Презентация на тему: Основы инфокоммуникационных технологий

Основы инфокоммуникационных технологий Часть 0 - Принципы Князев Кирилл Григорьевич руководитель группы ОАО «МТС» к.т.н., c.н.с.

Цели, задачи курса Цели курса 1. Дать введение в основные принципы, методы, подходы к решению задач, технологии современной связи. 2. Провести обзор современных технологий связи, особенностей построения современных систем и сетей связи (электросвязи). Задачи курса 1. Создать теоретическую и практическую базу для постановки и решения задач в области связи. 2. Создать основу для взаимодействия со специалистами различных специальностей при проектировании, разработке, организации эксплуатации систем и сетей связи.

Программа курса Введение Основные понятия и принципы электросвязи Сигналы и каналы электросвязи Системы передачи и транспортные сети Телефонные сети Сети передачи данных Телематические службы Сети подвижной радиосвязи Сети с интеграцией служб Системы сетевого управления и биллинга Качество в электросвязи

Основные понятия Связь – 1) Передача и прием информации с помощью различных технических средств. 2) Отрасль народного хозяйства , обеспечивающая передачу и прием почтовых, телефонных, телеграфных, радио- и др. сообщений.

Виды преобразований информации: Производство «Кодирование» и модуляция Передача/Приём Распределение Хранение Обработка

Роли участников рынка связи

Запросы участников рынка связи

Виды деятельности оператора связи (FAB-модель)

Обобщенная структура сети связи

К обобщенной структуре сети связи

Архитектура сетей связи в России (устаревший – до 2005 г. – РД по ВСС РФ – взаимоувязанной сети связи)

Иерархическая структура сети связи России

Вехи истории связи (1)

Вехи истории связи (2)

Тенденции развития технологий связи

Эволюция технологий связи

Тенденции развития микроэлектроники

Особенности сетей связи как предмета деятельности Масштабность (большая размерность задач) Сложность Стохастичность Многопараметричность / многокритериальность (Производительность – Качество – Стоимость) Многотехнологичность (PSTN – ISDN – Internet – ATM…) Инерционность развития

Основные требования к сетям связи Эффективность (в смысле бизнес-управления) Расширяемость Масштабируемость Высокая надежность (кг > 0.99995) Эксплуатационная пригодность Необходимая производительность Соответствие стандартам Разнообразие обеспечиваемых услуг (оборудование и сеть = “service enabler”)

Услуги в связи Услуга связи – деятельность по приему, обработке, хранению, передаче, доставке сообщений электросвязи или почтовых отправлений (ФЗ О связи 2003 г.) Услуга – функциональные возможности, предоставляемые одним объектом (поставщиком услуг – service provider) другому (пользователю – service user)

Систематика сетей связи (1) По видам передаваемых сигналов Цифровые в каждый момент времени сигнал может принимать одно из целочисленного конечного набора значений Аналоговые По способу распределения информации Коммутируемые Некоммутируемые (dedicated/»выделенные»)

Виды электрических сигналов связи

Систематика сетей связи (2) По видам коммутации С коммутацией каналов (гарантированное качество, минимальные задержки при передаче) До передачи информации создается канал связи С коммутацией сообщений Сообщение пользователя передается с промежуточным накоплением в транзитных узлах С коммутацией пакетов Сообщение пользователя нарезается на пакеты для последующей передачи По режиму доступа пользователей Общего пользования (public) Частного пользования

Систематика сетей связи (3) По роли в многоуровневой архитектуре сети Сеть уровня помещения пользователя (CP – customer premises) Сеть доступа (Access) Местная (локальная – Local) Магистральная сеть (Core) По охватываемой территории Сети масштаба: здания, кампуса, города, района / междугородная / международная

Систематика сетей связи (4) По виду предоставляемых услуг связи Телефонные Телевизионные Мультимедийные Передача данных Телематические (передачи сообщений, доступ к базам информации, факсимильные…) С интеграцией служб (интегрированного обслуживания) Конвергентные услуги

Систематика сетей связи (5) По виду используемой среды передачи: По возможной мобильности пользователей: Стационарные (Fixed) Мобильные (Mobile) Сотовые (Public Land Mobile)

Использование диапазонов частот в связи

Стандартизация в связи

Стандартизация в связи (2)

Структура Международного союза электросвязи

Исследовательские комиссии (Study groups) МСЭ-Т (2003 г.) ИК2 – Технические аспекты предоставления услуг, работы сетей и характеристик ИК3 – Принципы тарифов и учета ИК4 – Управление сетями и техническое обслуживание ИК11- Требования к сигнализации и протоколы ИК12- Характеристики сетей/терминалов с точки зрения сквозной передачи информации ИК13- Многопротокольные и IP-сети ИК15- Оптические и иные транспортные сети ИК16- Мультимедийные услуги, системы и терминалы ИК17- Сети передачи данных и программное обеспечение телекоммуникационных систем Спец.ИК- IMT-2000 и следующие поколения

Серии Рекомендаций МСЭ-Т А – Организация работы B – Определения, символы, классификация D – Тарификация E – Услуги, управление услугами, качество F – Нетелефонные услуги G – Системы и среда передачи, цифровые системы и сети H – Мультимедийные системы I - Цифровая сеть с интеграцией служб M- Управление сетью, техническое обслуживание О – Требования к измерительному оборудованию Р – Качество передачи речи Q – Коммутация и сигнализация V – Обмен данными по телефонной сети X – Сети передачи данных и взаимосвязь открытых систем Y – Глобальная информационная инфраструктура и аспекты Интернет Z – Языки программирования и основные аспекты ПО

Структура канала передачи (1)

Структура канала передачи (2)

Сигналы и каналы Измерение количества информации: Пусть источник информации имеет алфавит A = {ai | i = 1..n} и каждый символ ai генерируется с вероятностью pi. Количество информации, содержащееся в символе ai , оценивается величиной Ii = log 1/pi Обычно основание логарифма – 2, и единица измерения называется «бит» (bit – BInary digiT) Среднее количество информации на символ H = Ii pi называется энтропией (источника)

Сигналы и каналы (2) Информационная модель канала связи: Для определения количества полученной информации необходима стохастическая модель канала

Сигналы и каналы (3) Некоторые фундаментальные закономерности: Теорема отсчетов («Теорема Котельникова») Сигнал с ограниченным спектром F может быть полностью восстановлен по своим мгновенным значениям (выборкам), следующим с частотой 2F Теорема Шеннона («формула Шеннона – Хартли») Ёмкость (максимальная пропускная способность) канала с шириной полосы F определяется выражением: С = F log (1+Pc/Pп) (Рс – мощность сигнала Рп – мощность помехи)

Сигналы и каналы (4) Некоторые фундаментальные закономерности: 3. Теорема Шеннона («Теорема о кодировании источника») Если производительность источника информации меньше ёмкости канала, сообщения с выхода источника могут быть переданы по каналу и восстановлены на приёмном конце со сколь угодно малой вероятностью ошибки (…всегда существует способ кодирования источника, обеспечивающий сколь угодно малую вероятность ошибки).

Оцифровка аналоговых сигналов

Затухание симметричного кабеля

Затухание симметричного кабеля

Затухание ВОЛП

Коаксиал и его затухание

Спектр речи

Кодирование речи и качество

Кодирование цифровых сигналов для передачи по линиям

Спектры импульсов

Кодирование цифровых сигналов

Качество цифровой передачи

Виды цифровой модуляции

Эффективность различных видов модуляции (по использованию спектра)

Кабели и диапазоны