602

УДК 004.9

Молькин Н.В. / Вычислительные сети [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / Н.В. Молькин; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2018. – 14 с.– 1 электрон.

опт. диск (CD-RW).

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Вычислительные сети» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в усвоении лекций, в подготовке к практическим занятиям.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Вычислительные сети» по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия, профиль Разработка программно-информационных систем.

Учебно-методическое пособие ориентировано на обучение в соответствии с календарным учебным графиком и учебным планом по основной профессиональной образовательной программе направления 09.03.04 Программная инженерия, профиль Разработка программноинформационных систем, утверждённым решением учёного совета ННГАСУ от 02.03.2018 г. (протокол № 3).

2

Оглавление

3

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основными целями освоения учебной дисциплины «Вычислительные сети» являются:

−обучение принципам функционирования телекоммуникационных систем и сетей, в частности используемыми стандартами, технологиями, линиями доступа, способами подключения области телекоммуникаций и перспективами их развития;

−развитие практических навыков на основе полученных знаний на примере реальных проектах, реализуемых операторами связи.

В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:

−структуру мобильных и фиксированных телекоммуникационных систем и сетей, принципы функционирования аппаратно-программное обеспечение телекоммуникационных систем, а также его технические и стоимостные характеристики;

−технологии и принципы построения телекоммуникационных систем; современные и основные стандарты в сфере телекоммуникационных технологий.

Уметь:

−анализировать конкретные практические требования к вновь разрабатываемой или модернизируемой телекоммуникационной системе;

−выбирать оптимальные технические решения на основе поставленных задач по критерию технико-экономической эффективности, а также уметь защитить, обосновать и презентовать выбор решения.

−

Владеть:

− теоретическими и практическими методами исследования с целью освоения новых перспективных технологий, навыками решения поставленных задач по проектированию телекоммуникационных систем и сетей.

Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, но и даст возможность ориентироваться в новом предметном поле программной инженерии.

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

1. Терминология теории телекоммуникационных систем

Закон о Связи, сеть связи, средства связи, линии связи, Электросвязь, оператор связи, абонент, типы сетей связи, рассмотрение сети связи общего пользования.

2. История связи на заре цивилизации

4

Изобретение телеграфа, первого телефонного аппарата, освоение радиоволн, оптический телеграф, его принцип работы, электромагнитный телеграф, принцип работы, код Морзе.

3. Фиксированная связь.

Способы подключения, организация нумерной емкости, способы организации «последней мили», используемые технологии, интеллектуальные и дополнительные услуги. Принципы прохождения трафика при местных, внутризоновых, междугородних вызовах.

4. Фиксированный доступ в интернет

Стек протоколов TCP/IP, выделенный доступ, коммутированный доступ, способы и варианты подключения. Технологии подключения: xDSL, Ethrernet, MEN. Статическая/динамическая IP адресация, домены, web-хостинг, FTP-сервер.

5. Каналы связи и услуги передачи данных

Организация выделенных цифровых каналов «точка-точка»: местные, междугородние, международные каналы связи. Принципы построения сетей передачи данных на базе технологий: IP VPN, IP VSAT, VP LAN, FR VPN.

6. Введение в стандарт GSM

История беспроводной связи и первых сетей, способы использования радиочастот, стандарты мобильной связи, сокращения, применяемые в системе сотовой связи, частотный диапазон, основные компонентые.

7. Описание мобильной станции

Виды, модели мобильных телефонов, функции мобильной станции, идентификационных модуль абонента. Идентификаторы сети GSM: идентификаторы абонента (MSISDN,IMSI, IMEI, ICCID), идентификаторы местоположения (MSRN, CGI, LAI).

8. Описание системы базовых станций

Функции подсистемы, производители оборудования. Описание функций транскодера, контролера базовых станций и базовых станций. Процедура Хэндовера, типы хэндоверов на сети. Принципы планирования сети.

9. Описание подсистемы коммутации

Функции подсистемы, функции и задачи основных узлов: MSC, VLR, HLR, AUC, SMC. Интерфейсы. Состояние мобильной станции при голосовых вызовах(IDLE, Active, Detached).

10. Развитие услуг мобильной передачи данных

Передача данных с коммутацией каналов (CSD,HSCSD), передача данных с коммутацией пакетов: GPRS, EDGE. Функции и задачи основных узлов подсистемы передачи данных: PCU, SGSN,GGSN. Состояние мобильной станции в момент установки GPRS соединения.

11. Варианты сценариев обслуживания вызовов и установки GPRS соединения

Регистрация в сети, типы роуминга, , исходящий/входящий вызов на сеть связи общего

5

пользования, международный вызов, регистрация и активация GPRS сессии.

12. Сети третьего поколения

UMTS – новый стандарт, современные тенденции, потребности в UMTS, стандартизация, этапы развития. Архитектуры сети третьего поколения: основные элементы их функции и задачи. Новые стандарты пакетной передачи данных: HSDPA,HSUPA.

6

2. Методические указания по подготовке к лекциям

2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях

Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.

Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.

Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.

При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.

2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций

Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.

Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.

В случае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.

2.3 Общие рекомендации по изучению материала лекций

Раздел 1: «Терминология теории телекоммуникационных систем» – 1 лекция.

Цель: дать основы понимания терминологии предметной области.

Раздел 2: «История связи на заре цивилизации» 2 лекции.

Цель: изучить предпосылки возникновения систем связи и дать обзор технологий, применявшихся в прошлом.

7

Содержание: Описание исторического развития систем связи.

Раздел 3: «Фиксированная связь». – 1 лекция.

Цель: изучить основы функционирования фиксированной связи.

Содержание: Способы подключения, организация нумерной емкости, способы организации «последней мили», используемые технологии, интеллектуальные и дополнительные услуги.

Раздел 4: «Фиксированный доступ интернет». – 2 лекции.

Цель: изучить основы фиксированного доступа в интернет.

Содержание: стек протоколов TCP/IP, выделенный доступ, коммутированный доступ, способы и варианты подключения. Технологии подключения: xDSL, Ethrernet, MEN. Статическая/динамическая IP адресация, домены, web-хостинг, FTP-сервер.

Раздел 5: «Каналы связи и услуги передачи данных». — 1 лекция.

Цель: изучить основы функционирования каналов связи.

Содержание: Организация выделенных цифровых каналов «точка-точка»: местные, междугородние, международные каналы связи.

Раздел 6: «Введение в стандарт GSM.». — 2 лекции.

Цель: изучить основы стандарта GSM. Содержание: Основы GSM.

Раздел 7: «Описание мобильной станции». — 2 лекции.

Цель: изучить основы мобильной связи.

Содержание: Виды, модели мобильных телефонов, функции мобильной станции.

Раздел 8: «Описание системы базовых станций». — 2 лекции.

Цель: изучить основы систем базовых станций.

Содержание: Функции подсистемы, производители оборудования. Описание функций транскодера, контролера базовых станций и базовых станций. Принципы планирования сети

Раздел 9: «Описание подсистемы коммутации». — 1 лекция.

Цель: изучить основы подсистем коммуникации. Содержание: Функции подсистем. Интерфейсы.

Раздел 10: «Развитие услуг мобильной передачи данных». — 2 лекции.

Цель: изучить основы услуг мобильной связи.

Содержание: Передача данных с коммутацией каналов и пакетов.

Раздел 11: «Варианты сценариев обслуживания вызовов и установки GPRS соединения». — только практики.

Цель: изучить варианты GPRS-соединений. Содержание: Основные принципы обслуживания GPRS.

8

Раздел 12: «Сети третьего поколения». — 2 лекции.

Цель: изучить основы сетей третьего поколения. Содержание: Архитектуры сети третьего поколения.

2.4Контрольные вопросы

1.Какая максимальная пропускная способность GSM-каналов.

2.Напишите стандарты передачи данных, использующие технологию пакетной коммутации.

3.Какой доступ в интернет предоставляется по аналоговым линиям.

4.Дайте определение понятию сеть связи.

5.Дайте определение понятия линия связи.

6.Дайте определение понятию оператор связи.

7.Дайте определение понятию средства связи.

8.Дайте определение понятию Электросвязь.

9.О какой сети связи идет речь: «Сеть организованная силами собственника, которая программно, технически или физически отделена от сети связи общего пользования»?

10.О какой сети связи идет речь: Сети связи специального назначения предназначены для нужд органов государственной власти, в том числе президентской связи, правительственной связи, связи для нужд обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка?

11.О какой сети связи идет речь: Сеть связи предназначена для возмездного оказания услуг электросвязи любому пользователю услугами связи на территории Российской Федераци?

12.Назвать сети связи, которые относятся к сети связи общего пользования.

13.Дайте определение номера доступа.

14.Верно ли утверждение, что пользователь может иметь более одного MSISDN.

15.Напишите стандарты передачи данных, использующие технологию коммутации каналов.

16.Какой доступ в интернет предоставляется по аналоговым линиям.

17.Какой элемент отвечает за направление трафика данных непосредственно от BSC к узлу коммутации пакетных данных.

9

3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям

3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям

Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.

Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.

3.2 Примеры задач для практических занятий

Пример № 1 Дайте определение понятию сеть связи. Пример № 2

Описать стек протоколов Интернет. Пример № 3 Описать алгоритм маршрутизации.

10