Автоматизированные системы управления и связь: основы электросвязи
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Электросвязь
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Братко Александр Иванович
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 329
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Среднее профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-014957-8
ISBN-онлайн: 978-5-16-107453-4
Артикул: 684160.04.01
В учебном пособии дается определение связи, рассматриваются виды и рода электросвязи, требования, предъявляемые к связи. Описываются сигналы электросвязи, их параметры, методы преобразования, кодирования и передачи различных видов сообщений. Излагаются принципы построения многоканальных систем передачи, их основные характеристики, устройство оконечных абонентских терминалов, систем оперативно-диспетчерской связи, ручных и автоматических телефонных станций.
Рассмотрены принципы построения средств радиосвязи и правила ведения радиообмена. Приводятся технические характеристики радиостанций, применяемых в МЧС и ГПС России. Изложены основы радиорелейной, спутниковой, сотовой и транкинговой связи.
Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения по дисциплине «Автоматизированные системы управления и связь».
Предназначено для студентов средних профессиональных образовательных учреждений, обучающихся по специальностям 20.02.02 «Защита в чрезвычайных ситуациях» и 20.02.04 «Пожарная безопасность».
Тематика:
ББК:
УДК:
- 62: Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
- 621: Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом
ОКСО:
- Среднее профессиональное образование
- 20.02.02: Защита в чрезвычайных ситуациях
- 20.02.04: Пожарная безопасность
- 20.02.05: Организация оперативного (экстренного) реагирования в чрезвычайных ситуациях
ГРНТИ:
Скопировать запись
Автоматизированные системы управления и связь: основы электросвязи, 2024, 684160.03.01
Автоматизированные системы управления и связь: основы электросвязи, 2022, 684160.02.01
Автоматизированные системы управления и связь: основы электросвязи, 2021, 684160.01.01
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И СВЯЗЬ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ А.И. БРАТКО Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом профессионального образования в качестве учебного пособия для учебных заведений, реализующих программу среднего профессионального образования по специальностям 20.02.02 «Защита в чрезвычайных ситуациях» и 20.02.04 «Пожарная безопасность» (протокол № 8 от 22.06.2020) Москва ИНФРА-М 2024 УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ Серия основана в 2001 году
УДК 621.39(075.32) ББК 32.88я723 Б87 Р е ц е н з е н т ы: Веселов Г.Е., доктор технических наук, доцент, директор Института компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета; Масютин А.Н., кандидат военных наук, доцент, начальник управления системных проектов Ростовского научно-технического центра ФГУП НПП «Гамма» ISBN 978-5-16-014957-8 (print) ISBN 978-5-16-107453-4 (online) © Братко А.И., 2020 Братко А.И. Б87 Автоматизированные системы управления и связь: основы электросвязи : учебное пособие / А.И. Братко. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 329 с. — (Среднее профессиональное образование). — DOI 10.12737/ 1013017. ISBN 978-5-16-014957-8 (print) ISBN 978-5-16-107453-4 (online) В учебном пособии дается определение связи, рассматриваются виды и рода электросвязи, требования, предъявляемые к связи. Описываются сигналы электросвязи, их параметры, методы преобразования, кодирования и передачи различных видов сообщений. Излагаются принципы построения многоканальных систем передачи, их основные характеристики, устройство оконечных абонентских терминалов, систем оперативно-диспетчерской связи, ручных и автоматических телефонных станций. Рассмотрены принципы построения средств радиосвязи и правила ведения радиообмена. Приводятся технические характеристики радиостанций, применяемых в МЧС и ГПС России. Изложены основы радиорелейной, спутниковой, сотовой и транкинговой связи. Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения по дисциплине «Автоматизированные системы управления и связь». Предназначено для студентов средних профессиональных образовательных учреждений, обучающихся по специальностям 20.02.02 «Защита в чрезвычайных ситуациях» и 20.02.04 «Пожарная безопасность». УДК 621.39(075.32) ББК 32.88я723
Список сокращений АКБ — аккумуляторная батарея АЛ — абонентская линия АМ — амплитудная модуляция АМТС — автоматическая междугородняя телефонная станция АОС — атмосферная оптическая связь АП — абонентские пункты АРМ — автоматизированное рабочее место АСУ — автоматизированная система управления АТС — автоматическая телефонная станция АЦП — аналого-цифровой преобразователь БАЛ — блок абонентских линий БОКС — беспроводный оптический канал связи БП — блок питания БС — базовая станция БСЛ — блок соединительных линий ВБП — верхняя боковая полоса ВОК — волоконно-оптический кабель ВОЛС — волоконно-оптические линии связи ВУ — вызывное устройство ВЧ — высокие частоты, высокочастотный ГО — гражданская оборона ГПС России — Государственная противопожарная служба Российской Федерации ГсО — геостационарная орбита ДВ — длинные волны ДИКМ — дифференциальная импульсно-кодовая модуляция ЕСЭ России — Единая сеть электросвязи Российской Федерации ЗС — земная станция ИК — импульсный ключ ИКМ — импульсно-кодовая модуляция ИСЗ — искусственный спутник Земли КБС — контроллер базовой станции КВ — короткие волны КК — коммутация каналов КП — коммутация пакетов КПл — коммутационное поле КС — коммутация сообщений
КТЧ — канал то нальной частоты КШМ — командно-штабная машина ЛК — линейный комплект ЛС — линия связи МБ — местная батарея Минобороны России — Министерство обороны Российской Федерации МСЭ — Международный союз электросвязи МТК-2 — международный телеграфный код № 2 МЦСК — мультисервисная цифровая система коммутации МЧС России — Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям НБП — нижняя боковая полоса ОАТС ОП — Общегосударственная автоматизированная телефонная сеть общего пользования ОЗУ — оперативное запоминающее устройство ОС — оконечная станция ОУ — орган управления ОУС — опорный узел связи ОФМ — относительно-фазовая модуляция ОЦК — основной цифровой канал ОЭ — осветительный элемент ПД — передача данных ПЗУ — постоянное запоминающее устройство ПИО — пункт информационного обслуживания ПО — программное обеспечение ПОС — пульт оперативной связи ПУ — пункт управления ПЦИ — плезиохронная цифровая иерархия ПШ — подавитель шума РАТС — районная автоматическая телефонная станция РК — распределительная коробка РП — рычажный переключатель РПУ — речепреобразующее устройство РРЛ — радиорелейная линия РРС — радиорелейная станция РСЧС — единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций РТ — розетка телефонная РТС — ручная телефонная станция РШ — распределительный шкаф СБАД — система беспроводного абонентского доступа
СВ — средние волны СВУ — сигнально-вызывное устройство СВЧ — сверхвысокие частоты СДВ — сверхдлинные волны СЛ — соединительная линия СогУ — согласующее устройство СОДС — система оперативно-диспетчерской связи СОС — служба обработки сообщений СС — сетевая станция ССпС — система спутниковой связи СТА — системный телефонный аппарат СУ — сетевой узел СЦИ — синхронная цифровая иерархия СЧ — синтезатор частот ТА — терминал абонента ТЛФ — телефон ТРСС — транкинговые системы связи ТфОП — телефонная сеть общего пользования УАК — узел автоматической коммутации УВЧ — ультравысокие частоты УЗЧ — усилитель звуковой частоты УК — узел коммутации УКВ — ультракороткие волны УМ — усилитель мощности УО — управляемый объект УПАТС — учрежденческо-производственная автоматическая телефонная станция УРЧ — усилитель радиочастоты УС — узел связи УСг — устройство сигнализации УТМР — устройство технического маскирования речи УУ — устройство (узел) управления ФА — факсимильный аппарат ФГОС СПО — федеральные государственные образовательные стандарты среднего профессио нального образования ФЛП — фильтр линейного предсказания ФМ — фазовая модуляция ФНЧ — фильтр нижних частот ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь ЦБ — центральная батарея ЦКС — центр коммутации сообщений ЦС — центральная станция
ЦСИО — цифровая сеть интегрального обслуживания ЦСП — цифровые системы передачи ЧМ — частотная модуляция ЧРК — частотное разделение каналов ЧС — чрезвычайная ситуация ЭК — электронный ключ
Предисловие Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС) — это система, объединяющая органы управления, силы и средства федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов местного самоуправления и организаций, в полномочия которых входит решение вопросов в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. Управление такой сложной системой невозможно без использования новейших информационных и телекоммуникационных технологий, современных средств связи, вычислительной техники, прикладных компьютерных программ нового поколения. Эффективность ее функционирования во многом определяется подготовленностью личного состава спасательных и пожарных формирований. Поэтому именно сейчас необходимы технически подготовленные специалисты, обладающие определенными знаниями в области управления и связи и умением применять эти знания на практике. Дисциплина «Автоматизированные системы управления и связь» является обязательной в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами среднего профессионального образования по специальностям 20.02.02 «Защита в чрезвычайных ситуациях» и 20.02.04 «Пожарная безопасность». Целью дисциплины является формирование знаний и умений использования информационных и телекоммуникационных технологий в профессио нальной деятельности. В результате изучения данной дисциплины обучающийся должен: уметь • пользоваться основными видами средств связи и автоматизированных систем управления; • использовать технологии сбора, размещения, хранения, накопления, преобразования и передачи данных в профессионально ориентированных информационных системах; • использовать в профессиональной деятельности различные виды программного обеспечения, в том числе специального; • применять компьютерные и телекоммуникационные средства; знать • основные понятия автоматизированной обработки информации; • общий состав и структуру персональных компьютеров и вычислительных систем;
• состав, функции и возможности использования информационных и телекоммуникационных технологий в профессиональной деятельности; • методы и средства сбора, обработки, хранения, передачи и накопления информации; • базовые системные программные продукты и пакеты прикладных программ в области профессиональной деятельности; • основные методы и приемы обеспечения информационной безопасности; • основные физические процессы в системах связи и автоматизированных системах управления; • методы преобразования сообщений и сигналов и их особенности, методы передачи дискретных и непрерывных сообщений и сигналов, элементы сжатия данных и кодирования; • основные понятия построения оконечных устройств систем связи; • общую характеристику аналоговых и цифровых многоканальных систем связи; • информационные основы связи; • устройство и принцип работы радиостанций; • организацию службы связи пожарной охраны; • сети передачи данных; • автоматическую телефонную связь; • организацию сети спецсвязи по линии 01; • диспетчерскую оперативную связь; • основные элементы радиосвязи; • информационные технологии и основы автоматизированных систем; • автоматизированные системы связи и оперативного управления пожарной охраны; • правила эксплуатации типовых технических средств связи и оповещения; • принципы основных систем сотовой связи. Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями ФГОС СПО и включает три главы: основные понятия электро связи; основы проводной связи; основы радиосвязи. В первой главе изложены информационные основы связи, рассмотрены сигналы электросвязи, основные физические процессы в системах связи, методы преобразования сигналов, а также способы передачи дискретных и непрерывных сообщений, элемен ты сжатия и кодирования данных, основные принципы построения и характеристики многоканальных систем передачи.
Во второй главе рассмотрены вопросы устройства и работы терминалов абонентов, систем оперативно-диспетчерской связи, общие сведения о сетях связи. В третьей главе изложены общие сведения о радиоволнах, рассматриваются основные элемен ты радиосвязи, устройство и принцип работы радиостанций, правила эксплуатации типовых технических средств радиосвязи, принципы построения систем радиорелейной, спутниковой сотовой и транкинговой связи. Каждый параграф завершается вопросами для самопроверки. В конце учебного пособия приводится тест по всему курсу. Автор надеется, что учебное пособие будет способствовать приобретению студентами профессио нальных навыков в области использования современных инфокоммуникационных технологий.
Глава 1. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ 1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВЯЗИ 1.1.1. Основные определения связи. Задачи связи в области защиты населения В современном мире наблюдается рост числа чрезвычайных ситуаций (ЧС) и масштабов ущерба от них. Современные исследования показывают, что в ближайшие годы будет сохраняться высокая степень риска возникновения крупномасштабных чрезвычайных ситуаций различного характера. В целях защиты населения и минимизации ущерба от них в России создана единая государственная система предупреждения и ликвидации ЧС (РСЧС), функционирующая в мирное время, и Гражданская оборона (ГО), действующая в военное время. Элемен ты, входящие в их состав, рассредоточены по всей территории страны и составляют широко развернутую структуру, выполняющую многоплановые задачи по обеспечению безопасности населения. Функционирование такой сложной и многогранной системы невозможно без надежного управления. От оперативности и надежности управления напрямую зависят жизнь людей и минимизация опасных последствий ЧС. Из теории управления известно, что управление — это выработка и осуществление управляющих воздействий. Простейшая схема управления представлена на рис. 1.1. Она состоит: • из органа управления (ОУ); • каналов прямой и обратной связи (системы связи); • управляемого объекта (УО). Процесс управления складывается из циклов управления. Каждый такой цикл включает в себя: • сбор органом управления информации о внешних воздействиях на управляемый объект и данных от него; • обработку информации и принятие решения (выработку управляющего воздействия); • доведение команд управления (управляющего воздействия) до УО.