Презентация на тему "Основы инфокоммуникационных технологий"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Основы инфокоммуникационных технологийЧасть 0 - Принципы

  Князев Кирилл Григорьевич руководитель группы ОАО «МТС» к.т.н., c.н.с.

• 
  Слайд 2

  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.

• 
  Слайд 3

  Программакурса

  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

• 
  Слайд 4

  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. Связь Электросвязь - передача информации посредством электрических (оптических) сигналов, распространяющихся по проводам (проводная связь), или (и) радиосигналов (радиосвязь) Почтовая связь передача почтовых отправлений (писем, газет, бандеролей…)

• 
  Слайд 5

  Виды преобразований информации:

  Производство «Кодирование» и модуляция Передача/Приём Распределение Хранение Обработка «Связь» «Информатика»

• 
  Слайд 6

  Роли участников рынка связи

  Администрация Связи (регулятор) _________________ 1.Стандартизация 2.Лицензирование 3.Надзор (4.Сертификация оборудования) 1.Запрос услуг 2.Потребление услуг 3.Оплата услуг 4.Требования качества 1.Строительство/ Развитие сети 2.Эксплуатация сети 3.Расчеты за услуги 1.Маркетинг услуг 2.Абонентское обслуживание 3.Расчеты за услуги 1.Поставка оборудования 2.Сервис по оборудованию

• 
  Слайд 7

  Запросы участников рынка связи

  Администрация Связи (регулятор) _________________ 1.Выработка и обе- спечение справедли- вых условий работы 2.Эффективное исполь- зование уникальных ресурсов 3.Удовлетворение потребностей населения и бизнеса

• 
  Слайд 8

  Виды деятельности оператора связи (FAB-модель)

  Fulfillment- Предоставление услуг Assurance- «Обеспечение» Billing- Расчеты (С) Telemanagement Forum

• 
  Слайд 9

  Обобщенная структура сети связи

• 
  Слайд 10

  К обобщенной структуре сети связи

  Терминал (оконечное устройство) - (телефонный аппарат, ЭВМ, ТВ/радио-приемник/передатчик, факс, сотовый телефон…) Канал связи – совокупность линий связи (радио, радиорелейных, спутниковых, кабельных,…) и оборудования передачи (усилители, преобразователи, мультиплексоры,…), обеспечивающая передачу нормализованного сигнала между 2 или более точками Коммутатор – (телефонная станция, маршрутизатор, …) устройство адресного распределения сигналов пользователей //в малых или специализированных сетях может отсутствовать Система сетевого управления – компьютерная система, обеспечивающая поддержку эксплуатации и технического обслуживания сети (контроль/диагностика, измерения, управление конфигурацией…) Система расчетов (АСР) – компьютерная система, обеспечивающая учет используемых ресурсов, тарификацию и выставление/контроль оплаты счетов клиентам Сервисная платформа – компьютерная система, содержащая информацию и программы для оказания услуг

• 
  Слайд 11
  

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

• 
  Слайд 12

  Иерархическая структура сети связи России

  Междугородная (магистральная) сеть

• 
  Слайд 13

  Вехи истории связи (1)

• 
  Слайд 14

  Вехи истории связи (2)

• 
  Слайд 15

  Тенденции развития технологий связи

• 
  Слайд 16

  Эволюция технологий связи

  ISDN = IDN + Унифицированный доступ ЦСП + ЦКС (PDH -> SDH) КЭ АТС АТС ДШ, АТСК Время Витая пара ТФ TV B-ISDN (ATM+IP+MPLS) IP Х.25 Ethernet Frame Relay FDM xDSL NGN Wi-Fi WiMax СПС (GSM, …, 3G) FDM

• 
  Слайд 17

  Тенденции развития микроэлектроники

• 
  Слайд 18

  Особенности сетей связи как предмета деятельности

  Масштабность (большая размерность задач) Сложность Стохастичность Многопараметричность / многокритериальность (Производительность – Качество – Стоимость) Многотехнологичность (PSTN – ISDN – Internet – ATM…) Инерционность развития

• 
  Слайд 19

  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”)

• 
  Слайд 20

  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)

• 
  Слайд 21

  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»)

• 
  Слайд 22

  Виды электрических сигналов связи

• 
  Слайд 23

  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

• 
  Слайд 24

  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

• 
  Слайд 25

  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

• 
  Слайд 26

  Систематика сетей связи (5)

  По виду используемой среды передачи: По возможной мобильности пользователей: Стационарные (Fixed) Мобильные (Mobile) Сотовые (Public Land Mobile) Проводные (Wireline) Радио (Wireless) Радиосвязь Спутниковая Сотовая Радиорелейная Металлические кабели Волоконно- оптические кабели

• 
  Слайд 27

  Использование диапазонов частот в связи

• 
  Слайд 28

  Стандартизация в связи

  Основная цель – обеспечение «Сквозных» (end-to-end) услуг, независимо от поставщиков оборудования используемых технологий поколений оборудования Основной механизм – совместимость оборудования/сетей //Совместимость- комплексное свойство систем, характеризуемое их способностью взаимодействовать при функционировании (ГОСТ 34.003)

• 
  Слайд 29

  Стандартизация в связи (2)

  Что стандартизуется основные понятия и термины номенклатура и спецификации услуг функциональность сетей и оборудования эталонные (reference) структуры сетей алгоритмы функционирования и взаимодействия спецификации устройств (функциональных блоков) и интерфейсов (функциональные, конструктивные, электрические, алгоритмические, информационные) средства формализованного описания (языки, диаграммы) Что НЕ стандартизуется реализация

• 
  Слайд 30
  
• 
  Слайд 31

  Структура Международного союза электросвязи

• 
  Слайд 32

  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

• 
  Слайд 33

  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

• 
  Слайд 34

  Структура канала передачи (1)

• 
  Слайд 35

  Структура канала передачи (2)

• 
  Слайд 36

  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 =  Iipi называется энтропией (источника)

• 
  Слайд 37

  Сигналы и каналы (2)

  Информационная модель канала связи: Для определения количества полученной информации необходима стохастическая модель канала а0 а1 b0 b1 P(a0/b0) Апостериорная вероятность I (A,B) = H(A) – H(A/B) Где H(A/B) =  P(bk)  P(Ai/Bk) log (P(Ai/Bk))

• 
  Слайд 38

  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)

• 
  Слайд 39

  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).

• 
  Слайд 40

  Оцифровка аналоговых сигналов

  АИМ – амплитудно-импульсная модуляция

• 
  Слайд 41

  Затухание симметричного кабеля

  МГц Дб/100 м

• 
  Слайд 42
  
• 
  Слайд 43

  Затухание ВОЛП

• 
  Слайд 44

  Коаксиал и его затухание

• 
  Слайд 45

  Спектр речи

• 
  Слайд 46

  Кодирование речи и качество

• 
  Слайд 47

  Кодирование цифровых сигналов для передачи по линиям

  Требования к кодированию: Устойчивость к помехам Эффективное использование полосы канала Способность обеспечить синхронизацию битов Независимость от содержания передаваемых данных (прозрачность)

• 
  Слайд 48

  Спектры импульсов

• 
  Слайд 49

  Кодирование цифровых сигналов

  Т NRZ RZ “Манчестер» AMI (Реальный сигнал)

• 
  Слайд 50

  Качество цифровой передачи

• 
  Слайд 51

  Виды цифровой модуляции

  Т Амплитудная Частотная Фазовая

• 
  Слайд 52

  Эффективность различных видов модуляции (по использованию спектра)

  Граница Шеннона ФМ (Фазовая) АМ (Амплитудная) ЧМ (Частотная)

• 
  Слайд 53

  Кабели и диапазоны

• 
  Слайд 54
  

  Требования к пропускной способности для разных видов сервиса