ZarzÄ…dzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi
MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Krystyna Skar\yÅ„ska ZarzÄ…dzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi 312[02].Z3.01 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji PaÅ„stwowy Instytut Badawczy Radom 2007 ___________________________________________________________________________ Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego Recenzenci: dr in\. LechosÅ‚aw KozÅ‚owski mgr in\. Krzysztof SÅ‚omczyÅ„ski Opracowanie redakcyjne: mgr in\. Ryszard Zankowski Konsultacja: mgr MaÅ‚gorzata Sienna Poradnik stanowi obudowÄ™ dydaktycznÄ… programu jednostki moduÅ‚owej 312[02].Z3.01 ZarzÄ…dzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi , zawartego w moduÅ‚owym programie nauczania dla zawodu technik teleinformatyk. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji PaÅ„stwowy Instytut Badawczy, Radom 2007 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 1 SPIS TREÅšCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstÄ™pne 5 3. Cele ksztaÅ‚cenia 6 4. MateriaÅ‚ nauczania 7 4.1. Tory i linie kablowe 7 4.1.1. MateriaÅ‚ nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 12 4.1.3. Ćwiczenia 13 4.1.4. Sprawdzian postÄ™pów 15 4.2. Tory i linie Å›wiatÅ‚owodowe 16 4.2.1. MateriaÅ‚ nauczania 16 4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 20 4.2.3. Ćwiczenia 20 4.2.4. Sprawdzian postÄ™pów 22 4.3. Transmisja sygnałów analogowych i cyfrowych 23 4.3.1. MateriaÅ‚ nauczania 23 4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 33 4.3.3. Ćwiczenia 33 4.3.4. Sprawdzian postÄ™pów 35 4.4. Wielokrotne systemy cyfrowe 36 4.4.1. MateriaÅ‚ nauczania 36 4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 43 4.4.3. Ćwiczenia 44 4.4.4. Sprawdzian postÄ™pów 46 4.5. Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne 47 4.5.1. MateriaÅ‚ nauczania 47 4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 50 4.5.3. Ćwiczenia 51 4.5.4. Sprawdzian postÄ™pów 52 5. Sprawdzian osiÄ…gnięć 53 6. Literatura 60 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 2 1. WPROWADZENIE Poradnik bÄ™dzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o technologiach stosowanych przewodowych i bezprzewodowych systemach transmisji sygnałów analogowych i cyfrowych oraz zarzÄ…dzaniu systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi. W poradniku znajdziesz: wymagania wstÄ™pne wykaz umiejÄ™tnoÅ›ci, jakie powinieneÅ› mieć ju\ uksztaÅ‚towane, abyÅ› bez problemów mógÅ‚ korzystać z poradnika, cele ksztaÅ‚cenia wykaz umiejÄ™tnoÅ›ci, jakie uksztaÅ‚tujesz podczas pracy z poradnikiem, materiaÅ‚ nauczania wiadomoÅ›ci teoretyczne niezbÄ™dne do opanowania treÅ›ci jednostki moduÅ‚owej, zestaw pytaÅ„, abyÅ› mógÅ‚ sprawdzić, czy ju\ opanowaÅ‚eÅ› okreÅ›lone treÅ›ci, ćwiczenia, które pomogÄ… Ci zweryfikować wiadomoÅ›ci teoretyczne oraz uksztaÅ‚tować umiejÄ™tnoÅ›ci praktyczne, sprawdzian postÄ™pów, sprawdzian osiÄ…gnięć, przykÅ‚adowy zestaw zadaÅ„. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie materiaÅ‚u caÅ‚ej jednostki moduÅ‚owej, literaturÄ™ uzupeÅ‚niajÄ…cÄ…. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 3 312[02].Z3 Sieci teleinformatyczne 312[02].Z3.02 312[02].Z3.01 Eksploatowanie sieci ZarzÄ…dzanie systemami komputerowych LAN teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi 312[02].Z3.03 Eksploatowanie rozlegÅ‚ych sieci komputerowych WAN 312[02].Z3.04 Administrowanie sieciami komputerowymi Schemat ukÅ‚adu jednostek moduÅ‚owych w module Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 4 2. WYMAGANIA WSTPNE PrzystÄ™pujÄ…c do realizacji programu nauczania jednostki moduÅ‚owej powinieneÅ› umieć: stosować jednostki ukÅ‚adu SI, przeliczać jednostki, posÅ‚ugiwać siÄ™ podstawowymi pojÄ™ciami z zakresu elektrotechniki i elektroniki, rozró\niać podstawowe wielkoÅ›ci elektryczne i ich jednostki, rozró\niać elementy obwodu elektrycznego, odczytywać schematy prostych ukÅ‚adów elektrycznych i elektronicznych, charakteryzować wymagania dotyczÄ…ce bezpieczeÅ„stwa pracy przy urzÄ…dzeniach elektrycznych, Å‚Ä…czyć ukÅ‚ady elektryczne i elektroniczne zgodnie ze schematem, wyjaÅ›niać dziaÅ‚anie prostych ukÅ‚adów elektronicznych na podstawie ich schematów, korzystać z ró\nych zródeÅ‚ informacji, obsÅ‚ugiwać komputer, współpracować w grupie. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 5 3. CELE KSZTAACENIA W wyniku realizacji programu jednostki moduÅ‚owej powinieneÅ› umieć: - scharakteryzować podstawowe parametry torów przewodowych, - przeliczyć parametry elektryczne torów przewodowych na parametry falowe, - porównać wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci kabli symetrycznych i koncentrycznych, - wykonać kontrolÄ™ szczelnoÅ›ci kabli telekomunikacyjnych, - wykonać konserwacjÄ™ i pomiary parametrów kabli telekomunikacyjnych, - porównać zasady transmisji sygnałów optycznych w Å›wiatÅ‚owodach ró\nych typów, - porównać parametry Å›wiatÅ‚owodów wielodomowych skokowych i gradientowych oraz jednomodowych, - wykonać ró\ne poÅ‚Ä…czenia Å›wiatÅ‚owodów, - porównać metodÄ™ czÄ™stotliwoÅ›ciowÄ… i czasowÄ… wielokrotnego wykorzystania torów transmisyjnych, - rozró\nić systemy PCM o ró\nych przepÅ‚ywnoÅ›ciach sygnałów, - rozró\nić kody transmisyjne dwu- i trójwartoÅ›ciowe, - porównać metody zabezpieczenia sygnałów cyfrowych przed bÅ‚Ä™dami, - wyjaÅ›nić strukturÄ™ i zasadÄ™ dziaÅ‚ania urzÄ…dzeÅ„ cyfrowych linii radiowej, - rozró\nić systemy Å‚Ä…cznoÅ›ci satelitarnej, - wyjaÅ›nić zasadÄ™ zwielokrotniania cyfrowego plezjochronicznych systemów PDH, - rozró\nić moduÅ‚y systemów SDH, - wykonać czynnoÅ›ci zwiÄ…zane z nadzorem i zarzÄ…dzaniem sieciÄ… SDH, - obsÅ‚u\yć komputery i specjalistyczne oprogramowanie sterujÄ…ce pracÄ… urzÄ…dzeÅ„ teletransmisyjnych, - zastosować przepisy z zakresu ochrony danych i praw autorskich przy korzystaniu z informacji w sieciach, - dobrać metody pomiarowe i przyrzÄ…dy do pomiaru wielkoÅ›ci teletransmisyjnych, - wykonać pomiary i zinterpretować otrzymane wyniki, - eksploatować systemy teleinformatyczne w oparciu o protokoÅ‚y teletransmisyjne, - wykonać przeglÄ…dy i naprawy urzÄ…dzeÅ„ teletransmisyjnych, - dokonać zapisów w dokumentacji sieci teletransmisyjnych, - zastosować ustalone procedury w stanach awaryjnych oraz zagro\enia, - zastosować przepisy bezpieczeÅ„stwa i higieny pracy podczas pracy przy urzÄ…dzeniach elektrycznych oraz emitujÄ…cych pole elektromagnetyczne, - porozumiewać siÄ™ w jÄ™zyku angielskim zawodowym. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 6 4. MATERIAA NAUCZANIA 4.1. Tory i linie kablowe 4.1.1. MateriaÅ‚ nauczania PojÄ™cia podstawowe Teletransmisja jest to dziedzina obejmujÄ…ca zagadnienia dotyczÄ…ce przesyÅ‚ania transmisji informacji na odlegÅ‚ość za pomocÄ… urzÄ…dzeÅ„ elektrycznych i elektronicznych. Przez informacjÄ™ nale\y rozumieć mowÄ™, muzykÄ™, znaki pisma, obrazy ruchome i nieruchome, wartoÅ›ci pomiarowe, dane cyfrowe itp., które sÄ… kierowane od nadawcy do odbiorcy. Transmisja danych jest to proces przekazywania z du\Ä… wiernoÅ›ciÄ… danych cyfrowych pomiÄ™dzy dwoma punktami w postaci umo\liwiajÄ…cej ich przetwarzanie w urzÄ…dzeniach komunikacyjnych. Systemem teletransmisyjnym nazywamy zespół urzÄ…dzeÅ„ teletransmisyjnych współpracujÄ…cych ze sobÄ… wedÅ‚ug okreÅ›lonych, jednolitych zasad, przeznaczonych do tworzenia kanałów telekomunikacyjnych. System teleinformatyczny jest to zintegrowany system transmisji i przetwarzania danych, ich organizacja i struktura, zasady i zakresy ich wykorzystania w ró\nych wariantach zastosowaÅ„. LiniÄ… teletransmisyjnÄ… nazywamy zespół torów teletransmisyjnych (przewodowych lub radiowych) zainstalowanych w terenie wraz z urzÄ…dzeniami teletransmisyjnymi (jednego lub kilku systemów) oraz wszelkimi urzÄ…dzeniami pomocniczymi. Tor teletransmisyjny jest to droga przesyÅ‚owa sygnałów elektrycznych (informacji) miÄ™dzy dwoma punktami, przestrzennie ograniczona praktycznie do walca o okreÅ›lonym promieniu. W telekomunikacji rozró\nia siÄ™ nastÄ™pujÄ…ce rodzaje torów: - tory przewodowe symetryczne zÅ‚o\one z dwóch przewodów uÅ‚o\onych równolegle obok siebie wykonane w wersji napowietrznej lub kablowej, - tory przewodowe współosiowe (koncentryczne) utworzone z dwóch przewodów umieszczonych wzglÄ™dem siebie współosiowo: jeden przewód ma postać zewnÄ™trznego cylindra, w którym jest umieszczony drugi przewód w postaci walca, - tory Å›wiatÅ‚owodowe utworzone z włókien szklanych tzw. Å›wiatÅ‚owodów, w których sÄ… przesyÅ‚ane elektromagnetyczne fale Å›wietlne (spójne i jednobarwne), bÄ™dÄ…ce noÅ›nikiem informacji, - tory radiowe (proste lub Å‚amane) utworzone za pomocÄ… zespoÅ‚u anten kierunkowych. KanaÅ‚ telekomunikacyjny jest to droga przesyÅ‚owa sygnałów elektrycznych na odlegÅ‚ość za pomocÄ… okreÅ›lonego systemu teletransmisyjnego. Rozró\niamy kanaÅ‚y czÄ™stotliwoÅ›ciowe ograniczone do okreÅ›lonego pasma czÄ™stotliwoÅ›ci tworzone zazwyczaj w systemach analogowych i kanaÅ‚y czasowe ograniczone czasem przesyÅ‚ania sygnaÅ‚u do okreÅ›lonego przedziaÅ‚u, które sÄ… tworzone w systemach cyfrowych. AÄ…czem telekomunikacyjnym nazywamy zestaw Å›rodków technicznych (torów, urzÄ…dzeÅ„ teletransmisyjnych i komutacyjnych) umo\liwiajÄ…cych bezpoÅ›redniÄ… Å‚Ä…czność miÄ™dzy dwoma koÅ„cowymi urzÄ…dzenia przetwórczymi. AÄ…czem jednotorowym (lub jednokanaÅ‚owym) nazywamy takie Å‚Ä…cze, w którym transmisja sygnałów w obu kierunkach odbywa siÄ™ tym samym torem (kanaÅ‚em). W Å‚Ä…czu dwutorowym (lub dwukanaÅ‚owym) przesyÅ‚anie sygnałów w obu kierunkach odbywa siÄ™ dwoma ró\nymi torami (kanaÅ‚ami). Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 7 NajistotniejszÄ… cechÄ… kanaÅ‚u i Å‚Ä…cza telekomunikacyjnego jest pasmo czÄ™stotliwoÅ›ci niezbÄ™dne do przesyÅ‚ania sygnałów danego rodzaju. Odnosi siÄ™ ono głównie do przesyÅ‚ania sygnałów analogowych. Dla sygnałów cyfrowych zdolność przesyÅ‚owÄ… kanaÅ‚u okreÅ›la siÄ™ przepÅ‚ywnoÅ›ciÄ… binarnÄ… (liczba bitów przesÅ‚anych w ciÄ…gu sekundy bit/s), chocia\ i w tym przypadku wystÄ™puje ograniczenie czÄ™stotliwoÅ›ciowe. W kanaÅ‚ach telefonicznych definiowane jest pasmo rozmówne zwane pasmem akustycznym, zajmowanym przez sygnaÅ‚y mowy, zawierajÄ…ce siÄ™ w granicach 300÷3400 Hz. Jednostki stosowane w teletransmisji Do oceny parametrów urzÄ…dzeÅ„ teletransmisyjnych oraz jakoÅ›ci transmisji stosowane sÄ… nastÄ™pujÄ…ce jednostki: - dB (decybel) sÅ‚u\y do wyra\enia w mierze logarytmicznej stosunku dwóch wielkoÅ›ci mocy (Px/Py), napiÄ™cia (Ux/Uy) lub prÄ…du (Ix/Iy), tj. do okreÅ›lenia poziomu mocy, tÅ‚umiennoÅ›ci i wzmocnienia w danym punkcie drogi przesyÅ‚owej zgodnie ze wzorami: Px x dB = 10 lg çÅ‚ Py Ux x dB = 20 lg çÅ‚ Uy Ix x dB = 20 lg çÅ‚ Iy gdzie Py, Uy, Iy wartoÅ›ci odniesienia. - dBm sÅ‚u\y do wyra\enia bezwzglÄ™dnego poziomu mocy pm, tj poziomu mierzonego wzglÄ™dem mocy o wartoÅ›ci 1 mW, okreÅ›lonego wzorem Px pm = x dBm = 10 lg çÅ‚çÅ‚çÅ‚ 1 mW gdzie Px, moc bezwzglÄ™dna sygnaÅ‚u w danym punkcie drogi przesyÅ‚owej [mW]. - dBu sÅ‚u\y do wyra\enia bezwzglÄ™dnego poziomu napiÄ™cia odniesionego do napiÄ™cia owartoÅ›ci 0,775 V zgodnie z wzorem Ux pu = x dBu = 20 lg çÅ‚çÅ‚çÅ‚ 0,775 V gdzie Ux, napiÄ™cie bezwzglÄ™dne sygnaÅ‚u w danym punkcie [V]. - dBr sÅ‚u\y do wyra\enia wzglÄ™dnego poziomu mocy sygnaÅ‚u pomiarowego w odniesieniu do mocy w punkcie przyjÄ™tym za poczÄ…tek Å‚Ä…cza zgodnie z wzorem Px pr = x dBr = 10 lg çÅ‚çÅ‚çÅ‚ Pod gdzie Px, moc sygnaÅ‚u w danym punkcie drogi przesyÅ‚owej [mW], Pod, moc odniesienia w punkcie przyjÄ™tym za poczÄ…tek Å‚Ä…cza [mW]. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 8 Parametry kanałów teletransmisyjnych W systemach teletransmisyjnych jakość transmisji ocenia siÄ™ na podstawie parametrów jakoÅ›ciowych kanałów, które w tych systemach sÄ… realizowane. Podstawowymi parametrami kanaÅ‚u telekomunikacyjnego, stanowiÄ…cymi wskazniki jakoÅ›ci transmisji, sÄ…: - znieksztaÅ‚cenia tÅ‚umieniowe powstajÄ…ce w wyniku niejednakowego tÅ‚umienia sygnałów o ró\nych czÄ™stotliwoÅ›ciach wystÄ™pujÄ…cych w paÅ›mie przenoszenia kanaÅ‚u, - znieksztaÅ‚cenia opóznieniowe (fazowe) wynikajÄ…ce z ró\nej szybkoÅ›ci przenoszenia przez kanaÅ‚ sygnałów sinusoidalnych o ró\nych czÄ™stotliwoÅ›ciach, wchodzÄ…cych w skÅ‚ad pasma przenoszenia, - znieksztaÅ‚cenia nieliniowe powstajÄ…ce w wyniku nieliniowej charakterystyki napiÄ™ciowo- prÄ…dowej elementów czynnych (np. tranzystory, wzmacniacze) stosowanych w urzÄ…dzeniach teletransmisyjnych. Objawem znieksztaÅ‚ceÅ„ nieliniowych jest pojawienie siÄ™ w sygnale wyjÅ›ciowym kanaÅ‚u skÅ‚adowych czÄ™stotliwoÅ›ci, których nie byÅ‚o w sygnale wejÅ›ciowym, - przesÅ‚uchy bÄ™dÄ…ce zjawiskiem przenikania energii elektrycznej z jednego kanaÅ‚u (toru) do drugiego wskutek sprzÄ™\eÅ„ elektromagnetycznych miedzy tymi kanaÅ‚ami (torami), - szumy bÄ™dÄ…ce zakłóceniami o szerokim widmie czÄ™stotliwoÅ›ci i pochodzÄ… z ró\nych zródeÅ‚. PrzyczynÄ… szumów mogÄ… być znieksztaÅ‚cenia nieliniowe, przeniki i tzw. szumy termiczne. - zakłócenia zewnÄ™trzne sÄ… to zakłócenia wystÄ™pujÄ…ce w kanaÅ‚ach teletransmisyjnych wywoÅ‚ane miÄ™dzy innymi przez pola elektromagnetyczne linii wysokiego napiÄ™cia (zakłócenia energetyczne), pola elektromagnetyczne radiostacji (zakłócenia radiowe), wyÅ‚adowania atmosferyczne (zakłócenia atmosferyczne), silniki elektryczne, zasilacze impulsowe odbiorników telewizyjnych i komputerów. Tory i linie kablowe Tory kablowe stanowiÄ… obecnie podstawowy i najbardziej rozpowszechniony Å›rodek Å‚Ä…cznoÅ›ci w ró\nych pÅ‚aszczyznach telekomunikacji. SÄ… one w bardzo maÅ‚ym stopniu wra\liwe na wpÅ‚yw warunków atmosferycznych i zakłócenia zewnÄ™trzne. Kable sÄ… ukÅ‚adane pod ziemiÄ… na gÅ‚Ä™bokoÅ›ci 70÷100 cm. Najczęściej klasyfikuje siÄ™ je wedÅ‚ug budowy tory i kable symetryczne oraz tory i kable współosiowe. Tory symetryczne stanowiÄ… pary przewodów (zwanych \yÅ‚ami) wykonanych z drutu miedzianego o Å›rednicy 0,4÷1,4 mm. Å›yÅ‚y izolowane materiaÅ‚u izolacyjnym (np. polietylenem piankowym) sÄ… grupowane i skrÄ™cane w wiÄ…zki najczęściej cztero\yÅ‚owe. Stosuje siÄ™ dwa rodzaje skrÄ™tu: - gwiazdowy polegajÄ…cy na jednoczesnym skrÄ™ceniu wszystkich czterech \yÅ‚, - dwuparowy polegajÄ…cy na tym, \e najpierw \yÅ‚y sÄ… skrÄ™cane parami a nastÄ™pnie dwie pary sÄ… skrÄ™cane ze sobÄ…. Na rys. 1 pokazano przykÅ‚adowÄ… budowÄ™ kabla symetrycznego z czwórkami gwiazdkowymi. WiÄ…zki znajdujÄ…ce siÄ™ w Å›rodku kabla stanowiÄ… rdzeÅ„. PozostaÅ‚e wiÄ…zki sÄ… rozmieszczone wokół rdzenia w jednej lub kilku współosiowych warstwach. Wszystkie \yÅ‚y owiniÄ™te materiaÅ‚em izolacyjnym stanowiÄ… oÅ›rodek kabla, na który nakÅ‚adane sÄ… powÅ‚oki i osÅ‚ony ochronne. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 9 Rys. 1. Budowa kabla symetrycznego [1, s. 157] W celu identyfikacji poszczególnych wiÄ…zek w ka\dej warstwie oznacza siÄ™ wiÄ…zkÄ™ licznikowÄ… wyznaczajÄ…cÄ… poczÄ…tek i wiÄ…zkÄ™ kierunkowÄ… wskazujÄ…cÄ… kierunek liczenia wiÄ…zek w warstwie. WiÄ…zki rozró\nia siÄ™ na podstawie barwy taÅ›my izolacyjnej. Liczenie warstw rozpoczyna siÄ™ od rdzenia. Tory kablowe mo\na scharakteryzować za pomocÄ… jednostkowych parametrów pierwotnych ( okreÅ›lanych w odpowiednich jednostkach na kilometr), do których zaliczamy: rezystancjÄ™ jednostkowÄ… toru R [&!/km], pojemność jednostkowÄ… miÄ™dzy \yÅ‚ami C [nF/km], indukcyjność jednostkowÄ… L [mH/km], upÅ‚ywność jednostkowÄ… G [µS/km]. Na podstawie parametrów pierwotnych wyznacza siÄ™ parametry falowe toru: - impedancjÄ™ falowÄ… R + jÉL Zf = G + jÉC " - tamowność falowÄ… “ = Ä… + j² = (R + jÉL) (G + jÉC) gdzie: Ä… tÅ‚umienność jednostkowa toru, ² przesuwność jednostkowa toru. W przypadku niedopasowania impedancji nadajnika i odbiornika do impedancji falowej kabla wystÄ™pujÄ… odbicia sygnaÅ‚u i niekorzystne nakÅ‚adanie siÄ™ sygnaÅ‚u z sygnaÅ‚em u\ytecznym. W praktyce wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci elektryczne kabla ocenia siÄ™ na podstawie wartoÅ›ci nastÄ™pujÄ…cych parametrów: - rezystancji pÄ™tli \yÅ‚ dla prÄ…du staÅ‚ego, - rezystancji izolacji \yÅ‚, - pojemnoÅ›ci skutecznej toru, - wytrzymaÅ‚oÅ›ci elektrycznej na przebicie, - tÅ‚umiennoÅ›ci jednostkowej w funkcji czÄ™stotliwoÅ›ci. Do przesyÅ‚ania sygnałów zajmujÄ…cych szerokie pasmo czÄ™stotliwoÅ›ci stosowane sÄ… tory współosiowe zwane koncentrycznymi. Tor współosiowy skÅ‚ada siÄ™ z przewodu zewnÄ™trznego Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 10 w postaci rurki i przewodu wewnÄ™trznego walca, umieszczonego współosiowo wewnÄ…trz przewodu zewnÄ™trznego. DziÄ™ki takiej budowie prÄ…d elektryczny pÅ‚ynÄ…cy w torze nie wytwarza zewnÄ™trznego pola elektromagnetycznego. Najwa\niejszÄ… zaletÄ… torów współosiowych jest maÅ‚a wra\liwość na zakłócenia zewnÄ™trzne, a zwÅ‚aszcza przeniki energii z sÄ…siednich torów. Monta\ kabli Monta\ kabli polega na Å‚Ä…czeniu sÄ…siednich odcinków za pomocÄ… zÅ‚Ä…czy kablowych oraz zakoÅ„czeniu kabli gÅ‚owicami. Przed rozpoczÄ™ciem monta\u nale\y: - sprawdzić szczelność powÅ‚oki, - sprawdzić \yÅ‚y na przerwy i zwarcia, - zmierzyć rezystancjÄ™ izolacji. Przed wykonaniem zÅ‚Ä…cza nale\y przygotować koÅ„cówki kabla (zdjąć osÅ‚onÄ™ ochronnÄ…, rozdzielić i odgiąć poszczególne wiÄ…zki \yÅ‚). AÄ…czenie odcinków kabli symetrycznych rozpoczyna siÄ™ od wiÄ…zek le\Ä…cych w rdzeniu kabla a nastÄ™pnie w kolejnych warstwach. Sposób Å‚Ä…czenia \yÅ‚ pokazano na rys. 2. Rys. 2. AÄ…czenie \yÅ‚ w kablu symetrycznym [1, s. 169] OdpowiadajÄ…ce sobie \yÅ‚y obu odcinków skrÄ™ca siÄ™ wstÄ™pnie z izolacjÄ… a nastÄ™pnie koÅ„ce obu \yÅ‚ oczyszcza siÄ™, skrÄ™ca i lutuje, poczym skrÄ™tkÄ™ dogina siÄ™ do poÅ‚Ä…czonych \yÅ‚ i naciÄ…ga tulejÄ™ izolacyjnÄ…. Po poÅ‚Ä…czeniu wszystkich \yÅ‚, zÅ‚Ä…cze nale\y wysuszyć gorÄ…cym powietrzem i zabezpieczyć materiaÅ‚em izolacyjnym. Kontrola ciÅ›nieniowa szczelnoÅ›ci powÅ‚oki kabla W celu niedopuszczenia do zawilgocenia oÅ›rodka kabla w przypadku uszkodzenia powÅ‚oki stosuje siÄ™ kontrolÄ™ ciÅ›nieniowÄ… kabli. Rozró\nia siÄ™ dwa systemy kontroli ciÅ›nieniowej szczelnoÅ›ci: - system z automatycznym dopeÅ‚nianiem gazu polega na doprowadzeniu do oÅ›rodka kabla gazu kontrolnego i utrzymywaniu go na staÅ‚ym nadciÅ›nieniu. W przypadku uszkodzenia powÅ‚oki i upÅ‚ywu gazu kontrolnego z kabla, nastÄ™puje spadek ciÅ›nienia Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 11 w obwodzie zasilania gazem, który uruchamia sygnalizacjÄ™ alarmowÄ… na stacji dozorujÄ…cej, - system czujnikowy bez rezerwy gazu polega na napeÅ‚nieniu odcinków ciÅ›nieniowych kabla gazem bez jego dopeÅ‚niania w przypadku uszkodzenia powÅ‚oki kabla. Do sygnalizacji uszkodzenia i jego wstÄ™pnej lokalizacji sÅ‚u\Ä… czujniki reagujÄ…ce na spadek ciÅ›nienia w oÅ›rodku kabla, zainstalowane w regularnych odstÄ™pach. Do analizy sygnałów odbieranych z linii stosuje siÄ™ na stacjach dozorujÄ…cych mikroprocesory i komputery. Konserwacja i pomiary eksploatacyjne linii kablowych Konserwacja linii kablowych polega na przeprowadzaniu systematycznych kontrolnych pomiarów elektrycznych torów oraz przeglÄ…dów tras i obiektów kablowych (studni i szaf kablowych), utrzymywaniu w stanie peÅ‚nej sprawnoÅ›ci urzÄ…dzeÅ„ kontroli ciÅ›nieniowej. Do czynnoÅ›ci konserwacyjnych zalicza siÄ™ tak\e wyszukiwanie i usuwanie wszelkich uszkodzeÅ„. Metody i przyrzÄ…dy pomiarowe stosowane do pomiarów kabli powinny być zgodne z instrukcjami i wytycznymi. Ogólne zasady wykonywania pomiarów podstawowych parametrów kabli sÄ… nastÄ™pujÄ…ce: - pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji \yÅ‚ wykonuje siÄ™ za pomocÄ… ukÅ‚adów mostkowych lub omomierza, bÅ‚Ä…d pomiaru nie powinien przekraczać Ä…1% wartoÅ›ci mierzonej, - rezystancjÄ™ izolacji \yÅ‚ mierzy siÄ™ megaomomierzem, metodÄ… mostkowÄ… lub za pomocÄ… woltomierza i miliamperomierza, przy czym pomiar powinien być wykonany z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… 10% dla wartoÅ›ci 0,1÷10 000 M&!, a powy\ej 10 000 M&! z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… okoÅ‚o 25% wartoÅ›ci mierzonej, - próbÄ™ wytrzymaÅ‚oÅ›ci elektrycznej izolacji \yÅ‚ wykonuje siÄ™ za pomocÄ… prÄ…du zmiennego (50 Hz) w ukÅ‚adzie z pÅ‚ynnÄ… regulacjÄ… wartoÅ›ci napiÄ™cia probierczego (napiÄ™cia próby), - pomiar tÅ‚umiennoÅ›ci skutecznej toru, tÅ‚umiennoÅ›ci przesÅ‚uchowej i odstÄ™pu od przesÅ‚uchu wykonuje siÄ™ metodÄ… technicznÄ…, a bÅ‚Ä…d pomiaru nie powinien być wiÄ™kszy od Ä… 1 dB, - pomiary impedancji wejÅ›ciowej toru wykonuje siÄ™ metodÄ… mostkowÄ… z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… okoÅ‚o Ä… 1% wartoÅ›ci mierzonej, - impedancjÄ™ falowÄ… toru Zf wyznacza siÄ™ wykorzystujÄ…c wyniki pomiaru impedancji wejÅ›ciowej Zo toru otwartego na koÅ„cu i impedancji Zzw toru zwartego na koÅ„cu korzystajÄ…c ze wzoru _____ Zf = " Zo Zzw Obecnie do pomiarów u\ywa siÄ™ przyrzÄ…dów wielofunkcyjnych, umo\liwiajÄ…cych mierzenie ró\nych parametrów. 4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce OdpowiadajÄ…c na pytania, sprawdzisz, czy jesteÅ› przygotowany do wykonania ćwiczeÅ„. 1. Jaka jest ró\nica miÄ™dzy systemem teleinformatycznym a systemem teletransmisyjnym? 2. Czym ró\ni siÄ™ linia teletransmisyjna od toru teletransmisyjnego? 3. Jaki jest podziaÅ‚ torów teletransmisyjnych? 4. Czym charakteryzujÄ… siÄ™ poszczególne rodzaje torów teletransmisyjnych? 5. Jaki przedziaÅ‚ czÄ™stotliwoÅ›ci zajmuje pasmo rozmówne? 6. Jakie specjalistyczne jednostki sÄ… stosowane do oceny jakoÅ›ci transmisji? 7. Jakie sÄ… parametry kanałów teletransmisyjnych? Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 12 8. Jak zbudowane sÄ… tory symetryczne? 9. W jaki sposób identyfikuje siÄ™ wiÄ…zki w kablu symetrycznym? 10. Jakie rodzaje skrÄ™tu stosuje siÄ™ w kablu symetrycznym? 11. Jakie znasz parametry falowe toru kablowego? 12. Jakie parametry okreÅ›lajÄ… wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci elektryczne kabla? 13. Jak zbudowany jest tor współosiowy? 14. Na czym polega monta\ kabli? 15. Jakie czynnoÅ›ci nale\y wykonać przed rozpoczÄ™ciem monta\u zÅ‚Ä…cza kablowego? 16. Jakie sÄ… kolejne etapy wykonania zÅ‚Ä…cza kablowego? 17. W jakim celu stosuje siÄ™ kontrolÄ™ ciÅ›nieniowÄ… szczelnoÅ›ci powÅ‚oki kabla? 18. Jakie znasz systemy kontroli ciÅ›nieniowej szczelnoÅ›ci powÅ‚oki kabla? 19. Na czym polega konserwacja linii kablowych? 20. Jakie parametry sÄ… mierzone w ramach prac konserwacyjnych linii kablowych? 21. W jaki sposób sÄ… wykonywane pomiary poszczególnych parametrów linii kablowych? 4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela rodzaje kabli na podstawie ich budowy. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych kryteria klasyfikacji kabli, 2) dokonać analizy budowy kabli, 3) rozpoznać rodzaje kabli, 4) zapisać nazwy i krótkÄ… charakterystykÄ™ budowy rozpoznanych kabli. Wyposa\enie stanowiska pracy: - fragmenty ró\nych rodzajów kabli, - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 2 Wykonaj pomiary parametrów elektrycznych wskazanych przez nauczyciela rodzajów kabli. Oblicz jednostkowe parametry pierwotne, porównaj otrzymane wartoÅ›ci parametrów dla ró\nego rodzaju kabli i oceÅ„ wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci elektryczne mierzonych kabli teletransmisyjnych. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych parametry elektryczne i warunków ich pomiaru, 2) dobrać odpowiednie mierniki i metody pomiaru, 3) wykonać pomiary wartoÅ›ci i zapisać wyniki, 4) wykonać niezbÄ™dne obliczenia, 5) przeanalizować otrzymane wyniki, 6) ocenić wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci elektryczne kabli i uzasadnić ocenÄ™. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 13 Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - odcinki ró\nego rodzaju kabli, - zestaw mierników, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 3 Wyznacz parametry falowe toru teletransmisyjnego dla podanych parametrów jednostkowych: R = 78 &!/km, C = 21 nF/km, L = 50 mH/km, G = 15 µS/km. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych zale\noÅ›ci okreÅ›lajÄ…ce parametry falowe torów, 2) wykonać stosowne obliczenia, 3) zapisać wzory i wyniki, 4) uzasadnić poprawność otrzymanych wyników. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - poradnik dla ucznia, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 4 Wykonaj zÅ‚Ä…cze kablowe Å‚Ä…czÄ…ce ze sobÄ… dwa odcinki kabla symetrycznego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneÅ›: 1) wykonać czynnoÅ›ci przed rozpoczÄ™ciem monta\u zÅ‚Ä…cza, 2) przygotować koÅ„cówki przewodów do monta\u. 3) zidentyfikować poszczególne wiÄ…zki i przewody w wiÄ…zkach, 4) wykonać we wÅ‚aÅ›ciwej kolejnoÅ›ci czynnoÅ›ci zwiÄ…zane z poÅ‚Ä…czeniem dwóch odcinków kabla, 5) wykonać pomiary wartoÅ›ci parametrów poÅ‚Ä…czonego kabla i zapisać wyniki, 6) przeanalizować otrzymane wyniki, 7) ocenić poprawność wykonanego zÅ‚Ä…cza kablowego, 8) uzasadnić ocenÄ™. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - dwa odcinki kabla symetrycznego, - zestaw narzÄ™dzi i elementy niezbÄ™dne do wykonania zÅ‚Ä…cza, - zestaw mierników, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 14 4.1.4. Sprawdzian postÄ™pów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaÅ›nić ró\nicÄ™ miÄ™dzy systemem teletransmisyjnym a systemem teleinformatycznym? 1 1 2) wyjaÅ›nić pojÄ™cie kanaÅ‚ telekomunikacyjny? 1 1 3) wyjaÅ›nić pojÄ™cie tor teletransmisyjny? 1 1 4) sklasyfikować tory teletransmisyjne? 1 1 5) zdefiniować jednostki: dB, dBm, dBr, dBu,? 1 1 6) opisać parametry torów przewodowych? 1 1 7) rozró\nić rodzaje kabli telekomunikacyjnych? 1 1 8) porównać wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci kabli symetrycznych i koncentrycznych? 1 1 9) ocenić wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci elektryczne kabla? 1 1 10) zidentyfikować wiÄ…zki w ka\dej warstwie kabla symetrycznego? 1 1 11) pomierzyć parametry elektryczne kabla? 1 1 12) przeliczyć parametry elektryczne torów przewodowych na parametry falowe? 1 1 13) wykonać poprawnie poÅ‚Ä…czenie \yÅ‚ w kablu symetrycznym? 1 1 14) rozró\nić systemy kontroli ciÅ›nieniowej szczelnoÅ›ci powÅ‚oki kabla? 1 1 15) zastosować odpowiednie metody i przyrzÄ…dy pomiarowe do pomiarów kabli? 1 1 16) ocenić jakość toru? 1 1 17) wykonać konserwacjÄ™ kabli telekomunikacyjnych? 1 1 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 15 4.2. Tory i linie Å›wiatÅ‚owodowe 4.2.1. MateriaÅ‚ nauczania Budowa i wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci torów i kabli Å›wiatÅ‚owodowych Kable Å›wiatÅ‚owodowe charakteryzujÄ… siÄ™ bardzo szerokim pasmem przenoszenia, odpornoÅ›ciÄ… na zakłócenia, dobrÄ… izolacjÄ… elektrycznÄ… torów, maÅ‚Ä… tÅ‚umiennoÅ›ciÄ… torów oraz maÅ‚Ä… masÄ…. Tory przewodowe w kablach Å›wiatÅ‚owodowych stanowiÄ… włókna szklane, w których sÄ… przesyÅ‚ane fale Å›wietlne le\Ä…ce w zakresie bliskim podczerwieni, bÄ™dÄ…ce noÅ›nikami informacji. ÅšwiatÅ‚owodowe włókna szklane, zwane Å›wiatÅ‚owodami, sÄ… wytwarzane z czystego szkÅ‚a kwarcowego, przy czym oÅ›rodek włókna nie jest jednorodny, lecz skÅ‚ada siÄ™ z dwóch warstw o ró\nej staÅ‚ej dielektrycznej, naÅ‚o\onych na siebie współosiowo. Część wewnÄ™trzna Å›wiatÅ‚owodu nazywana jest rdzeniem, część zewnÄ™trzna pÅ‚aszczem. Na pÅ‚aszcz naÅ‚o\one sÄ… powÅ‚oki ochronne zabezpieczajÄ…ce Å›wiatÅ‚owód przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz przed wilgociÄ…. PowÅ‚oki ochronne sÄ… wytwarzane z lakieru termoutwardzalnego, gumy silikonowej lub teflonu. Przewodnikiem Å›wiatÅ‚a jest rdzeÅ„ Å›wiatÅ‚owodu, w którym rozchodzÄ… siÄ™ fale Å›wietlne. Promienie Å›wietlne wprowadzone do Å›wiatÅ‚owodu przebywajÄ… drogÄ™ wzdÅ‚u\ linii Å‚amanej, ulegajÄ…c wielokrotnym odbiciom od powierzchni zetkniÄ™cia rdzenia z pÅ‚aszczem. W danym Å›wiatÅ‚owodzie mogÄ… siÄ™ rozchodzić tylko okreÅ›lone rodzaje fal zwane modami. Poszczególne mody ró\niÄ… siÄ™ miÄ™dzy sobÄ… kÄ…tem odbicia na granicy rdzenia i pÅ‚aszcza i zale\Ä… od kÄ…ta padania promienia Å›wietlnego na pÅ‚aszczyznÄ™ czoÅ‚owÄ… Å›wiatÅ‚owodu. Rys. 3. ÅšwiatÅ‚owód kwarcowy z pokryciem ochronnym i jego wÅ‚asnoÅ›ci: 2¸ sto\ek akceptacji, 2a Å›rednica rdzenia, 2d Å›rednica pÅ‚aszcza, lakier i guma silikonowa materiaÅ‚y pierwszego i drugiego pokrycia [1, s. 175] Rozró\nia siÄ™ Å›wiatÅ‚owody: - jednomodowe o bardzo maÅ‚ej Å›rednicy rdzenia równej dÅ‚ugoÅ›ci fali Å›wietlnej, w których jest przesyÅ‚any tylko jeden rodzaj fali, - wielomodowe o znacznie wiÄ™kszej Å›rednicy rdzenia ni\ dÅ‚ugość fali Å›wietlnej, w których mo\e rozchodzić siÄ™ wiele rodzajów fal o danej dÅ‚ugoÅ›ci. W Å›wiatÅ‚owodzie ka\dy mod rozchodzi siÄ™ z ró\nÄ… prÄ™dkoÅ›ciÄ…, wskutek czego w Å›wiatÅ‚owodach wielodomowych powstaje zjawisko dyspersji modowej, polegajÄ…ce na tym, \e impulsy Å›wietlne odbierane na wyjÅ›ciu toru sÄ… poszerzone w stosunku do impulsów na Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 16 wejÅ›ciu toru. W celu zmniejszenia tego zjawiska sÄ… konstruowane Å›wiatÅ‚owody gradientowe o zmniejszajÄ…cym siÄ™ współczynniku zaÅ‚amania Å›wiatÅ‚a w rdzeniu w miarÄ™ oddalania siÄ™ od jego osi. ÅšwiatÅ‚owody telekomunikacyjne dzielimy na: - Å›wiatÅ‚owody pierwszej generacji wykorzystujÄ…ce pierwsze okno dÅ‚ugoÅ›ci fal, zawierajÄ…ce włókna wielomodowe gradientowe, przystosowane do przesyÅ‚ania fal Å›wietlnych o dÅ‚ugoÅ›ci 850 nm, - Å›wiatÅ‚owody drugiej generacji stanowiÄ… włókna optyczne wielomodowe gradientowe, przystosowane do transmisji fal Å›wietlnych o dÅ‚ugoÅ›ci 1300 nm, le\Ä…cych w drugim oknie dÅ‚ugoÅ›ci fal, - Å›wiatÅ‚owody trzeciej generacji zawierajÄ…ce włókna jednomodowe, przystosowane do przesyÅ‚ania fal Å›wietlnych o dÅ‚ugoÅ›ci 1300 nm lub 1550 nm. Kable Å›wiatÅ‚owodowe sÄ… produkowane w ró\nych rozwiÄ…zaniach konstrukcyjnych, podstawowe z nich to konstrukcje: - swobodna rurkowa (tubowa) włókna sÄ… rozmieszczone w rurkach plastikowych, zawierajÄ…cych od 1 do 10 włókien Å›wiatÅ‚owodowych, - rozetowa kabel posiada specjalnie wyprofilowany rdzeÅ„ rozetowy, w którym sÄ… ukÅ‚adane włókna, - Å›cisÅ‚a włókno Å›wiatÅ‚owodowe pokryte jest Å›ciÅ›le powÅ‚okÄ… z tworzyw sztucznych. Rys. 4. Konstrukcje kabli Å›wiatÅ‚owodowych: a) swobodna; b) rozetowa; c) Å›cisÅ‚a, 1 pokrycie wtórne w postaci luznej tuby, 2 wypeÅ‚nienie \elem tiksotropowym, 3 centralny element wzmacniajÄ…cy, 4 taÅ›ma owijajÄ…ca, 5 powÅ‚oka zewnÄ™trzna, 6 włókna Å›wiatÅ‚owodowe, 7 rdzeÅ„ rozetowy, 8 dodatkowe pokrycie wzmacniajÄ…ce, 9 powÅ‚oka z przÄ™dzy aramidowej, 10 pokrycie pierwotne, 11 pokrycie wtórne poliamidowe, 12 wzmocnienie włókien szklanych, 13 powÅ‚oka zewnÄ™trzna [1, s. 177] Parametry Å›wiatÅ‚owodów Podstawowymi parametrami transmisyjnymi Å›wiatÅ‚owodów sÄ…: - tÅ‚umienność, - pasmo przenoszenia. Parametry zale\Ä… od wymiarów geometrycznych włókna, rodzaju u\ytych materiałów a przede wszystkim od dÅ‚ugoÅ›ci fali przesyÅ‚anego Å›wiatÅ‚a. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 17 Tabela 1. Podstawowe parametry kabli Å›wiatÅ‚owodowych jedno- i wielodomowych [1, s. 176] Parametry Jednostki ÅšwiatÅ‚owód ÅšwiatÅ‚owód jednodomowy wielomodowy Åšrednica rdzenia µm 50 Åšrednica pola modów µm 9 ÷ 10 Åšrednica pÅ‚aszcza µm 125 125 Åšrednica pokrycia µm 250 250 TÅ‚umienność jednostkowa dla fali 850 nm dB/km < 3,5 dla fali 1300 nm < 0,5 < 1,5 dla fali 1550 nm < 0,3 Jednostkowa dyspersja chromatyczna dla fali 1250 ÷1300 nm ps/(nm‡ km) < 3,5 dla fali 1550 nm < 20 AÄ…czenie kabli Å›wiatÅ‚owodowych AÄ…czenie kabli Å›wiatÅ‚owodowych jest procesem skomplikowanym, wymagajÄ…cym du\ej precyzji i dobrej znajomoÅ›ci wszystkich kolejnych operacji. ZÅ‚Ä…cza powinny być wykonane niezwykle starannie, poniewa\ od jakoÅ›ci zÅ‚Ä…czy włókien Å›wiatÅ‚owodowych zale\Ä… parametry transmisyjne. Ka\de zÅ‚Ä…cze mo\e wprowadzać straty dochodzÄ…ce nawet do 1 dB. Oprócz włókien Å›wiatÅ‚owodowych muszÄ… być poÅ‚Ä…czone pozostaÅ‚e elementy kabla, tak aby byÅ‚a zapewniona ciÄ…gÅ‚ość zabezpieczeÅ„ mechanicznych i przeciwwilgociowych. Przy Å‚Ä…czeniu Å›wiatÅ‚owodów niezwykle wa\ne jest uzyskanie zwierciadlanej, gÅ‚adkiej i prostopadÅ‚ej do osi powierzchni koÅ„ca włókien Włókna Å›wiatÅ‚owodowe w kablach tnie siÄ™ metodÄ… wykorzystujÄ…cÄ… zjawisko pÄ™kania włókien szklanych w miejscu zarysowania go, pod wpÅ‚ywem dziaÅ‚ania siÅ‚y rozciÄ…gajÄ…cej. Do tego celu u\ywa siÄ™ specjalnego zestawu narzÄ™dzi. ZÅ‚Ä…cza staÅ‚e włókien Å›wiatÅ‚owodowych wykonuje siÄ™ w praktyce dwoma sposobami: przez spawanie lub przez sklejanie włókien. Spawanie wykonuje siÄ™ za pomocÄ… specjalistycznej aparatury (specjalnych spawarek). W procesie spawania najpierw za pomocÄ… mikroskopu sprawdza siÄ™ wÅ‚aÅ›ciwe ustawienie wzglÄ™dem siebie zetkniÄ™tych koÅ„ców włókien a nastÄ™pnie podgrzewa Å‚ukiem elektrycznym. Cykl spawania jest regulowany przez procesor a po zakoÅ„czeniu operacji spawania sprawdzana jest automatycznie jakość spawu poprzez pomiar tÅ‚umiennoÅ›ci optycznej zÅ‚Ä…cza. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 18 Rys. 5. Sposób spawania Å›wiatÅ‚owodów: a) ustawienie włókien przy spawaniu; b) fazy spawania, 1 grubordzeniowy Å›wiatÅ‚owód, 2 dioda LED, 3 i 5 spawane włókna, 4 prÄ™t wyginajÄ…cy włókno, 6 wzmacniacz, 7 fotodioda, 8 mikroprocesor [1, s. 179] W procesie sklejania włókien Å›wiatÅ‚owodowych Å‚Ä…czone włókna umieszczane sÄ… rowku w ksztaÅ‚cie litery V, wy\Å‚obionym w specjalnej pÅ‚ytce np. ze szkÅ‚a organicznego, w celu precyzyjnego naprowadzenia ich na siebie. NastÄ™pnie koÅ„cówki Å‚Ä…czonych włókien pokrywa siÄ™ bardzo cienkÄ… warstwÄ… odpowiedniego kleju (np. \ywicy epoksydowej) i po zetkniÄ™ciu ze sobÄ… podgrzewa siÄ™ w celu szybszego utwardzenia kleju. Na tak wykonane zÅ‚Ä…cze nakÅ‚ada siÄ™ specjalnÄ… obudowÄ™. Straty tego typu zÅ‚Ä…cza wynoszÄ… okoÅ‚o 0,1 dB. Rys. 6. Sposób klejenia zÅ‚Ä…czy staÅ‚ych: a) V rowek i pÅ‚aska pÅ‚ytka; b) poÅ‚Ä…czenie z podwójnym V rowkiem; c) centrowanie w trójkÄ…cie; d) i e) centrowanie w kapilarze; f) centrowanie w rurce; g) zasada wykorzystania V rowka [1, s. 180] Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 19 Do Å‚Ä…czenia pojedynczych Å›wiatÅ‚owodów stosuje siÄ™ zÅ‚Ä…cza rozÅ‚Ä…czalne, które skÅ‚adajÄ… siÄ™ z elementów stanowiÄ…cych zakoÅ„czenie włókna Å›wiatÅ‚owodowego, prowadnic umo\liwiajÄ…cych wÅ‚aÅ›ciwe ustawienie zakoÅ„czeÅ„ włókien oraz obudowy zÅ‚Ä…cza. PrzykÅ‚adowÄ… konstrukcjÄ™ zÅ‚Ä…cza stykowego przedstawia rysunek 7. Rys. 7. Konstrukcja zÅ‚Ä…cza rozÅ‚Ä…czalnego: 1 kabel, 2 rurka, 3 tuleja dociskowa, 4 obudowa zÅ‚Ä…cza, 5 nasadka, 6 włókno Å›wiatÅ‚owodowe,7 czoÅ‚o nasadki, 8 prowadnica [1, s. 180] 4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce OdpowiadajÄ…c na pytania, sprawdzisz, czy jesteÅ› przygotowany do wykonania ćwiczeÅ„. 1. Jak zbudowany jest Å›wiatÅ‚owód? 2. Na czym polega zjawisko dyspersji modowej? 3. Jakie znasz rodzaje Å›wiatÅ‚owodów? 4. Jakie sÄ… ró\nice miÄ™dzy Å›wiatÅ‚owodem jednodomowym, wielodomowym i gradientowym? 5. Jak dzielimy Å›wiatÅ‚owody telekomunikacyjne? 6. Jakie znasz rodzaje konstrukcji Å›wiatÅ‚owodowych? 7. Jakie znasz parametry transmisyjne Å›wiatÅ‚owodów? 8. Od czego zale\Ä… parametry Å›wiatÅ‚owodów? 9. Jakie zjawisko jest wykorzystywane w procesie ciecia Å›wiatÅ‚owodów? 10. Jakie znasz sposoby wykonania zÅ‚Ä…czy staÅ‚ych włókien Å›wiatÅ‚owodowych? 11. Jakie czynnoÅ›ci nale\y wykonać przy spawie włókien Å›wiatÅ‚owodowych? 12. Jakie sÄ… fazy spawania Å›wiatÅ‚owodów? 13. Na czym polega proces klejenia Å›wiatÅ‚owodów? 14. Jakie znasz sposoby klejenia Å›wiatÅ‚owodów? 15. Kiedy stosujemy zÅ‚Ä…cza rozÅ‚Ä…czne? 16. Jak jest wykonane zÅ‚Ä…cze rozÅ‚Ä…czne? 17. Jaki parametr okreÅ›la jakość wykonanego zÅ‚Ä…cza? 18. Jakie sÄ… dopuszczane straty na zÅ‚Ä…czu w Å›wiatÅ‚owodach? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela kable Å›wiatÅ‚owodowe na podstawie ich konstrukcji. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych kryteria klasyfikacji konstrukcji kabli Å›wiatÅ‚owodowych, 2) dokonać analizy konstrukcji kabli Å›wiatÅ‚owodowych, 3) rozpoznać rodzaje konstrukcji kabli Å›wiatÅ‚owodowych, 4) zapisać nazwy i krótkÄ… charakterystykÄ™ budowy rozpoznanych konstrukcji kabli Å›wiatÅ‚owodowych. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 20 Wyposa\enie stanowiska pracy: - ró\ne rodzaje kabli Å›wiatÅ‚owodowych, - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 2 Wykonaj poÅ‚Ä…czenie włókien Å›wiatÅ‚owodowych metodÄ… spawania. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) wykonać czynnoÅ›ci zwiÄ…zane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania ćwiczenia, 2) przygotować koÅ„cówki Å›wiatÅ‚owodu do spawu, 3) wykonać we wÅ‚aÅ›ciwej kolejnoÅ›ci czynnoÅ›ci zwiÄ…zane z poÅ‚Ä…czeniem dwóch odcinków Å›wiatÅ‚owodu metodÄ… spawania, 4) wykonać pomiar wartoÅ›ci tÅ‚umiennoÅ›ci optycznej zÅ‚Ä…cza i zapisać wyniki, 5) przeanalizować otrzymane wyniki, 6) ocenić poprawność wykonanego zÅ‚Ä…cza włókien Å›wiatÅ‚owodowych, 7) uzasadnić ocenÄ™. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - dwa odcinki kabla Å›wiatÅ‚owodowego, - narzÄ™dzia i elementy niezbÄ™dne do wykonania zÅ‚Ä…cza (spawarka Å›wiatÅ‚owodowa, narzÄ™dzie do ciÄ™cia Å›wiatÅ‚owodów), - zestaw mierników, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 3 Wykonaj poÅ‚Ä…czenie włókien Å›wiatÅ‚owodowych metodÄ… klejenia. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneÅ›: 1) wykonać czynnoÅ›ci zwiÄ…zane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania ćwiczenia, 2) przygotować koÅ„cówki Å›wiatÅ‚owodu do poÅ‚Ä…czenia, 3) wykonać we wÅ‚aÅ›ciwej kolejnoÅ›ci czynnoÅ›ci zwiÄ…zane z poÅ‚Ä…czeniem dwóch odcinków Å›wiatÅ‚owodu metodÄ… klejenia, 4) wykonać pomiar wartoÅ›ci tÅ‚umiennoÅ›ci optycznej zÅ‚Ä…cza i zapisać wyniki, 5) przeanalizować otrzymane wyniki, 6) ocenić poprawność wykonanego zÅ‚Ä…cza włókien Å›wiatÅ‚owodowych, 7) uzasadnić ocenÄ™. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - dwa odcinki kabla Å›wiatÅ‚owodowego, - zestaw narzÄ™dzi i elementów niezbÄ™dnych do wykonania zÅ‚Ä…cza (klej, pÅ‚ytki(prowadnice), narzÄ™dzie do ciÄ™cia Å›wiatÅ‚owodów,), - zestaw mierników, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 21 Ćwiczenie 4 Wykonaj zÅ‚Ä…cze rozÅ‚Ä…czne kabla Å›wiatÅ‚owodowego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneÅ›: 1) wykonać czynnoÅ›ci zwiÄ…zane z przygotowaniem stanowiska pracy do wykonania ćwiczenia, 2) przygotować koÅ„cówki Å›wiatÅ‚owodu, 3) wykonać we wÅ‚aÅ›ciwej kolejnoÅ›ci czynnoÅ›ci zwiÄ…zane z monta\em zakoÅ„czeÅ„ zÅ‚Ä…cza rozÅ‚Ä…cznego, 4) wykonać pomiar wartoÅ›ci tÅ‚umiennoÅ›ci optycznej zÅ‚Ä…cza i zapisać wyniki, 5) przeanalizować otrzymane wyniki, 6) ocenić poprawność wykonanego zÅ‚Ä…cza rozÅ‚Ä…cznego włókien Å›wiatÅ‚owodowych, 7) uzasadnić ocenÄ™. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - dwa odcinki kabla Å›wiatÅ‚owodowego, - zestaw narzÄ™dzi i elementy niezbÄ™dne do wykonania zÅ‚Ä…cza (elementy zÅ‚Ä…cza, narzÄ™dzie do ciÄ™cia Å›wiatÅ‚owodów), - zestaw mierników, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 4.2.4. Sprawdzian postÄ™pów Czy potrafisz: Tak Nie 1) opisać budowÄ™ Å›wiatÅ‚owodu ? 1 1 2) wyjaÅ›nić zasadÄ™ transmisji sygnałów optycznych w Å›wiatÅ‚owodzie? 1 1 3) wyjaÅ›nić pojÄ™cie dyspersji modowej? 1 1 4) sklasyfikować Å›wiatÅ‚owody? 1 1 5) okreÅ›lić ró\nice miÄ™dzy ró\nymi rodzajami Å›wiatÅ‚owodów? 1 1 6) okreÅ›lić parametry transmisyjne Å›wiatÅ‚owodów? 1 1 7) sklasyfikować Å›wiatÅ‚owody telekomunikacyjne? 1 1 8) rozró\nić konstrukcje kabli Å›wiatÅ‚owodowych? 1 1 9) wyjaÅ›nić sposób ciÄ™cia Å›wiatÅ‚owodów? 1 1 10) wyjaÅ›nić sposób wykonania zÅ‚Ä…cza włókien Å›wiatÅ‚owodowych metodÄ… spawania? 1 1 11) wykonać zÅ‚Ä…cze włókien Å›wiatÅ‚owodowych metoda spawania? 1 1 12) wyjaÅ›nić sposób wykonania zÅ‚Ä…cza włókien Å›wiatÅ‚owodowych metodÄ… klejenia? 1 1 13) wykonać zÅ‚Ä…cze włókien Å›wiatÅ‚owodowych metoda klejenia? 1 1 14) wykonać zÅ‚Ä…cze rozÅ‚Ä…czne włókien Å›wiatÅ‚owodowych? 1 1 15) okreÅ›lić jakość wykonanego zÅ‚Ä…cza? 1 1 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 22 4.3. Transmisja sygnałów analogowych i cyfrowych 4.3.1. MateriaÅ‚ nauczania Zasady transmisji analogowej i cyfrowej Analogowe teletransmisyjne systemy wielokrotne pracujÄ… na zasadzie czÄ™stotliwoÅ›ciowego zwielokrotnienia kanałów. Systemy te umo\liwiajÄ… utworzenie na jednym torze wielu kanałów czÄ™stotliwoÅ›ciowych, rozmieszczonych w ró\nych pasmach czÄ™stotliwoÅ›ci, dziÄ™ki czemu istnieje mo\liwość jednoczesnego przesyÅ‚ania po jednym torze wielu niezale\nych od siebie sygnałów elektrycznych. PodstawÄ… zwielokrotnienia jest kanaÅ‚ telefoniczny o szerokoÅ›ci 3,1 kHz. Cyfrowe systemy teletransmisyjne sÄ… oparte na zasadzie czasowego zwielokrotnienia kanałów z wykorzystaniem ukÅ‚adów cyfrowych. Dokonuje siÄ™ w nich przeksztaÅ‚cenia sygnałów analogowych przesyÅ‚anych w kanaÅ‚ach telefonicznych na sygnaÅ‚ cyfrowy z wykorzystaniem modulacji kodowo-impulsowej PCM (ang. Pulse Code Modulation). Rozwój technologii w zakresie logicznych ukÅ‚adów scalonych umo\liwiÅ‚ budowanie systemów teletransmisyjnych o wiÄ™kszej krotnoÅ›ci a zatem i wiÄ™kszej przepustowoÅ›ci. Stworzono systemy cyfrowe o krotnoÅ›ciach 120, 480, 1920 pracujÄ…ce na kablach miedzianych. Dalsze zwiÄ™kszenie krotnoÅ›ci umo\liwiÅ‚o wprowadzenie włókien Å›wiatÅ‚owodowych jako oÅ›rodków transmisji. Metody czÄ™stotliwoÅ›ciowe i czasowe wielokrotnego wykorzystania torów transmisyjnych Zwielokrotnienie czÄ™stotliwoÅ›ciowe polega na przeksztaÅ‚ceniu widma sygnaÅ‚u akustycznego na sygnaÅ‚y, których widma le\Ä… w zakresie wielkich czÄ™stotliwoÅ›ci ró\nych przedziałów pasma przenoszenia danego toru. PrzeksztaÅ‚cenie odbywa siÄ™ na drodze modulacji amplitudowej i nazywa siÄ™ przemianÄ… czÄ™stotliwoÅ›ci. Zakres czÄ™stotliwoÅ›ci, do którego zostaje przesuniÄ™ty sygnaÅ‚ modulujÄ…cy w wyniku przemiany, zale\y od czÄ™stotliwoÅ›ci fali noÅ›nej, który jest modulowany tym sygnaÅ‚em i jest noÅ›nikiem informacji zawartych w sygnale. Zmodulowany sygnaÅ‚ zawiera inne produkty modulacji, które sÄ… eliminowane za pomocÄ… filtrów przepuszczajÄ…cych tylko u\yteczne pasmo. W systemach teletransmisyjnych przesyÅ‚ana jest tylko jedna wstÄ™ga boczna, która umo\liwia odtworzenie nadawanego sygnaÅ‚u w odbiorniku. FalÄ™ noÅ›nÄ… niezbÄ™dnÄ… do demodulacji po stronie odbiorczej wytwarza siÄ™ w generatorze lokalnym, dokÅ‚adnie odtwarzajÄ…cym czÄ™stotliwość fali noÅ›nej nadajnika. Metoda zwielokrotnienia czÄ™stotliwoÅ›ciowego jest przedstawiona na rys. 8. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 23 Rys. 8. Zasada zwielokrotniania czÄ™stotliwoÅ›ciowego kanałów: a) schemat poÅ‚Ä…czeÅ„; b) rozkÅ‚ad czÄ™stotliwoÅ›ci kanałów; c) widmo sygnaÅ‚u telefonicznego po przemianie czÄ™stotliwoÅ›ci , M modulator amplitudowy przemiany czÄ™stotliwoÅ›ci, F filtr tÅ‚umiÄ…cy sygnaÅ‚y niepo\Ä…dane, W wzmacniacz, D demodulator amplitudowy, fs naturalny sygnaÅ‚ z pasma akustycznego (sygnaÅ‚ modulujÄ…cy), F1 ,F2 ,F3 sygnaÅ‚y noÅ›ne kolejnych kanałów (sygnaÅ‚y modulowane), "f = f2 f1 pasmo czÄ™stotliwoÅ›ci sygnaÅ‚u modulujÄ…cego, f1 graniczna czÄ™stotliwość dolna sygnaÅ‚u modulujÄ…cego, f2 - graniczna czÄ™stotliwość górna sygnaÅ‚u modulujÄ…cego [2, s. 33] W podanym przykÅ‚adzie przesyÅ‚ane sÄ… trzy sygnaÅ‚y fs = 2kHz, zmodulowane przez trzy ró\ne fale noÅ›ne F1 = 12 kHz, F2 = 16 kHz, F3 = 20 kHz, oraz zostaÅ‚ zastosowany filtr dolnoprzepustowy, ograniczajÄ…cy pasmo tak aby przepuszczaÅ‚ tylko boczne wstÄ™gi dolne. Zwielokrotnienie czasowe polega na przesyÅ‚aniu ró\nych sygnałów po jednym torze w ró\nych przedziaÅ‚ach czasu, które nazywane sÄ… kanaÅ‚ami czasowymi. Ka\dy przebieg okreÅ›lonej wielkoÅ›ci w funkcji czasu mo\na odtworzyć z chwilowych wartoÅ›ci (próbek) tego przebiegu, pobieranych w Å›ciÅ›le okreÅ›lonych, regularnych odstÄ™pach czasu. OdstÄ™p czasu miÄ™dzy próbkami Tp musi być tak dobrany, aby zawarty w nim przebieg zawieraÅ‚ nie wiÄ™cej ni\ jedno minimum lub maksimum. CzÄ™stotliwość próbkowania jest okreÅ›lona przez prawo próbkowania, które ma postać: CzÄ™stotliwość próbkowania fp powinna być, co najmniej dwukrotnie wiÄ™ksza od najwiÄ™kszej czÄ™stotliwoÅ›ci fg sygnaÅ‚u próbkowanego. fp > 2 fg Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 24 Rys. 9. Próbkowanie przebiegu analogowego: 1 przebieg analogowy ( informacja), 2 ciÄ…g impulsów próbkujÄ…cych o ustalonej czÄ™stotliwoÅ›ci fp = 1/Tp, 3 przebieg po próbkowaniu ( sygnaÅ‚ PAM), "t czas trwania próbki [2, s. 37] Dla sygnałów telefonicznych o widmie 300 ÷ 3400 Hz przyjmuje siÄ™ czÄ™stotliwość próbkowania fp = 8 kHz, w zwiÄ…zku z tym okres próbkowania wynosi Tp = 1/ fp =125 µs. Czas trwania próbek "t jest z reguÅ‚y du\o krótszy od okresu próbkowania Tp, czyli czasowego odstÄ™pu miÄ™dzy próbkami ("t << Tp ), co umo\liwia przesyÅ‚anie miÄ™dzy próbkami danego przebiegu, próbek innych sygnałów pochodzÄ…cych z innych kanałów telefonicznych. Na tym wÅ‚aÅ›nie polega zwielokrotnienie czasowe kanałów. UkÅ‚ad (model mechaniczny) do tworzenia kanałów czasowych, tj. zwielokrotnienia czasowego kanałów, który ilustruje ideÄ™ próbkowania przebiegów z przykÅ‚adowych 4 oddzielnych kanałów, jest przedstawiony na rys. 10. Rys. 10. PrzykÅ‚ad ukÅ‚adu ilustrujÄ…cego ideÄ™ zwielokrotnienia czasowego kanałów [2, s. 38] W przedstawionym ukÅ‚adzie do zwielokrotnienia czasowego kanałów, wykorzystano dwa komutatory elektromechaniczne posiadajÄ…ce styki staÅ‚e oraz styki wirujÄ…ce (szczotki). Komutator po stronie nadawczej jest urzÄ…dzeniem próbkujÄ…cym, a po stronie odbiorczej urzÄ…dzeniem rozdzielajÄ…cym. Oba komutatory współpracujÄ… z urzÄ…dzeniami taktujÄ…cymi wytwarzajÄ…cymi przebiegi impulsowe. Do styków staÅ‚ych doÅ‚Ä…czone sÄ… poszczególne kanaÅ‚y naturalne o paÅ›mie 300 ÷ 3400 Hz. Szczotki komutatorów poÅ‚Ä…czone sÄ… ze sobÄ… liniÄ… przesyÅ‚owÄ… i wirujÄ… synchronicznie z ustalonÄ… prÄ™dkoÅ›ciÄ… Ép, która jednoznacznie wyznacza czÄ™stotliwość próbkowania fp = Ép/2Ä„. WirujÄ…ce szczotki realizujÄ… poÅ‚Ä…czenia miÄ™dzy stacjami Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 25 kolejno dla poszczególnych kanałów w ró\nych chwilach czasowych. PoÅ‚Ä…czenia dla danego kanaÅ‚u powtarzajÄ… siÄ™ cyklicznie z czÄ™stotliwoÅ›ciÄ… fp. Rys. 11. PrzykÅ‚ad tworzenia sygnaÅ‚u zbiorczego PAM [1, s. 251] SygnaÅ‚ zbiorczy wysyÅ‚any w liniÄ™ przez urzÄ…dzenie próbkujÄ…ce i odbierany z linii przez urzÄ…dzenie rozdzielajÄ…ce, ma postać ciÄ…gu impulsów (rys. 11), które sÄ… próbkami sygnałów z poszczególnych kanałów. Taki ciÄ…g impulsów o amplitudach modulowanych przebiegiem próbkowanym jest oznaczany skrótem PAM (ang. Pulse Amplitude Modulation). W praktyce próbki nie sÄ… przesyÅ‚ane w linii w sposób bezpoÅ›redni w postaci sygnaÅ‚u PAM, lecz sÄ… poddawane dodatkowej modulacji. W systemach teletransmisyjnych najczęściej stosuje siÄ™ modulacjÄ™ kodowo impulsowÄ… PCM ( ang. Pulse Code Modulation). Charakterystyka systemów PCM Istota metody PCM polega na tym, \e amplitudy impulsów modulowanych sygnaÅ‚em próbkowanym sÄ… wyra\ane liczbami dwójkowymi za pomocÄ… odpowiedniej kombinacji cyfr 0 i 1, przy czym w ukÅ‚adzie elektrycznym 1 oznacza stan prÄ…dowy a 0 stan bezprÄ…dowy. Za pomocÄ… liczby dwójkowej okreÅ›lany jest przedziaÅ‚ w jakim znajduje siÄ™ wierzchoÅ‚ek dane próbki. CaÅ‚y zakres amplitud jest dzielony na 2n jednakowych przedziałów zwanych skokami kwantyzacji, którym sÄ… przyporzÄ…dkowane kolejne liczby dwójkowe skÅ‚adajÄ…ce siÄ™ z n cyfr. Proces okreÅ›lenia, w którym przedziale znajduje siÄ™ dana próbka nazywa siÄ™ kwantowaniem. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 26 Rys. 12. Kwantowanie i kodowanie próbek sygnaÅ‚u [2, s. 39] Ka\da próbka w sygnale PCM jest przedstawiona w postaci grupy (7 lub 8) bitów. PrzedziaÅ‚ czasu jaki zajmuje grupa bitów reprezentujÄ…ca dana próbkÄ™ nazywany jest czasowÄ… szczelinÄ… kanaÅ‚owÄ…. Zbiór nastÄ™pujÄ…cych po sobie szczelin czasowych odpowiadajÄ…cych poszczególnym kanaÅ‚om naturalnym, w których przesyÅ‚ane sÄ… próbkowane sygnaÅ‚y, nazywa siÄ™ ramkÄ…. Ramka obejmuje czas pomiÄ™dzy dwiema kolejnymi próbkami tego samego kanaÅ‚u, co oznacza \e dÅ‚ugość ramki jest równa okresowi próbkowania Tp = 1/ fp. W celu zapewnienia poprawnej transmisji konieczna jest synchronizacja sygnaÅ‚u nadawanego z sygnaÅ‚em odtworzonym w odbiorniku. SygnaÅ‚y te muszÄ… być zgodne, co do struktury, poÅ‚o\enia w czasie i wzoru ramek w urzÄ…dzeniu nadawczym i odbiorczym. Proces ten nazywa siÄ™ fazowaniem ramek. Do fazowania ramek w nadajniku i odbiorniku sÄ… wytwarzane odpowiednie sygnaÅ‚y, które sÄ… ze sobÄ… porównywane w odbiorniku. ZasadÄ™ pracy systemu PCM przedstawia rys. 13. Rys. 13. Schemat blokowy systemu cyfrowego z modulacjÄ… PCM [2, s. 40] Budowa i zasada dziaÅ‚ania krotnic PCM 30/32 W urzÄ…dzeniach zwanych krotnicami PCM 30/32 sygnaÅ‚y z 30 kanałów telefonicznych sÄ… przetwarzane w jeden zbiorczy sygnaÅ‚ cyfrowy o przepÅ‚ywnoÅ›ci 2048 kbit/s. SygnaÅ‚ wyjÅ›ciowy z tych krotnic ma postać cyklicznie powtarzajÄ…cych siÄ™ ramek zawierajÄ…cych po Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 27 32 szczeliny kanaÅ‚owe, z których 30 szczelin sÅ‚u\y do przesyÅ‚ania informacji, jedna szczelina (zerowa S0 ) do przesyÅ‚ania wzoru synchronizacji ramki, oraz jedna szczelina (szesnasta- S16) do przesyÅ‚ania sygnalizacji komutacyjnej, a tak\e kontroli i nadzoru. Wszystkie szczeliny sÄ… 8-bitowe o czasie trwania 3,9 µs ka\da. PrzepÅ‚ywność jednego kanaÅ‚u telefonicznego wynosi 64 kbit/s. Rys. 14. Struktura ramki PCM 30/32: FAS przebieg analogowy sygnaÅ‚ fazowania ramki, NFAS brak sygnaÅ‚u fazowania ramki, Si bity rezerwowe do wykorzystania miÄ™dzynarodowego, A alarm fazowania ramki, 0 brak alarmu, 1 stan alarmu, Sn bity rezerwowe [1, s. 254] W krotnicach PCM 30/32 tworzona jest te\ wieloramka PCM 30/32 zawierajÄ…ca 16 ramek (ponumerowane od 0 do 15) i umo\liwiajÄ…ca przesyÅ‚anie kryteriów sygnalizacji komutacyjnej, sygnaÅ‚y kontroli nadzoru. W szesnastej szczelinie ramki zerowej przesÅ‚any jest sygnaÅ‚ synchronizacji (fazowania) wieloramki. W szczelinach szesnastych pozostaÅ‚ych ramek pierwsze cztery bity stanowiÄ… kanaÅ‚y synchronizacyjne kanałów telefonicznych od 1 do 15, a pozostaÅ‚e cztery przyporzÄ…dkowane sÄ… kanaÅ‚om telefonicznym od 16 do 30. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 28 Rys. 15. Struktura wieloramki PCM 30/32: Y alarm wieloramki, MFAS sygnaÅ‚u fazowania wieloramki, NMFAS brak sygnaÅ‚u fazowania wieloramki, a, b, c, d bity sygnalizacyjne [1, s. 255] Podstawowe funkcje krotnic PCM 30/32 to: w kierunku nadawczym: - próbkowanie i zwielokrotnienie czasowe sygnałów nadawanych w poszczególnych kanaÅ‚ach, - przetwarzanie sygnałów PAM na dwustanowy sygnaÅ‚ PCM, - utworzenie kanałów czasowych dla sygnałów sÅ‚u\Ä…cych do nawiÄ…zywania Å‚Ä…cznoÅ›ci, - uksztaÅ‚towanie sygnaÅ‚u zbiorczego i wysyÅ‚ane go w tor, w kierunku odbiorczym: - odbiór z linii sygnaÅ‚u cyfrowego i odtworzenie jego pierwotnej postaci, - odtworzenie z sygnaÅ‚u PCM impulsów PAM, - wydzielenie sygnałów u\ytecznych, - odtworzenie sygnałów komutacyjnych. Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM przedstawia rys. 16. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 29 Rys. 16. Uproszczony schemat blokowy krotnicy PCM: Wz wzmacniacz, FDp filtr dolnoprzepustowy, Og ogranicznik amplitudy, BK bramka kanaÅ‚owa, Dek dekoder, Kod koder, Tk transkoder [1, s. 256] Podstawowe ukÅ‚ady krotnicy PCM to: - analogowe ukÅ‚ady kanaÅ‚owe wydzielajÄ… pasmo u\yteczne, nadajÄ… odpowiedni poziom sygnaÅ‚om nadawczym i odbiorczym, zapobiegajÄ… zakłóceniom, - ukÅ‚ady zwielokrotnienia czasowego w kierunku nadawczym sÅ‚u\Ä… do pobierania próbek i tworzenia sygnaÅ‚u PAM, w kierunku odbiorczym zapewniajÄ… wprowadzenie do poszczególnych kanałów odpowiednich próbek odtworzonych w dekoderze, - przetworniki A/C (kodery) i C/A (dekodery) przetwarzajÄ… sygnaÅ‚ PAM do postaci sygnaÅ‚u PCM ( kodery) i odtwarzajÄ… impulsy PAM z sygnaÅ‚u PCM (dekodery), - zegary taktujÄ…ce nadajÄ… odpowiedni rytm pracy krotnicy i sÅ‚u\Ä… do synchronizacji przebiegów nadawczych i odbiorczych, - grupowe ukÅ‚ady wejÅ›ciowe i wyjÅ›ciowe (transkodery) w kierunku nadawczym przeksztaÅ‚cajÄ… dwustanowy sygnaÅ‚ cyfrowy na postać trójstanowÄ…, dogodnÄ… do transmisji przez trakt liniowy, w kierunku odbiorczym nastÄ™puje proces dekodowania, - ukÅ‚ady kanałów sygnalizacyjnych przetwarzajÄ… sygnaÅ‚y komunikacyjne z centrali telefonicznej zwiÄ…zane z poszczególnymi kanaÅ‚ami na sygnaÅ‚y dwustanowe. Kody sygnaÅ‚u cyfrowego Podczas transmisji przez tor sygnaÅ‚ cyfrowy zostaje znieksztaÅ‚cony. W celu wyeliminowania skÅ‚adowej staÅ‚ej i zmniejszenia wpÅ‚ywu znieksztaÅ‚ceÅ„ na sygnaÅ‚ u\yteczny stosuje siÄ™ kody liniowe. Najczęściej stosowane w systemach telekomunikacyjnych to: - kody dwuwartoÅ›ciowe: NRZ (ang. Non Return to Zero) i RZ (ang. Return to Zero) nie sÄ… stosowane jako kody liniowe poniewa\ zawierajÄ… skÅ‚adowÄ… staÅ‚Ä… oraz dodatkowo w NRZ niemo\liwe jest wydzielenie sygnaÅ‚u zegara z sygnaÅ‚u u\ytecznego, Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 30 - kody trójwartoÅ›ciowe: AMI (ang. Alternate Mark Inversion) i HDB-3 (ang. High Density Bipolarity with a Maximum of 3 Zeros) stosowane do kodowania sygnałów o przepÅ‚ywnoÅ›ciach: 2 Mbit/s, 8 Mbit/s i 34 Mbit/s, - kod dwuwartoÅ›ciowy CMI stosuje siÄ™ dla sygnałów o przepÅ‚ywnoÅ›ciach 140Mbit/s. Rys. 17. Kody sygnaÅ‚u cyfrowego [1, s. 262] Kod AMI tworzony jest wedÅ‚ug zasady polegajÄ…cej na zmianie polaryzacji impulsów o wartoÅ›ci 1 na przeciwnÄ… do poprzedniego impulsu. Kod HDB-3 tworzony jest analogicznie jak AMI dla impulsów o wartoÅ›ci 1, z tÄ… ró\nicÄ… \e dla wiÄ™cej ni\ trzech kolejnych impulsów o wartoÅ›ci 0, sekwencjÄ™ czterech zer zastÄ™puje siÄ™ jednÄ… z dwu sekwencji 0001 lub 1001 wedÅ‚ug Å›ciÅ›le okreÅ›lonej zasady. Kod CMI jest kodem dwuwartoÅ›ciowym zawierajÄ…cym wartoÅ›ci: +1 i -1 . W kodzie tym impulsy wartoÅ›ci 1 przedstawiane sÄ… naprzemiennie w postaci stanu +1 lub -1 , wartość binarnego 0 w postaci stanu +1 w pierwszej poÅ‚owie tego bitu i stanu -1 w drugiej poÅ‚owie bitu. Kody stosowane w Å›wiatÅ‚owodach SygnaÅ‚ wejÅ›ciowy toru Å›wiatÅ‚owodowego ma postać kodu trójwartoÅ›ciowego HDB-3, natomiast impulsy Å›wietlne nie mogÄ… przyjmować wartoÅ›ci ujemnych wiÄ™c kod trójwartoÅ›ciowy jest zamieniany na kod dwuwartoÅ›ciowy np. 5B/6B. W kodzie tym 5 bitom sygnaÅ‚u wejÅ›ciowego przyporzÄ…dkowuje siÄ™ 6 bitów sygnaÅ‚u dwuwartoÅ›ciowego wysyÅ‚anego w Å›wiatÅ‚owód. W przypadku sygnaÅ‚u o postaci kodu CMI, sygnaÅ‚ jest najpierw przetworzony na sygnaÅ‚ binarny, nastÄ™pnie poddany skramblowaniu, które polega na nadaniu sygnaÅ‚owi kodu pseudoprzypadkowego (o jednakowym prawdopodobieÅ„stwie wystÄ™powania 0 i 1), i w koÅ„cowym etapie w koderze 5B/6B nastÄ™puje uformowanie kodu liniowego poprzez dodanie do grupy 15 bitów, dodatkowych 3 bitów sÅ‚u\Ä…cych do kontroli bÅ‚Ä™dów, synchronizacji i przesyÅ‚ania alarmów. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 31 Budowa urzÄ…dzeÅ„ i traktów Å›wiatÅ‚owodowych Podstawowymi urzÄ…dzeniami traktu Å›wiatÅ‚owodowego sÄ…: nadajnik i odbiornik umieszczone na poczÄ…tku i koÅ„cu traktu oraz niekiedy urzÄ…dzenia przelotowe peÅ‚niÄ…ce rolÄ™ wzmacniaków regeneratorów. Zadaniem nadajnika Å›wiatÅ‚owodowego jest przetworzenie cyfrowego sygnaÅ‚u elektrycznego na impulsy Å›wietlne, jest to realizowane z wykorzystaniem diody elektroluminescencyjnej LED (ang. Light Emitting Diode) lub diody laserowej LD (ang. Laser Diode). Zadaniem odbiornika Å›wiatÅ‚owodowego jest operacja odwrotna, czyli zamiana sygnaÅ‚u Å›wietlnego na cyfrowy sygnaÅ‚ elektryczny. Funkcje tÄ… speÅ‚nia fotodetektor, w którym głównÄ… rolÄ™ odgrywa fotodioda, której prÄ…d wsteczny zale\y od natÄ™\enia promienia Å›wietlnego. Nadajnik Å›wiatÅ‚owodowy zawiera: - regenerator i zmiennik kodu HDB-3 (lub CMI) sygnaÅ‚u wejÅ›ciowego, - koder 5B-6B, - ukÅ‚ad nadajnika optycznego z diodÄ… laserowÄ… LD, - ukÅ‚ady taktowania, w których sÄ… odtwarzane sygnaÅ‚y taktujÄ…ce, sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnaÅ‚u wejÅ›ciowego. Odbiornik Å›wiatÅ‚owodowy zawiera: - odbiornik optyczny z fotodiodÄ…, - wzmacniacze i korektory impulsów oraz regenerator sygnaÅ‚u optycznego, - dekoder 6B-5B, - zmienni kodu dwójkowego na kod HDB-3, - ukÅ‚ady taktujÄ…ce sterowane przebiegiem wydzielonym z sygnaÅ‚u liniowego. UrzÄ…dzenie przelotowe zawiera : - odbiornik optyczny, - regenerator impulsów, - nadajnik optyczny. Rys. 18. Uproszczony schemat blokowy urzÄ…dzeÅ„ koÅ„cowych traktu liniowego systemu Å›wiatÅ‚owodowego 34 Mbit/s: a) nadajnik; b) odbiornik: NOp nadajnik optyczny, OOp odbiornik optyczny, KI korektor impulsów, Reg regenerator, Kod koder, Dek dekoder, Wz wzmacniacz [1, s. 267] Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 32 4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce OdpowiadajÄ…c na pytania, sprawdzisz, czy jesteÅ› przygotowany do wykonania ćwiczeÅ„. 1) Jaka jest szerokość kanaÅ‚u telefonicznego? 2) Na czym polega zwielokrotnienie czÄ™stotliwoÅ›ciowe? 3) Jaki typ modulacji jest wykorzystywany w przemianie czÄ™stotliwoÅ›ci? 4) Od czego zale\y zakres czÄ™stotliwoÅ›ci, do których zostaje przesuniÄ™ty sygnaÅ‚ modulujÄ…cy w wyniku przemiany czÄ™stotliwoÅ›ci? 5) JakÄ… postać ma widmo sygnaÅ‚u telefonicznego po przemianie czÄ™stotliwoÅ›ci? 6) Na czym polega zwielokrotnienie czasowe? 7) Jakie zale\noÅ›ci okreÅ›la prawo próbkowania? 8) Jak okreÅ›la siÄ™ okres próbkowania dla sygnaÅ‚u telefonicznego? 9) Jak powstaje sygnaÅ‚ PAM? 10) Na czym polega proces kwantowania? 11) Co okreÅ›lajÄ… pojÄ™cia: czasowa szczelina kanaÅ‚owa, ramka? 12) Na czym polega proces fazowania ramki? 13) Jakie podstawowe ukÅ‚ady zawiera system PCM? 14) Jaka jest zasada pracy systemu PCM? 15) Jaka jest struktura ramki PCM 30/32? 16) Jaka jest struktura wieloramki PCM 30/32? 17) Jakie sÄ… podstawowe funkcje krotnicy PCM 30/32? 18) Jakie znasz podstawowe ukÅ‚ady krotnicy PCM 30/32? 19) Jakie znasz kody sygnałów cyfrowych? 20) Które kody sÄ… wykorzystywane w Å›wiatÅ‚owodach? 21) Jak zbudowany jest tor Å›wiatÅ‚owodowy? 22) Jakie funkcje speÅ‚nia nadajnik Å›wiatÅ‚owodowy? 23) Jakie ukÅ‚ady zawiera nadajnik Å›wiatÅ‚owodowy? 24) Jakie funkcje speÅ‚nia odbiornik Å›wiatÅ‚owodowy? 25) Jakie ukÅ‚ady zawiera odbiornik Å›wiatÅ‚owodowy? 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Narysuj rozkÅ‚ad kanałów w metodzie zwielokrotnienia czÄ™stotliwoÅ›ciowego dla sygnaÅ‚u fs = 3000 Hz i fal noÅ›nych: F1 = 14 kHz, F2 = 18 kHz, F3 = 22 kHz. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czÄ™stotliwoÅ›ciowego, 2) okreÅ›lić sygnaÅ‚y: modulujÄ…cy i modulowany dla ka\dego kanaÅ‚u, 3) narysować rozkÅ‚ad czÄ™stotliwoÅ›ci po zwielokrotnieniu czÄ™stotliwoÅ›ciowym z uwzglÄ™dnieniem podanych w ćwiczeniu wartoÅ›ci, 4) uzasadnić poprawność rysunku. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 33 Ćwiczenie 2 Oblicz czÄ™stotliwość próbkowania sygnałów o czÄ™stotliwoÅ›ciach: f1 = 1 kHz, f2 = 1 MHz, f3 = 13 Hz, f4 = 250 kHz, f5 = 43 GHz. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać prawo próbkowania, 2) okreÅ›lić czÄ™stotliwość próbkowania dla ka\dego z sygnałów. 3) zapisać wyniki, 4) uzasadnić poprawność wyliczeÅ„. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 3 Narysuj sygnaÅ‚ zbiorczy PAM dla przedstawionych na planszy przebiegów sygnałów z czterech kanałów, dla ramki o dÅ‚ugoÅ›ci 1 ms. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać opis sposobu tworzenia sygnaÅ‚u PAM, 2) okreÅ›lić czÄ™stotliwość próbkowania. 3) narysować przebieg przedstawiajÄ…cy sygnaÅ‚ zbiorczy PAM, 4) uzasadnić poprawność wykonanego rysunku. Wyposa\enie stanowiska pracy: - plansza z przebiegami sygnałów, - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 4 Przedstaw próbki sygnaÅ‚u zamieszczonego na planszy w postaci binarnej dla 8 poziomów kwantyzacji i okresie próbkowania Tp = 1 ms oraz narysuj przebieg szumu kwantowania. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać opis sposobu próbkowania, kwantowania i kodowania sygnaÅ‚u, 2) sprawdzić czy dla podanego w ćwiczeniu przebiegu i okresu próbkowania zachowane jest prawo próbkowania, 3) narysować próbki sygnaÅ‚u, 4) okreÅ›lić poziomy kwantyzacji, 5) przypisać kody dwójkowe poziomom kwantyzacji, 6) okreÅ›lić przedziaÅ‚y dla ka\dej próbki, 7) przypisać kody dla ka\dej próbki, 8) przedstawić postać binarnÄ… zakodowanego sygnaÅ‚u. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 34 Wyposa\enie stanowiska pracy: - plansza z przebiegiem sygnaÅ‚u, - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 5 Dla podanego przez prowadzÄ…cego sygnaÅ‚u binarnego przedstaw przebiegi dla kodów NRZ, RZ, AMI ½, HDB 3, CMI. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać opis sposobu tworzenia kodów sygnałów cyfrowych,. 2) narysować przebiegi zakodowanego sygnaÅ‚u binarnego dla poszczególnych kodów, 3) uzasadnić poprawność narysowanych przebiegów. Wyposa\enie stanowiska pracy: - plansze z kodem binarnym sygnaÅ‚u, - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 4.3.4. Sprawdzian postÄ™pów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaÅ›nić zasadÄ™ zwielokrotnienia w metodzie czÄ™stotliwoÅ›ciowej? 1 1 2) wyjaÅ›nić zasadÄ™ zwielokrotnienia w metodzie czasowej? 1 1 3) okreÅ›lić ró\nice miÄ™dzy metodÄ… czÄ™stotliwoÅ›ciowÄ… i czasowÄ… wielokrotnego wykorzystania torów transmisyjnych? 1 1 4) zastosować prawo próbkowania? 1 1 5) rozró\nić pojÄ™cia: próbkowanie, kwantowanie, kodowanie? 1 1 6) wyjaÅ›nić zasadÄ™ pracy systemu PCM? 1 1 7) rozró\nić pojÄ™cia: szczelina czasowa, ramka, wieloramka, fazowanie ramki? 1 1 8) okreÅ›lić podstawowe funkcje krotnic PCM 30/32? 1 1 9) rozró\nić podstawowe ukÅ‚ady krotnicy PCM? 1 1 10) sklasyfikować kody transmisyjne sygnałów cyfrowych? 1 1 11) okreÅ›lić sposoby zabezpieczania sygnałów przed bÅ‚Ä™dami? 1 1 12) wyjaÅ›nić pojÄ™cie skramblowanie? 1 1 13) okreÅ›lić kody stosowane w transmisji w kablach Å›wiatÅ‚owodowych? 1 1 14) podać polskie i angielskie nazwy skrótów: LED, LD, PAM, PCM? 1 1 15) okreÅ›lić podstawowe funkcje nadajnika Å›wiatÅ‚owodowego? 1 1 16) rozró\nić ukÅ‚ady nadajnika Å›wiatÅ‚owodowego? 1 1 17) okreÅ›lić podstawowe funkcje odbiornika Å›wiatÅ‚owodowego? 1 1 18) rozró\nić ukÅ‚ady odbiornika Å›wiatÅ‚owodowego? 1 1 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 35 4.4 Wielokrotne systemy cyfrowe 4.4.1. MateriaÅ‚ nauczania Plezjochroniczna hierarchia systemów cyfrowych PDH Systemy cyfrowe wiÄ™kszej krotnoÅ›ci sÄ… tworzone na zasadzie stopniowego zwielokrotniania sygnałów cyfrowych grup ni\szych rzÄ™dów, np. z czterech grup 30- kanaÅ‚owych (pierwszego rzÄ™du) tworzone sÄ… grupy 120-kanaÅ‚owe (drugiego rzÄ™du) a grupy 480 kanaÅ‚owe (trzeciego rzÄ™du) tworzone sÄ… z czterech grup 120-kanaÅ‚owych. Zwielokrotnienie cyfrowe jest to Å‚Ä…czenie sygnałów cyfrowych grup ni\szego rzÄ™du w jeden sygnaÅ‚ zbiorczy wy\szego rzÄ™du. Próbki bitów sygnałów ni\szego rzÄ™du sÄ… ukÅ‚adane szeregowo obok siebie na zasadzie przeplotu bitowego tworzÄ…c w ten sposób jeden sygnaÅ‚ zbiorczy grupy wy\szego rzÄ™du (rys. 19). W procesie tym musi być speÅ‚niony warunek Tp = 1/fp = 125 µs (fp = 8 kHz czÄ™stotliwość próbkowania kanałów), aby zmieÅ›ciÅ‚y siÄ™ wszystkie kanaÅ‚y tworzonej grupy. Oznacza to, \e przepÅ‚ywność zbiorczego sygnaÅ‚u cyfrowego grupy wy\szego rzÄ™du musi być odpowiednio 4 razy wiÄ™ksza. Rys. 19. Zasada zwielokrotniania czasowe z przeplotem bitowym [1, s. 259] Skomplikowanym zagadnieniem w procesie zwielokrotnienia czasowego jest synchronizacja sygnałów skÅ‚adowych. MogÄ… one pochodzić z ró\nych zródeÅ‚, których podstawy czasu mogÄ… siÄ™ ró\nić miÄ™dzy sobÄ… (brak synchronizmu). W celu wyeliminowania ró\nic miÄ™dzy przepÅ‚ywnoÅ›ciÄ… poszczególnych sygnałów wyjÅ›ciowych a przepÅ‚ywnoÅ›ciÄ… jaka jest przewidziana dla tych sygnałów w sygnale zbiorczym stosuje siÄ™ tzw. dopeÅ‚nienie impulsowe, które polega na wprowadzeniu dodatkowych bitów (bitów dopeÅ‚nienia) do wejÅ›ciowego sygnaÅ‚u cyfrowego. Bity te sÄ… usuwane w procesie demultipleksacji w krotnicy odbiorczej. Opisana powy\ej metoda nosi nazwÄ™ zwielokrotnienia plezjochronicznego (prawie synchronicznego). Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 36 Podstawowym parametrem ka\dego systemu cyfrowego jest przepÅ‚ywność sygnaÅ‚u zbiorczego, która zale\y od liczby kanałów w grupie i wynosi: - dla grup 30-kanaÅ‚owych (pierwszego rzÄ™du) 2048 kbit/s, - dla grup 30-kanaÅ‚owych (drugiego rzÄ™du) 8448 kbit/s, - dla grup 30-kanaÅ‚owych (trzeciego rzÄ™du) 34368 kbit/s - dla grup 30-kanaÅ‚owych (czwartego rzÄ™du) 139264 kbit/s, - dla grup 30-kanaÅ‚owych (piÄ…tego rzÄ™du) 564992 kbit/s. UrzÄ…dzenia systemów PDH W cyfrowych systemach plezjochronicznych wyró\nia siÄ™ urzÄ…dzenia zwielokrotniajÄ…ce (krotnice) oraz urzÄ…dzenia traktów liniowych (regeneratory przelotowe i regeneratory koÅ„cowe). UrzÄ…dzenia traktów liniowych sÄ… specyficzne dla poszczególnych mediów transmisji. Krotnice mogÄ… być te same do współpracy z ró\nymi traktami liniowymi poniewa\ posiadajÄ… znormalizowane styki zarówno po stronie sygnałów skÅ‚adowych jak i sygnałów zbiorczych. Krotnice dzielimy ze wzglÄ™du na przepÅ‚ywność sygnałów skÅ‚adowych i zbiorczych na: - krotnice 2/8 Mbit/s umo\liwiajÄ…ce utworzenie sygnaÅ‚u grupowego 120-kanaÅ‚owego, - krotnice 8/34 Mbit/s umo\liwiajÄ…ce utworzenie sygnaÅ‚u grupowego 480-kanaÅ‚owego, - krotnice 34/140 Mbit/s umo\liwiajÄ…ce utworzenie sygnaÅ‚u grupowego 1920- kanaÅ‚owego, - krotnice 140/565 Mbit/s umo\liwiajÄ…ce utworzenie sygnaÅ‚u grupowego 7680- kanaÅ‚owego, Uproszczony schemat blokowy krotnicy 8/34 Mbit/s jest przedstawiony na rys. 20. Rys. 20. Uproszczony schemat blokowy krotnicy TC 8/34 (480-krotnej): UWD ukÅ‚ad wprowadzania dopeÅ‚niania, UED ukÅ‚ad eliminacji dopeÅ‚niania, UZN ukÅ‚ad zegarów nadawczych, UZO ukÅ‚ad zegarów odbiorczych, Mux multiplekser, Dem demultiplekser [1, s. 264] Krotnica TC 8/34 zawiera nastÄ™pujÄ…ce ukÅ‚ady funkcjonalne: - transkodery sygnałów o przepÅ‚ywnoÅ›ci 8 Mbit/s, - ukÅ‚ady synchronizacji (ukÅ‚ady wyrównywania przepÅ‚ywnoÅ›ci 8 Mbit/s), - ukÅ‚ady zwielokrotnienia: multiplekser i demultiplekser, - transkoder sygnaÅ‚u zbiorczego o przepÅ‚ywnoÅ›ci 34 Mbit/s, - ukÅ‚ady taktujÄ…ce (zegary). Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 37 Podczas przesyÅ‚ania w linii dÅ‚ugiej sygnaÅ‚ cyfrowy ulega deformacjom wskutek znieksztaÅ‚ceÅ„ tÅ‚umieniowych i fazowych torów oraz ró\nego rodzaju zakłóceÅ„ pochodzÄ…cych z torów sÄ…siednich i zródeÅ‚ zewnÄ™trznych. W celu zminimalizowania tych zmian w pewnych odstÄ™pach stosuje siÄ™ urzÄ…dzenia do regeneracji przesyÅ‚anego sygnaÅ‚u cyfrowego zwane wzmacniakami-regeneratorami. Regeneracja sygnaÅ‚u polega na odtworzeniu na wyjÅ›ciu regeneratora sygnaÅ‚u cyfrowego o takiej samej postaci jakÄ… miaÅ‚ na wejÅ›ciu. Na rys. 21 przedstawiono uproszczony schemat blokowy regeneratora i przebiegi sygnałów w ró\nych jego punktach. Rys. 21. Regeneracja sygnaÅ‚u cyfrowego [1, s. 260] SygnaÅ‚ podawany na wejÅ›cie regeneratora podlega wzmocnieniu i korekcji, a nastÄ™pnie sÄ… rozró\niane oraz selekcjonowane elementy dodatnie i ujemne sygnaÅ‚u. Po selekcji zostajÄ… utworzone dwa przebiegi z impulsami dodatnimi (3) i impulsami ujemnymi (4). W celu odtworzenia fazy sygnaÅ‚u i czasu trwania impulsów w regenerowanym sygnale, nastÄ™puje porównanie przebiegów (3) i (4) z przebiegiem zegara (5). Skorygowane przebiegi (6) i (7) sÄ… sumowane w wyniku, czego zostaje utworzony sygnaÅ‚ (8) o takim samym przebiegu jak sygnaÅ‚ nadany na poczÄ…tku traktu. Regeneratory dzielimy na dwie grupy: regeneratory przelotowe zdalnie zasilane oraz regeneratory koÅ„cowe umieszczone w stojakach urzÄ…dzeÅ„ koÅ„cowych. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 38 Synchroniczna hierarchia systemów cyfrowych SDH Synchroniczna hierarchia systemów cyfrowych SDH (ang. Synchronous Digital Hierarchy) to rodzina systemów cyfrowych wykorzystujÄ…ca wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci torów Å›wiatÅ‚owodowych w celu zwiÄ™kszenia przepustowoÅ›ci i usprawnienia dziaÅ‚ania sieci telekomunikacyjnej. Zastosowanie Å›wiatÅ‚owodów oraz nowej metody zwielokrotnienia i transportu informacji umo\liwiÅ‚o znaczne zwiÄ™kszenie przepustowoÅ›ci linii oraz wprowadzenie nowych funkcji nadzoru i zarzÄ…dzania umo\liwiajÄ…cych natychmiastowÄ… identyfikacjÄ™ uszkodzenia linii lub wÄ™zÅ‚a oraz automatyczne przeÅ‚Ä…czanie ruchu na drogi rezerwowe. Systemy SDH umo\liwiajÄ… wprowadzenie nowych usÅ‚ug wymagajÄ…cych szerokiego pasma takich jak: szybka komutacja pakietów, poÅ‚Ä…czenia miÄ™dzy sieciami komputerowymi, telewizji o du\ej rozdzielczoÅ›ci (HDTV). Systemy SDH charakteryzujÄ… siÄ™ nastÄ™pujÄ…cymi wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ciami: - du\a przepustowość, - zdolność do samokontroli i samonaprawialność sieci, - du\a elastyczność w konfiguracji i rozbudowie sieci, - scentralizowany nadzór i programowane sterowanie sieciÄ…, - mo\liwość realizacji dowolnych usÅ‚ug telekomunikacyjnych wÄ…sko- i szerokopasmowych. Podstawowym czÅ‚onem w SDH jest synchroniczny moduÅ‚ transportowy STM-1 (ang. Synchronous Transport Module Level 1) o przepÅ‚ywnoÅ›ci 155520 kbit/s, który umo\liwia współpracÄ™ z systemami PDH. Wy\sze stopnie tej rodziny sÄ… tworzone na zasadzie zwielokrotnienia STM-1. W systemie SDH znormalizowano nastÄ™pujÄ…ce moduÅ‚y: - STM-1 o przepÅ‚ywnoÅ›ci 155520 kbit/s, - STM-4 o przepÅ‚ywnoÅ›ci 622080 kbit/s, - STM-16 o przepÅ‚ywnoÅ›ci 2488320 kbit/s. Zwielokrotnienie w systemach SDH polega na Å‚adowaniu informacji do tzw. kontenerów wirtualnych VC i tworzeniu modułów transportowych, przeplatajÄ…c odpowiednio bajty sygnałów skÅ‚adowych. Sposób tworzenia moduÅ‚u transportowego STM-1 przedstawia rys. 22. Rys. 22. Schemat blokowy tworzenia moduÅ‚u STM-1: STM synchroniczny moduÅ‚ transportowy, AU jednostka administracyjna, VC kontener wirtualny, C kontener, TU jednostka skÅ‚adowa, TUG jednostka grupowa [1, s. 273] W tworzeniu moduÅ‚u transportowego STM-1 wyró\nia siÄ™ nastÄ™pujÄ…ce etapy: - Etap 1: Odwzorowanie (mapping) kontenerów z sygnałów PDH po ich regeneracji tworzone sÄ… odpowiednio kontenery: C-12 z sygnaÅ‚u o przepÅ‚ywnoÅ›ci 2 Mbit/s, C-3 z sygnaÅ‚u o przepÅ‚ywnoÅ›ci 34 Mbit/s oraz C-4 z sygnaÅ‚u o przepÅ‚ywnoÅ›ci 140 Mbit/s. Tworzenie to polega na dostosowaniu przepÅ‚ywnoÅ›ci wejÅ›ciowego sygnaÅ‚u skÅ‚adowego do okreÅ›lonej przepÅ‚ywnoÅ›ci kontenera poprzez dopeÅ‚nienie bitowe. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 39 NastÄ™pnie z poprzez dodanie bajtów nagłówka POH (ang. Path Overhead) do kontenerów tworzone sÄ… kontenery wirtualne odpowiednio VC-12, VC-3 i VC-4. - Etap 2: Fazowanie ustawianie wskaznika poÅ‚o\enia kontenera ni\szego rzÄ™du w kontenerze wy\szego rzÄ™du w wyniku przyporzÄ…dkowania wskazników kontenerom wirtualnym VC-12 i VC-3 tworzone sÄ… jednostki skÅ‚adowe TU-12 i TU-3. Wskazniki PTR (ang. Pointers) okreÅ›lajÄ… poÅ‚o\enie kontenerów ni\szego rzÄ™du VC-12 i VC-3 w kontenerze VC-4. - Etap 3: Zwielokrotnienie jednostek skÅ‚adowych jednostki TU sÄ… odpowiednio grupowane tworzÄ…c jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3 (ang. Tributary Unit Group) a nastÄ™pnie Å‚adowane do kontenera VC-4. Sposób tworzenia TUG-2 i TUG-3 przedstawia rys. 23 oraz sposób 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] Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 40 - Etap 4: Fazowanie (ustawianie wskaznika) poÅ‚o\enia kontenera VC-4 poprzez uformowanie wskaznika AU-PTR okreÅ›lajÄ…cego poczÄ…tek kontenera VC-4 w ramce STM-1 zostaje utworzona jednostka administracyjne AU (ang. Administrative Unit). - Etap 5: Formowanie sygnaÅ‚u STM-1 w fazie tej nastÄ™puje wygenerowanie i dodanie do jednostki administracyjnej AU-4 nagłówka zwielokrotnienia MSOH (ang. Multiplet Section Overhead) oraz nagłówka sekcji regeneratorowej RSOH (ang. Regeneration Section Overhead). NastÄ™pnie zachodzi skramblowanie sygnaÅ‚u STM-1. Ramka sygnaÅ‚u zbiorczego STM-1 zawiera 2430 bajtów przesyÅ‚anych w ciÄ…gu 125 µs co daje przepÅ‚ywność 155520 kbit/s. StrukturÄ™ ramki STM-1 przedstawia rys. 25. Rys. 25. Struktura ramki STM-1 [1, s. 276] Ramka dzieli siÄ™ na trzy części: - obszar kontenera wirtualnego VC-4, zawierajÄ…cego sygnaÅ‚y u\yteczne doprowadzone do krotnicy, - obszar wskaznika jednostki administracyjnej AU-4 PTR, zawierajÄ…cego adresy poÅ‚o\enia kontenerów wirtualnych w jednostce administracyjnej, - pole nagłówka sekcji SOH (ang. Section Overhead), niosÄ…cego informacje dotyczÄ…ce fazowania ramki oraz funkcji kontroli i nadzoru. Dalsze zwielokrotnianie w systemie SDH odbywa siÄ™ na zasadzie zwielokrotniania synchronicznego poprzez zwykÅ‚e przeplatanie bajtów sygnałów skÅ‚adowych. Tak tworzone sÄ… moduÅ‚y: - STM-4 o przepÅ‚ywnoÅ›ci 622080 kbit/s powstaje z czterech sygnałów STM-1, - STM-16 o przepÅ‚ywnoÅ›ci 2488320 kbit/s powstaje z 16 modułów STM-1 lub czterech modułów STM-4. Sposób tworzenia moduÅ‚u STM-4 z modułów STM-1 przedstawia rys. 26. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 41 Rys. 26. Sposób tworzenia moduÅ‚u transportowego STM-4 z modułów STM-1 [1, s. 278] W systemie SDH czas trwania ramki STM-1 i STM-4 wynosi 125 µs. Sposób tworzenia ramki STM-4 przedstawia rys. 27. Rys. 27. Sposób tworzenia ramki STM-4 [1, s. 279] UrzÄ…dzenia systemu SDH W systemach SDH wystÄ™pujÄ… tylko krotnice, które realizujÄ… funkcje zwielokrotnienia i zakoÅ„czenia traktu liniowego. Ze wzglÄ™du na zastosowanie w sieci rozró\niamy nastÄ™pujÄ…ce typy krotnic SDH: - krotnice koÅ„cowe TMX (ang. Terminal Multiplexer) PDH/STM-1 umo\liwiajÄ… zwielokrotnienie sygnałów PDH w sygnaÅ‚ zbiorczy STM-1 w poÅ‚Ä…czeniach punkt-punkt, - krotnice liniowe LMX ( ang. Line Multiplexer) STM-1/STM-4 i STM-1/STM-16 sÅ‚u\Ä… do Å‚Ä…czenia sygnałów STM-1 w sygnaÅ‚ wy\szego rzÄ™du STM-4 lub STM-16, - krotnice transferowe ADM (ang. Add Drop Multiplexer) umo\liwiajÄ… wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnaÅ‚u wchodzÄ…cego w skÅ‚ad sygnaÅ‚u zbiorczego STM-n, transmitowanego w linii, bez koniecznoÅ›ci jego caÅ‚kowitej demultipleksacji, - synchroniczne przeÅ‚Ä…cznice cyfrowe SDXC (ang. Synchronous Digital Cross-Connect) speÅ‚niajÄ… funkcje krotnic SDH, a ponadto majÄ… mo\liwość przeÅ‚Ä…czania dróg cyfrowych na poziomie kontenerów wy\szego VC-4 i ni\szego rzÄ™du VC-12, Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 42 - regeneratory SDH odpowiadajÄ… za przetwarzanie odebranego sygnaÅ‚u optycznego na elektryczny, wydzielenie sygnaÅ‚u taktujÄ…cego, zregenerowanie sygnaÅ‚u informacyjnego, identyfikacjÄ™ poczÄ…tku ramki, przetworzenie nagłówka sekcji regeneracji RSOH, dalsza transmisja sygnaÅ‚u STM-n z nowym nagłówkiem oraz przetworzenie go na sygnaÅ‚ optyczny. Nadzór i zarzÄ…dzanie sieciÄ… SDH Krotnice SDH posiadajÄ… styki (S) i kanaÅ‚y komunikacji danych DCC (ang. Data Communications Channels) do obiektów zarzÄ…dzania i nadzoru krotnic, które zapewniajÄ… przetwarzanie i przechowywanie informacji, przekazywanych do terminala operatora przez styk F lub do sieci zarzÄ…dzania TMN (ang. Telecommunications Management Network) przez styk Q lub kanaÅ‚y komunikacji danych. System nadzoru i zarzÄ…dzania sieciÄ… SDH obejmuje: - krotnice ró\nego typu i oprogramowanie, - urzÄ…dzenia pomocnicze np. zegar, zasilacz, - ukÅ‚ady testowania i utrzymania, - sieciowe drogi transportu. Podstawowe funkcje systemu zarzÄ…dzania i nadzoru SDH to: - zarzÄ…dzanie sygnalizacjÄ… alarmowÄ…, - nadzorowanie jakoÅ›ci transmisji i testowanie, - sterowanie przeÅ‚Ä…czaniem na rezerwÄ™, - zarzÄ…dzanie rekonfiguracjÄ… sieci. Do celów kontroli i sterowania przepÅ‚ywem informacji w systemach SDH wykorzystywane sÄ… nagłówki kontenerów: - sekcji zwielokrotnienia moduÅ‚u transportowego MSOH, - sekcji regeneratorowej RSOH, - kontenera wirtualnego VC-4 POH, - kontenerów wirtualnych ni\szych rzÄ™dów VC-12 POH i VC-3 POH. System nadzoru Å›ledzi i analizuje informacje zawarte w tych nagłówkach. Nadzór jakoÅ›ci transmisji polega na obliczaniu sumy logicznej wszystkich bitów w danej ramce i zarejestrowaniu jej w odpowiednim miejscu nagłówka nastÄ™pnej ramki. Jest to metoda kontroli parzystoÅ›ci przeplotu bitowego. 4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce OdpowiadajÄ…c na pytania, sprawdzisz, czy jesteÅ› przygotowany do wykonania ćwiczeÅ„. 1) W jaki sposób tworzone sÄ… systemy cyfrowe wy\szych krotnoÅ›ci? 2) Na czym polega metoda zwielokrotnienia plezjochronicznego? 3) Jaki jest podstawowy parametr teletransmisyjnego systemu cyfrowego? 4) W jaki sposób jest tworzony sygnaÅ‚ zbiorczy z przeplotem binarnym w systemach PDH? 5) Jakie znasz urzÄ…dzenia systemów PDH? 6) W jaki sposób klasyfikujemy krotnice PDH? 7) Jakie ukÅ‚ady funkcjonalne zawiera krotnica PDH? 8) Jakie funkcje w systemach PDH speÅ‚niajÄ… regeneratory? 9) Jakie rozró\niamy rodzaje regeneratorów? 10) Jakie sÄ… kolejne etapy regeneracji sygnaÅ‚u cyfrowego? 11) Jakie sÄ… charakterystyczne wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci systemów SDH? 12) Jakie moduÅ‚y wystÄ™pujÄ… w systemach SDH? 13) Na czym polega zwielokrotnienie w systemach SDH? Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 43 14) Jakie sÄ… kolejne etapy tworzenia moduÅ‚u STM-1? 15) W jaki sposób tworzone sÄ… kontenery wirtualne VC-12, VC-3, VC-4? 16) W jaki sposób tworzone sÄ… jednostki grupowe TUG-2 i TUG-3? 17) Z jakich części skÅ‚ada siÄ™ ramka STM-1? 18) W jaki sposób tworzone sÄ… moduÅ‚y o wy\szych przepÅ‚ywnoÅ›ciach? 19) Ile wynosi czas trwania ramki STM-1 i STM-4 w systemach SDH? 20) Jakie rodzaje krotnic wystÄ™pujÄ… w systemach SDH? 21) Jakie elementy obejmuje system nadzoru i zarzÄ…dzania sieciÄ… SDH? 22) Z jakich informacji korzysta system kontroli i sterowania transmisjÄ… w systemach SDH? 23) Na czym polega metoda kontroli parzystoÅ›ci przeplotu bitowego? 4.4.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Dla podanych przez nauczyciela przebiegów sygnałów z 4 traktów cyfrowych narysuj przebieg sygnaÅ‚u zbiorczego powstaÅ‚ego zgodnie z metodÄ… zwielokrotnienia czasowego z przeplotem bitowym. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z przeplotem bitowym, 2) dokonać analizy przebiegów z poszczególnych traktów, 3) narysować przebieg sygnaÅ‚u zbiorczego, 4) krótko opisać sposób powstawania sygnaÅ‚u zbiorczego. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 2 Na zamieszczonym w ćwiczeniu rysunku przedstawiony jest schemat blokowy regeneratora. Opisz funkcje bloków oznaczonych 1, 2, 3, 4, 5 i 6. Rys. do ćwiczenia 2. Schemat blokowy regeneratora Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 44 Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać opis zasady regeneracji sygnałów w systemach PDH, 2) przeanalizować przebieg procesu regeneracji sygnałów, 3) okreÅ›lić funkcje regeneratora na poszczególnych etapach regeneracji sygnaÅ‚u, 4) przypisać funkcje poszczególnym blokom. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 3 Przedstaw schemat blokowy tworzenia moduÅ‚u STM-1 systemu SDH z sygnałów wejÅ›ciowych o przepÅ‚ywnoÅ›ciach: 2 Mbit/s i 34 Mbit/s. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych opis metody tworzenia modułów STM-1 systemu SDH, 2) okreÅ›lić poszczególne etapy dla ka\dego z sygnałów, 3) narysować schemat blokowy, 4) krótko opisać sposób powstawania moduÅ‚u STM-1. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 4 Na rysunku przedstawiony jest schematycznie proces tworzenia moduÅ‚u STM-1 systemu SDH. Przeanalizuj i opisz jakie funkcje sÄ… realizowane na etapach oznaczonych cyframi: 1, 2, 3, 4, 5. Rys. do ćwiczenia 4. Schemat blokowy tworzenia moduÅ‚u STM-1 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 45 Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych opis metody tworzenia modułów STM-1 systemu SDH, 2) przeanalizować schemat blokowy, 3) okreÅ›lić funkcje realizowane w procesie tworzenia moduÅ‚u STM-1, 4) przypisać funkcje do kolejnych etapów. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 5 Przedstaw schemat tworzenia moduÅ‚u STM-16 z modułów STM-1. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych opis metody zwielokrotnienia czasowego z przeplotem bitowym, 2) dokonać analizy przebiegów z poszczególnych traktów, 3) narysować przebieg sygnaÅ‚u zbiorczego, 4) krótko opisać sposób powstawania sygnaÅ‚u zbiorczego. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 4.4.4. Sprawdzian postÄ™pów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaÅ›nić zasadÄ™ zwielokrotnienia z przeplotem bitowym? 1 1 2) wyjaÅ›nić pojÄ™cie dopeÅ‚nienie impulsowe? 1 1 3) wyjaÅ›nić pojÄ™cie zwielokrotnienia plezjochronicznego? 1 1 4) sklasyfikować krotnice cyfrowe PDH? 1 1 5) okreÅ›lić ukÅ‚ady funkcjonalne krotnic PDH? 1 1 6) okreÅ›lić procesy realizowane przez regeneratory sygnałów cyfrowych? 1 1 7) wyjaÅ›nić i podać angielskie peÅ‚ne brzmienie skrótu SDH? 1 1 8) okreÅ›lić podstawowe wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci systemów SDH? 1 1 9) rozró\nić moduÅ‚y systemów SDH? 1 1 10) okreÅ›lić etapy tworzenia moduÅ‚u STM-1? 1 1 11) wyjaÅ›nić funkcje wskazników PTR jednostki skÅ‚adowej TU i jednostki administracyjnej AU? 1 1 12) okreÅ›lić obszary ramki STM-1? 1 1 13) wyjaÅ›nić zasadÄ™ tworzenia modułów STM-4 i STM-16? 1 1 14) sklasyfikować krotnice SDH? 1 1 15) okreÅ›lić obiekty objÄ™te systemem nadzoru i zarzÄ…dzania sieciÄ… SDH? 1 1 16) okreÅ›lić funkcje systemu zarzÄ…dzania i nadzoru SDH? 1 1 17) wyjaÅ›nić metodÄ™ kontroli parzystoÅ›ci przeplotu bitowego BIP-n? 1 1 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 46 4.5. Teletransmisyjne linie radiowe i satelitarne 4.5.1. MateriaÅ‚ nauczania Struktura linii radiowej Liniami radiowymi nazywa siÄ™ linie telekomunikacyjne, umo\liwiajÄ…ce przesyÅ‚anie informacji w postaci okreÅ›lonych sygnałów miÄ™dzy dwoma punktami w przestrzeni, za pomocÄ… energii fal elektromagnetycznych skupionej przez anteny kierunkowe. Zastosowanie anten kierunkowych zapewnia rozchodzenie siÄ™ energii fal elektromagnetycznych jedynie wzdÅ‚u\ okreÅ›lonej trasy. Bezprzewodowy tor radiowy stanowi antena nadawcza i odbiorcza oraz oÅ›rodek miÄ™dzy nimi. Energia doprowadzona do anteny nadawczej zostaje wypromieniowana i w postaci fali elektromagnetycznej dociera przez oÅ›rodek do anteny odbiorczej, skÄ…d jest odprowadzona do odbiornika. Fale elektromagnetyczne wykorzystywane w telekomunikacji zajmujÄ… zakres czÄ™stotliwoÅ›ci od 100 kHz do 30 GHz. W telekomunikacyjnych systemach radiowych do realizacji kierunkowych torów radiowych sÄ… wykorzystywane fale radiowe z zakresu czÄ™stotliwoÅ›ci od 30 MHZ do 30 GHz, co odpowiada dÅ‚ugoÅ›ciom fal od 10 m do 1 cm. Do tworzenia torów radiowych kierunkowych wykorzystywane sÄ… anteny kierunkowe. W praktyce uwa\a siÄ™, \e kierunkowość anten jest wystarczajÄ…ca, aby uznać dany ukÅ‚ad przekazywania energii sygnaÅ‚u za torowy, gdy poprzeczne wymiary anten sÄ… porównywalne lub wiÄ™ksze od dÅ‚ugoÅ›ci promieniowanej fali. StÄ…d do transmisji kierunkowej wykorzystuje siÄ™ najkrótsze fale radiowe, jednak realizacja torów radiowych dla fal krótkich stwarza du\e trudnoÅ›ci technologiczne. Powszechnie stosowanÄ… antenÄ… kierunkowÄ… jest antena z reflektorem parabolicznym, odznaczajÄ…ca siÄ™ du\Ä… kierunkowoÅ›ciÄ… promieniowania. Antena tego typu promieniuje fale elektromagnetyczne w postaci wÄ…skiej wiÄ…zki promieni Å›wietlnych. Rys. 28. Schemat anteny parabolicznej i jej charakterystyka promieniowania [1, s. 181] Tory radiowe dzielimy na: - tory radiowe proste realizowane na zasadzie prostoliniowego rozchodzenia siÄ™ fal radiowych, gdy anteny nadawcza i odbiorcza siÄ™ widzÄ…, - tory radiowe Å‚amane tworzone z wykorzystaniem anteny biernej, od której odbijajÄ… siÄ™ fale radiowe wyemitowane z anteny nadawczej i trafiajÄ… do anteny odbiorczej, - tory radiowe Å‚amane tworzone przez rozproszenie strumienia energii wysyÅ‚anej z anteny nadawczej w wy\szych warstwach atmosfery (w jonosferze i w troposferze), skÄ…d główna część strumienia jest kierowana z powrotem ku ziemi, gdzie strumieÅ„ ten jest przechwytywany przez odpowiednio ukierunkowanÄ… antenÄ™ odbiorczÄ…. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 47 Rys. 29. Tory radiowe: [a) prosty; b) Å‚amany wskutek rozproszenia; c) Å‚amany wskutek odbicia [1, s. 182] Podstawowym parametrem elektrycznym toru radiowego jest jego tÅ‚umienność, okreÅ›lana jako stosunek mocy doprowadzonej do anteny nadawczej do mocy odebranej z anteny odbiorczej. TÅ‚umienność toru radiowego zale\y od warunków terenowych i atmosferycznych i jest zmienna w czasie, co objawia siÄ™ wystÄ™powaniem zaników. Zanik jest to chwilowy wzrost tÅ‚umiennoÅ›ci toru, osiÄ…gajÄ…cy wartość nawet kilkudziesiÄ™ciu decybeli. Przyczyna powstawania zaników jest rozpraszanie i pochÅ‚anianie energii fal przez krople deszczu, pary wodnej oraz czÄ…steczki zawiesiny znajdujÄ…cej siÄ™ w atmosferze. W skÅ‚ad linii radiowej wchodzÄ… dwie stacje nadawczo-odbiorcze oraz tzw. stacje przekaznikowe (stosowane w liniach radiowych o wiÄ™kszym zasiÄ™gu). Struktura linii radiowej jest przedstawiona na rys. 30. Rys. 30. Struktura teletransmisyjnej linii radiowej: KrT krotnica telefoniczna, Mod modulator, Nw.cz nadajnik wielkiej czÄ™stotliwoÅ›ci, Dem demodulator, O w.cz odbiornik wielkiej czÄ™stotliwoÅ›ci, Z zwrotnica, UNiK urzÄ…dzenia nadzoru i kontroli [1, s. 287] Stacja linii radiowej zawiera nastÄ™pujÄ…ce urzÄ…dzenia: - antenowe wraz ze zwrotnicami, - nadawcze i odbiorcze wielkiej czÄ™stotliwoÅ›ci, - pomocnicze nadzoru, kontroli i Å‚Ä…cznoÅ›ci sÅ‚u\bowej, - zasilajÄ…ce, - modulatory (w kierunku nadawczym) i demodulatory (w kierunku odbiorczym) wystÄ™pujÄ… tylko w stacjach koÅ„cowych. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 48 Ka\da linia radiowa pracuje w okreÅ›lonym paÅ›mie czÄ™stotliwoÅ›ci, zwanym kanaÅ‚em radiowym. KanaÅ‚ radiowy charakteryzuje siÄ™ czÄ™stotliwoÅ›ciÄ… Å›rodkowÄ… oraz szerokoÅ›ciÄ… pasma. Linia radiowa mo\e mieć jeden lub wiele kanałów radiowych realizowanych w jednym wspólnym torze tzn. z jednÄ… wspólnÄ… antenÄ…. SygnaÅ‚y zbiorcze poszczególnych kanałów radiowych rozdziela siÄ™ za pomocÄ… filtrów oraz przez odpowiedniÄ… polaryzacjÄ™ promieniowanej fali. Budowa i zasada dziaÅ‚ania linii radiowej Linie radiowe dzielimy na: - analogowe z modulacjÄ… czÄ™stotliwoÅ›ci współpracujÄ…ce z systemami zwielokrotnienia czÄ™stotliwoÅ›ciowego, - cyfrowe przystosowane do współpracy z krotnicami o zwielokrotnieniu czasowym. Linie radiowe z modulacjÄ… czÄ™stotliwoÅ›ci posiadajÄ… stacje koÅ„cowe zawierajÄ…ce w części nadawczej modulator i nadajnik wielkiej czÄ™stotliwoÅ›ci (w.cz.) i w części odbiorczej odbiornik sygnaÅ‚u radiowego w.cz. oraz demodulator. W części nadawczej stosowane sÄ… dwie metody modulacji: - bezpoÅ›redniÄ… sygnaÅ‚ wejÅ›ciowy zostaje zwielokrotniony czÄ™stotliwoÅ›ciowo, wzmocniony i bezpoÅ›rednio przemieniony w sygnaÅ‚ w.cz. w wyniku modulacji czÄ™stotliwoÅ›ci fali noÅ›nej w.cz., - poÅ›redniÄ… sygnaÅ‚ w.cz. otrzymuje siÄ™ w wyniku dwustopniowej przemiany, najpierw uformowany jest sygnaÅ‚ poÅ›redniej czÄ™stotliwoÅ›ci a nastÄ™pnie wzmocniony i zmieszany w tzw. mieszaczu z przebiegiem w.cz.. Zadaniem urzÄ…dzeÅ„ odbiorczych stacji koÅ„cowej jest odbiór sygnaÅ‚u radiowego w.cz. i jego demodulacja do pasma podstawowego. Niezale\nie od rozwiÄ…zania po stronie nadawczej, w części odbiorczej z reguÅ‚y stosuje siÄ™ przemianÄ™ dwustopniowÄ…. UrzÄ…dzenia koÅ„cowe cyfrowej linii radiowej CLR zawierajÄ… nastÄ™pujÄ…ce urzÄ…dzenia: - transkoder, - urzÄ…dzenia nadawczo-odbiorcze, - zwrotnice antenowe, - urzÄ…dzenia generacyjne, - blok obsÅ‚ugi i kontroli zawierajÄ…cy urzÄ…dzenia obsÅ‚ugi i zdalnej kontroli, urzÄ…dzenia przeÅ‚Ä…czenia na rezerwowy kanaÅ‚ radiowy, urzÄ…dzenia Å‚Ä…cznoÅ›ci sÅ‚u\bowej. W części nadawczej transkodera sygnaÅ‚ wejÅ›ciowy PCM zostaje zregenerowany i odpowiednio uksztaÅ‚towany w nowÄ… ramkÄ™ wewnÄ…trzsystemowÄ… ( nowy sygnaÅ‚ zbiorczy). W nadajniku zachodzi modulacja w wyniku, której widmo sygnaÅ‚u cyfrowego zostaje przesuniÄ™te do pasma kanaÅ‚u radiowego, nastÄ™pnie sygnaÅ‚ zostaje wzmocniony i przesÅ‚any do zwrotnicy antenowej a stÄ…d do anteny. Przy odbiorze sygnaÅ‚ radiowy w.cz. odebrany przez antenÄ™ jest po przejÅ›ciu przez zwrotnicÄ™ antenowÄ… najpierw wzmocniony, a potem doprowadzony do mieszacza, w którym zostaje przetworzony na sygnaÅ‚ poÅ›redniej czÄ™stotliwoÅ›ci, SygnaÅ‚ p.cz. jest nastÄ™pnie zdemodulowany, a w transkoderze zostaje wydzielony oraz uformowany podstawowy sygnaÅ‚ PCM. AÄ…czność satelitarna AÄ…czność satelitarna odgrywa powa\nÄ… rolÄ™ w strukturze telekomunikacyjnej sieci miÄ™dzynarodowej od momentu pojawienia siÄ™ wielu satelitów Ziemi, krÄ…\Ä…cych na orbitach geostacjonarnych i eliptycznych. W skÅ‚ad Å‚Ä…cza satelitarnego wchodzÄ… dwie stacje naziemne koÅ„cowe oraz satelita telekomunikacyjny, odgrywajÄ…cy rolÄ™ stacji retransmisyjnej. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 49 AÄ…cza satelitarne sÄ… wykorzystywane do przesyÅ‚ania informacji telefonicznych, transmisji danych, wymiany programów radiowych i telewizyjnych, transmisji wideokonferencji i wideotekstów. SygnaÅ‚y do Å‚Ä…czy satelitarnych sÄ… doprowadzane do stacji naziemnej za poÅ›rednictwem sieci telekomunikacyjnej. WejÅ›ciem Å‚Ä…cza satelitarnego jest modulator stacji naziemnej, a wyjÅ›ciem demodulator przeciwlegÅ‚ej stacji. UrzÄ…dzenia retransmisyjne na satelicie wzmacniajÄ… odebrane sygnaÅ‚y, przemieniajÄ… je na inny zakres czÄ™stotliwoÅ›ci i wysyÅ‚ajÄ… do docelowej stacji koÅ„cowej. Zadaniem anten naziemnych jest wypromieniowanie fali radiowej w kierunku satelity oraz odbiór sygnałów satelitarnych, ich skoncentrowanie i eliminowanie sygnałów szkodliwych. Zadaniem anteny satelitarnej jest odbiór sygnałów ze stacji naziemnych, kierowanie ich do stacji retransmisyjnej (transpondera), a nastÄ™pnie wypromieniowanie w postaci fal elektromagnetycznych w kierunku naziemnej stacji odbiorczej. Systemy satelitarne pracujÄ… w zakresie czÄ™stotliwoÅ›ci od 1 GHz do 30 GHz. Metody wielokrotnego dostÄ™pu do satelity Stosowane sÄ… nastÄ™pujÄ…ce metody wielokrotnego dostÄ™pu do satelity: - przez podziaÅ‚ czÄ™stotliwoÅ›ci FDMA (ang. Frequency Division Multiple Access), - przez podziaÅ‚ czasowy TDMA (ang. Time Division Multiple Access), - w wyniku zastosowania sygnałów o wspólnym widmie CSMA (ang. Common Spectrum Multiple Access). Wielokrotny dostÄ™p MA ( ang. Multiple Access) oznacza współpracÄ™ satelity z wiÄ™kszÄ… liczbÄ… stacji naziemnych zainstalowanych w dowolnych warunkach terenowych oraz ruchomych. Charakterystyka systemów satelitarnych AÄ…czność satelitarna w Polsce jest organizowana przez stacjÄ™ satelitarnÄ… w Psarach koÅ‚o Kielc. PracujÄ… tam stacje satelitarne nastÄ™pujÄ…cych systemów satelitarnych: - INTELSAT dwie stacje naziemne, jedna obejmuje swym dziaÅ‚aniem obszar Oceanu Atlantyckiego i zapewnia Å‚Ä…czność z USA i KanadÄ…, druga obejmuje rejon Oceanu Indyjskiego i umo\liwia komunikacjÄ™ z JaponiÄ…, KoreÄ…, Singapurem i AustraliÄ…, - INTERSPUTNIK obsÅ‚uguje paÅ„stwa Europy Wschodniej i Åšrodkowej, - INMARSAT wykorzystywana do Å‚Ä…cznoÅ›ci morskiej, posiada dwie stacje , z których jedna współpracuje z satelitÄ… nad Oceanem Atlantyckim a druga z satelitÄ… nad Oceanem Indyjskim, - EUTELSAT stanowi uzupeÅ‚nienie sieci Å‚Ä…cznoÅ›ci w Europie, umo\liwia przesyÅ‚anie sygnałów z szybkoÅ›ciÄ… 120 Mbit/s. 4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce OdpowiadajÄ…c na pytania, sprawdzisz, czy jesteÅ› przygotowany do wykonania ćwiczeÅ„. 1) Jak zbudowany jest tor radiowy? 2) Jakimi cechami charakteryzuje siÄ™ anteny stosowane w torach radiowych kierunkowych? 3) Jak klasyfikuje siÄ™ tory radiowe? 4) Jaka jest ró\nica miÄ™dzy torem radiowym Å‚amanym wskutek rozproszenia i torem Å‚amanym wskutek odbicia? 5) Jaki parametr charakteryzuje tor radiowy? 6) Jakie parametry charakteryzujÄ… kanaÅ‚ radiowy? 7) Jaka jest ró\nica miÄ™dzy kanaÅ‚em radiowym a liniÄ… radiowÄ…? 8) Jakie urzÄ…dzenia zawiera stacja koÅ„cowa analogowej linii radiowej? Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 50 9) Jakie metody modulacji stosuje siÄ™ w analogowych liniach radiowych? 10) Jakie urzÄ…dzenia zawiera stacja koÅ„cowa cyfrowej linii radiowej CLR? 11) Jak zbudowane jest Å‚Ä…cze satelitarne? 12) Jakie funkcje speÅ‚nia antena naziemna w systemie satelitarnym? 13) Jakie funkcje speÅ‚nia antena satelitarna w systemie satelitarnym? 14) Jakie znasz metody wielokrotnego dostÄ™pu do satelity? 15) W jakich systemach satelitarnych pracujÄ… stacje w oÅ›rodku Å‚Ä…cznoÅ›ci satelitarnej w Polsce? 4.5.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 PrzyporzÄ…dkuj wskazane przez nauczyciela urzÄ…dzenie na podstawie opisu ich funkcji do stacji koÅ„cowej analogowej lub cyfrowej linii radiowej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych funkcje urzÄ…dzeÅ„ stacji koÅ„cowych linii radiowych, 2) dokonać analizy dziaÅ‚ania urzÄ…dzeÅ„ na podstawie opisów ich funkcji, 3) rozpoznać rodzaje ukÅ‚adów, 4) przypisać nazwy przyporzÄ…dkowanych urzÄ…dzeÅ„ do odpowiednich stacji koÅ„cowych. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 2 Moc sygnaÅ‚u doprowadzonego do anteny nadawczej linii radiowej wynosi 1000W. Moc sygnaÅ‚u odebranego z anteny odbiorczej pierwszego dnia wynosiÅ‚a 950 W, a drugiego dnia o tej samej porze wynosiÅ‚a 750 W, ale po 10 minutach moc osiÄ…gnęła ponownie wartość 950 W. Oblicz wartoÅ›ci tÅ‚umiennoÅ›ci toru radiowego dla obu przypadków. OceÅ„ jakość toru radiowego i podaj mo\liwe przyczyny spadku mocy po stronie odbiorczej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać odpowiednie okreÅ›lenia, 2) wykonać obliczenia. 3) przeanalizować otrzymane wyniki, 4) dokonać oceny jakoÅ›ci toru radiowego, 5) podać mo\liwe przyczyny wzrostu tÅ‚umiennoÅ›ci toru radiowego. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - kalkulator, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 51 Ćwiczenie 3 PrzyporzÄ…dkuj odpowiednio wskazane przez nauczyciela funkcje urzÄ…dzeÅ„ Å‚Ä…cza satelitarnego do anten: naziemnej i satelitarnej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych funkcje urzÄ…dzeÅ„ Å‚Ä…cza satelitarnego, 2) dokonać analizy dziaÅ‚ania urzÄ…dzeÅ„ na podstawie opisów ich funkcji, 3) przypisać funkcje do odpowiedniego typu anteny. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. Ćwiczenie 4 Wska\ systemy satelitarne wykorzystane do transmisji dla realizacji podanych usÅ‚ug z Polski do podanych przez nauczyciela punktów na kuli ziemskiej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneÅ›: 1) odszukać w materiaÅ‚ach dydaktycznych informacje o dostÄ™pnych w Polsce systemach satelitarnych, 2) dokonać analizy obszarów usÅ‚ugowych i geograficznych obsÅ‚ugiwanych przez poszczególne systemy, 3) przypisać systemy satelitarne umo\liwiajÄ…ce realizacjÄ™ transmisji informacji do poszczególnych przypadków. Wyposa\enie stanowiska pracy: - papier formatu A4, flamastry, - literatura zgodna z punktem 6 poradnika. 4.5.4. Sprawdzian postÄ™pów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wyjaÅ›nić pojÄ™cia: linia radiowa, kanaÅ‚ radiowy, antena kierunkowa? 1 1 2) okreÅ›lić ró\nice miÄ™dzy torem radiowym prostym a torem radiowym Å‚amanym? 1 1 3) okreÅ›lić strukturÄ™ teletransmisyjnej linii radiowej? 1 1 4) wyjaÅ›nić zasady modulacji bezpoÅ›redniej i poÅ›redniej? 1 1 5) okreÅ›lić urzÄ…dzenia cyfrowej linii radiowej? 1 1 6) okreÅ›lić funkcje jakie speÅ‚nia Å‚Ä…czność radiowa? 1 1 7) wyjaÅ›nić pojÄ™cie Å‚Ä…cze satelitarne? 1 1 8) okreÅ›lić zadania anten naziemnych w systemach satelitarnych ? 1 1 9) okreÅ›lić zadania anten satelitarnych w systemach satelitarnych? 1 1 10) okreÅ›lić metody wielokrotnego dostÄ™pu do satelity? 1 1 11) wyjaÅ›nić pojÄ™cie transponder? 1 1 12) okreÅ›lić systemy satelitarne, z którymi współpracujÄ… stacje w Polsce? 1 1 13) okreÅ›lić funkcje jakie speÅ‚nia Å‚Ä…czność satelitarna? 1 1 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 52 5. SPRAWDZIAN OSIGNIĆ Instrukcja dla ucznia 1. Przeczytaj uwa\nie instrukcjÄ™. 2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi. 3. Zapoznaj siÄ™ z zestawem zadaÅ„ testowych. 4. Ka\dy test zawiera 20 zadaÅ„. Do ka\dego zadania doÅ‚Ä…czone sÄ… 4 mo\liwoÅ›ci odpowiedzi. Tylko jedna jest prawidÅ‚owa. 5. Udzielaj odpowiedzi na zaÅ‚Ä…czonej karcie odpowiedzi, stawiajÄ…c w odpowiedniej rubryce znak X. W przypadku pomyÅ‚ki nale\y bÅ‚Ä™dnÄ… odpowiedz zaznaczyć kółkiem, a nastÄ™pnie ponownie zakreÅ›lić odpowiedz prawidÅ‚owÄ…. 6. Zadania wymagajÄ… prostych obliczeÅ„, które powinieneÅ› wykonać przed wskazaniem poprawnego wyniku. 7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy bÄ™dziesz miaÅ‚ satysfakcjÄ™ z wykonanego zadania. 8. JeÅ›li udzielenie odpowiedzi bÄ™dzie Ci sprawiaÅ‚o trudność, wtedy odłó\ jego rozwiÄ…zanie na pózniej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. 9. Na rozwiÄ…zanie ka\dego testu masz 60 minut. Powodzenia! Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 53 ZESTAW ZADAC TESTOWYCH 1. Parametry elektryczne charakteryzujÄ…ce tory przewodowe to: a) rezystancja R, indukcyjność L, upÅ‚ywność G, pojemność C. b) napiÄ™cie U, prÄ…d I, rezystancja R, moc W. c) impedancja Z, rezystancja, moc W. d) impedancja Z, moc W, napiÄ™cie U. 2. Tamowość falowa obliczana jest wedÅ‚ug wzoru a) Zf = R+jÉL. b) Zf = 1/(G+jÉC). c) Zf = (R+jÉL) (G+jÉC). d) “ = (R + jÉL) (G + jÉC). 3. Pomiar rezystancji i asymetrii rezystancji \yÅ‚ wykonuje siÄ™ za pomocÄ… a) ukÅ‚adów mostkowych lub omomierza. b) oscyloskopu. c) metodÄ… impulsowÄ…. d) poziomoskopu. 4. W Å›wiatÅ‚owodach jednodomowych rozchodzi siÄ™ a) wiele rodzajów fal Å›wietlnych o danej dÅ‚ugoÅ›ci. b) jeden rodzaj fali Å›wietlnej. c) wiele rodzajów fal Å›wietlnych o ró\nej dÅ‚ugoÅ›ci. d) jeden rodzaj fali radiowej. 5. Podstawowymi parametrami transmisyjnymi Å›wiatÅ‚owodów sÄ… a) impedancja falowa oraz tamowość falowa. b) tÅ‚umienność oraz pasmo przenoszenia. c) okno dÅ‚ugoÅ›ci fali oraz sto\ek akceptacji. d) Å›rednica rdzenia oraz Å›rednica pÅ‚aszcza. 6. Podstawowymi parametrami transmisyjnymi Å›wiatÅ‚owodów sÄ… a) pierwszej generacji. b) podstawowej generacji. c) drugiej generacji. d) trzeciej generacji. 7. Precyzyjnie zetkniÄ™te ze sobÄ… koÅ„ce włókien Å›wiatÅ‚owodowych podgrzewa siÄ™ Å‚ukiem elektrycznym w procesie a) sklejania. b) ciÄ™cia. c) spawania. d) pomiaru parametrów transmisyjnych. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 54 8. Na schemacie blokowym ukÅ‚adu zwielokrotnienia czÄ™stotliwoÅ›ciowego bloki 1, 2, 3, 4, 5, 6 obrazujÄ…: a) 1 modulator, 2 filtr, 3 wzmacniacz, 4 filtr, 5 demodulator, 6 wzmacniacz. b) 1 modulator, 2 filtr, 3 wzmacniacz, 4 demodulator, 5 filtr, 6 wzmacniacz. c) 1 modulator, 2 wzmacniacz, 3 filtr, 4 filtr, 5 demodulator, 6 wzmacniacz. d) 1 modulator, 2 filtr, 3 wzmacniacz, 4 wzmacniacz, 5 demodulator, 6 filtr. 9. Na schemacie blokowym ukÅ‚adu systemu cyfrowego z modulacjÄ… PCM bloki 1, 2, 3 obrazujÄ… a) 1 dekoder PCM, 2 nadajnik optyczny, 3 koder PCM b) 1 Filtr FGP, 2 nadajnik optyczny, 3 koder PCM. c) 1 koder PCM, 2 ukÅ‚ad próbkowania, 3 dekoder PCM. d) 1 ukÅ‚ad próbkowania, 2 koder PCM, 3 dekoder PCM. 10. PrzeksztaÅ‚cenie sygnałów w systemie zwielokrotnienia czasowego odbywa siÄ™ w drodze modulacji a) szerokoÅ›ci impulsu. b) fazowej. c) kodowo-impulsowej. d) amplitudowej. 11. Prawo próbkowania okreÅ›la czÄ™stotliwość próbkowania fp, która powinna być a) co najmniej dwukrotnie mniejsza od najwiÄ™kszej czÄ™stotliwoÅ›ci fg sygnaÅ‚u próbkowanego. b) równa dwukrotnej wartoÅ›ci najwiÄ™kszej czÄ™stotliwoÅ›ci fg sygnaÅ‚u próbkowanego. c) co najmniej dwukrotnie wiÄ™ksza od najmniejszej czÄ™stotliwoÅ›ci fd sygnaÅ‚u próbkowanego. d) co najmniej dwukrotnie wiÄ™ksza od najwiÄ™kszej czÄ™stotliwoÅ›ci fg sygnaÅ‚u próbkowanego. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 55 12. W systemach PDH okres próbkowania Tp wynosi a) 8 kHz. b) 3,9 µs. c) 4,9 µs. d) 125 µs. 13. W systemach SDH współpracÄ™ z systemami plezjochronicznymi umo\liwia moduÅ‚ a) STM-16. b) STM-4. c) STM-1. d) STM-32. 14. UrzÄ…dzenia, które umo\liwiajÄ… wydzielenie i ponowne wprowadzenie dowolnego sygnaÅ‚u wchodzÄ…cego w skÅ‚ad sygnaÅ‚u zbiorczego STM-n, transmitowanego w linii, bez koniecznoÅ›ci jego caÅ‚kowitej demultipleksacji to a) krotnice koÅ„cowe TMX. b) krotnice liniowe LMX. c) krotnice transferowe ADM. d) synchroniczne przeÅ‚Ä…cznice cyfrowe SDXC. 15. System satelitarny u\ywany do Å‚Ä…cznoÅ›ci morskiej to a) INTELSAT. b) EUTELSAT. c) INTERSPUTNIK. d) INMARSAT. 16. Sposób tworzenia zbiorczego sygnaÅ‚u PAM przedstawia a) rys. 1. b) rys. 2. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 56 c) rys. 3. d) rys. 4. 17. TÅ‚umienność toru radiowego zale\y od a) dÅ‚ugoÅ›ci toru, warunków atmosferycznych i jest zmienna w czasie. b) warunków terenowych, warunków atmosferycznych i jest zmienna w czasie. c) dÅ‚ugoÅ›ci toru, warunków terenowych i jest staÅ‚a w czasie. d) warunków terenowych, warunków atmosferycznych i jest staÅ‚a w czasie. 18. Poni\ej zamieszczony schemat blokowy przedstawia strukturÄ™ a) systemu PDH. b) systemu SDH. c) systemu satelitarnego. d) linii radiowej. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 57 19. Regulowany przez mikroprocesor cykl spawania Å›wiatÅ‚owodów skÅ‚ada siÄ™ nastÄ™pujÄ…cych faz a) ciÄ™cia Å›wiatÅ‚owodów, pozycjonowania, spawu. b) ciÄ™cia Å›wiatÅ‚owodów, nagrzewania wstÄ™pnego, spawu. c) nagrzewania wstÄ™pnego, topnienia, spawu. d) topnienia, pozycjonowania, spawu. 20. Wieloramka PCM 30/32 skÅ‚ada siÄ™ 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. Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 58 KARTA ODPOWIEDZI ImiÄ™ i nazwisko ............................................................................... ZarzÄ…dzanie systemami teletransmisyjnymi i teleinformatycznymi ZakreÅ›l poprawnÄ… odpowiedz. Nr Odpowiedz Punkty zadania 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: Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 59 6. LITERATURA 1. HoÅ‚ub J.: Zarys telekomunikacji. WSiP, Warszawa 2000 2. Simmonds A.: Wprowadzenie do transmisji danych. WKA, Warszawa 1999 3. Zagrobelny T.: UrzÄ…dzenia teletransmisyjne. WSiP, Warszawa 1996 Projekt współfinansowany ze Å›rodków Europejskiego Funduszu SpoÅ‚ecznego 60