Оптоталшықты сызықтық байланыстар

Ерсаинова Жансая Ерлановна

Оқытушының портфолиосы

Сипаттама: «Оптоталшықты байланыс тізбегі» пәнінде талшықты-оптикалық беру жүйелерін құру әрекеттері, бір талшықты екі жолақты бір кабельді және екі талшықты бір жолақты бір кабельді құру сұлбалары, мультиплексор мен демультиплексордың жұмыс істеу принциптері, тығыздау тәсілдері, оптикалық қабылдау және беру қондырғылары, оптикалық ретранслятор, оптикалық беру жүйесінде қолданылатын аппаратуралар және олардың құрылымдылық сұлбалары мен техникалық сипаттамалары, беруші және қабылдаушы оптикалық модульдер қарастырылған.

Кредиттер саны: 6

Пререквизиты:

  • Инженерлік білім беруге кіріспе
  • Радиотехника және телекоммуникация негізі

Пәннің еңбек сыйымдылығы:

Жұмыс түрлері сағат
Дәрістер 30
Практикалық жұмыстар 30
Зертханалық жұмыстар
СӨЖО 30
СӨЖ 90
Қорытынды бақылау нысаны емтихан
Қорытынды бақылауды жүргізу нысаны Емтихан

Компонент: Таңдау бойынша компонент

Цикл: Базалық пәндер

Мақсат
  • Студенттерге кең жолақты қатынау (GPON, FTTx) және магистралдық деректерді беру (DWDM) технологияларын ескере отырып, оптикалық талшықты байланыс желілерін жобалау, құру, пайдалану және диагностикалау бойынша теориялық білім мен практикалық дағдыларды қалыптастыру.
Міндет
  • Студенттерге оптикалық талшықты байланыс желілерінің құрылымы мен жұмыс істеу принциптерін түсіндіру.
  • GPON, FTTx, DWDM секілді заманауи оптикалық технологиялармен таныстыру және оларды талдауға үйрету.
  • Оптикалық байланыс желілерін жобалау, есептеу және техникалық параметрлерін анықтау әдістерін меңгерту.
  • Оптикалық желілерді құрастыру, монтаждау, дәнекерлеу және диагностика жүргізу дағдыларын қалыптастыру.
  • Байланыс желілерінің сапасы, сенімділігі және қауіпсіздігін қамтамасыз ету тәсілдерін үйрету.
  • Оптикалық байланыс технологияларының даму тенденциялары мен болашақ бағыттары туралы білім беру.
Оқыту нәтижесі: білу және түсіну
  • Оптикалық сигналдарды талшықтық байланыс желілерінде жеткізу принциптерін білу.
  • Оптикалық талшықта жарықтың таралуының физикалық негіздерін және талшық параметрлерінің сигнал сапасына әсерін түсіну.
  • Оптикалық талшық кабельдердің, сондай-ақ ВОЛС‑тің активті және пассивті компоненттерінің құрылымы мен сипаттамаларын білу.
  • Пассивті оптикалық желілердің (PON), соның ішінде GPON‑ның архитектурасын және жұмыс істеу принциптерін түсіну.
  • FTTx (FTTH, FTTB, FTTC және т.б.) қатынау желілерінің негізгі түрлерін және олардың қолдану ерекшеліктерін білу.
  • DWDM технологиясының принциптерін, соның ішінде сигналдарды толқын ұзындығы бойынша мультиплексирлеу және демультиплексирлеу әдістерін түсіну.
  • Оптикалық талшық желілерін әртүрлі мақсатта — магистральдықтан бастап абоненттікке дейін — жобалау, құру және пайдалану әдістерін білу.
  • ВОЛС‑ке арналған өлшеулер, диагностика және техникалық қызмет көрсету талаптарын түсіну.
Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану
  • Коммуникациялық тапсырмаларды шешуде заманауи техникалық құралдар мен ақпараттық технологияларды қолдану.
  • GPON, FTTx және DWDM технологияларын пайдалана отырып, оптикалық талшықтық байланыс желілерінің схемаларын әзірлеу.
  • Өткізу қабілеті, қашықтық және сигналдың жоғалуы талаптарын ескере отырып, ВОЛС‑тің негізгі жобасын жасау және параметрлерін есептеу.
  • Оптикалық желілерді жобалау үшін арнайы бағдарламалық қамтамасыз ету мен модельдеу құралдарын пайдалану.
  • GPON жабдығы мен DWDM жүйесінің компоненттерін баптау және сынау жұмыстарын жүргізу.
  • Сәйкес аспаптарды (OTDR, жарық көздері, қуат өлшегіштер және т.б.) пайдалана отырып, ВОЛС параметрлерін (әлсіреу, шағылу, сигнал деңгейі және т.б.) өлшеу жұмыстарын жүргізу.
  • Өлшеу нәтижелерін талдап, оптикалық талшықтық байланыс желілеріндегі ақауларды анықтау.
  • FTTx желілерін құру принциптерін қалалық және ауылдық аймақтарда кең жолақты қатынау ұйымдастыру бойынша шешімдерді әзірлеуде қолдану.
Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру
  • Команда мүшесінде жеке тиімді жұмыс істеп, жеке топтарды басқару білімділігін көрсесте білу, жеке жауапкершілікті қолдана білу, кәсіби этика мен ережелерді қолдана білу.
  • ВОЛС жабдығы мен компоненттерінің техникалық сипаттамаларын талдап, сенімділік, құны және өнімділік критерийлері бойынша оңтайлы шешімдерді таңдау.
  • Өлшеу және диагностика нәтижелеріне сүйене отырып, оптикалық талшықтық желінің жағдайы туралы негізделген қорытындылар жасау.
  • ВОЛС‑ті жобалау, енгізу және пайдалану кезінде туындайтын тәуекелдерді бағалап, оларды азайтудың жолдарын ұсыну.
  • Оптикалық желілердің құрылымдық схемаларын масштабталу мүмкіндігі, сенімділігі және даму перспективалары тұрғысынан сыни талдау.
  • Техникалық шешімдер қабылдауда оптикалық байланыс саласындағы заманауи үрдістер мен стандарттарды ескеру.
Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер
  • Оптикалық талшықтық байланыс желілерін жобалау, енгізу және қызмет көрсету кезінде командалық тиімді өзара әрекеттесу.
  • ВОЛС бойынша техникалық шешімдерді ауызша және жазбаша түрде дұрыс баяндау, соның ішінде есептер, презентациялар және жобалық құжаттамаларды дайындау.
  • Кәсіби терминологияны (GPON, FTTx, DWDM) әріптестермен, тапсырыс берушілермен және мердігер ұйымдардың өкілдерімен байланыс кезінде пайдалану.
  • Байланыс желілерін құру және жаңғырту бойынша жобалық шешімдерді талқылауға және қорғауға қатысу.
  • Жобалық топ құрамында техникалық баламалар мен шешімдерді қарастыру кезінде өз пікірін негіздеп қорғау.
Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі
  • Оптикалық талшықтық байланыс жабдықтары мен технологиялары бойынша техникалық құжаттамаларды, стандарттар мен анықтамалық материалдарды өздігінен табу, талдау және пайдалану.
  • ВОЛС саласындағы жаңа технологиялардың дамуын қадағалап, оларға бейімделу, соның ішінде GPON, FTTx және DWDM сегменттеріндегі заманауи және перспективалы шешімдерді ескеру.
  • Алынған білімді әрі қарай кәсіби даму үшін, соның ішінде телекоммуникациялар мен ақпараттық технологиялар салаларының жақын салаларында қолдану.
  • Оқытуын саналы түрде жоспарлау, білімдегі олқылықтарды анықтау және оларды толтыру мақсаттарын белгілеу.
  • Оптикалық байланыс саласындағы практикалық және зерттеу тапсырмаларын шешу үшін заманауи ақпарат көздерін (ғылыми жарияланымдар, кәсіби форумдар, стандарттар деректер базалары және т.б.) пайдалану.
Оқыту әдістері

Электрондық оқыту (e-learning) және қашықтықтан білім беру технологиялары (ҚБТ): Оқу материалдарын орналастыру, тесттер өткізу, тапсырмаларды тапсыру және кері байланыс алу үшін LMS (Moodle, Canvas, Google Classroom) платформаларын пайдалану.

Мультимедиялық және визуалды технологиялар: Оптикалық компоненттер мен желілердің жұмыс принциптерін көрнекі көрсету үшін анимациялар, 3D модельдер, видео сабақтар және симуляторларды қолдану.

Виртуалды зертханалар және симуляторлар: Физикалық жабдық шектеулі болған жағдайда ВОЛС, GPON, DWDM желілерін модельдеу және талдау үшін бағдарламалық қамтамасыз етуді (мысалы, OptiSystem, FiberSim, Cisco Packet Tracer, GNS3 және т.б.) пайдалану.

Жобалық оқыту (Project-Based Learning): Студенттер практикалық бағыттағы тапсырмаларды орындайды — мысалы, нақты немесе шартты елді мекен үшін FTTx желісінің фрагментін әзірлеу.

Мәселеге бағытталған оқыту (Problem-Based Learning): Техникалық кейстерді шешу — белгілі шектеулерді ескере отырып (баға, қашықтық, жабдық) байланыс ұйымдастырудың оңтайлы жолын іздеу.

Интерактивтік технологиялар: Сабаққа іскерлік ойындар, жағдайларды талдау, интерактивтік сауалнамалар (Mentimeter, Kahoot, Quizizz), сондай-ақ шағын топтарда талқылауды енгізу.

Флиппед-класс (аударма оқыту): Студенттер теориялық материалды өз бетінше оқиды (видео, презентациялар, мақалалар), ал сабақтарда практикалық тапсырмалар мен талдаулар орындалады.

Ынтымақтастық технологиялары: Жобалар бойынша командаларда жұмыс жасау, техникалық шешімдерді онлайн тақталарда талқылау (Miro, Mural), бұлттық құжаттарды бірлесіп пайдалану (Google Docs, Notion).

Микрооқыту (Microlearning): Белгілі бір ұғым немесе технологияны (мысалы, GPON жүйесіндегі OLT жұмыс принципі) үйретуге арналған қысқа тақырыптық модульдерді (5–10 минут) дайындау.

Кәсіби бағдарламалық қамтамасыз ету мен цифрлық құралдарды пайдалану: Студенттерді салада қолданылатын нақты жабдықтар мен бағдарламалық құралдармен жұмысқа үйрету (мысалы, ITU-T құжаттамасы, стандарттар деректер базасымен жұмыс, Huawei, ZTE, Cisco және басқа бағдарламалық қамтамасыз ету).

Дәріс сабақтарының тақырыптары
  • Оптикалық талшықтық байланыс желелеріне кіріспе: негізгі ұғымдар және қолдану саласы
  • Оптикалық талшықтардағы жарықты тарату физикалық негіздері
  • Оптикалық талшықтардың түрлері және олардың сипаттамалары
  • Оптикалық талшықтық жүйелердің компоненттері: бергіштер, қабылдағыштар және пассивті элементтер
  • Оптикалық талшықтық байланыс желілеріндегі модуляция және мультиплексирлеу әдістері
  • DWDM технологиясы: жүйелердің жұмыс принциптері мен архитектурасы
  • DWDM желілерін жобалау және пайдалану
  • GPON технологиясына кіріспе: құрылымы және стандарттары
  • GPON желілерінің компоненттері және топологиялары
  • GPON желілеріндегі трафикті басқару және қауіпсіздік
  • FTTx технологиялары: түрлері, архитектуралары және қолданылуы
  • FTTx желілерін жоспарлау және монтаждау
  • Оптикалық талшықтық желілерді тестілеу және диагностика әдістері
  • Оптикалық талшықтық жүйелердегі заманауи стандарттар мен протоколдар
  • Оптикалық талшықтық байланыс желілерін дамыту перспективалары мен инновациялар
Негізгі әдебиет
  • Васильев А. А. Оптические линии связи: теория и практика. — М.: Горячая линия – Телеком, 2020. (Подробно рассматриваются принципы передачи по оптоволокну, проектирование и эксплуатация ВОЛС)
  • Гребенщиков Г. И. Оптоволоконные технологии передачи информации. — М.: Техносфера, 2019. (Рассматриваются одномодовые и многомодовые линии, GPON, DWDM)
  • WCDMA for UMTS: HSPA Evolution and LTE, Harri Holma, Antti Toskala,
  • Зуев В. Е., Рудаков М. А. Оптоволоконные линии связи и технологии широкополосного доступа. — СПб.: Питер, 2021. (Включены темы FTTx, архитектуры доступа, проектирование сетей)
  • Мищенко В. П. Технологии мультиплексирования в волоконно-оптических системах связи. — М.: Эко-Трендз, 2018. (Хорошо раскрыты принципы WDM и DWDM)
  • ITU-T Recommendations G.984.x, G.987.x, G.9807.x (Международные рекомендации по технологиям GPON, XG-PON, NG-PON2 — в переводе или оригинале)
  • Cisco Press / Huawei Training Materials (в переводе или оригинале) Учебные пособия и технические гайды по сетевым решениям FTTx, GPON, DWDM от производителей оборудования.
Қосымша әдебиеттер
  • Senior, J. M. Optical Fiber Communications: Principles and Practice. — Pearson, 2013. Классическое издание по оптической связи, с подробным описанием технологий DWDM и FTTx.
  • Nag, A. Fiber Optic Communications: Fundamentals and Applications. — McGraw-Hill Education, 2020. Современный учебник, раскрывающий технологии GPON, DWDM, а также архитектуры FTTx.
  • Keiser, G. Optical Fiber Communications. — McGraw-Hill Education, 2011. Подробное руководство по физике и технологиям оптических сетей, включая мультиплексирование и пассивные оптические сети.
  • Davies, S. Fiber to the Home: The New Broadband Access Network. — McGraw-Hill Professional, 2002. Фокус на технологиях FTTx и GPON, рассмотрение примеров внедрения и эксплуатации.
  • Ishimaru, A. Optical Communication Systems: Principles and Practice. — Cambridge University Press, 2017. Описание принципов построения систем DWDM и их применение в современных сетях.