КАФЕДРА ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

д.т.н., профессор Панченко Борис Алексеевич

к.т.н., доцент Будылдина Надежда Вениаминовна

Направления подготовки бакалавров

11.03.02 - Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Профили:

1.Цифровое телерадиовещание

2.Инфокоммуникационные технологии в сервисах и услугах связи

3.Оптические системы и сети связи

4.Сети связи и системы коммутации

5.Многоканальные телекоммуникационные системы

11.03.01 – Радиотехника

Профиль:Аудиовизуальная техника

09.03.01 - Информатика и вычислительная техника

1.Программное обеспечение средств вычислительной техники и автоматизированных систем

Дисциплины кафедры:

1.Экология

2.Физические основы электроники

3.Общая теория связи

4.Цифровая обработка сигналов

5.Электропитание устройств и систем телекоммуникаций

6.Инженерная и компьютерная графика

7.Вычислительная техника и информационные технологии

8.Схемотехника телекоммуникационных устройств

9.Теория электрических цепей

10.Электромагнитные поля и волны

11.Электроника

12.Сетевые технологии высокоскоростной ПД

13.Дополнительные разделы теории цепей

14.Основы сетевых технологий в инфокоммуникационных системах и сервисах

15.Организация ЭВМ и систем

16.Системы документальной электросвязи

17.Методы статистического кодирования в системах передачи данных

18.Электропреобразовательные устройства РЭС

19.Цифровые устройства и микропроцессоры

20.Схемотехника аналоговых электронных устройств

21.Основы теории цепей

22.Распространение радиоволн и АФУ

23.Электродинамика и распространение радиоволн

24.Радиоавтоматика

25.Радиотехнические цепи и сигналы

26.Основы компьютерного проектирования РЭС

27.Помехоустойчивое кодирование в системах телекоммуникаций

28.Сети передачи аудио- и видеоданных

29.Пакетные радиосети

30.Устройства СВЧ и антенны

31.Архитектура вычислительных сетей

32.Электротехника, электроника и схемотехника

33.Системы и услуги документальной электросвязи

34. Планирование развития сервисов и услуг связи на базе инфокоммуникационных технологий

35.Сети и телекоммуникации

36.Корпоративные инфокоммуникационные системы и услуги

37.Системы сетевого сопровождения и поддержки инфокоммуникационных услуг

38.Архитектура и программное обеспечение сетевых инфокоммуникационных устройств

39.Администрирование в инфокоммуникационных системах

Направления подготовки магистратуры:

11.04.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Профиль:

1. "Многоканальные телекоммуникационные системы"

09.04.01 Информатика и вычислительная техника

Профиль:

1. Программное обеспечение средств вычислительной техники и автоматизированных систем

Направления подготовки аспирантуры:

11.06.01 Электроника, радиотехника и связь

Направленность (научная специальность) 05.12.13 Системы, сети и устройства телекоммуникаций

09.06.01 Информатика и вычислительная техника

Направленность (научная специальность) 05.13.15 Вычислительные машины, комплексы и компьютерные сети

Дисциплины кафедры:

1. Распределенные IT технологии, системы и приложения

2. Телекоммуникационные системы и сети

3. Специальные разделы теории передачи информации

4. Беспроводные технологии и сети ЭВМ

5. Теория построения инфокоммуникационных сетей и систем

6. Теория электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и систем

ЛАБОРАТОРИИ КАФЕДРЫ

 Развитие материальной базы кафедры Общепрофессиональных дисциплин технических специальностей  в условиях внедрения федерального государственного образовательного стандарта высшего образования  третьего поколения.

      Улучшение инновационного образования – создает на кафедре общепрофессиональных дисциплин технических специальностей и в целом в институте оптимальную, устойчивую, учебно-организационную и научно-методическую среду, обеспечивающую поддержку инновационных подходов к образовательному процессу, которые ориентированы на интеграцию научно- образовательного потенциала вуза.

   С 2013 года в эксплуатацию были введены ряд новых лабораторий по учебным дисциплинам «Радиотехнические системы», «Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства» и модернизированы существующие лаборатории. Модернизация лабораторий кафедры необходима для экспериментальной и научно-исследовательской деятельности учебного процесса в рамках новых образовательных программ.  Оснастили лаборатории современным компьютерным оборудованием, которое позволяют проводить исследовательскую работу с использованием пакетов  Electronics WorkBench 5.12 и MatLab, поднять обучение схемотехники и электроники на качественно новый уровень в исследовании  усилителей на биполярных транзисторах, дифференциальных каскадов на биполярных транзисторах, операционных усилителей их  характеристики и  параметры. Исследование характеристик и   параметров полупроводниковых диодов, характеристик и параметров биполярного транзистора, характеристик и параметров полевого транзистора с управляющим p-n-переходом, архитектуры микроконтроллеров семейства MCS-51 и средства разработки программного обеспечения, системы команд микроконтроллеров семейства, архитектуру микроконтроллеров  семейства MCS-51 и средства разработки программного обеспечения MCS-51 и т.д.

Также на персональных компьютерах в рамках курса «Инженерная и компьютерная графика» студенты обучаются навыками владения AutoCAD. Основное обучение курса «Инженерная и компьютерная графика» проходит в специализированных аудиториях для чертежных работ.

В 2015 году была модернизирована лаборатория «Радиотехнические системы» В лабораторию,  были закуплены лабораторные стенды для изучения спутниковой системы навигации GPS/ГЛОНАСС, а также установлена телекоммуникационная стойка с сетевым оборудованием CISCO.

Лабораторные стенды исследования навигационной системы GPS/ГЛОНАСС позволяют изучать различные особенности работы спутниковой связи.

 В лабораториях кафедры студенты осуществляют полный цикл монтажа структурированной кабельной системы корпоративных сетей. В частности выполняется обжим витой пары категории 5е, его расшивка в розетки RJ-45 и на патчпанели категории 5е, осуществляется подключение СКС к коммутационному оборудованию CISCO и выполняется настройка этого оборудования.

В 2015 году была  введена в эксплуатацию универсальная интерактивная аудитория для проведения лекционных и практических работ. В данных лабораториях установлена интерактивная доска IQBoard с проектором, что позволяет вести лекционное занятие как с помощью презентаций MS PowerPoint, так и в виде интерактивной формы с помощью всех возможностей интерактивной доски IQBoard.

В модернизированной  лаборатории «Теория электрических цепей» проводятся исследования: закона Ома и Кирхгофа, уравнения электрического равновесия, энергетических процессов в электрических цепях, цепей со взаимной индуктивностью, резонансных цепей,  цепей с распределенными параметрами и т.д. Для этого используются  лабораторные  стенды, осциллографы, вольтметры, генераторы и КИП для лабораторных стендов по курсу "ТЭЦ".

     С целю повышения качества подготовки специалистов и уровня проводимых научно- исследовательских работ студентами в  данной лаборатории при кафедре общепрофессиональных дисциплин технических специальностей  по образовательной программе  «Основы теории цепей» используется National Instruments (NI) ELVIS, которое хорошо приспособлено для эффективного проведения практических  и лабораторных занятий.  

Лаборатория «Теория электрических цепей» оснащена персональными компьютерами на которых установлено программное обеспечение MatCad  и MatLab для исследований по основным направлениям теории цепей.

  Оборудование и программное обеспечение при лаборатории активно используется бакалаврами и магистрантами.

Для исследования дисперсионных свойств прямоугольного и коаксиального волноводов применяется  генератор СВЧ диапазона Г4-83, совмещенные измерительные линии на основе прямоугольного и коаксиального волноводов, регистратор, короткозамыкатель для коаксиальной линии, короткозамыкающий поршень для линии на основе прямоугольного волновода, соединительный кабель.

Для решения задач  измерения полных сопротивлений с помощью измерительной линии применяется генератор СВЧ диапазона Г4-195, измерительная линия Р1-4, микроамперметр, короткозамыкающий поршень, согласованная нагрузка, волноводная секция со штырем с переменной глубиной погружения, аттенюатор, фазовращатель, индуктивная диафрагма, короткозамыкающая пластинка.

Для исследования нерегулярных элементов в прямоугольном волноводе используется панорамный измеритель КСВ Р2-61, согласованная нагрузка, симметричные индуктивная, емкостная диафрагмы, резонансная диафрагма, индуктивный штырь.

Для измерения добротностей объемного резонатора измерительная линия Р1-28, регистратор, короткозамыкающий поршень, индуктивная диафрагма.

Для определения эквивалентного сопротивления нагрузки и ее узкополосное согласование с волноводом  используется измеритель модуля коэффициента передачи и отражения Р2М-18, датчик КСВ, коаксиальный кабель «измеритель-датчик КСВ», коаксиальный кабель «датчик КСВ-нагрузка», коаксиально-коаксиальный переход, коаксиально-волноводный переход, волноводная секция 23х10 мм с штырем с регулируемой глубиной погружения и возможностью перемещения вдоль волновода (одношлейфовый трансформатор), измерительная линия, индикатор измерительной линии, регулируемый аттенюатор, короткозамыкающая пластина.

Для исследования невзаимных ферритовых устройств в прямоугольном волноводе применяется  измеритель модуля коэффициента передачи и отражения Р2М-18, датчик КСВ, детектор, коаксиальный кабель «измеритель-датчик КСВ», коаксиальный кабель «датчик КСВ-нагрузка», два коаксиально-коаксиальных перехода, два коаксиально-волноводных перехода, вентиль, Y-циркуляторы, согласованная нагрузка. Генератор СВЧ диапазона типа Г4-83 - ГСВЧ.

Для исследования характеристик многоплечих узлов СВЧ – трактов» используется измеритель модуля коэффициента передачи и отражения Р2М-18, датчик КСВ, детектор, коаксиальный кабель «измеритель-датчик КСВ», коаксиальный кабель «датчик КСВ-нагрузка», два коаксиально-коаксиальных перехода, два коаксиально-волноводных перехода, два направленных ответвителя, щелевой мост, две согласованные нагрузки.

Лабораторная установка для сравнительного исследования дисперсионных свойств прямоугольного и коаксиального волноводов применяется лабораторная установка «Исследование волноводной дисперсии и структуры поля в волноводах».

Целью данной работы является: экспериментальное измерение длины волны в волноводе Λ_в; вычисление фазовой скорости V_ф по измеренному значению длины волны; эксперисментальное исследование зависимости фазовой скорости от частоты V_ф(f).

Лабораторная установка для  исследования явления полного внутреннего отражения. Целью данной работы является изучение зависимости коэффициента отражения от угла падения на границу раздела двух диэлектриков для различных видов поляризации падающей волны.

Экспериментально определить поляризацию падающей волны, для которой наблюдается полное прохождение через границу раздела и соответствующий угол падения (угол Брюстера). Экспериментально определить значение угла полного внутреннего отражения. Экспериментально оценить зависимость углов Брюстера и полного внутреннего отражения от коэффициента преломления сред. Экспериментально изучить практическое использование анализируемых явлений. В установке используется полупроводниковый лазерный диод ЛД с блоком питания. Лазер укреплен в юстировочном устройстве  позволяющем изменять направление распространения лазерного луча в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает простоту настройки всего макета в целом.

Кроме того, лаборатория оснащена передающими и приемными антеннами для экспериментального исследования характеристик направленности источника излучения и поляризации простейших источников электромагнитных волн.

Особенность данной лаборатории является не только наличие современного оборудования для исследования СВЧ устройств, ферритовых устройства в прямоугольном волноводе, коэффициентов затухания  и дисперсии в многомодовых и одномодовых световодах, но и оснащена  парком компьютеров Р4Core 2 Duo для исследовательской работ в системе MatLab.

На основе закупленного оборудования и программного продукта на кафедре Общепрофессиональных дисциплин технических специальностей УрТИСИ СибГУТИ выполняются выпускные квалификационные работы   и магистерские диссертации.

Возможности приобретенного оборудования позволяют использовать его в самых различных сферах, например, таких как проектирование радиоэлектронной техники нового поколения, проведение измерений линий связи, оценка качества работы каналов связи, решение проблем электромагнитной совместимости устройств и т.п.

На базе оборудования и программного обеспечения в лаборатории можно проводить занятия по курсам повышения квалификации специалистов занятых проектированием, эксплуатацией систем связи, специалистов работающих в сфере информационных технологий, специалистов выполняющих по роду деятельности  измерения характеристик сигналов, уровня помех волоконной оптики, электромагнитной совместимости, электромагнитного взаимодействия  и других областях.

Теоретические и практические навыки сотрудников кафедры общепрофессиональных дисциплин технических специальностей их высокий научный потенциал (на кафедре работают 1 доктор наук, 12  кандидатов наук) дают уверенность в работоспособности вновь созданной лаборатории и эффективном ее использовании.

По приборному  и программному обеспечению лаборатория  исследования СВЧ устройств, устройств оптического диапазона и электромагнитных полей и волн для телекоммуникационных устройств  не имеет себе равных как в городе Екатеринбурге, так и во всем Уральском  федеральном округе.

 На современном этапе развития коммутационное оборудование для создания мультисервиных сетей развивается очень быстро. В этой связи целью учебного заведения является развитие материальной базы института для более углубленного изучения современного оборудования и научно-исследовательской работы  в области телекоммуникаций.

С целью повышения качества подготовки специалистов и уровня проводимых научно-исследовательских работ преподавателями и сотрудниками на кафедре общепрофессиональных дисциплин технических специальностей  Уральского технического института связи и информатики в 2009 году была реконструирована данная лаборатория с применением  коммутационного оборудования D-Link.

Для этого было приобретено  и установлено  оборудование:

коммутатор L3 управляемый стековый 20*Giga UTP, 4*Combo; коммутаторы L2 управляемый 24*10/100Mbps; двухдиапазонные беспроводной маршрутизаторы /мосты 802,11n;  межсетевые экраны VPN, 7*10/100 LAN, 1 DMZ, 2 WAN;  точеки доступа для создания беспроводных сетей WI-Fi; маршрутизаторы ADSL/ADSL2/ ADSL2+4*10/100, QoS;  камеры интернет SoHo;  телефоны VoIP; проведено 10 телефонных номеров от действующей станции SI 2000.  Закупили и установили 23 персональных компьютера Р4 Core 2 Duo  c  подключением к вузовской сети.

    В лаборатории после приобретения данного оборудования появилась возможность исследования систем абонентского доступа xDSL, приобрести навыки администрирования, настройки и конфигурирования ADSL мультиплексора IP DSLAM DAS-3224/E/B через LCT клиент.

Исследовать алгоритмы работы коммутаторов на основе протокола STP, осуществлять настройку и конфигурирование коммутаторов, маршрутизаторов и сетевых экранов, а также организовывать VLAN  и видеоконференцсвязи.

Исследование и настройка IP –телефонии.

Исследование основных настроек коммутаторов Catalyst 2820 и маршрутизаторов Cisco серии 2500 и 1605r, исследование режимов администрирования ОС IOS Cisco и  принципов базового конфигурирования протокола OSPF на маршрутизаторах.

Исследование и настройка беспроводных локально-вычислительных сетей и сетей Wi-Fi, управление и настройка соединения беспроводной сети стандарта 802.11.

          В лаборатории используются виртуальные лабораторные работы по изучению IP-адресации, протоколов Frame Relay,x.25, технологии АТМ и SDH.

     Одной из важных задач лаборатории заключается в проведении научных исследований по приоритетному направлению науки и техники - информационно-телекоммуникационные системы сетей нового поколения магистрантами и аспирантами.

        Конкретная тематика научных исследований включает решение таких задач, как: оптимизация сетей с многопротокольной коммутацией по меткам, анализ алгоритмов маршрутизации в мультисервисных сетях; принципы маршрутизации GMPLS и т.д.

Также в лаборатории установлена телефонная цифровая станция  LDK-300 KSU. Исследуется принцип работы и устройство цифровой станции. Производится настройка и анализ работы станции.

  Таким образом,  лаборатория «Сетевые технологии высокоскоростной передачи данных» и   «Сети и телекоммуникации» оснащена всем необходимым оборудованием для обеспечения исследований в данной области.

        В лаборатории «Теории электрической связи» проводятся исследования: спектра сигналов с амплитудной модуляцией и  прохождение АМ - сигналов через избирательные цепи; спектра сигналов с угловой модуляцией и  прохождение сигналов с угловой модуляцией через избирательные цепи; Демодуляция сигналов с АИМ и ШИМ; разложение сигналов по системе функций Уолша; корреляционный анализ преобразования случайного процесса линейной цепью в стационарном режиме; функций автокорреляции случайных процессов; дискретизации и восстановления непрерывных сигналов и т.д.. Для этого используются  лабораторные  стенды, осциллографы, вольтметры и КИП для лабораторных стендов по курсу "ОТС".

     С целю повышения качества подготовки специалистов и уровня проводимых научно- исследовательских работ сотрудниками Уральского института связи и информатики    в  данной лаборатории при кафедре общепрофессиональных дисциплин технических специальностей  по образовательной программе  «Теория электрической связи» используется National Instruments (NI) ELVIS, которое хорошо приспособлено для эффективного проведения практических  и лабораторных занятий.  

Технология виртуальных инструментов объединяет технические средства измерения и управления, прикладное программное обеспечение и стандартные промышленные компьютерные технологии с целью создания измерительных, тестовых, управляющих и других технических систем. Технология виртуальных инструментов представляет собой идеальную платформу, как для разработки учебных курсов, так и для проведения научных исследований. Выполняя различные эксперименты в лабораторных практикумах, студенты комбинируют операции измерения, автоматизации и управления. В научных экспериментах технология виртуальных приборов предоставляет исследователю гибкость, необходимую для модернизации систем при возникновении непредвиденных обстоятельств. В National Instruments (NI) ELVIS используется программное обеспечение, разработанное в среде LabVIEW, и аппаратура сбора данных NI для создания виртуальной измерительной системы, обладающей функциональными возможностями комплекта привычных измерительных приборов. Лаборатория общей теории связи оснащена персональными компьютерами на которых установлено программное обеспечение MatCad  и MatLab для исследований по основным направлениям техники связи.

Оборудование и программное обеспечение при лаборатории активно используется магистрантами и аспирантами института проводятся  исследования по следующим направлениям:

«Исследование средств и способов повышения информационной безопасности систем связи при несанкционированном доступе в использовании высокочастотного навязывании»;

«Исследование методов повышения  информационной безопасности средств связи и оргтехники при наличии интермодуляционных излучений»;

 «Исследование возможностей перехвата информации при наличии интермодуляционных излучений» ит.д.

Таким образом, подобное оснащение  лаборатории позволило повысить качество  подготовки специалистов, бакалавров и магистрантов.

В лаборатории «Электропитание устройств и систем телекоммуникаций» установлены стенды для исследования работы различных узлов оборудования электропитания, таких как выпрямители и стабилизаторы. В учебной лаборатории установлены персональные компьютеры для обработки измерений, полученных в ходе выполнения лабораторных работ на учебных стендах. Также в лаборатории установлено оборудование электропитания, как наглядное пособие реализации устройств электропитания аппаратуры связи. 

В модернизированной лаборатории «Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства» установлено антенное и СВЧ оборудование, предназначенное для работы в составе сотовых и радиорелейных системах радиосвязи. Представлены макеты СВЧ части базовых станций GSM 900, позволяющие наглядно увидеть типы используемых антенн, а также макеты СВЧ генераторов, например клистронов и магнетронов. В кабинете установлены лабораторные стенды, позволяющие экспериментально измерить антенные характеристики рупорных, многовибраторных антенн, функционирующих в различных радиодиапазонах. Лабораторные стенды позволяют также исследовать характеристики направленности простейших источников излучения электромагнитных волн и их поляризацию.