МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ
КАЗАХСТАН
Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева
Институт информационных и телекоммуникационных технологий
Кафедра «Радиотехника, электроника и телекоммуникации»
«УТВЕРЖДАЮ»
Директор института
д.т.н., Б.C.Ахметов
_____________________
«___»_____________2014 г.
ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)
по дисциплине «Основы электронной и измерительной техники» для
специальности 5B071900 - Радиотехника, электроника и
телекоммуникации
Форма обучения дневное
Всего 3 кредита
Курс первый
Семестр 7
Лекции 15 часов
Практические занятие 15 часов
Лабораторные занятия 15 часов
Рубежный контроль (количество) 2
СРС 60 часов
СРСП (аудиторных) 15 часов; (офис) 45 часов
Всего аудиторных часов 75
Всего внеаудиторных часов 105
Трудоемкость 180 часов
Экзамен 2 семестр
АЛМАТЫ 2014
Программа курса составлена на основании типовой программы для
высших профессиональных образований (бакалавриатов) по специальности
5В071900-Радиотехника, электроника и телекоммуникации.
Рассмотрена на заседании кафедры «Радиотехника, электроника и
телекоммуникации» Института Информационных и телекоммуникационных
технологий.
«27» августа 2014 г. Протокол № 1
Зав.кафедрой_______________А.О. Касимов
Одобрена методическим Советом института ИиТТ
«27» август 2014 г. Протокол № 1
Председатель УМС института_______________Б.С. Ахметов
Сведения о преподавателе (преподавателях):
Ошанова Нуржамал Турашевна – старший преподаватель кафедры РЭТ
Адрес: 480013, г. Алматы, ул. Сатпаева 22.
Тел.:_292-77-45
Факс:
Е-mail: nurzamal_o_t@@mail.ru
1. Цели изучения дисциплины. является получение знаний, касающихся
принципов действия и устройства различных электроизмерительных и
радиоизмерительных приборов, их основных метрологических свойств,
методики применения, обработки результатов наблюдений; физических основ,
теории, методов расчета основных видов измерительных преобразователей, а
также основных структур, алгоритмов работы и характеристик основных
разновидностей информационно-измерительных систем и их частей.
1.1 Задача изучения дисциплины. Задача курса – изучить основы теории,
расчета и эксплуатации оптоволоконных кабелей и систем волоконнооптической линии связи предприятий и объектов телекоммуникации.
В результате изучения дисциплины студенты должны иметь четкое
представлять основные направления и перспективы развития систем и
2
технологии связи, знать организацию предприятий телекоммуникации,
основные параметры и требования волоконно-оптической лини связи.
1.3 Пререквизиты: предшествующие дисциплины необходимые для
изучения данной дисциплины. Дисциплина " Оптоволоконные системы в
телекоммуникациях" базируется на знаниях, полученных при изучении
дисциплин: “Теория электрических цепей”, «физика», «Основы радиотехники»
«Электроника и схемотехника аналоговых устройств - 1,2». «Теория
электрических сигналов» «Направляющие системы» «Многоканальные
системы телекоммуникации 1» .
1.4 Постреквизиты: перечень дисциплин, в которых используются
знания изучаемой дисциплины (по рабочему учебному плану специальности).
2 Система оценки уровня знаний студентов.
По кредитной технологии обучения для всех курсов и по всем
дисциплинам Казахского национального технического университета имени
К.И.Сатпаева применяется рейтинговый контроль знаний обучающихся.
Сведения об оценке знаний осуществляются по рейтинговой системе в виде
шкалы, где указываются все виды контроля.
Для каждой дисциплины устанавливаются следующие виды контроля:
текущий контроль, рубежный контроль, итоговый контроль.
Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
Вариант №
1
Вид итогового контроля
Экзамен
Виды контроля
Проценты,
%
100
100
100
Итоговый контроль
Рубежный контроль
Текущий контроль
Видами текущего контроля являются контрольные работы, рефераты,
семестровые задания, коллоквиумы, выполнение лабораторных работ и др. К
итоговому контролю относятся курсовой проект или курсовая работа и экзамен.
В зависимости от видов итогового контроля применяется различная
разбалловка видов контроля.
Сроки сдачи результатов текущего контроля определяются календарным
графиком учебного процесса по дисциплине (таблица 2). Количество текущих
контролей определяется содержанием дисциплины и ее объемом, которое
указывается в учебно-методическом комплексе дисциплины.
Календарный график сдачи всех видов контроля
по дисциплине " Оптоволоконные системы в телекоммуникациях "
Недели
1 2 3
4
5
6
7
8
Недельное
1 1 1
1
2
2
2
2
количество
контроля
Виды контроля П1 П2 П3 П4 П5, П6, П7, П8,
3
9
1
10
1
11
1
12
1
13
1
14
1
15
2
П9 П10 П11 П12 П13 П14 П15,
СР СР СР РК
Виды контроля: СР – самостоятельная работа, П – практические работы,
РК – рубежный контроль, Р - рефераты
РК
Оценка знаний обучающихся
Оценка
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
Буквенный
эквивалент
А
АВ+
В
ВС+
С
СD+
D
F
Рейтинговый балл
(в процентах %)
95-100
90-94
85-89
80-84
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
0-49
В баллах
4
3,67
3,33
3,0
2,67
2,33
2,0
1,67
1,33
1,0
0
3 Содержание дисциплины
3.1 Тематический план курса
Количество академических часов
Наименование темы и их содержание
Лекция прак.
СРОП СРО
1
2
3
4
5
1. Введение. Передача сигнала по оптическому волокну.
1
4
4
2. Структурная схема ВОСП
1
2
3. Волоконно-оптический кабель
1
4
4
4. Классификация волоконно-оптического кабеля
1
2
5. Распределение света по оптическому волокну
1
4
4
6. Лучевой подход распределения света по оптическому
1
2
волокну
7. Оптические разъемы светового излучения
1
4
4
8. Оптические источники света и детекторы светового
1
2
излучения
9. Ухудшение передачи света
1
4
4
10. Потери и ослабление сигнала в оптическом волокне
1
2
1
2
3
4
5
11. Выбор оптических фильтров по их поляризационным
1
4
4
характеристикам
12. Выбор оптических фильтров по другим
1
2
характеристикам
13. Характеристики передачи
1
4
4
14. Характеристики оптических волокон
1
2
15. Регенераторы
1
4
4
16. Волоконно-оптические усилители
1
2
17. Мультиплексирование с разделением по длине волны
1
4
4
18. Дифракционная решетка на массиве волноводов
1
2
19. Наружная прокладка ВОЛС
1
4
4
20. Планирование трассы и прокладка ВОЛС
1
2
4
21.
Внутриобъектовая
кабельная
прокладка
с
использованием волоконной оптики
22. Прокладка центральной магистрали
23. Требования к конструкциям оптических кабелей
24. Разделение оптического кабеля по различным
признакам
25. Порядок маркировки оптических кабелей
26. Требования к маркировке оптического кабеля связи
27. Городские оптические кабели
28. Отечественные оптические кабели
29. Зарубежные оптические кабели
30. Объектовый кабель
Всего (часов)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
30
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
60
60
2
2
2
2
2
30
3.2 Название и содержание лекционных занятий
№
1
1
Тема
2
Введение. Передача сигнала по
оптическому волокну.
Структурная схема ВОСП
Содержание
3
Требования к полосе пропускания.
Объем
4
1
Модель волоконно-оптической
системы передачи
Волоконно-оптический кабель
Конструкция и классификация
оптических волокон.
Классификация волоконно-оптического Типы оптических волокон
кабеля
Распределение света по оптическому Волновой анализ распространения
волокну
света в волокне
Лучевой подход распределения света по Лучевой подход.
оптическому волокну
Оптические
разъемы
светового Оптические разъемы разного типа.
излучения
Выравнивание волокна. Лазерные
диоды
Оптические
источники
света
и Детекторы
детекторы светового излучения
Ухудшение передачи света
Затухание световых сигналов
Потери и ослабление сигнала в
Дисперсия импульсных световых
оптическом волокне
сигналов
2
3
Выбор оптических фильтров по их Поляризационные свойства.
поляризационным характеристикам
1
Выбор оптических фильтров по другим Другие типы ухудшений системы
характеристикам
передачи.
Характеристики передачи
Характеристики
передачи
сигналов по оптическому волокну
1
14
15
Характеристики оптических волокон
Регенераторы
1
1
16
Волоконно-оптические усилители
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
11
12
13
Геометрические характеристики
Применение
регенераторы
в
оптических системах
Применение
волоконно5
1
1
1
1
1
1
1
4
1
1
1
17
18
оптические усилители
Мультиплексирование с разделением по Возрастание
требований
на
длине волны
пропускную способность ВОСП.
Интерферометр Фабри-Перо
Дифракционная решетка на массиве Принципиальная
схема
волноводов
маршрутизатора на волноводной
решетке
19
20
Наружная прокладка ВОЛС
Планирование трассы и
ВОЛС
21
27
Внутриобъектовая кабельная прокладка
с использованием волоконной оптики
Прокладка центральной магистрали
Требования к конструкциям оптических
кабелей
Разделение оптического кабеля по
различным признакам
Порядок маркировки оптических
кабелей
Требования к маркировке оптического
кабеля связи
Городские оптические кабели
28
Отечественные оптические кабели
29
Зарубежные оптические кабели
30
Объектовый кабель
22
23
24
25
26
Прокладка кабеля в грунт.
прокладка Планирование трассы и прокладка
ВОЛС
1
1
1
1
Диапазон используемых
приложений
Топология сети
Классификация
оптических
кабелей связи
Кабели для внешней и внутренней
прокладки
Цифровая маркировка. Маркировка
кабелей «Электропровод»
Требования к ОКС
1
Кабели типа ОКБМ. Городские
кабели типов ОК
Подвесные
кабели.
Распределительные кабели
Кабели для прокладки в грунт.
Оптический кабель с профильным
сердечником
1
Для линий связи внутри
различных предприятий, объектов,
зданий, а также для
внутристоечного монтажа
1
1
1
1
1
1
1
3.3 Название, содержание и количество практических занятий
№
Тема
1
1.
2
Изучить построения оптических
кабелей и электрических
характеристик
Исследовать качество соединения
оптических волоконн
2.
Содержание
3
Построение кабелей.
характеристики
4
Электрические
Узнать структуру оптических кабелей,
определить с чего пявляется расход
энергии при подключении оптических
кабелей.
Изучить
соеднинение
оптических волоконн, определить их
преимущества и недостатки.
6
Объем
2
2
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
1
Источники оптического излучения Изучить структурную схему макета.
и исследование характеристики
Изучить типы оптических источников
приемника
(ОИ) и фотоприемника (ФП). Привести
измерения при определении ОК и ФП.
Исследовать структуру кабельно-го Ознакомление элементами затухания
соединения и ВОКС. ОзнакомлеВОКС.
Определить
коэффициент
ние элементами затухания ВОКС. затухания и расходы соединения ВОКС.
Определить коэффициент затухания и расходы соединения ВОКС.
Исследование дисперсии
Изучить
теоретические
условия
оптического волокна
появления дисперсии одномодового и
многомодового волокна
Генератор прямоугольного
Ознакомление приборами: генератор
импульса и двухлучевой
прямоугольного импульса и двухлучевой
осциллограф
осциллограф
Измерить цифровую апертуру Ознакомиться аппаратурами измерения
оптического волокна.
апертуры двухслойного оптического
волокна.
Измерить цифровую апертуру Ознакомиться аппаратурами измерения
оптического волокна
цифровой
апертуры
оптического
волокна.
Защита устройств связи от Узнать
характеристики
внешних
внешних
электромагнитных опасных влияний. Знать меры защиты
влияний.
внешних электромагнитных влияний
Защита устройств связи от внеш- Исследовать электрические характеристиних электромагнитных влияний
ки устройств опасного тока и напряжения
Защита кабелей от коррозии
Виды коррозии кабелей и изучить их
появление. Уметь проводить измерения
определения коррозии кабелей. Защита
кабеля с дренажными устройствами.
Защита кабелей от коррозии
Уметь методы защиты от коррозии.
Защита слоя кабеля с помощью катодной
станции. Измерить элкектрический ток
проводимый по кабелю.
Определить
расстояние
до Ознакомление макетами измерительных
испорченного
волоконно приборов.
оптического кабеля
2
Определить
расстояние
до
14. испорченного
волоконно
оптического кабеля
Экспериментировать импульсным
15. методом линии связи
3
Проводить
измерение
расстояние
неисправности
до
волоконно
оптического кабеля связи
Изучить
теоретические
основы
импульсного метода. Ознакомиться
заданной
последовательностью,
определить скорость передачи импульса.
Ознакомиться устройством и принципом
измерения
импульсного
метода,
определить параметры. Исследовать
заданный цепь устройством, проводить
осцилограмму по причине. Построить
график зависимости от вида разворота
7
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
импульса, длительности передаваемого
импульса, расстояния неисправного
участка,
входного
сопротивления
неисправного участка и волнового
сопротивления.
3.4 Название темы и количество часов СРО (60 часов)
1. Исследовать устройства модуляции (4 часа).
2. Вопросы исследовани постоянных характеристик лавинных фотодиодов
(4 часа).
3. Исследовать пути эффективности повышения лучей оптических
источников волоконно оптических кабелей (4 часа).
4. Теоретический анализ затухания двух уровнего оптического волокна (4
часа).
5. Исследование затухания двух уровнего оптического волокна (4 часа).
6. Исследовать расходы соединения оптического волокна (4 часа).
7. Исследовать влияния импульса на расширение объема для разного типа
оптического волокна (4 часа).
8. Рассчитать расширение импульса оптического кабеля (4 часа).
9. Анализ сравнения расширения импульса в моно и поли-волокне
оптического кабеля (4 часа).
10. Исследовать влияние волн на цифровую апертуру двуслойного
оптического волокна (4 часа).
11. Исследовать возможность использования формулы A  n1 2 , (
n0  1(aya)
при определении цифровой апертуры волокна (4 часа).
12. Исследовать излучение луча в разных тиках оптического волокна (4
часа).
13. Исследовать импульсный метод измерения (4 часа).
14. Рассчитать динамический диапазон устройства измерения (4 часа).
15. Исследовать с испульсным сигналом линии связи (4 часа).
3.6 Название темы и количество часов СРОП (60 часов).
1. Структурная схема ВОСП и передача сигнала (4 часа).
2. Виды и типы волоконно-оптических кабелей (4 часа).
3. Распределение света (4 часа).
4. Детекторы светового излучения (4 часа).
5. Ухудшение передачи света (4 часа).
6. Дисперсионные характеристики (4 часа).
7. Характеристики оптических волокон (4 часа).
8. Волоконно-оптические усилители (4 часа).
9. Регенераторы (4 часа).
10. Волоконно-оптические линии связи (4 часа).
11. Кабельная прокладка с использованием волоконной оптики (4 часа).
12. Конструкция оптических кабелей (4 часа).
13. Планирование трассы и прокладка ВОЛС (4 часа).
8
14. Отечественные оптические кабели (4 часа).
15. Детекторы оптических кабелей (4 часа).
Таблица проведения занятий
№
I
День
II
Время
III
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1
25
26
27
28
29
30
1
2
3
2
3
Наименование тем
IV
Лекции
Введение. Передача сигнала по оптическому волокну.
Структурная схема ВОСП
Волоконно-оптический кабель
Классификация волоконно-оптического кабеля
Распределение света по оптическому волокну
Лучевой подход распределения света по оптическому
волокну
Оптические разъемы светового излучения
Оптические источники света и детекторы светового
излучения
Ухудшение передачи света
Потери и ослабление сигнала в оптическом волокне
Выбор оптических фильтров по их поляризационным
характеристикам
Выбор
оптических
фильтров
по
другим
характеристикам
Характеристики передачи
Характеристики оптических волокон
Регенераторы
Волоконно-оптические усилители
Мультиплексирование с разделением по длине волны
Дифракционная решетка на массиве волноводов
Наружная прокладка ВОЛС
Планирование трассы и прокладка ВОЛС
Внутриобъектовая
кабельная
прокладка
с
использованием волоконной оптики
Прокладка центральной магистрали
Требования к конструкциям оптических кабелей
Разделение оптического кабеля по различным
признакам
4
Порядок маркировки оптических кабелей
Требования к маркировке оптического кабеля связи
Городские оптические кабели
Отечественные оптические кабели
Зарубежные оптические кабели
Объектовый кабель
Практические занятия
Изучить построения оптических кабелей и
электрических характеристик
Исследовать
качество
соединения
оптических
волоконн.
Источники оптического излучения и исследование
9
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
характеристики приемника
Исследовать структуру кабельного соединения и
ВОКС. Ознакомление элементами затухания ВОКС.
Определить коэффициент затухания и расходы
соединения ВОКС.
Исследование дисперсии оптического волокна
Генератор прямоугольного импульса и двухлучевой
осциллограф
Измерить цифровую апертуру оптического волокна.
Измерить цифровую апертуру оптического волокна
Защита
устройств
связи
от
внешних
электромагнитных влияний.
Защита
устройств
связи
от
внеш-них
электромагнитных влияний
Защита кабелей от коррозии
Защита кабелей от коррозии
Определить расстояние до испорченного волоконно
оптического кабеля
Определить расстояние до испорченного волоконно
оптического кабеля
Экспериментировать импульсным методом линии
связи
4. Учебно-методические материалы по дисциплине
Основная литература:
1. Бутусов М.М., Верник С.М. и др. Волоконно-оптические системы
передачи. М. 192 г. (Волоконный световод, компоненты ВОСП,
помехоустойчивость и оптимизация, проектирование, строительство).
2. Докалд Д.Ж., Стерлинг. Волоконная оптика. М., 1998 г. (Волоконно
оптические компоненты, шумы, передатчики и приемники, волоконныеоптические системы, прокладка, изоляция).
3. Иоргачев Д.В., Бондаренко О.В. М., 2002 г. (Основные принципы,
параметры, конструкция, характеристики, испытание, измерение, строительство
и монтаж, эксплуатация).
4. Марков М.В., Михайлов А.Ф. Линейные сооружения железнодорожных
АТС. М., 1980 г. (Защита кабелей от внешних электромагнитных волн,
атмосфера коррозия).
5. Михаилов М.И. и др. Электромагнитные влияния на сооружения связи.
М. 1979 г. (Внешние опасные и мешающие влияния).
6. Скляров О.К. Современные волоконно-оптические системы передачи.
М., 2001 г. (SDH, PDH, методы уплотнения, аналоговые ВОСП, усилители).
Дополнительная литература:
1. Вербовецкий А.А. Основы проектирования цифровых оптоэлектронных
систем связи. М., 2000 г. (физические характеристики, компоненты,
проектирование, волоконные оптические сети передачи данных).
10
2. Виноградов и др. Линии ЖДАТС. М., 2002 г. (Конструкция,
характеристики, параметры, кабели).
3. Фридман Р. Волоконно-оптические системы связи. М., 2006 г.
4. Девид Бейли, Эдвин Райт. Волоконная оптика, теория и практика. М.,
2006 г.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Цели и задачи дисциплины……………………………………………... 3
2. Система оценки знаний…………………………………………………. 3
3. Содержание дисциплины……………………………………………….. 4
4. Учебно-методические материалы по дисциплине
……………………..
11
10
12