Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci...

61
___________________________________________________________________________ „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Krystyna SkarŜyńska Zarządzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi 312[02].Z3.01 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007

Transcript of Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci...

Page 1: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

___________________________________________________________________________ bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

1

Recenzenci dr inŜ Lechosław Kozłowski 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 Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

2

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

3

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 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

4

Schemat układu jednostek modułowych w module

312[02]Z301 Zarządzanie 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

5

2 WYMAGANIA WST ĘPNE

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

7

4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Tory i linie kablowe 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

8

Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania 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

gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW] Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

9

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 napięciowo-prądowej 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 materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony ochronne

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

1

Recenzenci dr inŜ Lechosław Kozłowski 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 Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

2

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

3

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 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

4

Schemat układu jednostek modułowych w module

312[02]Z301 Zarządzanie 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

5

2 WYMAGANIA WST ĘPNE

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

7

4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Tory i linie kablowe 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

8

Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania 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

gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW] Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

9

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 napięciowo-prądowej 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 materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony ochronne

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

2

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

3

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 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

4

Schemat układu jednostek modułowych w module

312[02]Z301 Zarządzanie 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

5

2 WYMAGANIA WST ĘPNE

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

7

4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Tory i linie kablowe 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

8

Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania 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

gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW] Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

9

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 napięciowo-prądowej 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 materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony ochronne

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

3

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 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

4

Schemat układu jednostek modułowych w module

312[02]Z301 Zarządzanie 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

5

2 WYMAGANIA WST ĘPNE

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

7

4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Tory i linie kablowe 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

8

Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania 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

gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW] Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

9

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 napięciowo-prądowej 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 materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony ochronne

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

4

Schemat układu jednostek modułowych w module

312[02]Z301 Zarządzanie 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

5

2 WYMAGANIA WST ĘPNE

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

7

4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Tory i linie kablowe 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

8

Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania 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

gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW] Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

9

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 napięciowo-prądowej 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 materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony ochronne

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

5

2 WYMAGANIA WST ĘPNE

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

7

4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Tory i linie kablowe 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

8

Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania 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

gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW] Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

9

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 napięciowo-prądowej 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 materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony ochronne

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

7

4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Tory i linie kablowe 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

8

Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania 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

gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW] Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

9

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 napięciowo-prądowej 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 materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony ochronne

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

7

4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Tory i linie kablowe 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

8

Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania 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

gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW] Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

9

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 napięciowo-prądowej 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 materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony ochronne

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

8

Najistotniejszą cechą kanału i łącza telekomunikacyjnego jest pasmo częstotliwości niezbędne do przesyłania sygnałoacutew danego rodzaju Odnosi się ono głoacutewnie do przesyłania 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

gdzie Px ndash moc sygnału w danym punkcie drogi przesyłowej [mW] Pod ndash moc odniesienia w punkcie przyjętym za początek łącza [mW]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

9

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 napięciowo-prądowej 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 materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony ochronne

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

9

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 napięciowo-prądowej 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 materiałem izolacyjnym stanowią ośrodek kabla na ktoacutery nakładane są powłoki i osłony ochronne

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

10

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

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 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

Zf = radicR + jωL

G + jωC

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

11

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] 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 ci śnieniowa 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

12

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

13

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

14

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

15

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 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

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

16

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

17

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 Parametry zaleŜą od wymiaroacutew geometrycznych włoacutekna rodzaju uŜytych materiałoacutew a przede wszystkim od długości fali przesyłanego światła

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

18

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

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

19

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

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]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

20

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

21

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

22

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

23

43 Transmisja sygnałoacutew analogowych i cyfrowych 431 Materiał nauczania 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

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

24

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

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

25

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 i wirują synchronicznie z ustaloną prędkością ωp ktoacutera jednoznacznie wyznacza częstotliwość proacutebkowania fp = ωp2π Wirujące szczotki realizują połączenia między stacjami

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

26

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

27

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

28

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 (szesnasta-S16) 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

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

29

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

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

30

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 w NRZ niemoŜliwe jest wydzielenie sygnału zegara z sygnału uŜytecznego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

31

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

32

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

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 ndashkorektor impulsoacutew Reg ndash regenerator Kod ndash koder Dek ndash dekoder Wz ndash wzmacniacz [1 s 267]

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

33

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

34

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

35

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

36

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 30-kanałowych (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

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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

37

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 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 1920-

kanałowego minus krotnice 140565 Mbits ndash umoŜliwiające utworzenie sygnału grupowego 7680-

kanałowego 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)

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

38

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

39

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

40

Następnie z poprzez dodanie bajtoacutew nagłoacutewka POH (ang Path Overhead) do konteneroacutew tworzone są kontenery wirtualne odpowiednio VC-12 VC-3 i VC-4

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

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

41

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

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

42

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

43

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

44

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

Rys do ćwiczenia 2 Schemat blokowy regeneratora

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

45

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

Rys do ćwiczenia 4 Schemat blokowy tworzenia modułu STM-1

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

46

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

47

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

48

Rys 29 Tory radiowe [a) prosty b) łamany wskutek rozproszenia c) łamany wskutek odbicia [1 s 182]

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

49

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

50

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

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

51

9) Jakie metody modulacji stosuje się w analogowych liniach radiowych 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 minus kalkulator minus literatura zgodna z punktem 6 poradnika

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

52

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

53

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

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

54

ZESTAW ZADA Ń 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

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

55

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 c) co najmniej dwukrotnie większa od najmniejszej częstotliwości fd sygnału

proacutebkowanego d) co najmniej dwukrotnie większa od największej częstotliwości fg sygnału

proacutebkowanego

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

56

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

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

57

c) rys 3 d) rys 4

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 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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

58

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

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

59

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

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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: Zarz ądzanie systemami teletransmisyjnymi i ... · 312[02].Z3.02 Eksploatowanie sieci komputerowych LAN 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozległych

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo

60

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