Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
«Утверждаю»
Проректор по УМР ОмГТУ
Л.О. Штриплинг
«»_ 2013 год
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей»(Б.3.01.04) для направления подготовки бакалавров 210700.62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
профили подготовки 1. Оптические системы и сети связи 2. Защищенные системы и сети связи;
3. Системы мобильной связи Рабочая программа разработана в соответствии с ФГОС ВПО, ООП по направлению подготовки бакалавров 210700.62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».
Программу составил к. т. н., доцент _ М.Ю.Пляскин Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Средства связи и информационная безопасность» («ССИБ») 25.03.2013 Протокол № Зав. кафедрой «ССИБ»
д. т. н., профессор _ В. А. Майстренко «_» _ 2013 г.
Руководитель ООП д. т. н., профессор _ / В. А. Майстренко / «25» 03 2013 г.
Ответственный за методическое обеспечение ООП к. т. н., доцент _ / И. В. Богачков / «25» 03 2013 г.
1. Цели и задачи дисциплины Целью преподавания дисциплины «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» является изучение принципов построения современных систем и сетей связи, знакомство с основными определениями и классификацией систем и сетей связи, изучение модели взаимодействия открытых систем, изучение структуры и функций территориальных сетей, знакомство с типовыми услугами телекоммуникаций, знакомство с системами управления сетями, а также содействие формированию научного мировоззрения и развитию системного мышления.
Дисциплина «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» является базовой для более глубокого изучения дисциплин по архитектуре телекоммуникационных систем и сетей, систем мобильной и спутниковой связи, многоканальных систем связи.
Знания и практические навыки, полученные из курса «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей», должны активно использоваться студентами при изучении дисциплин профессионального цикла, а также при разработке курсовых и выпускных работ.
Целью изучения дисциплины «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» является изучение студентами базовых понятий в области телекоммуникационных технологий и освоение ими методов постановки, подготовки и решения научных, инженернотехнических и экономических задач в области телекоммуникаций с использованием современных информационных технологий.
2. Место дисциплины в структуре ООП «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» является одной из основных дисциплин базовой части профессионального цикла учебного плана подготовки бакалавра по направлению 210700.62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» (Б.3.01.04).
Процесс изучения дисциплины «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» направлен на формирование следующих общекультурных (ОК) и профессиональных компетенций (ПК) выпускника:
ОК-1, ОК-5, ОК-7, ПК–1, ПК–3, ПК–6, ПК–9, ПК–11, ПК–13, ПК–16.
Для успешного освоения дисциплины «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» студенты должны обладать знаниями, умениями и навыками, полученными при изучении дисциплин: «Математический анализ», «Информатика», «Физика», «Введение в специальность», «Информационные технологии в телекоммуникациях», «Общая теория связи».
Дисциплины, изучаемые одновременно: «Электромагнитные поля и волны», «Теория телетрафика».
Овладение предметом дисциплины «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» является обязательным для изучения последующих дисциплин учебного плана:
«Системы и сети мобильной связи», «Оборудование СМС», «Проектирование систем мобильной связи», «Информационные технологии в СМС», «Широкополосные системы связи».
Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);
стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-5);
осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-7).
способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности; владеть основными методами и средствами получения, хранения, переработки информации (ПК–1);
способность использовать нормативную и правовую документацию, характерную для области инфокоммуникационных технологий и систем связи (законы Российской Федерации, технические регламенты, международные и национальные стандарты, рекомендации Международного союза электросвязи, стандарты связи, протоколы, терминологию, нормы Единой системы конструкторской документации, а также документацию по системам качества работы предприятий) (ПК-3);
готовность к созданию условий для развития российской инфраструктуры связи, обеспечения ее интеграции с международными сетями связи;
готовность содействовать внедрению перспективных технологий и стандартов (ПК -6);
уметь составлять нормативную документацию (инструкции) по эксплуатационнотехническому обслуживанию сооружений, сетей и оборудования связи, по программам испытаний (ПК-9);
уметь организовать доведение услуг до пользователей услугами связи; быть способным провести работы по управлению потоками трафика на сети (ПК-11);
готовностью к изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по тематике инвестиционного (или иного) проекта;
уметь собирать и анализировать информацию для формирования исходных данных для проектирования средств и сетей связи и их элементов (ПК-13);
готовность изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-16).
В результате изучения дисциплины студент должен:
З.1. способы представления информации, её преобразования, современные способы получения хранения и выдачи цифровой информации применительно к инфокоммуникационным системам и сетям (ОК-1, ОК-7, ПК-1);
З.2. современную нормативную и правовую документацию в области инфокоммуникационных технологий и систем связи, включая законы РФ, международные и национальные стандарты, рекомендации Международного союза электросвязи, стандарты связи, протоколы (ОК-5, ОК-7, ПК-3, ПК -6);
З.3. современные методы управления потоками трафика в инфокоммуникационных системах и сетях и методы проведения испытаний (ПК -9, ПК-11);
З.4. источники современной научно-технической информации способы её анализа (ПК-13, ПК-16);
У.1. собирать и анализировать информацию для формирования исходных данных для проектирования инфокоммуникационных систем и сетей (ОК-1, ПК-13);
У.2. применять на практике научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт при разработке и эксплуатации инфокоммуникационных систем и сетей (ОК-5, ОК-7, ПК-16);
У.3. составлять нормативную документацию (инструкции) по эксплуатационно-техническому обслуживанию инфокоммуникационных систем и сетей (ПК-9);
У.4. применять на практике современные методы защиты информации и управления трафиком телекоммуникационных систем и сетей (ПК-1, ПК-11);
У.5. использовать нормативную и правовую документацию, характерную для области инфокоммуникационных технологий и систем связи; внедрять перспективные технологии и стандарты (ПК-3, ПК-6);
В.1. способностью к обобщению, анализу и восприятию информации; повышению своей квалификации и мастерства; высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-1, ОК-5, ОК-7);
В.2. основными методами и средствами получения, хранения, переработки информации в инфокоммуникационных системах и сетях (ПК-1);
В.3. навыками использования нормативной и правовой документации и передовых технологий в области инфокоммуникационных технологий и систем связи (ПК-3, ПК-9);
В.4. навыками выбора структуры инфокоммуникационных систем и сетей и анализа информационных процессов и потоков в этих системах, способами моделирования информационных процессов в инфокоммуникационных системах и сетях (ПК-6, ПК-11);
В.5. навыками проектирования инфокоммуникационных систем и сетей с использованием передового мирового опыта (ПК-13, ПК-16).
3.3. Проектируемые результаты и признаки формирования компетенций.
Проектируемые результаты освоения дисциплины «Основы построения инТехнологии Индекс ком- фокоммуникационных систем и сетей» Средства и техформирования петенции и индикаторы формирования компе- нологии оценки ПК–6 З.2 У.5 В.4 Результаты вы- 6.1.1-6.1. ПК–9 З.3 У.3 В.3 Результаты вы- 6.1.1-6.1. ПК–11 З.3 У.4 В.4 Результаты вы- 6.1.1-6.1. ПК–13 З.4 У.1 В.5 Результаты вы- 6.1.1-6.1. ПК–16 З.4 У.2 В.5 Результаты вы- 6.1.1-6.1. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах и зачетных единицах Очная форма обучения Общая трудоемкость дисциплины, изучаемой в 5 семестре, составляет 6 зачетных единиц (216 часов, в том числе 72 часа аудиторных занятий (16 ч. в интерактивной форме)).
В том числе:
Вид аттестации за семестр (зачет, диф- Экзамен Экзамен ференцированный зачет, экзамен) Очно-заочная форма обучения Общая трудоемкость дисциплины, изучаемой в 5 семестре, составляет 6 зачетных единиц (216 часов, в том числе 36 часов аудиторных занятий (8 ч. в интерактивной форме)).
В том числе:
Вид аттестации за семестр (зачет, диф- Экзамен Экзамен ференцированный зачет, экзамен) Заочная форма обучения Общая трудоемкость дисциплины, изучаемой в 5 семестре, составляет 6 зачетных единиц (216 часов, в том числе 16 часов аудиторных занятий (4 ч. в интерактивной форме)).
В том числе:
Вид аттестации за семестр (зачет, диф- Экзамен Экзамен ференцированный зачет, экзамен) 5. Содержание дисциплины по модулям и видам учебных занятий 5.1. Содержание дисциплины по модулям 1. Введение в инфокоммуникационные системы.
2. Сигналы и каналы связи инфокоммуникационных систем и их характеристики.
3. Многоканальные инфокоммуникационные системы.
4. Современные системы и сети радиосвязи.
5. Особенности построения современных инфокоммуникационных сетей и оптических систем передачи информации.
6. Перспективы развития инфокоммуникационных систем и сетей.
1 Модуль 1. Введение в инфокоммуникационные системы.
Ведение. Общие данные о структуре инфокоммуникационных систем и ее ос- Л, С Л, С Л новных элементов (источники и получатели сообщений, устройства преобразования информации, линии связи).
Организация систем связи в Российской Федерации. Зональная связь. Взаимо- Л, С С С увязанная сеть связи России (ВСС).
2 Модуль 2. Сигналы и каналы связи инфокоммуникационных систем и их характеристики.
Сообщения и сигналы. Виды сигналов. Характеристики сигналов. Л, С Л, С Л Каналы связи инфокоммуникационных систем. Виды каналов и их классифика- Л, С Л, С С ция. Характеристики каналов связи.
3 Модуль 3. Многоканальные инфокоммуникационные системы.
Общие принципы построения многоканальных инфокоммуникационных сис- Л, С Л, С Л тем.
4 Модуль 4. Современные системы и сети радиосвязи.
Радиорелейные системы связи. Принципы построения и классификация. Л, С Л, С С Спутниковые системы. Классификация спутниковых систем связи в зависимо- Л, С С С сти от орбиты ИСЗ. Службы спутниковой связи.
Системы связи декаметрового диапазона. Особенности распространения дека- Л, С Л, С Л метровых волн в атмосфере Земли. Магистральные декаметровые системы связи.
Системы связи с подвижными объектами. Общие принципы построения и клас- Л, С С С сификация.
5 Модуль 5. Особенности построения современных инфокоммуникационных сетей и оптических систем передачи информации.
Инфокоммуникационные сети. Классификация и топология инфокоммуника- Л, С Л, С Л ционных сетей.
Каналы передачи данных инфокоммуникационных сетей. Оптические каналы Л, С С С передачи информации.
Модель взаимодействия открытых систем (OSI). Горизонтальная и вертикаль- Л, С Л, С С ная модели. Уровни вертикальной модели.
Современные интерфейсы инфокоммуникационных сетей. Организация пере- Л, С С С дачи данных по инфокоммуникационным сетям.
6 Модуль 6. Перспективы развития инфокоммуникационных систем и сетей.
Перспективы и направления развития инфокоммуникационных систем и сетей. Л, С Л, С Л Задачи развития связи в Российской Федерации.
Перспективы развития мультисервисных инфокоммуникационных систем и се- Л, С С С тей.
5.2. Содержание практических занятий Цель практических занятий – закрепление теоретического материала дисциплины, овладение методами решения задач.
Модуль 1. Введение в инфокоммуникационные системы.
Параметры современных линий связи. Моделирование распределённых пара- 2 2 метров линий связи.
Изучение топологии взаимоувязанной сети связи России (ВСС). 2 - Модуль 2. Сигналы и каналы связи инфокоммуникационных систем и их характеристики.
Аналоговые и дискретные сигналы. Построение моделей аналоговых и дискрет- 4 2 ных сигналов.
Непрерывные и дискретные каналы связи. Моделирование каналов связи. 4 2 3 Модуль 3. Многоканальные инфокоммуникационные системы.
Моделирование многоканальной системы связи с частотным разделением кана- 4 2 Исследование многоканальной системы связи с временным разделением кана- 4 2 4 Модуль 4. Современные системы и сети радиосвязи.
Моделирование топологии и расчёт параметров радиорелейных систем связи. 2 2 сетей и оптических систем передачи информации.
6. Образовательные технологии.
6.1. Для достижения планируемых результатов освоения дисциплины «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» используются следующие образовательные технологии:
Информационно-развивающие технологии. Развивающие проблемноориентированные технологии.
Личностно-ориентированные технологии.
6.2. Интерактивные формы обучения (в соответствии с положением П ОмГТУ 75.03Об использовании в образовательном процессе активных и интерактивных форм проведения учебных занятий») Метод IT. Case-study. Проблемное обучение. Контекстное обучение. Междисциплинарное обучение.
Метод IT. Case-study. Обучение на основе опыта. Работа в команде. Проблемное обучение. Контекстное обучение.
7. Самостоятельная работа студентов (указываются все виды работ в соответствии с учебным планом) Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление полученных теоретических и практических знаний, развитие навыков практической работы.
7.1. Объем СРС и распределение по видам учебных работ в часах ное изучение отдельных вопросов дисциплины, обзор литературы и электронных источников, чтение учебных пособий.
ИТОГО ИТОГО по дисциплине 7.2. Домашнее задание.
Темы домашних заданий (каждый студент получает свой вариант исходных данных для выполнения задания) 1. Построение спектров сигналов с амплитудной и частотной модуляцией.
2. Построение спектров сигналов с импульсным носителем.
3. Разработка схемы цифро-аналогового преобразователя.
4. Разработка схемы аналого-цифрового преобразователя.
5. Расчёт характеристик аналогового канала связи.
6. Разработка структурной схемы многоканальной системы связи с частотным разделение каналов.
7. Разработка структурной схемы многоканальной системы связи с временным разделение каналов.
8. Разработка структурной схемы системы связи с радиоканалом передачи информации.
9. Разработка структурной схемы системы связи с оптическим каналом передачи информации.
8. Методическое обеспечение системы оценки качества освоения программы дисциплины К промежуточной аттестации студентов по дисциплине «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» могут привлекаться в качестве внешних экспертов: представители работодателей, преподаватели последующих дисциплин «Системы и сети мобильной связи», «Оборудование СМС», «Проектирование систем мобильной связи», «Информационные технологии в СМС», «Широкополосные системы связи».
8.1. Фонды оценочных средств (в соответствии с П ОмГТУ 73.05 «О фонде оценочных средств по дисциплине») Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных компетенций.
Фонд оценочных средств по дисциплине «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» включает:
- контрольные вопросы;
- задания для выполнения домашних заданий;
- итоговый тест в режиме самоконтроля, тесты в СДО «Прометей»;
- задания для проведения занятий в интерактивной форме.
Оценка качества освоения программы дисциплины «Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей» включает текущий контроль успеваемости, промежуточную аттестацию (по модулям), итоговую аттестацию. Студентам предоставлена возможность оценивания содержания, организации и качества учебного процесса.
8.2. Контрольные вопросы по дисциплине Модуль 1. Введение в инфокоммуникационные системы.
1. Понятия: телекоммуникационная система, система связи, система электросвязи, система 2. Понятие технических средств инфокоммуникационных систем.
3. Подходы к классификации инфокоммуникационных систем.
4. Понятия: информация, сообщение, сигнал.
5. Виды сигналов, используемых в телекоммуникационных системах.
6. Понятие канала связи. Виды каналов связи.
7. Условие неискажённой передачи сигнала по каналу связи.
8. Этапы развития инфокоммуникационных систем.
9. Понятие «Взаимоувязанная сеть связи России» (ВСС).
10. Первичная и вторичная сеть ВСС.
11. Состав первичной сети ВСС.
Модуль 2.
1. Понятия информация, сообщение, сигнал.
2. Виды сигналов. Непрерывные и дискретные сигналы.
3. Параметры сигнала, определяющие возможность его передачи по инфокоммуникационной системе.
4. Понятие канала связи. Виды каналов связи.
5. Параметры канала, определяющие возможность передачи сигнала по этому каналу.
6. Что такое полоса пропускания канала связи?
7. Что такое динамический диапазон сигнала?
8. Равномерная и неравномерная дискретизация. Шаг квантования.
9. Дискретизация аналогового сигнала по времени. Теорема Котельникова.
10. Квантование сигналов по уровню. Погрешность (шум) квантования.
11. Непрерывный канал без помехи.
12. Непрерывный канал с помехой.
1. Многоканальные системы связи. Основные определения. Обобщённая структурная схема многоканальной инфокоммуникационной системы.
2. Понятия канального и группового сигнала.
3. Условия разделения каналов в приёмной части многоканальной системы.
4. Многоканальные системы связи с частотным разделением каналов (МДЧР).
5. Понятие защитного частотного интервала. Расчёт частотного диапазона системы МДЧР.
6. Многоканальные системы связи с временным разделением каналов (МДВР).
7. Эффективность систем МДВР.
8. Многоканальные системы связи с кодовым разделением каналов (МДКР).
9. Особенности систем связи с шумоподобными сигналами.
10. Расширение спектра сигнала за счёт суммирования с двоичной псевдослучайной последовательностью.
11. Разделение каналов в приёмной части системы МДКР.
1. Радиорелейные линии (Радиорелейные системы передачи). Классификация радиорелейных линий (РРЛ).
2. Обобщённая структурная схема РРЛ.
3. Структурная схема многоствольной РРЛ.
4. Системы спутниковой связи. Виды ИСЗ в зависимости от параметров орбиты.
5. Разновидности служб спутниковой связи.
6. Дальние тропосферные линии радиосвязи (Тропосферные радиорелейные системы передачи).
7. Ионосферные системы передачи на декаметровых волнах. Особенности распространения декаметровых волн в атмосфере Земли.
8. Магистральные системы связи в декаметровом диапазоне.
9. Радиосвязь за счёт рассеяния в ионосфере.
10. Виды систем связи с подвижными объектами.
11. Общие принципы построения систем сотовой связи.
1. Инфокоммуникационные сети. Основные понятия и определения.
2. Классификация и топология инфокоммуникационных сетей.
«