Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

64
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Transcript of Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

Page 1: 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

Page 2: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 3: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 4: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 5: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 6: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 7: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 8: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 9: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 10: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 11: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 12: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 13: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 14: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 15: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 16: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 17: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 18: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 19: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 20: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 21: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 22: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 23: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 24: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 25: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 26: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 27: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 28: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 29: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 30: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 31: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 32: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 33: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 34: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 35: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 36: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 37: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 38: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 39: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 40: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 41: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 42: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 43: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 44: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 45: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 46: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 47: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 48: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 49: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 50: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 51: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 52: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 53: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 54: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 55: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 56: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 57: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 58: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 59: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 60: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 61: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 62: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 63: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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

Page 64: Technik.teleinformatyk 312[02] z3.01_u

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