Связь и массовые коммуникации

Содержит краткие теоретические положения курса «Основы теории информации и кодирования», а именно: основы теории информации, основы теории кодирования и передачи информации по каналам связи, а так же примеры использования информационных моделей. Кроме этого пособие включает в себя лабораторный практикум, предназначенный для закрепления теоретического материала и представленный в виде подробного описания выполнения лабораторных работ. Для удобства пользования пособие содержит краткие справочные сведения по теории вероятностей, которые крайне необходимы при рассмотрении основных положений курса.

Описаны современные стандарты сжатия речевых и аудиосигналов, цифровых изображений и видеопоследовательностей. Учебное пособие предназначено для студентов направления 210400.62 Телекоммуникации, изучающих дисциплину «Обработка и передача мультимедийной информации», специальностей 010801.65 Радиофизика и электроника и 210302.65 Радиотехника физического факультета ЯрГУ. Материал может быть использован при подготовке студентами курсовых и дипломных проектов.

Даны основные определения и понятия в области систем обнаружения вторжений и компьютерных атак. Рассмотрены принципы построения и структура систем обнаружения вторжений. Анализируются способы развертывания, достоинства и недостатки существующих систем обнаружения вторжений. Центральное место в книге уделено методам обнаружения сетевых аномалий. Рассмотрены методы кратномасштабного вейвлет- и мультифрактального анализа алгоритмов обнаружения аномальных вторжений. Проведен анализ статистических, интеллектуальных, иммунных, нейросетевых и других алгоритмов обнаружения аномалий.

Рассматриваются основы построения виртуальных частных сетей (VPN). Даются основные определения. Описывается технология туннелирования в сетях. Подробно анализируются стандартные протоколы построения VPN и управление криптографическими ключами в VPN. Выделяются особенности различных вариантов и схем создания VPN. В качестве примеров реализации VPN приводятся различные российские продукты (по состоянию на момент выхода в свет первого издания книги).

Книга посвящена основам построения радиоканала для программно-конфигурируемого радио. Рассмотрены варианты функциональных схем трансивера, которые потенциально обеспечивают выполнение основных требований программно-конфигурируемого радио – работа в сверхширокой полосе частот вне зависимости от ширины канала, типа модулированного сигнала и скорости передачи информации при условии выполнения требований стандартов электромагнитной совместимости. Изложены основы работы компонентов аппаратной части трансивера для программно-конфигурируемого радио, таких как широкополосный линеаризованный усилитель мощности, модулятор/демодулятор, фильтры, элементы антенно-фидерного тракта. Приведены базовые алгоритмы программной поддержки основных функциональных элементов радиоканала. В заключительной главе показаны результаты аналитических расчетов и цифрового моделирования приемника с однократным преобразованием частоты и нулевой промежуточной частотой, который в наибольшей степени удовлетворяет требованиям программно-конфигурируемого радио.

Изложена теория электрических цепей, на основе которой дается представление об анализе и синтезе схем усилителей, генераторов, фильтров, корректоров и других устройств. С целью лучшего усвоения материала большинство теоретических положений проиллюстрировано примерами. В конце глав приводятся тесты для самоконтроля.

Изложены системные проблемы создания сложных радиотехнических комплексов, теоретические основы анализа и синтеза оптимальных систем, приведены основы энергетических расчетов радиоканалов передачи и извлечения информации в различных диапазонах частот.

В учебнике приведены общие сведения о РЛС РТВ, их характеристиках и принципах построения; рассмотрены способы обзора пространства и измерения координат целей; даны основные технические характеристики и способы построения передающих устройств РЛС РТВ. Особое внимание уделено анализу влияния и вида зондирующего сигнала на защищенность РЛС от активных и пассивных помех, разрешающую способность и точность измерения координат. Приведены структурные схемы тракта приема и выделения сигналов, способы приема и обработки различных типов сигналов РЛС на фоне помех; методы и устройства защиты РЛС РТВ от активных и пассивных помех, особенности их технической реализации; изложены принципы построения устройств отображения радиолокационной информации и работы устройств формирования разверток индикаторов и масштабных меток.

Настоящее пособие входит в состав учебно-методического комплекса по курсу «Основы цифровой аудио- и видеотехники», разработанного для студентов НГТУ, обучающихся по специальностям 210302 – Радиотехника и 210402 – Средства связи с подвижными объектами. Рассмотрены принципы работы и схемотехнические решения для цифровых устройств, используемых для обработки аудио- и видеосигналов. Описаны цифровые стандарты для передачи аудиосигналов, а также характеристики и параметры цифровых телевизионных стандартов. Изложены методы модуляции, применяемые в цифровом телевидении. Пособие может быть использовано при мультимедийной форме чтения лекций, при выполнении расчетно-графических заданий и подготовке к лабораторным работам.

Рассмотрены цифровая фильтрация телевизионных сигналов, включая фильтры нижних частот, фильтры верхних частот и гребенчатые фильтры; показано применение цифровых методов для выделения цветоразностных сигналов, подчер-кивания цветовых переходов, улучшения соотношения сигнал/шум и подавления импульсных помех; описаны новые принципы построения аналоговых высокоизбирательных канальных телевизионных фильтров метрового и дециметрового диапазонов, предназначенных для работы с модуляторами и передающими устройствами цифрового стандарта DVB-T/H.

Рассмотрены основные положения цифрового представления и обработки телевизионного и звукового сигналов, обобщен и систематизирован материал по международным стандартам кодирования с информационным сжатием MPEG-2, MPEG-4, AVC, проанализированы особенности передачи сигналов цифрового телевидения по эфирным каналам связи. В развернутой форме представлены данные об основных характеристиках стандартов цифрового те- левизионного вещания DVB-T, DVB-H и изложены основные принципы их функционирования, а также описаны конструктивные особенности цифровой телевизионной аппаратуры и устройств ограничения доступа к телевизионным программам. Особое внимание уделено анализу структуры сетей цифрового телевизионного вещания.

В монографии изложены основные подходы и методы современной криптографии и стеганографии для решения задач, возникающих при обработке, хранении и передаче информации. Рассмотрены основные шифры с открытыми ключами, методы цифровой подписи, основные криптографические протоколы, блоковые и потоковые шифры, криптографические хеш-функции, а также редко встречающиеся в литературе вопросы о конструкции доказуемо невскрываемых криптосистем и криптографии на эллиптических кривых. Рассмотрены вопросы, связанные с использованием случайных и псевдослучайных чисел в системах защиты информации. Приведено описание основных идей и методов современной стеганографии. Подробно описаны алгоритмы, лежащие в основе криптографических отечественных и международных стандартов. Многие из приведенных в книге результатов исследований, полученных авторами в последние годы, признаны специалистами в России и за рубежом.

На современном уровне рассмотрены теоретические и практические вопросы, связанные с использованием оптических кабелей и пассивных компонентов волоконно-оптических линий связи. Представлена классификация оптических кабелей связи (ОКС) и их основные конструктивные элементы, в том числе приведены конструкции оптических кабелей для грозозащитных тросов, для пневмозадувки, комбинированные конструкции оптических кабелей, подводных оптических кабелей. Рассмотрены оптические волокна (ОВ) – как применяемые на сети России, так и разрабатываемые для будущей реализации. Описаны основные передаточные характеристики ОВ и нелинейные эффекты, возникающие в ОВ при передаче сигналов по пассивным оптическим компонентам, куда по определению МСЭ-Т входят оптические соединители, разветвители, аттенюаторы, адаптеры, соединительные шнуры, коммутаторы, изоляторы, циркуляторы, фильтры, мультиплексоры и волновые конверторы, соединительные муфты различного назначения, кабельные вставки, компенсаторы дисперсии. Приведены основные методики монтажа и измерений оптических волокон и кабелей как при строительстве ВОЛС, так и при монтаже и в процессе эксплуатации.

Изложены основы управления информационной безопасностью (ИБ). Вводятся основные определения и понятия: ИБ, политика ИБ, управление ИБ и другие. Описываются процесс управления ИБ и его составляющие. Определяются система управления (СУИБ) организации, ее область действия и документальное обеспечение, включая политику СУИБ. Подробно рассматриваются этапы планирования, реализации, проверки и совершенствования СУИБ. Анализируется текущая ситуация в области стандартизации управления ИБ, в частности международные и российские стандарты, выдвигающие требования к СУИБ и отдельным процессам управления ИБ.

Рассмотрены основы теории радиолокационных систем с непрерывным излучением и с частотной модуляцией колебаний (ЧМ РЛС), а также основы теории задающих генераторов ЧМ РЛС и излучающих ЧМ автодинов. Такие системы используются для самых разнообразных целей, но наиболее широкое применение они нашли в системах ближнего действия при расстояниях между взаимодействующими объектами от крайне небольших до нескольких километров.

Изложены сведения по всем разделам вузовской программы одноименного курса. Рассмотрены основы теории информации, способы кодирования сообщений, принципы их передачи и приема с помощью радиосигналов, спектральная теория сигналов и их генерирование, усиление, преобразование, модуляция, детектирование, демодуляция и обработка. Изложена теория радиоэлектронных линейных, нелинейных и параметрических цепей аналогового и цифрового типа, устройство и принципы функционирования радиоэлектронных устройств и систем радиосвязи.

В книге изложены основы построения современных полупроводниковых аналоговых и цифровых устройств. Приведены сведения о физических явлениях в полупроводниковых элементах, рассмотрены различные диоды, биполярные и полевые транзисторы. Описаны особенности интегральных схем. Основное внимание уделяется рассмотрению разнообразных транзисторных и интегральных устройств непрерывного и импульсного действия. В настоящем издании (первое издание вышло в свет в 1995 г.) приведена информация об одноэлектронных транзисторах, дополнен раздел "Постоянные запоминающие устройства" и добавлен раздел "Микропроцессоры".

Изложены принципы построения и основные особенности оптических телекоммуникационных систем, использующих в качестве среды передачи волоконно-оптические кабели. Подробно рассмотрены физические основы работы различных оптических и оптоэлектронных компонент, их параметры и характеристики. Обсуждаются особенности передачи цифровых сигналов по линейным трактам и оборудования волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) плезиохронной и синхронной цифровых иерархий и вопросы построения на его основе современных телекоммуникационных сетей. Рассмотрены волоконно-оптические системы передачи со спектральным разделением оптических каналов и основы проектирования волоконно-оптических линий передачи.

В монографии рассмотрены основные вопросы многопротокольной коммутации по меткам, преимущества, проблемы распределения трафика и безопасности в сетях MPLS, переход от MPLS к GMPLS, особенности GMPLS. Особое место в монографии уделено методам оптимизации трафика в сетях IP/MPLS с дифференцированным обслуживанием и методам распределения многопродуктовых потоков, а также локализации сбоев, резервированию и восстановлению для обеспечения живучести в сетях GMPLS. Представлен алгоритм оптимизации сетей на основе множителей Лагранжа и модель для определения показателей надежности в сетях GMPLS с защитной коммутацией (1+1) в условиях недостоверного комбинированного контроля.