klasyfikuje się je według budowy ndash tory i kable
symetryczne oraz tory i kable wspoacutełosiowe
Tory symetryczne stanowią pary przewodoacutew (zwanych Ŝyłami) wykonanych z drutu
miedzianego o średnicy 04divide14 mm śyły izolowane materiału izolacyjnym (np polietylenem
piankowym) są grupowane i skręcane w wiązki najczęściej czteroŜyłowe
Stosuje się dwa rodzaje skrętu
minus gwiazdowy polegający na jednoczesnym skręceniu wszystkich czterech Ŝył
minus dwuparowy polegający na tym Ŝe najpierw Ŝyły są skręcane parami a następnie dwie pary
są skręcane ze sobą
Na rys 1 pokazano przykładową budowę kabla symetrycznego z czwoacuterkami gwiazdkowymi
Wiązki znajdujące się w środku kabla stanowią rdzeń Pozostałe wiązki są rozmieszczone
wokoacuteł rdzenia w jednej lub kilku wspoacutełosiowych warstwach Wszystkie Ŝyły owinięte
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
6
3 CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć
minus scharakteryzować podstawowe parametry toroacutew przewodowych
minus przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe
minus poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
minus wykonać kontrolę szczelności kabli telekomunikacyjnych
minus wykonać konserwację i pomiary parametroacutew kabli telekomunikacyjnych
minus poroacutewnać zasady transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodach roacuteŜnych typoacutew
minus poroacutewnać parametry światłowodoacutew wielodomowych skokowych i gradientowych oraz
jednomodowych
minus wykonać roacuteŜne połączenia światłowodoacutew
minus poroacutewnać metodę częstotliwościową i czasową wielokrotnego wykorzystania toroacutew
transmisyjnych
minus rozroacuteŜnić systemy PCM o roacuteŜnych przepływnościach sygnałoacutew
minus rozroacuteŜnić kody transmisyjne dwu- i troacutejwartościowe
minus poroacutewnać metody zabezpieczenia sygnałoacutew cyfrowych przed błędami
minus wyjaśnić strukturę i zasadę działania urządzeń cyfrowych linii radiowej
minus rozroacuteŜnić systemy łączności satelitarnej
minus wyjaśnić zasadę zwielokrotniania cyfrowego plezjochronicznych systemoacutew PDH
minus rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
minus wykonać czynności związane z nadzorem i zarządzaniem siecią SDH
minus obsłuŜyć komputery i specjalistyczne oprogramowanie sterujące pracą urządzeń
teletransmisyjnych
minus zastosować przepisy z zakresu ochrony danych i praw autorskich przy korzystaniu z
informacji w sieciach
minus dobrać metody pomiarowe i przyrządy do pomiaru wielkości teletransmisyjnych
minus wykonać pomiary i zinterpretować otrzymane wyniki
minus eksploatować systemy teleinformatyczne w oparciu o protokoły teletransmisyjne
minus wykonać przeglądy i naprawy urządzeń teletransmisyjnych
minus dokonać zapisoacutew w dokumentacji sieci teletransmisyjnych
minus zastosować ustalone procedury w stanach awaryjnych oraz zagroŜenia
minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pracy przy urządzeniach
elektrycznych oraz emitujących pole elektromagnetyczne
minus porozumiewać się w języku angielskim zawodowym
4 MATERIAŁ NAUCZANIA
41 Tory i linie kablowe
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
411 Materiał nauczania
Pojęcia podstawowe
Teletransmisja jest to dziedzina obejmująca zagadnienia dotyczące przesyłania ndash transmisji
ndash informacji na odległość za pomocą urządzeń elektrycznych i elektronicznych Przez
informację naleŜy rozumieć mowę muzykę znaki pisma obrazy ruchome i nieruchome
wartości pomiarowe dane cyfrowe itp ktoacutere są kierowane od nadawcy do odbiorcy
Transmisja danych jest to proces przekazywania z duŜą wiernością danych cyfrowych
pomiędzy dwoma punktami w postaci umoŜliwiającej ich przetwarzanie w urządzeniach
komunikacyjnych
Systemem teletransmisyjnym nazywamy zespoacuteł urządzeń teletransmisyjnych
wspoacutełpracujących ze sobą według określonych jednolitych zasad przeznaczonych do
tworzenia kanałoacutew telekomunikacyjnych
System teleinformatyczny jest to zintegrowany system transmisji i przetwarzania danych
ich organizacja i struktura zasady i zakresy ich wykorzystania w roacuteŜnych wariantach
zastosowań
Linią teletransmisyjną nazywamy zespoacuteł toroacutew teletransmisyjnych (przewodowych lub
radiowych) zainstalowanych w terenie wraz z urządzeniami teletransmisyjnymi (jednego lub
kilku systemoacutew) oraz wszelkimi urządzeniami pomocniczymi
Tor teletransmisyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych (informacji) między
dwoma punktami przestrzennie ograniczona praktycznie do walca o określonym promieniu W
telekomunikacji rozroacuteŜnia się następujące rodzaje toroacutew
minus tory przewodowe symetryczne złoŜone z dwoacutech przewodoacutew ułoŜonych roacutewnolegle obok
siebie ndash wykonane w wersji napowietrznej lub kablowej
minus tory przewodowe wspoacutełosiowe (koncentryczne) utworzone z dwoacutech przewodoacutew
umieszczonych względem siebie wspoacutełosiowo jeden przewoacuted ma postać zewnętrznego
cylindra w ktoacuterym jest umieszczony drugi przewoacuted w postaci walca
minus tory światłowodowe utworzone z włoacutekien szklanych tzw światłowodoacutew w ktoacuterych są
przesyłane elektromagnetyczne fale świetlne (spoacutejne i jednobarwne) będące nośnikiem
informacji
minus tory radiowe (proste lub łamane) utworzone za pomocą zespołu anten kierunkowych
Kanał telekomunikacyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych na odległość
za pomocą określonego systemu teletransmisyjnego RozroacuteŜniamy kanały częstotliwościowe
ograniczone do określonego pasma częstotliwości tworzone zazwyczaj w systemach
analogowych i kanały czasowe ograniczone czasem przesyłania sygnału do określonego
przedziału ktoacutere są tworzone w systemach cyfrowych
Łączem telekomunikacyjnym nazywamy zestaw środkoacutew technicznych (toroacutew urządzeń
teletransmisyjnych i komutacyjnych) umoŜliwiających bezpośrednią łączność między dwoma
końcowymi urządzenia przetwoacuterczymi
Łączem jednotorowym (lub jednokanałowym) nazywamy takie łącze w ktoacuterym transmisja
sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się tym samym torem (kanałem) W łączu dwutorowym
(lub dwukanałowym) przesyłanie sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się dwoma roacuteŜnymi
torami (kanałami)
Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości
niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
sygnałoacutew analogowych Dla sygnałoacutew cyfrowych zdolność przesyłową kanału określa się
przepływnością binarną (liczba bitoacutew przesłanych w ciągu sekundy ndash bits) chociaŜ i w tym
przypadku występuje ograniczenie częstotliwościowe
W kanałach telefonicznych definiowane jest pasmo rozmoacutewne zwane pasmem
akustycznym zajmowanym przez sygnały mowy zawierające się w granicach 300divide3400 Hz
Jednostki stosowane w teletransmisji
Do oceny parametroacutew urządzeń teletransmisyjnych oraz jakości transmisji stosowane są
następujące jednostki
minus dB (decybel) ndash słuŜy do wyraŜenia w mierze logarytmicznej stosunku dwoacutech wielkości mocy
(PxPy) napięcia (UxUy) lub prądu (IxIy) tj do określenia poziomu mocy tłumienności i
wzmocnienia w danym punkcie drogi przesyłowej zgodnie ze wzorami
Px
x dB = 10 lg
Py
Ux
x dB = 20 lg
Uy
Ix
x dB = 20 lg
Iy
gdzie Py Uy Iy ndash wartości odniesienia
minus
dBm ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu mocy pm tj poziomu mierzonego
względem mocy o wartości 1 mW określonego wzorem
Px
pm = x dBm = 10 lg
1 mW
gdzie Px ndash moc bezwzględna sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
minus
dBu ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu napięcia odniesionego do napięcia
owartości 0775 V zgodnie z wzorem
Ux
pu = x dBu = 20 lg
0775 V
gdzie Ux ndash napięcie bezwzględne sygnału w danym punkcie [V]
minus dBr ndash słuŜy do wyraŜenia względnego poziomu mocy sygnału pomiarowego w odniesieniu
do mocy w punkcie przyjętym za początek łącza zgodnie z wzorem
Px
pr = x dBr = 10 lg
Pod
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]
Parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia się na podstawie parametroacutew
jakościowych kanałoacutew ktoacutere w tych systemach są realizowane
Podstawowymi parametrami kanału telekomunikacyjnego stanowiącymi wskaźniki
jakości transmisji są
minus zniekształcenia tłumieniowe powstające w wyniku niejednakowego tłumienia sygnałoacutew o
roacuteŜnych częstotliwościach występujących w paśmie przenoszenia kanału
minus zniekształcenia opoacuteźnieniowe (fazowe) wynikające z roacuteŜnej szybkości przenoszenia przez
kanał sygnałoacutew sinusoidalnych o roacuteŜnych częstotliwościach wchodzących w skład pasma
przenoszenia
minus zniekształcenia nieliniowe powstające w wyniku nieliniowej charakterystyki
napięciowoprądowej elementoacutew czynnych (np tranzystory wzmacniacze) stosowanych w
urządzeniach teletransmisyjnych Objawem zniekształceń nieliniowych jest pojawienie się
w sygnale wyjściowym kanału składowych częstotliwości ktoacuterych nie było w sygnale
wejściowym
minus przesłuchy będące zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanału (toru) do
drugiego wskutek sprzęŜeń elektromagnetycznych miedzy tymi kanałami (torami)
minus szumy będące zakłoacuteceniami o szerokim widmie częstotliwości i pochodzą z roacuteŜnych
źroacutedeł Przyczyną szumoacutew mogą być zniekształcenia nieliniowe przeniki i tzw szumy
termiczne
minus zakłoacutecenia zewnętrzne są to zakłoacutecenia występujące w kanałach teletransmisyjnych
wywołane między innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napięcia
(zakłoacutecenia energetyczne) pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłoacutecenia radiowe)
wyładowania atmosferyczne (zakłoacutecenia atmosferyczne) silniki elektryczne zasilacze
impulsowe odbiornikoacutew telewizyjnych i komputeroacutew
Tory i linie kablowe
Tory kablowe stanowią obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony środek
łączności w roacuteŜnych płaszczyznach telekomunikacji Są one w bardzo małym stopniu wraŜliwe
na wpływ warunkoacutew atmosferycznych i zakłoacutecenia zewnętrzne Kable są układane pod ziemią
na głębokości 70divide100 cm Najczęściej klasyfikuje się je według budowy ndash tory i kable
symetryczne oraz tory i kable wspoacutełosiowe
Tory symetryczne stanowią pary przewodoacutew (zwanych Ŝyłami) wykonanych z drutu
miedzianego o średnicy 04divide14 mm śyły izolowane materiału izolacyjnym (np polietylenem
piankowym) są grupowane i skręcane w wiązki najczęściej czteroŜyłowe
Stosuje się dwa rodzaje skrętu
minus gwiazdowy polegający na jednoczesnym skręceniu wszystkich czterech Ŝył
minus dwuparowy polegający na tym Ŝe najpierw Ŝyły są skręcane parami a następnie dwie pary
są skręcane ze sobą
Na rys 1 pokazano przykładową budowę kabla symetrycznego z czwoacuterkami gwiazdkowymi
Wiązki znajdujące się w środku kabla stanowią rdzeń Pozostałe wiązki są rozmieszczone
wokoacuteł rdzenia w jednej lub kilku wspoacutełosiowych warstwach Wszystkie Ŝyły owinięte
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
7
411 Materiał nauczania
Pojęcia podstawowe
Teletransmisja jest to dziedzina obejmująca zagadnienia dotyczące przesyłania ndash transmisji
ndash informacji na odległość za pomocą urządzeń elektrycznych i elektronicznych Przez
informację naleŜy rozumieć mowę muzykę znaki pisma obrazy ruchome i nieruchome
wartości pomiarowe dane cyfrowe itp ktoacutere są kierowane od nadawcy do odbiorcy
Transmisja danych jest to proces przekazywania z duŜą wiernością danych cyfrowych
pomiędzy dwoma punktami w postaci umoŜliwiającej ich przetwarzanie w urządzeniach
komunikacyjnych
Systemem teletransmisyjnym nazywamy zespoacuteł urządzeń teletransmisyjnych
wspoacutełpracujących ze sobą według określonych jednolitych zasad przeznaczonych do
tworzenia kanałoacutew telekomunikacyjnych
System teleinformatyczny jest to zintegrowany system transmisji i przetwarzania danych
ich organizacja i struktura zasady i zakresy ich wykorzystania w roacuteŜnych wariantach
zastosowań
Linią teletransmisyjną nazywamy zespoacuteł toroacutew teletransmisyjnych (przewodowych lub
radiowych) zainstalowanych w terenie wraz z urządzeniami teletransmisyjnymi (jednego lub
kilku systemoacutew) oraz wszelkimi urządzeniami pomocniczymi
Tor teletransmisyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych (informacji) między
dwoma punktami przestrzennie ograniczona praktycznie do walca o określonym promieniu W
telekomunikacji rozroacuteŜnia się następujące rodzaje toroacutew
minus tory przewodowe symetryczne złoŜone z dwoacutech przewodoacutew ułoŜonych roacutewnolegle obok
siebie ndash wykonane w wersji napowietrznej lub kablowej
minus tory przewodowe wspoacutełosiowe (koncentryczne) utworzone z dwoacutech przewodoacutew
umieszczonych względem siebie wspoacutełosiowo jeden przewoacuted ma postać zewnętrznego
cylindra w ktoacuterym jest umieszczony drugi przewoacuted w postaci walca
minus tory światłowodowe utworzone z włoacutekien szklanych tzw światłowodoacutew w ktoacuterych są
przesyłane elektromagnetyczne fale świetlne (spoacutejne i jednobarwne) będące nośnikiem
informacji
minus tory radiowe (proste lub łamane) utworzone za pomocą zespołu anten kierunkowych
Kanał telekomunikacyjny jest to droga przesyłowa sygnałoacutew elektrycznych na odległość
za pomocą określonego systemu teletransmisyjnego RozroacuteŜniamy kanały częstotliwościowe
ograniczone do określonego pasma częstotliwości tworzone zazwyczaj w systemach
analogowych i kanały czasowe ograniczone czasem przesyłania sygnału do określonego
przedziału ktoacutere są tworzone w systemach cyfrowych
Łączem telekomunikacyjnym nazywamy zestaw środkoacutew technicznych (toroacutew urządzeń
teletransmisyjnych i komutacyjnych) umoŜliwiających bezpośrednią łączność między dwoma
końcowymi urządzenia przetwoacuterczymi
Łączem jednotorowym (lub jednokanałowym) nazywamy takie łącze w ktoacuterym transmisja
sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się tym samym torem (kanałem) W łączu dwutorowym
(lub dwukanałowym) przesyłanie sygnałoacutew w obu kierunkach odbywa się dwoma roacuteŜnymi
torami (kanałami)
Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości
niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
sygnałoacutew analogowych Dla sygnałoacutew cyfrowych zdolność przesyłową kanału określa się
przepływnością binarną (liczba bitoacutew przesłanych w ciągu sekundy ndash bits) chociaŜ i w tym
przypadku występuje ograniczenie częstotliwościowe
W kanałach telefonicznych definiowane jest pasmo rozmoacutewne zwane pasmem
akustycznym zajmowanym przez sygnały mowy zawierające się w granicach 300divide3400 Hz
Jednostki stosowane w teletransmisji
Do oceny parametroacutew urządzeń teletransmisyjnych oraz jakości transmisji stosowane są
następujące jednostki
minus dB (decybel) ndash słuŜy do wyraŜenia w mierze logarytmicznej stosunku dwoacutech wielkości mocy
(PxPy) napięcia (UxUy) lub prądu (IxIy) tj do określenia poziomu mocy tłumienności i
wzmocnienia w danym punkcie drogi przesyłowej zgodnie ze wzorami
Px
x dB = 10 lg
Py
Ux
x dB = 20 lg
Uy
Ix
x dB = 20 lg
Iy
gdzie Py Uy Iy ndash wartości odniesienia
minus
dBm ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu mocy pm tj poziomu mierzonego
względem mocy o wartości 1 mW określonego wzorem
Px
pm = x dBm = 10 lg
1 mW
gdzie Px ndash moc bezwzględna sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
minus
dBu ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu napięcia odniesionego do napięcia
owartości 0775 V zgodnie z wzorem
Ux
pu = x dBu = 20 lg
0775 V
gdzie Ux ndash napięcie bezwzględne sygnału w danym punkcie [V]
minus dBr ndash słuŜy do wyraŜenia względnego poziomu mocy sygnału pomiarowego w odniesieniu
do mocy w punkcie przyjętym za początek łącza zgodnie z wzorem
Px
pr = x dBr = 10 lg
Pod
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]
Parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia się na podstawie parametroacutew
jakościowych kanałoacutew ktoacutere w tych systemach są realizowane
Podstawowymi parametrami kanału telekomunikacyjnego stanowiącymi wskaźniki
jakości transmisji są
minus zniekształcenia tłumieniowe powstające w wyniku niejednakowego tłumienia sygnałoacutew o
roacuteŜnych częstotliwościach występujących w paśmie przenoszenia kanału
minus zniekształcenia opoacuteźnieniowe (fazowe) wynikające z roacuteŜnej szybkości przenoszenia przez
kanał sygnałoacutew sinusoidalnych o roacuteŜnych częstotliwościach wchodzących w skład pasma
przenoszenia
minus zniekształcenia nieliniowe powstające w wyniku nieliniowej charakterystyki
napięciowoprądowej elementoacutew czynnych (np tranzystory wzmacniacze) stosowanych w
urządzeniach teletransmisyjnych Objawem zniekształceń nieliniowych jest pojawienie się
w sygnale wyjściowym kanału składowych częstotliwości ktoacuterych nie było w sygnale
wejściowym
minus przesłuchy będące zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanału (toru) do
drugiego wskutek sprzęŜeń elektromagnetycznych miedzy tymi kanałami (torami)
minus szumy będące zakłoacuteceniami o szerokim widmie częstotliwości i pochodzą z roacuteŜnych
źroacutedeł Przyczyną szumoacutew mogą być zniekształcenia nieliniowe przeniki i tzw szumy
termiczne
minus zakłoacutecenia zewnętrzne są to zakłoacutecenia występujące w kanałach teletransmisyjnych
wywołane między innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napięcia
(zakłoacutecenia energetyczne) pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłoacutecenia radiowe)
wyładowania atmosferyczne (zakłoacutecenia atmosferyczne) silniki elektryczne zasilacze
impulsowe odbiornikoacutew telewizyjnych i komputeroacutew
Tory i linie kablowe
Tory kablowe stanowią obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony środek
łączności w roacuteŜnych płaszczyznach telekomunikacji Są one w bardzo małym stopniu wraŜliwe
na wpływ warunkoacutew atmosferycznych i zakłoacutecenia zewnętrzne Kable są układane pod ziemią
na głębokości 70divide100 cm Najczęściej klasyfikuje się je według budowy ndash tory i kable
symetryczne oraz tory i kable wspoacutełosiowe
Tory symetryczne stanowią pary przewodoacutew (zwanych Ŝyłami) wykonanych z drutu
miedzianego o średnicy 04divide14 mm śyły izolowane materiału izolacyjnym (np polietylenem
piankowym) są grupowane i skręcane w wiązki najczęściej czteroŜyłowe
Stosuje się dwa rodzaje skrętu
minus gwiazdowy polegający na jednoczesnym skręceniu wszystkich czterech Ŝył
minus dwuparowy polegający na tym Ŝe najpierw Ŝyły są skręcane parami a następnie dwie pary
są skręcane ze sobą
Na rys 1 pokazano przykładową budowę kabla symetrycznego z czwoacuterkami gwiazdkowymi
Wiązki znajdujące się w środku kabla stanowią rdzeń Pozostałe wiązki są rozmieszczone
wokoacuteł rdzenia w jednej lub kilku wspoacutełosiowych warstwach Wszystkie Ŝyły owinięte
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
8
sygnałoacutew analogowych Dla sygnałoacutew cyfrowych zdolność przesyłową kanału określa się
przepływnością binarną (liczba bitoacutew przesłanych w ciągu sekundy ndash bits) chociaŜ i w tym
przypadku występuje ograniczenie częstotliwościowe
W kanałach telefonicznych definiowane jest pasmo rozmoacutewne zwane pasmem
akustycznym zajmowanym przez sygnały mowy zawierające się w granicach 300divide3400 Hz
Jednostki stosowane w teletransmisji
Do oceny parametroacutew urządzeń teletransmisyjnych oraz jakości transmisji stosowane są
następujące jednostki
minus dB (decybel) ndash słuŜy do wyraŜenia w mierze logarytmicznej stosunku dwoacutech wielkości mocy
(PxPy) napięcia (UxUy) lub prądu (IxIy) tj do określenia poziomu mocy tłumienności i
wzmocnienia w danym punkcie drogi przesyłowej zgodnie ze wzorami
Px
x dB = 10 lg
Py
Ux
x dB = 20 lg
Uy
Ix
x dB = 20 lg
Iy
gdzie Py Uy Iy ndash wartości odniesienia
minus
dBm ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu mocy pm tj poziomu mierzonego
względem mocy o wartości 1 mW określonego wzorem
Px
pm = x dBm = 10 lg
1 mW
gdzie Px ndash moc bezwzględna sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
minus
dBu ndash słuŜy do wyraŜenia bezwzględnego poziomu napięcia odniesionego do napięcia
owartości 0775 V zgodnie z wzorem
Ux
pu = x dBu = 20 lg
0775 V
gdzie Ux ndash napięcie bezwzględne sygnału w danym punkcie [V]
minus dBr ndash słuŜy do wyraŜenia względnego poziomu mocy sygnału pomiarowego w odniesieniu
do mocy w punkcie przyjętym za początek łącza zgodnie z wzorem
Px
pr = x dBr = 10 lg
Pod
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]
Parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia się na podstawie parametroacutew
jakościowych kanałoacutew ktoacutere w tych systemach są realizowane
Podstawowymi parametrami kanału telekomunikacyjnego stanowiącymi wskaźniki
jakości transmisji są
minus zniekształcenia tłumieniowe powstające w wyniku niejednakowego tłumienia sygnałoacutew o
roacuteŜnych częstotliwościach występujących w paśmie przenoszenia kanału
minus zniekształcenia opoacuteźnieniowe (fazowe) wynikające z roacuteŜnej szybkości przenoszenia przez
kanał sygnałoacutew sinusoidalnych o roacuteŜnych częstotliwościach wchodzących w skład pasma
przenoszenia
minus zniekształcenia nieliniowe powstające w wyniku nieliniowej charakterystyki
napięciowoprądowej elementoacutew czynnych (np tranzystory wzmacniacze) stosowanych w
urządzeniach teletransmisyjnych Objawem zniekształceń nieliniowych jest pojawienie się
w sygnale wyjściowym kanału składowych częstotliwości ktoacuterych nie było w sygnale
wejściowym
minus przesłuchy będące zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanału (toru) do
drugiego wskutek sprzęŜeń elektromagnetycznych miedzy tymi kanałami (torami)
minus szumy będące zakłoacuteceniami o szerokim widmie częstotliwości i pochodzą z roacuteŜnych
źroacutedeł Przyczyną szumoacutew mogą być zniekształcenia nieliniowe przeniki i tzw szumy
termiczne
minus zakłoacutecenia zewnętrzne są to zakłoacutecenia występujące w kanałach teletransmisyjnych
wywołane między innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napięcia
(zakłoacutecenia energetyczne) pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłoacutecenia radiowe)
wyładowania atmosferyczne (zakłoacutecenia atmosferyczne) silniki elektryczne zasilacze
impulsowe odbiornikoacutew telewizyjnych i komputeroacutew
Tory i linie kablowe
Tory kablowe stanowią obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony środek
łączności w roacuteŜnych płaszczyznach telekomunikacji Są one w bardzo małym stopniu wraŜliwe
na wpływ warunkoacutew atmosferycznych i zakłoacutecenia zewnętrzne Kable są układane pod ziemią
na głębokości 70divide100 cm Najczęściej klasyfikuje się je według budowy ndash tory i kable
symetryczne oraz tory i kable wspoacutełosiowe
Tory symetryczne stanowią pary przewodoacutew (zwanych Ŝyłami) wykonanych z drutu
miedzianego o średnicy 04divide14 mm śyły izolowane materiału izolacyjnym (np polietylenem
piankowym) są grupowane i skręcane w wiązki najczęściej czteroŜyłowe
Stosuje się dwa rodzaje skrętu
minus gwiazdowy polegający na jednoczesnym skręceniu wszystkich czterech Ŝył
minus dwuparowy polegający na tym Ŝe najpierw Ŝyły są skręcane parami a następnie dwie pary
są skręcane ze sobą
Na rys 1 pokazano przykładową budowę kabla symetrycznego z czwoacuterkami gwiazdkowymi
Wiązki znajdujące się w środku kabla stanowią rdzeń Pozostałe wiązki są rozmieszczone
wokoacuteł rdzenia w jednej lub kilku wspoacutełosiowych warstwach Wszystkie Ŝyły owinięte
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
9
gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW]
Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]
Parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia się na podstawie parametroacutew
jakościowych kanałoacutew ktoacutere w tych systemach są realizowane
Podstawowymi parametrami kanału telekomunikacyjnego stanowiącymi wskaźniki
jakości transmisji są
minus zniekształcenia tłumieniowe powstające w wyniku niejednakowego tłumienia sygnałoacutew o
roacuteŜnych częstotliwościach występujących w paśmie przenoszenia kanału
minus zniekształcenia opoacuteźnieniowe (fazowe) wynikające z roacuteŜnej szybkości przenoszenia przez
kanał sygnałoacutew sinusoidalnych o roacuteŜnych częstotliwościach wchodzących w skład pasma
przenoszenia
minus zniekształcenia nieliniowe powstające w wyniku nieliniowej charakterystyki
napięciowoprądowej elementoacutew czynnych (np tranzystory wzmacniacze) stosowanych w
urządzeniach teletransmisyjnych Objawem zniekształceń nieliniowych jest pojawienie się
w sygnale wyjściowym kanału składowych częstotliwości ktoacuterych nie było w sygnale
wejściowym
minus przesłuchy będące zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanału (toru) do
drugiego wskutek sprzęŜeń elektromagnetycznych miedzy tymi kanałami (torami)
minus szumy będące zakłoacuteceniami o szerokim widmie częstotliwości i pochodzą z roacuteŜnych
źroacutedeł Przyczyną szumoacutew mogą być zniekształcenia nieliniowe przeniki i tzw szumy
termiczne
minus zakłoacutecenia zewnętrzne są to zakłoacutecenia występujące w kanałach teletransmisyjnych
wywołane między innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napięcia
(zakłoacutecenia energetyczne) pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłoacutecenia radiowe)
wyładowania atmosferyczne (zakłoacutecenia atmosferyczne) silniki elektryczne zasilacze
impulsowe odbiornikoacutew telewizyjnych i komputeroacutew
Tory i linie kablowe
Tory kablowe stanowią obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony środek
łączności w roacuteŜnych płaszczyznach telekomunikacji Są one w bardzo małym stopniu wraŜliwe
na wpływ warunkoacutew atmosferycznych i zakłoacutecenia zewnętrzne Kable są układane pod ziemią
na głębokości 70divide100 cm Najczęściej klasyfikuje się je według budowy ndash tory i kable
symetryczne oraz tory i kable wspoacutełosiowe
Tory symetryczne stanowią pary przewodoacutew (zwanych Ŝyłami) wykonanych z drutu
miedzianego o średnicy 04divide14 mm śyły izolowane materiału izolacyjnym (np polietylenem
piankowym) są grupowane i skręcane w wiązki najczęściej czteroŜyłowe
Stosuje się dwa rodzaje skrętu
minus gwiazdowy polegający na jednoczesnym skręceniu wszystkich czterech Ŝył
minus dwuparowy polegający na tym Ŝe najpierw Ŝyły są skręcane parami a następnie dwie pary
są skręcane ze sobą
Na rys 1 pokazano przykładową budowę kabla symetrycznego z czwoacuterkami gwiazdkowymi
Wiązki znajdujące się w środku kabla stanowią rdzeń Pozostałe wiązki są rozmieszczone
wokoacuteł rdzenia w jednej lub kilku wspoacutełosiowych warstwach Wszystkie Ŝyły owinięte
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
10
materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony
ochronne
Rys 1 Budowa kabla symetrycznego [1 s 157]
W celu identyfikacji poszczegoacutelnych wiązek w kaŜdej warstwie oznacza się wiązkę
licznikową wyznaczającą początek i wiązkę kierunkową wskazującą kierunek liczenia wiązek
w warstwie Wiązki rozroacuteŜnia się na podstawie barwy taśmy izolacyjnej Liczenie warstw
rozpoczyna się od rdzenia
Tory kablowe moŜna scharakteryzować za pomocą jednostkowych parametroacutew
pierwotnych ( określanych w odpowiednich jednostkach na kilometr) do ktoacuterych zaliczamy
rezystancję jednostkową toru R [Ωkm] pojemność jednostkową między Ŝyłami C [nFkm]
indukcyjność jednostkową L [mHkm] upływność jednostkową G [microSkm]
Na podstawie parametroacutew pierwotnych wyznacza się parametry falowe toru minus
impedancję falową
R + jωL
Zf = radic
G + jωC
minus tamowność falową
Γ = α + jβ = (R + jωL) (G + jωC)
gdzie α ndash tłumienność jednostkowa toru β ndash przesuwność jednostkowa toru
W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla
występują odbicia sygnału i niekorzystne nakładanie się sygnału z sygnałem uŜytecznym
W praktyce właściwości elektryczne kabla ocenia się na podstawie wartości następujących
parametroacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
11
minus rezystancji pętli Ŝył dla prądu stałego
minus rezystancji izolacji Ŝył
minus pojemności skutecznej toru
minus wytrzymałości elektrycznej na przebicie
minus tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości
Do przesyłania sygnałoacutew zajmujących szerokie pasmo częstotliwości stosowane są tory
wspoacutełosiowe zwane koncentrycznymi Tor wspoacutełosiowy składa się z przewodu zewnętrznego
w postaci rurki i przewodu wewnętrznego ndash walca umieszczonego wspoacutełosiowo wewnątrz
przewodu zewnętrznego Dzięki takiej budowie prąd elektryczny płynący w torze nie wytwarza
zewnętrznego pola elektromagnetycznego
NajwaŜniejszą zaletą toroacutew wspoacutełosiowych jest mała wraŜliwość na zakłoacutecenia zewnętrzne a
zwłaszcza przeniki energii z sąsiednich toroacutew
MontaŜ kabli
MontaŜ kabli polega na łączeniu sąsiednich odcinkoacutew za pomocą złączy kablowych oraz
zakończeniu kabli głowicami Przed rozpoczęciem montaŜu naleŜy
minus sprawdzić szczelność powłoki
minus sprawdzić Ŝyły na przerwy i zwarcia
minus zmierzyć rezystancję izolacji
Przed wykonaniem złącza naleŜy przygotować końcoacutewki kabla (zdjąć osłonę ochronną
rozdzielić i odgiąć poszczegoacutelne wiązki Ŝył)
Łączenie odcinkoacutew kabli symetrycznych rozpoczyna się od wiązek leŜących w rdzeniu kabla
a następnie w kolejnych warstwach Sposoacuteb łączenia Ŝył pokazano na rys 2
Rys 2 Łączenie Ŝył w kablu symetrycznym [1 s 169]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
12
Odpowiadające sobie Ŝyły obu odcinkoacutew skręca się wstępnie z izolacją a następnie
końce obu Ŝył oczyszcza się skręca i lutuje poczym skrętkę dogina się do połączonych Ŝył i
naciąga tuleję izolacyjną Po połączeniu wszystkich Ŝył złącze naleŜy wysuszyć gorącym
powietrzem i zabezpieczyć materiałem izolacyjnym
Kontrola ciśnieniowa szczelności powłoki kabla
W celu niedopuszczenia do zawilgocenia ośrodka kabla w przypadku uszkodzenia powłoki
stosuje się kontrolę ciśnieniową kabli RozroacuteŜnia się dwa systemy kontroli ciśnieniowej
szczelności
minus system z automatycznym dopełnianiem gazu ndash polega na doprowadzeniu do ośrodka kabla
gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na stałym nadciśnieniu W przypadku uszkodzenia
powłoki i upływu gazu kontrolnego z kabla następuje spadek ciśnienia
w obwodzie zasilania gazem ktoacutery uruchamia sygnalizację alarmową na stacji dozorującej
minus system czujnikowy bez rezerwy gazu ndash polega na napełnieniu odcinkoacutew ciśnieniowych kabla
gazem bez jego dopełniania w przypadku uszkodzenia powłoki kabla Do sygnalizacji
uszkodzenia i jego wstępnej lokalizacji słuŜą czujniki reagujące na spadek ciśnienia w
ośrodku kabla zainstalowane w regularnych odstępach
Do analizy sygnałoacutew odbieranych z linii stosuje się na stacjach dozorujących mikroprocesory
i komputery
Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych
Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych
pomiaroacutew elektrycznych toroacutew oraz przeglądoacutew tras i obiektoacutew kablowych (studni i szaf
kablowych) utrzymywaniu w stanie pełnej sprawności urządzeń kontroli ciśnieniowej Do
czynności konserwacyjnych zalicza się takŜe wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeń
Metody i przyrządy pomiarowe stosowane do pomiaroacutew kabli powinny być zgodne z
instrukcjami i wytycznymi Ogoacutelne zasady wykonywania pomiaroacutew podstawowych
parametroacutew kabli są następujące
minus pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą układoacutew
mostkowych lub omomierza błąd pomiaru nie powinien przekraczać plusmn1 wartości
mierzonej
minus rezystancję izolacji Ŝył mierzy się megaomomierzem metodą mostkową lub za pomocą
woltomierza i miliamperomierza przy czym pomiar powinien być wykonany z
dokładnością 10 dla wartości 01divide10 000 MΩ a powyŜej 10 000 MΩ z dokładnością
około 25 wartości mierzonej
minus proacutebę wytrzymałości elektrycznej izolacji Ŝył wykonuje się za pomocą prądu zmiennego
(50 Hz) w układzie z płynną regulacją wartości napięcia probierczego (napięcia proacuteby)
minus pomiar tłumienności skutecznej toru tłumienności przesłuchowej i odstępu od przesłuchu
wykonuje się metodą techniczną a błąd pomiaru nie powinien być większy od plusmn 1 dB
minus pomiary impedancji wejściowej toru wykonuje się metodą mostkową z dokładnością około
plusmn 1 wartości mierzonej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
13
minus
impedancję falową toru Zf wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru impedancji
wejściowej Zo toru otwartego na końcu i impedancji Zzw toru zwartego na końcu
korzystając ze wzoru
_____
Zf = radic Zo Zzw
Obecnie do pomiaroacutew uŜywa się przyrządoacutew wielofunkcyjnych umoŜliwiających
mierzenie roacuteŜnych parametroacutew
412 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jaka jest roacuteŜnica między systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym
2 Czym roacuteŜni się linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego
3 Jaki jest podział toroacutew teletransmisyjnych
4 Czym charakteryzują się poszczegoacutelne rodzaje toroacutew teletransmisyjnych
5 Jaki przedział częstotliwości zajmuje pasmo rozmoacutewne
6 Jakie specjalistyczne jednostki są stosowane do oceny jakości transmisji
7 Jakie są parametry kanałoacutew teletransmisyjnych
8 Jak zbudowane są tory symetryczne
9 W jaki sposoacuteb identyfikuje się wiązki w kablu symetrycznym
10 Jakie rodzaje skrętu stosuje się w kablu symetrycznym
11 Jakie znasz parametry falowe toru kablowego
12 Jakie parametry określają właściwości elektryczne kabla
13 Jak zbudowany jest tor wspoacutełosiowy
14 Na czym polega montaŜ kabli
15 Jakie czynności naleŜy wykonać przed rozpoczęciem montaŜu złącza kablowego
16 Jakie są kolejne etapy wykonania złącza kablowego
17 W jakim celu stosuje się kontrolę ciśnieniową szczelności powłoki kabla
18 Jakie znasz systemy kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
19 Na czym polega konserwacja linii kablowych
20 Jakie parametry są mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych
21 W jaki sposoacuteb są wykonywane pomiary poszczegoacutelnych parametroacutew linii kablowych
413 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli
2) dokonać analizy budowy kabli
3) rozpoznać rodzaje kabli
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
14
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych kabli
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus fragmenty roacuteŜnych rodzajoacutew kabli
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary parametroacutew elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajoacutew
kabli Oblicz jednostkowe parametry pierwotne poroacutewnaj otrzymane wartości parametroacutew dla
roacuteŜnego rodzaju kabli i oceń właściwości elektryczne
mierzonych kabli teletransmisyjnych
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych parametry elektryczne i warunkoacutew ich pomiaru
2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru
3) wykonać pomiary wartości i zapisać wyniki
4) wykonać niezbędne obliczenia
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić właściwości elektryczne kabli i uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus odcinki roacuteŜnego rodzaju kabli
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametroacutew
jednostkowych R = 78 Ωkm C = 21 nFkm L = 50 mHkm G = 15 microSkm
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych zaleŜności określające parametry falowe toroacutew
2) wykonać stosowne obliczenia
3) zapisać wzory i wyniki
4) uzasadnić poprawność otrzymanych wynikoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus poradnik dla ucznia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
15
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze kablowe łączące ze sobą dwa odcinki kabla symetrycznego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności przed rozpoczęciem montaŜu złącza 2)
przygotować końcoacutewki przewodoacutew do montaŜu
3) zidentyfikować poszczegoacutelne wiązki i przewody w wiązkach
4) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
kabla
5) wykonać pomiary wartości parametroacutew połączonego kabla i zapisać wyniki
6) przeanalizować otrzymane wyniki
7) ocenić poprawność wykonanego złącza kablowego 8) uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla symetrycznego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
414 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić roacuteŜnicę między systemem teletransmisyjnym a systemem
teleinformatycznym 2) wyjaśnić pojęcie
kanał telekomunikacyjny 3) wyjaśnić pojęcie tor
teletransmisyjny 4) sklasyfikować tory
teletransmisyjne 5) zdefiniować jednostki dB
dBm dBr dBu 6) opisać parametry toroacutew
przewodowych 7) rozroacuteŜnić rodzaje kabli
telekomunikacyjnych
8) poroacutewnać właściwości kabli symetrycznych i koncentrycznych
9) ocenić właściwości elektryczne kabla
10) zidentyfikować wiązki w kaŜdej warstwie kabla symetrycznego
11) pomierzyć parametry elektryczne kabla
12) przeliczyć parametry elektryczne toroacutew przewodowych na parametry falowe 13)
wykonać poprawnie połączenie Ŝył w kablu symetrycznym 14) rozroacuteŜnić systemy
kontroli ciśnieniowej szczelności powłoki kabla
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
16
15) zastosować odpowiednie metody i przyrządy pomiarowe do
pomiaroacutew kabli 16) ocenić jakość toru
17) wykonać konserwację kabli telekomunikacyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
17
42 Tory i linie światłowodowe
421 Materiał nauczania
Budowa i właściwości toroacutew i kabli światłowodowych
Kable światłowodowe charakteryzują się bardzo szerokim pasmem przenoszenia
odpornością na zakłoacutecenia dobrą izolacją elektryczną toroacutew małą tłumiennością toroacutew oraz
małą masą Tory przewodowe w kablach światłowodowych stanowią włoacutekna szklane w
ktoacuterych są przesyłane fale świetlne leŜące w zakresie bliskim podczerwieni będące nośnikami
informacji
Światłowodowe włoacutekna szklane zwane światłowodami są wytwarzane z czystego szkła
kwarcowego przy czym ośrodek włoacutekna nie jest jednorodny lecz składa się z dwoacutech warstw o
roacuteŜnej stałej dielektrycznej nałoŜonych na siebie wspoacutełosiowo Część wewnętrzna
światłowodu nazywana jest rdzeniem część zewnętrzna ndash płaszczem Na płaszcz nałoŜone są
powłoki ochronne zabezpieczające światłowoacuted przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz
przed wilgocią Powłoki ochronne są wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego gumy
silikonowej lub teflonu
Przewodnikiem światła jest rdzeń światłowodu w ktoacuterym rozchodzą się fale świetlne
Promienie świetlne wprowadzone do światłowodu przebywają drogę wzdłuŜ linii łamanej
ulegając wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetknięcia rdzenia z płaszczem W danym
światłowodzie mogą się rozchodzić tylko określone rodzaje fal zwane modami Poszczegoacutelne
mody roacuteŜnią się między sobą kątem odbicia na granicy rdzenia i płaszcza i zaleŜą od kąta
padania promienia świetlnego na płaszczyznę czołową światłowodu
Rys 3 Światłowoacuted kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego własności 2θ ndash stoŜek akceptacji 2a ndash średnica
rdzenia 2d ndash średnica płaszcza lakier i guma silikonowa ndash materiały pierwszego i drugiego pokrycia [1 s
175]
RozroacuteŜnia się światłowody
minus jednomodowe ndash o bardzo małej średnicy rdzenia roacutewnej długości fali świetlnej w ktoacuterych
jest przesyłany tylko jeden rodzaj fali
minus wielomodowe ndash o znacznie większej średnicy rdzenia niŜ długość fali świetlnej w ktoacuterych
moŜe rozchodzić się wiele rodzajoacutew fal o danej długości
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
18
W światłowodzie kaŜdy mod rozchodzi się z roacuteŜną prędkością wskutek czego
w światłowodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej polegające na tym
Ŝe impulsy świetlne odbierane na wyjściu toru są poszerzone w stosunku do impulsoacutew na
wejściu toru W celu zmniejszenia tego zjawiska są konstruowane światłowody gradientowe o
zmniejszającym się wspoacutełczynniku załamania światła w rdzeniu w miarę oddalania się od jego
osi
Światłowody telekomunikacyjne dzielimy na
minus światłowody pierwszej generacji ndash wykorzystujące pierwsze okno długości fal
zawierające włoacutekna wielomodowe gradientowe przystosowane do przesyłania fal
świetlnych o długości 850 nm
minus światłowody drugiej generacji ndash stanowią włoacutekna optyczne wielomodowe gradientowe
przystosowane do transmisji fal świetlnych o długości 1300 nm leŜących w drugim oknie
długości fal
minus
światłowody trzeciej generacji ndash zawierające włoacutekna jednomodowe przystosowane do
przesyłania fal świetlnych o długości 1300 nm lub 1550 nm
Kable światłowodowe są produkowane w roacuteŜnych rozwiązaniach konstrukcyjnych
podstawowe z nich to konstrukcje
minus swobodna rurkowa (tubowa) ndash włoacutekna są rozmieszczone w rurkach plastikowych
zawierających od 1 do 10 włoacutekien światłowodowych
minus rozetowa ndash kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeń rozetowy w ktoacuterym są układane
włoacutekna
minus ścisła ndash włoacutekno światłowodowe pokryte jest ściśle powłoką z tworzyw sztucznych
Rys 4 Konstrukcje kabli światłowodowych a) swobodna b) rozetowa c) ścisła 1 ndash pokrycie wtoacuterne w postaci
luźnej tuby 2 ndash wypełnienie Ŝelem tiksotropowym 3 ndash centralny element wzmacniający 4 ndash taśma
owijająca 5 ndash powłoka zewnętrzna 6 ndash włoacutekna światłowodowe 7 ndash rdzeń rozetowy 8 ndash dodatkowe
pokrycie wzmacniające 9 ndash powłoka z przędzy aramidowej 10 ndash pokrycie pierwotne 11 ndash pokrycie
wtoacuterne poliamidowe 12 ndash wzmocnienie włoacutekien szklanych 13 ndash powłoka zewnętrzna [1 s 177]
Parametry światłowodoacutew
Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
minus tłumienność minus pasmo przenoszenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
19
Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede
wszystkim od długości fali przesyłanego światła
Tabela 1 Podstawowe parametry kabli światłowodowych jedno- i wielodomowych [1 s 176]
Parametry Jednostki Światłowoacuted
jednodomowy Światłowoacuted
wielomodowy
Średnica rdzenia microm ndash 50
Średnica pola modoacutew microm 9 divide 10 ndash
Średnica płaszcza microm 125 125
Średnica pokrycia microm 250 250
Tłumienność jednostkowa ndash dla fali 850 nm ndash dla fali 1300 nm ndash dla fali 1550 nm
dBkm
ndash lt
05 lt 03
lt 35 lt 15
ndash
Jednostkowa dyspersja chromatyczna ndash dla fali 1250 divide1300 nm ndash dla fali 1550 nm
ps(nm km)
lt 35 lt 20
ndash ndash
Łączenie kabli światłowodowych
Łączenie kabli światłowodowych jest procesem skomplikowanym wymagającym duŜej
precyzji i dobrej znajomości wszystkich kolejnych operacji Złącza powinny być wykonane
niezwykle starannie poniewaŜ od jakości złączy włoacutekien światłowodowych zaleŜą parametry
transmisyjne KaŜde złącze moŜe wprowadzać straty dochodzące nawet do 1 dB Oproacutecz
włoacutekien światłowodowych muszą być połączone pozostałe elementy kabla tak aby była
zapewniona ciągłość zabezpieczeń mechanicznych i przeciwwilgociowych
Przy łączeniu światłowodoacutew niezwykle waŜne jest uzyskanie zwierciadlanej gładkiej i
prostopadłej do osi powierzchni końca włoacutekien
Włoacutekna światłowodowe w kablach tnie się metodą wykorzystującą zjawisko pękania
włoacutekien szklanych w miejscu zarysowania go pod wpływem działania siły rozciągającej Do
tego celu uŜywa się specjalnego zestawu narzędzi
Złącza stałe włoacutekien światłowodowych wykonuje się w praktyce dwoma sposobami przez
spawanie lub przez sklejanie włoacutekien
Spawanie wykonuje się za pomocą specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek) W
procesie spawania najpierw za pomocą mikroskopu sprawdza się właściwe ustawienie
względem siebie zetkniętych końcoacutew włoacutekien a następnie podgrzewa łukiem elektrycznym
Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakończeniu operacji spawania sprawdzana
jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tłumienności optycznej złącza
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
20
Rys 5 Sposoacuteb spawania światłowodoacutew a) ustawienie włoacutekien przy spawaniu b) fazy spawania 1 ndash
grubordzeniowy światłowoacuted 2 ndash dioda LED 3 i 5 ndash spawane włoacutekna 4 ndash pręt wyginający włoacutekno 6 ndash
wzmacniacz 7 ndash fotodioda 8 ndash mikroprocesor [1 s 179]
W procesie sklejania włoacutekien światłowodowych łączone włoacutekna umieszczane są rowku w
kształcie litery V wyŜłobionym w specjalnej płytce np ze szkła organicznego w celu
precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie Następnie końcoacutewki łączonych włoacutekien pokrywa
się bardzo cienką warstwą odpowiedniego kleju (np Ŝywicy epoksydowej) i po zetknięciu ze
sobą podgrzewa się w celu szybszego utwardzenia kleju Na tak wykonane złącze nakłada się
specjalną obudowę Straty tego typu złącza wynoszą około 01 dB
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
21
Rys 6 Sposoacuteb klejenia złączy stałych a) Vndashrowek i płaska płytka b) połączenie z podwoacutejnym Vndashrowkiem c)
centrowanie w troacutejkącie d) i e) centrowanie w kapilarze f) centrowanie w rurce g) zasada wykorzystania
Vndashrowka [1 s 180]
Do łączenia pojedynczych światłowodoacutew stosuje się złącza rozłączalne ktoacutere składają
się z elementoacutew stanowiących zakończenie włoacutekna światłowodowego prowadnic
umoŜliwiających właściwe ustawienie zakończeń włoacutekien oraz obudowy złącza
Przykładową konstrukcję złącza stykowego przedstawia rysunek 7
Rys 7 Konstrukcja złącza rozłączalnego 1 ndash kabel 2 ndash rurka 3 ndash tuleja dociskowa 4 ndash obudowa złącza 5 ndash
nasadka 6 ndash włoacutekno światłowodowe7 ndash czoło nasadki 8 ndash prowadnica [1 s 180]
422 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1 Jak zbudowany jest światłowoacuted
2 Na czym polega zjawisko dyspersji modowej
3 Jakie znasz rodzaje światłowodoacutew
4 Jakie są roacuteŜnice między światłowodem jednodomowym wielodomowym i gradientowym
5 Jak dzielimy światłowody telekomunikacyjne
6 Jakie znasz rodzaje konstrukcji światłowodowych
7 Jakie znasz parametry transmisyjne światłowodoacutew
8 Od czego zaleŜą parametry światłowodoacutew
9 Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia światłowodoacutew
10 Jakie znasz sposoby wykonania złączy stałych włoacutekien światłowodowych
11 Jakie czynności naleŜy wykonać przy spawie włoacutekien światłowodowych
12 Jakie są fazy spawania światłowodoacutew
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
22
13 Na czym polega proces klejenia światłowodoacutew
14 Jakie znasz sposoby klejenia światłowodoacutew
15 Kiedy stosujemy złącza rozłączne
16 Jak jest wykonane złącze rozłączne
17 Jaki parametr określa jakość wykonanego złącza
18 Jakie są dopuszczane straty na złączu w światłowodach
423 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable światłowodowe na podstawie ich
konstrukcji
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli
światłowodowych
2) dokonać analizy konstrukcji kabli światłowodowych
3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli światłowodowych
4) zapisać nazwy i kroacutetką charakterystykę budowy rozpoznanych konstrukcji kabli
światłowodowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus roacuteŜne rodzaje kabli światłowodowych
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą spawania
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do spawu
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą spawania
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
23
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus narzędzia i elementy niezbędne do wykonania złącza (spawarka światłowodowa narzędzie
do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Wykonaj połączenie włoacutekien światłowodowych metodą klejenia
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu do połączenia
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z połączeniem dwoacutech odcinkoacutew
światłowodu metodą klejenia
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki 5)
przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementoacutew niezbędnych do wykonania złącza (klej płytki(prowadnice)
narzędzie do cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Wykonaj złącze rozłączne kabla światłowodowego
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) wykonać czynności związane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania
ćwiczenia
2) przygotować końcoacutewki światłowodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
24
3) wykonać we właściwej kolejności czynności związane z montaŜem zakończeń złącza
rozłącznego
4) wykonać pomiar wartości tłumienności optycznej złącza i zapisać wyniki
5) przeanalizować otrzymane wyniki
6) ocenić poprawność wykonanego złącza rozłącznego włoacutekien światłowodowych 7)
uzasadnić ocenę
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus dwa odcinki kabla światłowodowego
minus zestaw narzędzi i elementy niezbędne do wykonania złącza (elementy złącza narzędzie do
cięcia światłowodoacutew)
minus zestaw miernikoacutew
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
424 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) opisać budowę światłowodu
2) wyjaśnić zasadę transmisji sygnałoacutew optycznych w światłowodzie
3) wyjaśnić pojęcie dyspersji modowej 4) sklasyfikować światłowody
5) określić roacuteŜnice między roacuteŜnymi rodzajami światłowodoacutew 6)
określić parametry transmisyjne światłowodoacutew 7) sklasyfikować
światłowody telekomunikacyjne
8) rozroacuteŜnić konstrukcje kabli światłowodowych 9) wyjaśnić sposoacuteb cięcia
światłowodoacutew
10) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
spawania
11) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych metoda spawania
12) wyjaśnić sposoacuteb wykonania złącza włoacutekien światłowodowych metodą
klejenia 13) wykonać złącze włoacutekien światłowodowych
metoda klejenia 14) wykonać złącze rozłączne włoacutekien
światłowodowych
15) określić jakość wykonanego złącza
43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych
431 Materiał nauczania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
25
Zasady transmisji analogowej i cyfrowej
Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracują na zasadzie częstotliwościowego
zwielokrotnienia kanałoacutew Systemy te umoŜliwiają utworzenie na jednym torze wielu kanałoacutew
częstotliwościowych rozmieszczonych w roacuteŜnych pasmach częstotliwości dzięki czemu
istnieje moŜliwość jednoczesnego przesyłania po jednym torze wielu niezaleŜnych od siebie
sygnałoacutew elektrycznych Podstawą zwielokrotnienia jest kanał telefoniczny o szerokości 31
kHz
Cyfrowe systemy teletransmisyjne są oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia
kanałoacutew z wykorzystaniem układoacutew cyfrowych Dokonuje się w nich przekształcenia sygnałoacutew
analogowych przesyłanych w kanałach telefonicznych na sygnał cyfrowy z wykorzystaniem
modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang Pulse Code Modulation) Rozwoacutej technologii w
zakresie logicznych układoacutew scalonych umoŜliwił budowanie systemoacutew teletransmisyjnych o
większej krotności a zatem i większej przepustowości Stworzono systemy cyfrowe o
krotnościach 120 480 1920 pracujące na kablach miedzianych Dalsze zwiększenie krotności
umoŜliwiło wprowadzenie włoacutekien światłowodowych jako ośrodkoacutew transmisji
Metody częstotliwościowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania toroacutew transmisyjnych
Zwielokrotnienie częstotliwościowe polega na przekształceniu widma sygnału
akustycznego na sygnały ktoacuterych widma leŜą w zakresie wielkich częstotliwości roacuteŜnych
przedziałoacutew pasma przenoszenia danego toru Przekształcenie odbywa się na drodze modulacji
amplitudowej i nazywa się przemianą częstotliwości Zakres częstotliwości do ktoacuterego zostaje
przesunięty sygnał modulujący w wyniku przemiany zaleŜy od częstotliwości fali nośnej ktoacutery
jest modulowany tym sygnałem i jest nośnikiem informacji zawartych w sygnale
Zmodulowany sygnał zawiera inne produkty modulacji ktoacutere są eliminowane za pomocą
filtroacutew przepuszczających tylko uŜyteczne pasmo
W systemach teletransmisyjnych przesyłana jest tylko jedna wstęga boczna ktoacutera umoŜliwia
odtworzenie nadawanego sygnału w odbiorniku Falę nośną niezbędną do demodulacji po
stronie odbiorczej wytwarza się w generatorze lokalnym dokładnie odtwarzającym
częstotliwość fali nośnej nadajnika Metoda zwielokrotnienia częstotliwościowego jest
przedstawiona na rys 8
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
26
Rys 8 Zasada zwielokrotniania częstotliwościowego kanałoacutew a) schemat połączeń b) rozkład częstotliwości
kanałoacutew c) widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości M ndash modulator amplitudowy
przemiany częstotliwości F ndash filtr tłumiący sygnały niepoŜądane W ndash wzmacniacz D ndash demodulator
amplitudowy fs ndash naturalny sygnał z pasma akustycznego (sygnał modulujący) F1 F2 F3 ndash sygnały nośne
kolejnych kanałoacutew (sygnały modulowane) ∆f = f2 ndash f1 ndash pasmo częstotliwości sygnału modulującego f1
ndash graniczna częstotliwość dolna sygnału modulującego f2 - graniczna częstotliwość goacuterna sygnału
modulującego [2 s 33]
W podanym przykładzie przesyłane są trzy sygnały fs = 2kHz zmodulowane przez trzy
roacuteŜne fale nośne F1 = 12 kHz F2 = 16 kHz F3 = 20 kHz oraz został zastosowany filtr
dolnoprzepustowy ograniczający pasmo tak aby przepuszczał tylko boczne wstęgi dolne
Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyłaniu roacuteŜnych sygnałoacutew po jednym torze w
roacuteŜnych przedziałach czasu ktoacutere nazywane są kanałami czasowymi KaŜdy przebieg
określonej wielkości w funkcji czasu moŜna odtworzyć z chwilowych wartości (proacutebek) tego
przebiegu pobieranych w ściśle określonych regularnych odstępach czasu Odstęp czasu
między proacutebkami Tp musi być tak dobrany aby zawarty w nim przebieg zawierał nie więcej niŜ
jedno minimum lub maksimum Częstotliwość proacutebkowania jest określona przez prawo
proacutebkowania ktoacutere ma postać
Częstotliwość proacutebkowania fp powinna być co najmniej dwukrotnie większa od
największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
fp gt 2 fg
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
27
Rys 9 Proacutebkowanie przebiegu analogowego 1 ndash przebieg analogowy ( informacja) 2 ndash ciąg impulsoacutew
proacutebkujących o ustalonej częstotliwości fp = 1Tp 3 ndash przebieg po proacutebkowaniu ( sygnał PAM) ∆t ndash czas
trwania proacutebki [2 s 37]
Dla sygnałoacutew telefonicznych o widmie 300 divide 3400 Hz przyjmuje się częstotliwość
proacutebkowania fp = 8 kHz w związku z tym okres proacutebkowania wynosi Tp = 1 fp =125 micros
Czas trwania proacutebek ∆t jest z reguły duŜo kroacutetszy od okresu proacutebkowania Tp czyli
czasowego odstępu między proacutebkami (∆t ltlt Tp ) co umoŜliwia przesyłanie między proacutebkami
danego przebiegu proacutebek innych sygnałoacutew pochodzących z innych kanałoacutew telefonicznych
Na tym właśnie polega zwielokrotnienie czasowe kanałoacutew
Układ (model mechaniczny) do tworzenia kanałoacutew czasowych tj zwielokrotnienia
czasowego kanałoacutew ktoacutery ilustruje ideę proacutebkowania przebiegoacutew z przykładowych 4
oddzielnych kanałoacutew jest przedstawiony na rys 10
Rys 10 Przykład układu ilustrującego ideę zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew [2 s 38]
W przedstawionym układzie do zwielokrotnienia czasowego kanałoacutew wykorzystano dwa
komutatory elektromechaniczne posiadające styki stałe oraz styki wirujące (szczotki)
Komutator po stronie nadawczej jest urządzeniem proacutebkującym a po stronie odbiorczej ndash
urządzeniem rozdzielającym Oba komutatory wspoacutełpracują z urządzeniami taktującymi
wytwarzającymi przebiegi impulsowe Do stykoacutew stałych dołączone są poszczegoacutelne kanały
naturalne o paśmie 300 divide 3400 Hz Szczotki komutatoroacutew połączone są ze sobą linią przesyłową
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
28
i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość
proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami kolejno dla
poszczegoacutelnych kanałoacutew w roacuteŜnych chwilach czasowych Połączenia dla danego kanału
powtarzają się cyklicznie z częstotliwością fp
Rys 11 Przykład tworzenia sygnału zbiorczego PAM [1 s 251]
Sygnał zbiorczy wysyłany w linię przez urządzenie proacutebkujące i odbierany z linii przez
urządzenie rozdzielające ma postać ciągu impulsoacutew (rys 11) ktoacutere są proacutebkami sygnałoacutew z
poszczegoacutelnych kanałoacutew Taki ciąg impulsoacutew o amplitudach modulowanych przebiegiem
proacutebkowanym jest oznaczany skroacutetem PAM (ang Pulse Amplitude Modulation)
W praktyce proacutebki nie są przesyłane w linii w sposoacuteb bezpośredni w postaci sygnału PAM
lecz są poddawane dodatkowej modulacji W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje
się modulację kodowo ndash impulsową PCM ( ang Pulse Code Modulation)
Charakterystyka systemoacutew PCM
Istota metody PCM polega na tym Ŝe amplitudy impulsoacutew modulowanych sygnałem
proacutebkowanym są wyraŜane liczbami dwoacutejkowymi za pomocą odpowiedniej kombinacji cyfr 0
i 1 przy czym w układzie elektrycznym 1 oznacza stan prądowy a 0 ndash stan bezprądowy Za
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
29
pomocą liczby dwoacutejkowej określany jest przedział w jakim znajduje się wierzchołek dane
proacutebki Cały zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałoacutew zwanych skokami
kwantyzacji ktoacuterym są przyporządkowane kolejne liczby dwoacutejkowe składające się z n cyfr
Proces określenia w ktoacuterym przedziale znajduje się dana proacutebka nazywa się kwantowaniem
Rys 12 Kwantowanie i kodowanie proacutebek sygnału [2 s 39]
KaŜda proacutebka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitoacutew
Przedział czasu jaki zajmuje grupa bitoacutew reprezentująca dana proacutebkę nazywany jest czasową
szczeliną kanałową Zbioacuter następujących po sobie szczelin czasowych odpowiadających
poszczegoacutelnym kanałom naturalnym w ktoacuterych przesyłane są proacutebkowane sygnały nazywa się
ramką Ramka obejmuje czas pomiędzy dwiema kolejnymi proacutebkami tego samego kanału co
oznacza Ŝe długość ramki jest roacutewna okresowi proacutebkowania Tp = 1 fp
W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnału nadawanego
z sygnałem odtworzonym w odbiorniku Sygnały te muszą być zgodne co do struktury
połoŜenia w czasie i wzoru ramek w urządzeniu nadawczym i odbiorczym Proces ten nazywa
się fazowaniem ramek Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku są wytwarzane
odpowiednie sygnały ktoacutere są ze sobą poroacutewnywane w odbiorniku Zasadę pracy systemu PCM
przedstawia rys 13
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
30
Rys 13 Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacją PCM [2 s 40]
Budowa i zasada działania krotnic PCM 3032
W urządzeniach zwanych krotnicami PCM 3032 sygnały z 30 kanałoacutew telefonicznych są
przetwarzane w jeden zbiorczy sygnał cyfrowy o przepływności 2048 kbits Sygnał wyjściowy
z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzających się ramek zawierających po 32 szczeliny
kanałowe z ktoacuterych 30 szczelin słuŜy do przesyłania informacji jedna szczelina
(zerowa ndash S0 ) ndash do przesyłania wzoru synchronizacji ramki oraz jedna szczelina
(szesnastaS16) ndash do przesyłania sygnalizacji komutacyjnej a takŜe kontroli i nadzoru
Wszystkie szczeliny są 8-bitowe o czasie trwania 39 micros kaŜda Przepływność jednego kanału
telefonicznego wynosi 64 kbits
Rys 14 Struktura ramki PCM 3032 FAS ndash przebieg analogowy sygnał fazowania ramki NFAS ndash brak
sygnału fazowania ramki Si ndash bity rezerwowe do wykorzystania międzynarodowego A ndash alarm
fazowania ramki 0 ndash brak alarmu 1 ndash stan alarmu Sn ndash bity rezerwowe [1 s 254]
W krotnicach PCM 3032 tworzona jest teŜ wieloramka PCM 3032 zawierająca 16 ramek
(ponumerowane od 0 do 15) i umoŜliwiająca przesyłanie kryterioacutew sygnalizacji komutacyjnej
sygnały kontroli nadzoru W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesłany jest sygnał
synchronizacji (fazowania) wieloramki W szczelinach szesnastych pozostałych ramek
pierwsze cztery bity stanowią kanały synchronizacyjne kanałoacutew telefonicznych od 1 do 15 a
pozostałe cztery przyporządkowane są kanałom telefonicznym od 16 do 30
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
31
Rys 15 Struktura wieloramki PCM 3032 Y ndash alarm wieloramki MFAS ndash sygnału fazowania wieloramki
NMFAS ndash brak sygnału fazowania wieloramki a b c d ndash bity sygnalizacyjne [1 s 255]
Podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 to
w kierunku nadawczym
minus proacutebkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałoacutew nadawanych w poszczegoacutelnych kanałach
minus przetwarzanie sygnałoacutew PAM na dwustanowy sygnał PCM
minus utworzenie kanałoacutew czasowych dla sygnałoacutew słuŜących do nawiązywania łączności
minus ukształtowanie sygnału zbiorczego i wysyłane go w tor
w kierunku odbiorczym
minus odbioacuter z linii sygnału cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci
minus odtworzenie z sygnału PCM impulsoacutew PAM
minus wydzielenie sygnałoacutew uŜytecznych
minus odtworzenie sygnałoacutew komutacyjnych
Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys 16
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
32
Rys 16 Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM Wz ndash wzmacniacz FDp ndash filtr dolnoprzepustowy Og ndash
ogranicznik amplitudy BK ndash bramka kanałowa Dek ndash dekoder Kod ndash koder Tk ndash transkoder [1 s 256]
Podstawowe układy krotnicy PCM to
minus analogowe układy kanałowe ndash wydzielają pasmo uŜyteczne nadają odpowiedni poziom
sygnałom nadawczym i odbiorczym zapobiegają zakłoacuteceniom
minus układy zwielokrotnienia czasowego ndash w kierunku nadawczym słuŜą do pobierania proacutebek
i tworzenia sygnału PAM w kierunku odbiorczym zapewniają wprowadzenie do
poszczegoacutelnych kanałoacutew odpowiednich proacutebek odtworzonych w dekoderze
minus przetworniki AC (kodery) i CA (dekodery) ndash przetwarzają sygnał PAM do postaci sygnału
PCM ( kodery) i odtwarzają impulsy PAM z sygnału PCM (dekodery)
minus zegary taktujące ndash nadają odpowiedni rytm pracy krotnicy i słuŜą do synchronizacji
przebiegoacutew nadawczych i odbiorczych
minus grupowe układy wejściowe i wyjściowe (transkodery) ndash w kierunku nadawczym
przekształcają dwustanowy sygnał cyfrowy na postać troacutejstanową dogodną do transmisji
przez trakt liniowy w kierunku odbiorczym następuje proces dekodowania
minus układy kanałoacutew sygnalizacyjnych ndash przetwarzają sygnały komunikacyjne z centrali
telefonicznej związane z poszczegoacutelnymi kanałami na sygnały dwustanowe
Kody sygnału cyfrowego
Podczas transmisji przez tor sygnał cyfrowy zostaje zniekształcony W celu
wyeliminowania składowej stałej i zmniejszenia wpływu zniekształceń na sygnał uŜyteczny
stosuje się kody liniowe Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to
minus kody dwuwartościowe NRZ (ang Non Return to Zero) i RZ (ang Return to Zero) ndash nie są
stosowane jako kody liniowe poniewaŜ zawierają składową stałą oraz dodatkowo
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
33
w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego
minus kody troacutejwartościowe AMI (ang Alternate Mark Inversion) ndash i HDB-3 (ang High Density
Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) ndash stosowane do kodowania sygnałoacutew o
przepływnościach 2 Mbits 8 Mbits i 34 Mbits
minus kod dwuwartościowy CMI ndash stosuje się dla sygnałoacutew o przepływnościach 140Mbits
Rys 17 Kody sygnału cyfrowego [1 s 262]
Kod AMI tworzony jest według zasady polegającej na zmianie polaryzacji impulsoacutew o
wartości 1 na przeciwną do poprzedniego impulsu
Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsoacutew o wartości 1 z tą roacuteŜnicą Ŝe
dla więcej niŜ trzech kolejnych impulsoacutew o wartości 0 sekwencję czterech zer zastępuje się
jedną z dwu sekwencji 0001 lub 1001 według ściśle określonej zasady
Kod CMI jest kodem dwuwartościowym zawierającym wartości bdquo+1rdquo i bdquo-1rdquo W kodzie tym
impulsy wartości 1 przedstawiane są naprzemiennie w postaci stanu bdquo+1rdquo lub bdquo-1rdquo wartość
binarnego 0 w postaci stanu bdquo+1rdquo w pierwszej połowie tego bitu i stanu bdquo-1rdquo w drugiej połowie
bitu
Kody stosowane w światłowodach
Sygnał wejściowy toru światłowodowego ma postać kodu troacutejwartościowego HDB-3
natomiast impulsy świetlne nie mogą przyjmować wartości ujemnych więc kod
troacutejwartościowy jest zamieniany na kod dwuwartościowy np 5B6B W kodzie tym 5 bitom
sygnału wejściowego przyporządkowuje się 6 bitoacutew sygnału dwuwartościowego wysyłanego
w światłowoacuted
W przypadku sygnału o postaci kodu CMI sygnał jest najpierw przetworzony na sygnał
binarny następnie poddany skramblowaniu ktoacutere polega na nadaniu sygnałowi kodu
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
34
pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieństwie występowania 0 i 1) i w
końcowym etapie w koderze 5B6B następuje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie
do grupy 15 bitoacutew dodatkowych 3 bitoacutew słuŜących do kontroli błędoacutew synchronizacji i
przesyłania alarmoacutew
Budowa urządzeń i traktoacutew światłowodowych
Podstawowymi urządzeniami traktu światłowodowego są nadajnik i odbiornik
umieszczone na początku i końcu traktu oraz niekiedy urządzenia przelotowe pełniące rolę
wzmacniakoacutew ndash regeneratoroacutew
Zadaniem nadajnika światłowodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnału elektrycznego
na impulsy świetlne jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED
(ang Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang Laser Diode) Zadaniem odbiornika
światłowodowego jest operacja odwrotna czyli zamiana sygnału świetlnego na cyfrowy sygnał
elektryczny Funkcje tą spełnia fotodetektor w ktoacuterym głoacutewną rolę odgrywa fotodioda ktoacuterej
prąd wsteczny zaleŜy od natęŜenia promienia świetlnego
Nadajnik światłowodowy zawiera
minus regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnału wejściowego
minus koder 5B-6B
minus układ nadajnika optycznego z diodą laserową LD
minus układy taktowania w ktoacuterych są odtwarzane sygnały taktujące sterowane przebiegiem
wydzielonym z sygnału wejściowego
Odbiornik światłowodowy zawiera
minus odbiornik optyczny z fotodiodą
minus wzmacniacze i korektory impulsoacutew oraz regenerator sygnału optycznego
minus dekoder 6B-5B
minus zmienni kodu dwoacutejkowego na kod HDB-3
minus układy taktujące sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnału liniowego
Urządzenie przelotowe zawiera
minus odbiornik optyczny
minus regenerator impulsoacutew
minus nadajnik optyczny
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
35
Rys 18 Uproszczony schemat blokowy urządzeń końcowych traktu liniowego systemu światłowodowego 34
Mbits a) nadajnik b) odbiornik NOp ndash nadajnik optyczny OOp ndash odbiornik optyczny KI ndash korektor
impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]
432 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jaka jest szerokość kanału telefonicznego
2) Na czym polega zwielokrotnienie częstotliwościowe
3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie częstotliwości
4) Od czego zaleŜy zakres częstotliwości do ktoacuterych zostaje przesunięty sygnał modulujący
w wyniku przemiany częstotliwości
5) Jaką postać ma widmo sygnału telefonicznego po przemianie częstotliwości
6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe
7) Jakie zaleŜności określa prawo proacutebkowania
8) Jak określa się okres proacutebkowania dla sygnału telefonicznego 9) Jak powstaje sygnał
PAM
10) Na czym polega proces kwantowania
11) Co określają pojęcia czasowa szczelina kanałowa ramka
12) Na czym polega proces fazowania ramki
13) Jakie podstawowe układy zawiera system PCM
14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM 15) Jaka jest struktura ramki PCM 3032
16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 3032
17) Jakie są podstawowe funkcje krotnicy PCM 3032
18) Jakie znasz podstawowe układy krotnicy PCM 3032
19) Jakie znasz kody sygnałoacutew cyfrowych
20) Ktoacutere kody są wykorzystywane w światłowodach
21) Jak zbudowany jest tor światłowodowy
22) Jakie funkcje spełnia nadajnik światłowodowy 23) Jakie układy zawiera nadajnik
światłowodowy
24) Jakie funkcje spełnia odbiornik światłowodowy 25)
Jakie układy zawiera odbiornik światłowodowy
433 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj rozkład kanałoacutew w metodzie zwielokrotnienia częstotliwościowego dla sygnału fs
= 3000 Hz i fal nośnych F1 = 14 kHz F2 = 18 kHz F3 = 22 kHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody
zwielokrotnienia częstotliwościowego
2) określić sygnały modulujący i modulowany dla kaŜdego kanału
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
36
3) narysować rozkład częstotliwości po zwielokrotnieniu częstotliwościowym z
uwzględnieniem podanych w ćwiczeniu wartości 4) uzasadnić poprawność rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Oblicz częstotliwość proacutebkowania sygnałoacutew o częstotliwościach f1 = 1 kHz f2 = 1 MHz
f3 = 13 Hz f4 = 250 kHz f5 = 43 GHz
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać prawo proacutebkowania
2) określić częstotliwość proacutebkowania dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) zapisać wyniki
4) uzasadnić poprawność wyliczeń
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Narysuj sygnał zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegoacutew sygnałoacutew z
czterech kanałoacutew dla ramki o długości 1 ms
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1)
odszukać opis sposobu tworzenia sygnału PAM 2)
określić częstotliwość proacutebkowania
3) narysować przebieg przedstawiający sygnał zbiorczy PAM 4)
uzasadnić poprawność wykonanego rysunku
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegami sygnałoacutew
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Przedstaw proacutebki sygnału zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomoacutew
kwantyzacji i okresie proacutebkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
37
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu proacutebkowania kwantowania i kodowania sygnału
2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu proacutebkowania zachowane jest
prawo proacutebkowania
3) narysować proacutebki sygnału
4) określić poziomy kwantyzacji
5) przypisać kody dwoacutejkowe poziomom kwantyzacji
6) określić przedziały dla kaŜdej proacutebki
7) przypisać kody dla kaŜdej proacutebki
8) przedstawić postać binarną zakodowanego sygnału
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansza z przebiegiem sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Dla podanego przez prowadzącego sygnału binarnego przedstaw przebiegi dla kodoacutew
NRZ RZ AMI frac12 HDB 3 CMI
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis sposobu tworzenia kodoacutew sygnałoacutew cyfrowych
2) narysować przebiegi zakodowanego sygnału binarnego dla poszczegoacutelnych kodoacutew 3)
uzasadnić poprawność narysowanych przebiegoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus plansze z kodem binarnym sygnału
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
434 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia w metodzie częstotliwościowej 2) wyjaśnić
zasadę zwielokrotnienia w metodzie czasowej
3) określić roacuteŜnice między metodą częstotliwościową i czasową wielokrotnego
wykorzystania toroacutew transmisyjnych 4) zastosować prawo
proacutebkowania
5) rozroacuteŜnić pojęcia proacutebkowanie kwantowanie kodowanie
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
38
6) wyjaśnić zasadę pracy systemu PCM
7) rozroacuteŜnić pojęcia szczelina czasowa ramka wieloramka fazowanie ramki 8)
określić podstawowe funkcje krotnic PCM 3032 9) rozroacuteŜnić podstawowe układy
krotnicy PCM 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałoacutew cyfrowych 11) określić
sposoby zabezpieczania sygnałoacutew przed błędami
12) wyjaśnić pojęcie skramblowanie
13) określić kody stosowane w transmisji w kablach światłowodowych
14) podać polskie i angielskie nazwy skroacutetoacutew LED LD PAM PCM
15) określić podstawowe funkcje nadajnika światłowodowego
16) rozroacuteŜnić układy nadajnika światłowodowego 17) określić
podstawowe funkcje odbiornika światłowodowego 18) rozroacuteŜnić
układy odbiornika światłowodowego
44 Wielokrotne systemy cyfrowe
441 Materiał nauczania
Plezjochroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych PDH
Systemy cyfrowe większej krotności są tworzone na zasadzie stopniowego
zwielokrotniania sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszych rzędoacutew np z czterech grup
30kanałowych (pierwszego rzędu) tworzone są grupy 120-kanałowe (drugiego rzędu) a grupy
480 kanałowe (trzeciego rzędu) tworzone są z czterech grup 120-kanałowych Zwielokrotnienie
cyfrowe jest to łączenie sygnałoacutew cyfrowych grup niŜszego rzędu w jeden sygnał zbiorczy
wyŜszego rzędu Proacutebki bitoacutew sygnałoacutew niŜszego rzędu są układane szeregowo obok siebie na
zasadzie przeplotu bitowego tworząc w ten sposoacuteb jeden sygnał zbiorczy grupy wyŜszego rzędu
(rys 19) W procesie tym musi być spełniony warunek Tp = 1fp = 125 micros (fp = 8 kHz ndash
częstotliwość proacutebkowania kanałoacutew) aby zmieściły się wszystkie kanały tworzonej grupy
Oznacza to Ŝe przepływność zbiorczego sygnału cyfrowego grupy wyŜszego rzędu musi być
odpowiednio 4 razy większa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
39
Rys 19 Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1 s 259]
Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja
sygnałoacutew składowych Mogą one pochodzić z roacuteŜnych źroacutedeł ktoacuterych podstawy czasu mogą
się roacuteŜnić między sobą (brak synchronizmu) W celu wyeliminowania roacuteŜnic między
przepływnością poszczegoacutelnych sygnałoacutew wyjściowych a przepływnością jaka jest
przewidziana dla tych sygnałoacutew w sygnale zbiorczym stosuje się tzw dopełnienie impulsowe
ktoacutere polega na wprowadzeniu dodatkowych bitoacutew (bitoacutew dopełnienia) do wejściowego
sygnału cyfrowego Bity te są usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej
Opisana powyŜej metoda nosi nazwę zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie
synchronicznego)
Podstawowym parametrem kaŜdego systemu cyfrowego jest przepływność sygnału
zbiorczego ktoacutera zaleŜy od liczby kanałoacutew w grupie i wynosi
minus dla grup 30-kanałowych (pierwszego rzędu) ndash 2048 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (drugiego rzędu) ndash 8448 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (trzeciego rzędu) ndash 34368 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (czwartego rzędu) ndash 139264 kbits
minus dla grup 30-kanałowych (piątego rzędu) ndash 564992 kbits
Urządzenia systemoacutew PDH
W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyroacuteŜnia się urządzenia zwielokrotniające
(krotnice) oraz urządzenia traktoacutew liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory
końcowe) Urządzenia traktoacutew liniowych są specyficzne dla poszczegoacutelnych medioacutew
transmisji Krotnice mogą być te same do wspoacutełpracy z roacuteŜnymi traktami liniowymi poniewaŜ
posiadają znormalizowane styki zaroacutewno po stronie sygnałoacutew składowych jak i sygnałoacutew
zbiorczych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
40
Krotnice dzielimy ze względu na przepływność sygnałoacutew składowych i zbiorczych na
minus krotnice 28 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 120-kanałowego
minus krotnice 834 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 480-kanałowego
minus krotnice 34140 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
1920kanałowego
minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego
7680kanałowego
Uproszczony schemat blokowy krotnicy 834 Mbits jest przedstawiony na rys 20
Rys 20 Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 834 (480-krotnej) UWD ndash układ wprowadzania dopełniania
UED ndash układ eliminacji dopełniania UZN ndash układ zegaroacutew nadawczych UZO ndash układ zegaroacutew
odbiorczych Mux ndash multiplekser Dem ndash demultiplekser [1 s 264]
Krotnica TC 834 zawiera następujące układy funkcjonalne
minus transkodery sygnałoacutew o przepływności 8 Mbits
minus układy synchronizacji (układy wyroacutewnywania przepływności 8 Mbits)
minus układy zwielokrotnienia multiplekser i demultiplekser
minus transkoder sygnału zbiorczego o przepływności 34 Mbits
minus układy taktujące (zegary)
Podczas przesyłania w linii długiej sygnał cyfrowy ulega deformacjom wskutek
zniekształceń tłumieniowych i fazowych toroacutew oraz roacuteŜnego rodzaju zakłoacuteceń pochodzących z
toroacutew sąsiednich i źroacutedeł zewnętrznych W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych
odstępach stosuje się urządzenia do regeneracji przesyłanego sygnału cyfrowego zwane
wzmacniakami-regeneratorami Regeneracja sygnału polega na odtworzeniu na wyjściu
regeneratora sygnału cyfrowego o takiej samej postaci jaką miał na wejściu
Na rys 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałoacutew w
roacuteŜnych jego punktach
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
41
Rys 21 Regeneracja sygnału cyfrowego [1 s 260]
Sygnał podawany na wejście regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji a następnie są
rozroacuteŜniane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnału Po selekcji zostają
utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4) W celu
odtworzenia fazy sygnału i czasu trwania impulsoacutew w regenerowanym sygnale następuje
poroacutewnanie przebiegoacutew (3) i (4) z przebiegiem zegara (5) Skorygowane przebiegi (6) i (7) są
sumowane w wyniku czego zostaje utworzony sygnał (8) o takim samym przebiegu jak sygnał
nadany na początku traktu
Regeneratory dzielimy na dwie grupy regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz
regeneratory końcowe umieszczone w stojakach urządzeń końcowych
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH
Synchroniczna hierarchia systemoacutew cyfrowych SDH (ang Synchronous Digital Hierarchy)
to rodzina systemoacutew cyfrowych wykorzystująca właściwości toroacutew światłowodowych w celu
zwiększenia przepustowości i usprawnienia działania sieci telekomunikacyjnej Zastosowanie
światłowodoacutew oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umoŜliwiło znaczne
zwiększenie przepustowości linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarządzania
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
42
umoŜliwiających natychmiastową identyfikację uszkodzenia linii lub węzła oraz automatyczne
przełączanie ruchu na drogi rezerwowe Systemy SDH umoŜliwiają wprowadzenie nowych
usług wymagających szerokiego pasma takich jak szybka komutacja pakietoacutew połączenia
między sieciami komputerowymi telewizji o duŜej rozdzielczości (HDTV)
Systemy SDH charakteryzują się następującymi właściwościami
minus duŜa przepustowość
minus zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci
minus duŜa elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci
minus scentralizowany nadzoacuter i programowane sterowanie siecią
minus moŜliwość realizacji dowolnych usług telekomunikacyjnych wąsko-
i szerokopasmowych
Podstawowym członem w SDH jest synchroniczny moduł transportowy STM-1 (ang
Synchronous Transport Module Level 1) o przepływności 155520 kbits ktoacutery umoŜliwia
wspoacutełpracę z systemami PDH WyŜsze stopnie tej rodziny są tworzone na zasadzie
zwielokrotnienia STM-1 W systemie SDH znormalizowano następujące moduły
minus STM-1 o przepływności 155520 kbits
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits
Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na bdquoładowaniurdquo informacji do tzw konteneroacutew
wirtualnych VC i tworzeniu modułoacutew transportowych przeplatając odpowiednio bajty
sygnałoacutew składowych Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-1 przedstawia rys 22
Rys 22 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 STM ndash synchroniczny moduł transportowy AU ndash jednostka
administracyjna VC ndash kontener wirtualny C ndash kontener TU ndash jednostka składowa TUG ndash jednostka
grupowa [1 s 273]
W tworzeniu modułu transportowego STM-1 wyroacuteŜnia się następujące etapy
minus Etap 1 Odwzorowanie (mapping) konteneroacutew ndash z sygnałoacutew PDH po ich regeneracji tworzone
są odpowiednio kontenery C-12 ndash z sygnału o przepływności 2 Mbits C-3 ndash z sygnału o
przepływności 34 Mbits oraz C-4 z sygnału o przepływności 140 Mbits Tworzenie to
polega na dostosowaniu przepływności wejściowego sygnału składowego do określonej
przepływności kontenera poprzez dopełnienie bitowe
Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew
tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
43
minus Etap 2 Fazowanie ndash ustawianie wskaźnika połoŜenia kontenera niŜszego rzędu w
kontenerze wyŜszego rzędu ndash w wyniku przyporządkowania wskaźnikoacutew kontenerom
wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone są jednostki składowe TU-12 i TU-3 Wskaźniki PTR
(ang Pointers) określają połoŜenie konteneroacutew niŜszego rzędu VC-12 i VC-3 w
kontenerze VC-4
minus Etap 3 Zwielokrotnienie jednostek składowych ndashjednostki TU są odpowiednio grupowane
tworząc jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang Tributary Unit Group) a następnie
ładowane do kontenera VC-4 Sposoacuteb tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys 23 oraz
sposoacuteb wprowadzenia TUG-3 do kontenera VC-4 przedstawia rys 24
Rys 23 Tworzenie jednostek grupowych TUG-2 i TUG-3 [1 s 274]
Rys 24 Wprowadzenie grup TUG-3 do kontenera wirtualnego VC-4 [1 s 274]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
44
minus Etap 4 Fazowanie (ustawianie wskaźnika) połoŜenia kontenera VC-4 ndash poprzez
uformowanie wskaźnika AU-PTR określającego początek kontenera VC-4 w ramce STM-
1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang Administrative Unit)
minus Etap 5 Formowanie sygnału STM-1 ndash w fazie tej następuje wygenerowanie i dodanie do
jednostki administracyjnej AU-4 nagłoacutewka zwielokrotnienia MSOH (ang Multiplet
Section Overhead) oraz nagłoacutewka sekcji regeneratorowej RSOH (ang Regeneration
Section Overhead) Następnie zachodzi skramblowanie sygnału STM-1
Ramka sygnału zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtoacutew przesyłanych w ciągu 125 micros co
daje przepływność 155520 kbits Strukturę ramki STM-1 przedstawia rys 25
Rys 25 Struktura ramki STM-1 [1 s 276]
Ramka dzieli się na trzy części
minus obszar kontenera wirtualnego VC-4 zawierającego sygnały uŜyteczne doprowadzone do
krotnicy
minus obszar wskaźnika jednostki administracyjnej AU-4 PTR zawierającego adresy połoŜenia
konteneroacutew wirtualnych w jednostce administracyjnej
minus
pole nagłoacutewka sekcji SOH (ang Section Overhead) niosącego informacje dotyczące
fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru
Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa się na zasadzie zwielokrotniania
synchronicznego poprzez zwykłe przeplatanie bajtoacutew sygnałoacutew składowych Tak tworzone są
moduły
minus STM-4 o przepływności 622080 kbits ndash powstaje z czterech sygnałoacutew STM-1
minus STM-16 o przepływności 2488320 kbits ndash powstaje z 16 modułoacutew STM-1 lub czterech
modułoacutew STM-4
Sposoacuteb tworzenia modułu STM-4 z modułoacutew STM-1 przedstawia rys 26
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
45
Rys 26 Sposoacuteb tworzenia modułu transportowego STM-4 z modułoacutew STM-1 [1 s 278]
W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 micros Sposoacuteb tworzenia
ramki STM-4 przedstawia rys 27
Rys 27 Sposoacuteb tworzenia ramki STM-4 [1 s 279]
Urządzenia systemu SDH
W systemach SDH występują tylko krotnice ktoacutere realizują funkcje zwielokrotnienia i
zakończenia traktu liniowego Ze względu na zastosowanie w sieci rozroacuteŜniamy następujące
typy krotnic SDH
minus krotnice końcowe TMX (ang Terminal Multiplexer) PDHSTM-1 ndash umoŜliwiają
zwielokrotnienie sygnałoacutew PDH w sygnał zbiorczy STM-1 w połączeniach punkt-punkt
minus krotnice liniowe LMX ( ang Line Multiplexer) STM-1STM-4 i STM-1STM-16 ndash słuŜą
do łączenia sygnałoacutew STM-1 w sygnał wyŜszego rzędu STM-4 lub STM-16
minus krotnice transferowe ADM (ang Add Drop Multiplexer) ndash umoŜliwiają wydzielenie i
ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego
STM-n transmitowanego w linii bez konieczności jego całkowitej demultipleksacji
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
46
minus synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC (ang Synchronous Digital Cross-Connect) ndash
spełniają funkcje krotnic SDH a ponadto mają moŜliwość przełączania droacuteg cyfrowych
na poziomie konteneroacutew wyŜszego VC-4 i niŜszego rzędu VC-12
minus regeneratory SDH ndash odpowiadają za przetwarzanie odebranego sygnału optycznego na
elektryczny wydzielenie sygnału taktującego zregenerowanie sygnału informacyjnego
identyfikację początku ramki przetworzenie nagłoacutewka sekcji regeneracji RSOH dalsza
transmisja sygnału STM-n z nowym nagłoacutewkiem oraz przetworzenie go na sygnał
optyczny
Nadzoacuter i zarządzanie siecią SDH
Krotnice SDH posiadają styki (S) i kanały komunikacji danych DCC (ang Data
Communications Channels) do obiektoacutew zarządzania i nadzoru krotnic ktoacutere zapewniają
przetwarzanie i przechowywanie informacji przekazywanych do terminala operatora przez styk
F lub do sieci zarządzania TMN (ang Telecommunications Management Network) przez styk
Q lub kanały komunikacji danych
System nadzoru i zarządzania siecią SDH obejmuje
minus krotnice roacuteŜnego typu i oprogramowanie
minus urządzenia pomocnicze np zegar zasilacz
minus układy testowania i utrzymania
minus sieciowe drogi transportu
Podstawowe funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH to
minus zarządzanie sygnalizacją alarmową
minus nadzorowanie jakości transmisji i testowanie
minus sterowanie przełączaniem na rezerwę
minus zarządzanie rekonfiguracją sieci
Do celoacutew kontroli i sterowania przepływem informacji w systemach SDH wykorzystywane
są nagłoacutewki konteneroacutew
minus sekcji zwielokrotnienia modułu transportowego MSOH
minus sekcji regeneratorowej RSOH
minus kontenera wirtualnego VC-4 POH
minus konteneroacutew wirtualnych niŜszych rzędoacutew VC-12 POH i VC-3 POH
System nadzoru śledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłoacutewkach Nadzoacuter jakości
transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitoacutew w danej ramce i
zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłoacutewka następnej ramki Jest to metoda kontroli
parzystości przeplotu bitowego
442 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1) W jaki sposoacuteb tworzone są systemy cyfrowe wyŜszych krotności
2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego
3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego
4) W jaki sposoacuteb jest tworzony sygnał zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
47
5) Jakie znasz urządzenia systemoacutew PDH
6) W jaki sposoacuteb klasyfikujemy krotnice PDH
7) Jakie układy funkcjonalne zawiera krotnica PDH
8) Jakie funkcje w systemach PDH spełniają regeneratory
9) Jakie rozroacuteŜniamy rodzaje regeneratoroacutew
10) Jakie są kolejne etapy regeneracji sygnału cyfrowego
11) Jakie są charakterystyczne właściwości systemoacutew SDH
12) Jakie moduły występują w systemach SDH
13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH
14) Jakie są kolejne etapy tworzenia modułu STM-1
15) W jaki sposoacuteb tworzone są kontenery wirtualne VC-12 VC-3 VC-4
16) W jaki sposoacuteb tworzone są jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3
17) Z jakich części składa się ramka STM-1
18) W jaki sposoacuteb tworzone są moduły o wyŜszych przepływnościach
19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH
20) Jakie rodzaje krotnic występują w systemach SDH
21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarządzania siecią SDH
22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisją w systemach SDH
23) Na czym polega metoda kontroli parzystości przeplotu bitowego
443 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla podanych przez nauczyciela przebiegoacutew sygnałoacutew z 4 traktoacutew cyfrowych narysuj
przebieg sygnału zbiorczego powstałego zgodnie z metodą zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy
regeneratora Opisz funkcje blokoacutew oznaczonych 1 2 3 4 5 i 6
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
48
Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałoacutew w systemach PDH
2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałoacutew
3) określić funkcje regeneratora na poszczegoacutelnych etapach regeneracji sygnału 4) przypisać
funkcje poszczegoacutelnym blokom
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przedstaw schemat blokowy tworzenia modułu STM-1 systemu SDH z sygnałoacutew
wejściowych o przepływnościach 2 Mbits i 34 Mbits
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) określić poszczegoacutelne etapy dla kaŜdego z sygnałoacutew
3) narysować schemat blokowy
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania modułu STM-1
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia modułu STM-1 systemu
SDH Przeanalizuj i opisz jakie funkcje są realizowane na etapach oznaczonych cyframi 1 2
3 4 5
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
49
Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody tworzenia modułoacutew STM-1 systemu
SDH
2) przeanalizować schemat blokowy
3) określić funkcje realizowane w procesie tworzenia modułu STM-1 4) przypisać funkcje
do kolejnych etapoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 5
Przedstaw schemat tworzenia modułu STM-16 z modułoacutew STM-1
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z
przeplotem bitowym
2) dokonać analizy przebiegoacutew z poszczegoacutelnych traktoacutew
3) narysować przebieg sygnału zbiorczego
4) kroacutetko opisać sposoacuteb powstawania sygnału zbiorczego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
50
444 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić zasadę zwielokrotnienia z przeplotem bitowym
2) wyjaśnić pojęcie dopełnienie impulsowe
3) wyjaśnić pojęcie zwielokrotnienia plezjochronicznego
4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH 5) określić układy funkcjonalne
krotnic PDH
6) określić procesy realizowane przez regeneratory sygnałoacutew
cyfrowych 7) wyjaśnić i podać angielskie pełne brzmienie skroacutetu SDH
8) określić podstawowe właściwości systemoacutew SDH
9) rozroacuteŜnić moduły systemoacutew SDH
10) określić etapy tworzenia modułu STM-1
11) wyjaśnić funkcje wskaźnikoacutew PTR jednostki składowej TU
i jednostki administracyjnej AU 12) określić obszary ramki STM-1
13) wyjaśnić zasadę tworzenia modułoacutew STM-4 i STM-16
14) sklasyfikować krotnice SDH
15) określić obiekty objęte systemem nadzoru i zarządzania siecią SDH 16)
określić funkcje systemu zarządzania i nadzoru SDH 17) wyjaśnić metodę
kontroli parzystości przeplotu bitowego BIP-n
45 Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne
451 Materiał nauczania
Struktura linii radiowej
Liniami radiowymi nazywa się linie telekomunikacyjne umoŜliwiające przesyłanie
informacji w postaci określonych sygnałoacutew między dwoma punktami w przestrzeni za pomocą
energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe Zastosowanie anten
kierunkowych zapewnia rozchodzenie się energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdłuŜ
określonej trasy
Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz ośrodek między
nimi Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali
elektromagnetycznej dociera przez ośrodek do anteny odbiorczej skąd jest odprowadzona do
odbiornika
Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmują zakres częstotliwości od
100 kHz do 30 GHz W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych
toroacutew radiowych są wykorzystywane fale radiowe z zakresu częstotliwości od 30 MHZ do 30
GHz co odpowiada długościom fal od 10 m do 1 cm Do tworzenia toroacutew radiowych
kierunkowych wykorzystywane są anteny kierunkowe W praktyce uwaŜa się Ŝe kierunkowość
anten jest wystarczająca aby uznać dany układ przekazywania energii sygnału za torowy gdy
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
51
poprzeczne wymiary anten są poroacutewnywalne lub większe od długości promieniowanej fali Stąd
do transmisji kierunkowej wykorzystuje się najkroacutetsze fale radiowe jednak realizacja toroacutew
radiowych dla fal kroacutetkich stwarza duŜe trudności technologiczne Powszechnie stosowaną
anteną kierunkową jest antena z reflektorem parabolicznym odznaczająca się duŜą
kierunkowością promieniowania Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w
postaci wąskiej wiązki promieni świetlnych
Rys 28 Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1 s 181]
Tory radiowe dzielimy na
minus tory radiowe proste ndash realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia się fal
radiowych gdy anteny nadawcza i odbiorcza się widzą
minus tory radiowe łamane ndash tworzone z wykorzystaniem anteny biernej od ktoacuterej odbijają się
fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiają do anteny odbiorczej
minus tory radiowe łamane ndash tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyłanej z anteny
nadawczej w wyŜszych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze) skąd głoacutewna
część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi gdzie strumień ten jest
przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowaną antenę odbiorczą
Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
52
Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tłumienność określana
jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny
odbiorczej Tłumienność toru radiowego zaleŜy od warunkoacutew terenowych i atmosferycznych i
jest zmienna w czasie co objawia się występowaniem zanikoacutew Zanik jest to chwilowy wzrost
tłumienności toru osiągający wartość nawet kilkudziesięciu decybeli Przyczyna powstawania
zanikoacutew jest rozpraszanie i pochłanianie energii fal przez krople deszczu pary wodnej oraz
cząsteczki zawiesiny znajdującej się w atmosferze
W skład linii radiowej wchodzą dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw stacje
przekaźnikowe (stosowane w liniach radiowych o większym zasięgu) Struktura linii radiowej
jest przedstawiona na rys 30
Rys 30 Struktura teletransmisyjnej linii radiowej KrT ndash krotnica telefoniczna Mod ndash modulator Nwcz ndash nadajnik
wielkiej częstotliwości Dem ndash demodulator O wcz ndash odbiornik wielkiej częstotliwości Z ndash zwrotnica
UNiK ndash urządzenia nadzoru i kontroli [1 s 287]
Stacja linii radiowej zawiera następujące urządzenia
minus antenowe wraz ze zwrotnicami
minus nadawcze i odbiorcze wielkiej częstotliwości
minus pomocnicze nadzoru kontroli i łączności słuŜbowej
minus zasilające
minus modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) ndash
występują tylko w stacjach końcowych
KaŜda linia radiowa pracuje w określonym paśmie częstotliwości zwanym kanałem
radiowym Kanał radiowy charakteryzuje się częstotliwością środkową oraz szerokością pasma
Linia radiowa moŜe mieć jeden lub wiele kanałoacutew radiowych realizowanych w jednym
wspoacutelnym torze tzn z jedną wspoacutelną anteną Sygnały zbiorcze poszczegoacutelnych kanałoacutew
radiowych rozdziela się za pomocą filtroacutew oraz przez odpowiednią polaryzację promieniowanej
fali
Budowa i zasada działania linii radiowej Linie
radiowe dzielimy na
minus analogowe ndash z modulacją częstotliwości wspoacutełpracujące z systemami zwielokrotnienia
częstotliwościowego
minus cyfrowe ndash przystosowane do wspoacutełpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
53
Linie radiowe z modulacją częstotliwości posiadają stacje końcowe zawierające w części
nadawczej ndash modulator i nadajnik wielkiej częstotliwości (wcz) i w części odbiorczej ndash
odbiornik sygnału radiowego wcz oraz demodulator W części nadawczej stosowane są dwie
metody modulacji
minus bezpośrednią ndash sygnał wejściowy zostaje zwielokrotniony częstotliwościowo
wzmocniony i bezpośrednio przemieniony w sygnał wcz w wyniku modulacji
częstotliwości fali nośnej wcz
minus pośrednią ndash sygnał wcz otrzymuje się w wyniku dwustopniowej przemiany najpierw
uformowany jest sygnał pośredniej częstotliwości a następnie wzmocniony i zmieszany w
tzw mieszaczu z przebiegiem wcz
Zadaniem urządzeń odbiorczych stacji końcowej jest odbioacuter sygnału radiowego wcz
i jego demodulacja do pasma podstawowego NiezaleŜnie od rozwiązania po stronie nadawczej
w części odbiorczej z reguły stosuje się przemianę dwustopniową
Urządzenia końcowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierają następujące urządzenia
minus transkoder
minus urządzenia nadawczo-odbiorcze
minus zwrotnice antenowe
minus urządzenia generacyjne
minus blok obsługi i kontroli zawierający urządzenia obsługi i zdalnej kontroli urządzenia
przełączenia na rezerwowy kanał radiowy urządzenia łączności słuŜbowej
W części nadawczej transkodera sygnał wejściowy PCM zostaje zregenerowany i
odpowiednio ukształtowany w nową ramkę wewnątrzsystemową ( nowy sygnał zbiorczy)
W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku ktoacuterej widmo sygnału cyfrowego zostaje
przesunięte do pasma kanału radiowego następnie sygnał zostaje wzmocniony i przesłany do
zwrotnicy antenowej a stąd do anteny
Przy odbiorze sygnał radiowy wcz odebrany przez antenę jest po przejściu przez
zwrotnicę antenową najpierw wzmocniony a potem doprowadzony do mieszacza w ktoacuterym
zostaje przetworzony na sygnał pośredniej częstotliwości Sygnał pcz jest następnie
zdemodulowany a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnał
PCM
Łączność satelitarna
Łączność satelitarna odgrywa powaŜną rolę w strukturze telekomunikacyjnej sieci
międzynarodowej od momentu pojawienia się wielu satelitoacutew Ziemi krąŜących na orbitach
geostacjonarnych i eliptycznych W skład łącza satelitarnego wchodzą dwie stacje naziemne
końcowe oraz satelita telekomunikacyjny odgrywający rolę stacji retransmisyjnej
Łącza satelitarne są wykorzystywane do przesyłania informacji telefonicznych transmisji
danych wymiany programoacutew radiowych i telewizyjnych transmisji wideokonferencji i
wideotekstoacutew
Sygnały do łączy satelitarnych są doprowadzane do stacji naziemnej za pośrednictwem
sieci telekomunikacyjnej Wejściem łącza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej a
wyjściem ndash demodulator przeciwległej stacji Urządzenia retransmisyjne na satelicie
wzmacniają odebrane sygnały przemieniają je na inny zakres częstotliwości i wysyłają do
docelowej stacji końcowej
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
54
Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz
odbioacuter sygnałoacutew satelitarnych ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałoacutew szkodliwych
Zadaniem anteny satelitarnej jest odbioacuter sygnałoacutew ze stacji naziemnych kierowanie ich do
stacji retransmisyjnej (transpondera) a następnie wypromieniowanie w postaci fal
elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej
Systemy satelitarne pracują w zakresie częstotliwości od 1 GHz do 30 GHz
Metody wielokrotnego dostępu do satelity
Stosowane są następujące metody wielokrotnego dostępu do satelity
minus przez podział częstotliwości FDMA (ang Frequency Division Multiple Access)
minus przez podział czasowy TDMA (ang Time Division Multiple Access)
minus w wyniku zastosowania sygnałoacutew o wspoacutelnym widmie CSMA (ang Common Spectrum
Multiple Access)
Wielokrotny dostęp MA ( ang Multiple Access) oznacza wspoacutełpracę satelity z większą
liczbą stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz
ruchomych
Charakterystyka systemoacutew satelitarnych
Łączność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stację satelitarną w Psarach koło
Kielc Pracują tam stacje satelitarne następujących systemoacutew satelitarnych
minus INTELSAT ndash dwie stacje naziemne jedna obejmuje swym działaniem obszar Oceanu
Atlantyckiego i zapewnia łączność z USA i Kanadą druga obejmuje rejon Oceanu
Indyjskiego i umoŜliwia komunikację z Japonią Koreą Singapurem i Australią
minus INTERSPUTNIK ndash obsługuje państwa Europy Wschodniej i Środkowej
minus INMARSAT ndash wykorzystywana do łączności morskiej posiada dwie stacje z ktoacuterych
jedna wspoacutełpracuje z satelitą nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitą nad Oceanem
Indyjskim
minus
EUTELSAT ndash stanowi uzupełnienie sieci łączności w Europie umoŜliwia przesyłanie
sygnałoacutew z szybkością 120 Mbits
452 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1)
Jak zbudowany jest tor radiowy
2) Jakimi cechami charakteryzuje się anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych 3)
Jak klasyfikuje się tory radiowe
4) Jaka jest roacuteŜnica między torem radiowym łamanym wskutek rozproszenia i torem łamanym
wskutek odbicia
5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy
6) Jakie parametry charakteryzują kanał radiowy
7) Jaka jest roacuteŜnica między kanałem radiowym a linią radiową
8) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa analogowej linii radiowej
9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
55
10) Jakie urządzenia zawiera stacja końcowa cyfrowej linii radiowej CLR 11) Jak zbudowane
jest łącze satelitarne
12) Jakie funkcje spełnia antena naziemna w systemie satelitarnym
13) Jakie funkcje spełnia antena satelitarna w systemie satelitarnym
14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostępu do satelity
15) W jakich systemach satelitarnych pracują stacje w ośrodku łączności satelitarnej w Polsce
453 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przyporządkuj wskazane przez nauczyciela urządzenie na podstawie opisu ich funkcji do
stacji końcowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń stacji
końcowych linii radiowych
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
rozpoznać rodzaje układoacutew
4) przypisać nazwy przyporządkowanych urządzeń do odpowiednich stacji końcowych
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 2
Moc sygnału doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W Moc
sygnału odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiła 950 W a drugiego dnia o
tej samej porze wynosiła 750 W ale po 10 minutach moc osiągnęła ponownie wartość 950 W
Oblicz wartości tłumienności toru radiowego dla obu przypadkoacutew Oceń jakość toru radiowego
i podaj moŜliwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać odpowiednie określenia 2)
wykonać obliczenia
3) przeanalizować otrzymane wyniki
4) dokonać oceny jakości toru radiowego
5) podać moŜliwe przyczyny wzrostu tłumienności toru radiowego
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
56
minus kalkulator
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 3
Przyporządkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urządzeń łącza
satelitarnego do anten naziemnej i satelitarnej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych funkcje urządzeń łącza
satelitarnego
2) dokonać analizy działania urządzeń na podstawie opisoacutew ich funkcji 3)
przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
Ćwiczenie 4
WskaŜ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usług z
Polski do podanych przez nauczyciela punktoacutew na kuli ziemskiej
Sposoacuteb wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś
1) odszukać w materiałach dydaktycznych informacje o dostępnych w Polsce systemach
satelitarnych
2) dokonać analizy obszaroacutew usługowych i geograficznych obsługiwanych przez
poszczegoacutelne systemy
3) przypisać systemy satelitarne umoŜliwiające realizację transmisji informacji do
poszczegoacutelnych przypadkoacutew
WyposaŜenie stanowiska pracy
minus papier formatu A4 flamastry
minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika
454 Sprawdzian postępoacutew
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcia linia radiowa kanał radiowy antena kierunkowa
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
57
2) określić roacuteŜnice między torem radiowym prostym a torem radiowym
łamanym 3) określić strukturę teletransmisyjnej linii
radiowej 4) wyjaśnić zasady modulacji bezpośredniej i pośredniej
5) określić urządzenia cyfrowej linii radiowej 6) określić funkcje
jakie spełnia łączność radiowa 7) wyjaśnić pojęcie łącze satelitarne
8) określić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych
9) określić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych
10) określić metody wielokrotnego dostępu do satelity
11) wyjaśnić pojęcie transponder
12) określić systemy satelitarne z ktoacuterymi wspoacutełpracują stacje w Polsce 13)
określić funkcje jakie spełnia łączność satelitarna
5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ Instrukcja dla ucznia 1 Przeczytaj uwaŜnie instrukcję
2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi
3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych
4 KaŜdy test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są 4 moŜliwości odpowiedzi
Tylko jedna jest prawidłowa
5 Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową
6 Zadania wymagają prostych obliczeń ktoacutere powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku
7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania
8 Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteŜ jego rozwiązanie
na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci wolny czas
9 Na rozwiązanie kaŜdego testu masz 60 minut
Powodzenia
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
58
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1 Parametry elektryczne charakteryzujące tory przewodowe to
a) rezystancja R indukcyjność L upływność G pojemność C
b) napięcie U prąd I rezystancja R moc W
c) impedancja Z rezystancja moc W
d) impedancja Z moc W napięcie U
2 Tamowość falowa obliczana jest według wzoru
a) Zf = R+jωL
b) Zf = 1(G+jωC)
c) Zf = (R+jωL) (G+jωC)
d) Γ = (R + jωL) (G + jωC)
3 Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji Ŝył wykonuje się za pomocą
a) układoacutew mostkowych lub omomierza
b) oscyloskopu
c) metodą impulsową
d) poziomoskopu
4 W światłowodach jednodomowych rozchodzi się
a) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o danej długości
b) jeden rodzaj fali świetlnej
c) wiele rodzajoacutew fal świetlnych o roacuteŜnej długości
d) jeden rodzaj fali radiowej
5 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) impedancja falowa oraz tamowość falowa
b) tłumienność oraz pasmo przenoszenia
c) okno długości fali oraz stoŜek akceptacji
d) średnica rdzenia oraz średnica płaszcza
6 Podstawowymi parametrami transmisyjnymi światłowodoacutew są
a) pierwszej generacji
b) podstawowej generacji
c) drugiej generacji
d) trzeciej generacji
7 Precyzyjnie zetknięte ze sobą końce włoacutekien światłowodowych podgrzewa się łukiem
elektrycznym w procesie a) sklejania
b) cięcia
c) spawania
d) pomiaru parametroacutew transmisyjnych
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
59
8 Na schemacie blokowym układu zwielokrotnienia częstotliwościowego bloki 1 2 3 4 5
6 obrazują
a) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
b) 1 ndash modulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash demodulator 5 ndash filtr 6 ndash wzmacniacz
c) 1 ndash modulator 2 ndash wzmacniacz 3 ndash filtr 4 ndash filtr 5 ndash demodulator 6 ndash wzmacniacz
d) 1 ndashmodulator 2 ndash filtr 3 ndash wzmacniacz 4 ndash wzmacniacz 5 ndash demodulator 6 ndash filtr
9 Na schemacie blokowym układu systemu cyfrowego z modulacją PCM bloki 1 2 3
obrazują
a) 1 ndash dekoder PCM 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
b) 1 ndash Filtr FGP 2 ndash nadajnik optyczny 3 ndash koder PCM
c) 1 ndash koder PCM 2 ndash układ proacutebkowania 3 ndash dekoder PCM
d) 1 ndash układ proacutebkowania 2 ndash koder PCM 3 ndash dekoder PCM
10 Przekształcenie sygnałoacutew w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa się w drodze
modulacji
a) szerokości impulsu
b) fazowej
c) kodowo-impulsowej
d) amplitudowej
11 Prawo proacutebkowania określa częstotliwość proacutebkowania fp ktoacutera powinna być
a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
b) roacutewna dwukrotnej wartości największej częstotliwości fg sygnału proacutebkowanego
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
60
c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału
proacutebkowanego
d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału
proacutebkowanego
12 W systemach PDH okres proacutebkowania Tp wynosi
a) 8 kHz
b) 39 micros
c) 49 micros
d) 125 micros
13 W systemach SDH wspoacutełpracę z systemami plezjochronicznymi umoŜliwia moduł
a) STM-16
b) STM-4
c) STM-1
d) STM-32
14 Urządzenia ktoacutere umoŜliwiają wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnału
wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n transmitowanego w linii bez
konieczności jego całkowitej demultipleksacji to a) krotnice końcowe TMX
b) krotnice liniowe LMX
c) krotnice transferowe ADM
d) synchroniczne przełącznice cyfrowe SDXC
15 System satelitarny uŜywany do łączności morskiej to
a) INTELSAT
b) EUTELSAT
c) INTERSPUTNIK
d) INMARSAT
16 Sposoacuteb tworzenia zbiorczego sygnału PAM przedstawia
a) rys 1 b) rys 2
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
61
17 Tłumienność toru radiowego zaleŜy od
a) długości toru warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
b) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest zmienna w czasie
c) długości toru warunkoacutew terenowych i jest stała w czasie
c) rys 3 d) rys 4
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
62
d) warunkoacutew terenowych warunkoacutew atmosferycznych i jest stała w czasie
18 PoniŜej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturę
a)
systemu PDH
b) systemu SDH
c) systemu satelitarnego
d) linii radiowej
19 Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania światłowodoacutew składa się następujących
faz
a) cięcia światłowodoacutew pozycjonowania spawu
b) cięcia światłowodoacutew nagrzewania wstępnego spawu
c) nagrzewania wstępnego topnienia spawu
d) topnienia pozycjonowania spawu
20 Wieloramka PCM 3032 składa się z
a) 30 ramek ponumerowanych od 1 do 30
b) 32 ramek ponumerowanych od 0 do 31
c) 15 ramek ponumerowanych od 1 do 15
d) 16 ramek ponumerowanych od 0 do 15
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996
bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo
63
KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko
Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania Odpowiedź Punkty
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem
6 LITERATURA 1 Hołub J Zarys telekomunikacji WSiP Warszawa 2000
2 Simmonds A Wprowadzenie do transmisji danych WKŁ Warszawa 1999
3 Zagrobelny T Urządzenia teletransmisyjne WSiP Warszawa 1996