Автоматизированные системы управления и связь: основы электросвязи

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ 
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 

И СВЯЗЬ

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

А.И. БРАТКО

Москва
ИНФРА-М

2021

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом 

профессионального образования в качестве учебного пособия 

для учебных заведений, реализующих программу среднего профессионального 

образования по специальностям 20.02.02 «Защита в чрезвычайных ситуациях» 

и 20.02.04 «Пожарная безопасность» (протокол № 8 от 22.06.2020)

УДК 621.39(075.32)
ББК 32.88я723
 
Б87

Р е ц е н з е н т ы:
Веселов Г.Е., доктор технических наук, доцент, директор Института 
компьютерных технологий и информационной безопасности Южного 
федерального университета;
Масютин А.Н., кандидат военных наук, доцент, начальник управления системных проектов Ростовского научно-технического центра 
ФГУП НПП «Гамма»

ISBN 978-5-16-014957-8 (print)
ISBN 978-5-16-107453-4 (online)
© Братко А.И., 2020

Братко А.И.
Б87  
Автоматизированные системы управления и связь: основы электросвязи : учебное пособие / А.И. Братко. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 
329 с. — (Среднее профессиональное образование). — DOI 10.12737/ 
1013017.
ISBN 978-5-16-014957-8 (print)
ISBN 978-5-16-107453-4 (online)
В учебном пособии дается определение связи, рассматриваются виды 
и рода электросвязи, требования, предъявляемые к связи. Описываются 
сигналы электросвязи, их параметры, методы преобразования, кодирования и передачи различных видов сообщений. Излагаются принципы построения многоканальных систем передачи, их основные характеристики, 
устройство оконечных абонентских терминалов, систем оперативно-диспетчерской связи, ручных и автоматических телефонных станций.
Рассмотрены принципы построения средств радиосвязи и правила ведения радиообмена. Приводятся технические характеристики радиостанций, применяемых в МЧС и ГПС России. Изложены основы радиорелейной, спутниковой, сотовой и транкинговой связи.
Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения по дисциплине «Автоматизированные системы управления и связь».
Предназначено для студентов средних профессиональных образовательных учреждений, обучающихся по специальностям 20.02.02 «Защита 
в чрезвычайных ситуациях» и 20.02.04 «Пожарная безопасность».

УДК 621.39(075.32)
ББК 32.88я723

Список сокращений

АКБ — аккумуляторная батарея
АЛ — абонентская линия
АМ — амплитудная модуляция
АМТС — автоматическая междугородняя телефонная станция
АОС — атмосферная оптическая связь
АП — абонентские пункты
АРМ — автоматизированное рабочее место
АСУ — автоматизированная система управления
АТС — автоматическая телефонная станция
АЦП — аналого-цифровой преобразователь
БАЛ — блок абонентских линий
БОКС — беспроводный оптический канал связи
БП — блок питания
БС — базовая станция
БСЛ — блок соединительных линий
ВБП — верхняя боковая полоса
ВОК — волоконно-оптический кабель
ВОЛС — волоконно-оптические линии связи
ВУ — вызывное устройство
ВЧ — высокие частоты, высокочастотный
ГО — гражданская оборона
ГПС России — Государственная противопожарная служба Российской Федерации
ГсО — геостационарная орбита
ДВ — длинные волны
ДИКМ — дифференциальная импульсно-кодовая модуляция
ЕСЭ России — Единая сеть электросвязи Российской Федерации
ЗС — земная станция
ИК — импульсный ключ
ИКМ — импульсно-кодовая модуляция
ИСЗ — искусственный спутник Земли
КБС — контроллер базовой станции
КВ — короткие волны
КК — коммутация каналов
КП — коммутация пакетов
КПл — коммутационное поле
КС — коммутация сообщений

КТЧ — канал то нальной частоты
КШМ — командно-штабная машина
ЛК — линейный комплект
ЛС — линия связи
МБ — местная батарея
Минобороны России — Министерство обороны Российской Федерации
МСЭ — Международный союз электросвязи
МТК-2 — международный телеграфный код № 2
МЦСК — мультисервисная цифровая система коммутации
МЧС России — Министерство Российской Федерации по делам 
гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям
НБП — нижняя боковая полоса
ОАТС ОП — Общегосударственная автоматизированная телефонная сеть общего пользования
ОЗУ — оперативное запоминающее устройство
ОС — оконечная станция
ОУ — орган управления
ОУС — опорный узел связи
ОФМ — относительно-фазовая модуляция
ОЦК — основной цифровой канал
ОЭ — осветительный элемент
ПД — передача данных
ПЗУ — постоянное запоминающее устройство
ПИО — пункт информационного обслуживания
ПО — программное обеспечение
ПОС — пульт оперативной связи
ПУ — пункт управления
ПЦИ — плезиохронная цифровая иерархия
ПШ — подавитель шума
РАТС — районная автоматическая телефонная станция
РК — распределительная коробка
РП — рычажный переключатель
РПУ — речепреобразующее устройство
РРЛ — радиорелейная линия
РРС — радиорелейная станция
РСЧС — единая государственная система предупреждения 
и ликвидации чрезвычайных ситуаций
РТ — розетка телефонная
РТС — ручная телефонная станция
РШ — распределительный шкаф
СБАД — система беспроводного абонентского доступа

СВ — средние волны
СВУ — сигнально-вызывное устройство
СВЧ — сверхвысокие частоты
СДВ — сверхдлинные волны
СЛ — соединительная линия
СогУ — согласующее устройство
СОДС — система оперативно-диспетчерской связи
СОС — служба обработки сообщений
СС — сетевая станция
ССпС — система спутниковой связи
СТА — системный телефонный аппарат
СУ — сетевой узел
СЦИ — синхронная цифровая иерархия
СЧ — синтезатор частот
ТА — терминал абонента
ТЛФ — телефон
ТРСС — транкинговые системы связи
ТфОП — телефонная сеть общего пользования
УАК — узел автоматической коммутации
УВЧ — ультравысокие частоты
УЗЧ — усилитель звуковой частоты
УК — узел коммутации
УКВ — ультракороткие волны
УМ — усилитель мощности
УО — управляемый объект
УПАТС — учрежденческо-производственная автоматическая телефонная станция
УРЧ — усилитель радиочастоты
УС — узел связи
УСг — устройство сигнализации
УТМР — устройство технического маскирования речи
УУ — устройство (узел) управления
ФА — факсимильный аппарат
ФГОС СПО — федеральные государственные образовательные 
стандарты среднего профессио нального образования
ФЛП — фильтр линейного предсказания
ФМ — фазовая модуляция
ФНЧ — фильтр нижних частот
ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь
ЦБ — центральная батарея
ЦКС — центр коммутации сообщений
ЦС — центральная станция

ЦСИО — цифровая сеть интегрального обслуживания
ЦСП — цифровые системы передачи
ЧМ — частотная модуляция
ЧРК — частотное разделение каналов
ЧС — чрезвычайная ситуация
ЭК — электронный ключ

Предисловие

Единая государственная система предупреждения и ликвидации 
чрезвычайных ситуаций (РСЧС) — это система, объединяющая 
органы управления, силы и средства федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов РФ, 
органов местного самоуправления и организаций, в полномочия которых входит решение вопросов в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций.
Управление такой сложной системой невозможно без использования новейших информационных и телекоммуникационных 
технологий, современных средств связи, вычислительной техники, 
прикладных компьютерных программ нового поколения. Эффективность ее функционирования во многом определяется подготовленностью личного состава спасательных и пожарных формирований. Поэтому именно сейчас необходимы технически подготовленные специалисты, обладающие определенными знаниями 
в области управления и связи и умением применять эти знания 
на практике.
Дисциплина «Автоматизированные системы управления и связь» 
является обязательной в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами среднего профессионального образования по специальностям 20.02.02 «Защита в чрезвычайных ситуациях» и 20.02.04 «Пожарная безопасность».
Целью дисциплины является формирование знаний и умений 
использования информационных и телекоммуникационных технологий в профессио нальной деятельности.
В результате изучения данной дисциплины обучающийся должен:
уметь
 
• пользоваться основными видами средств связи и автоматизированных систем управления;
 
• использовать технологии сбора, размещения, хранения, накопления, преобразования и передачи данных в профессионально 
ориентированных информационных системах;
 
• использовать в профессиональной деятельности различные 
виды программного обеспечения, в том числе специального;
 
• применять компьютерные и телекоммуникационные средства;
знать
 
• основные понятия автоматизированной обработки информации;
 
• общий состав и структуру персональных компьютеров и вычислительных систем;

• состав, функции и возможности использования информационных и телекоммуникационных технологий в профессиональной деятельности;
 
• методы и средства сбора, обработки, хранения, передачи и накопления информации;
 
• базовые системные программные продукты и пакеты прикладных программ в области профессиональной деятельности;
 
• основные методы и приемы обеспечения информационной безопасности;
 
• основные физические процессы в системах связи и автоматизированных системах управления;
 
• методы преобразования сообщений и сигналов и их особенности, методы передачи дискретных и непрерывных сообщений 
и сигналов, элементы сжатия данных и кодирования;
 
• основные понятия построения оконечных устройств систем 
связи;
 
• общую характеристику аналоговых и цифровых многоканальных систем связи;
 
• информационные основы связи;
 
• устройство и принцип работы радиостанций;
 
• организацию службы связи пожарной охраны;
 
• сети передачи данных;
 
• автоматическую телефонную связь;
 
• организацию сети спецсвязи по линии 01;
 
• диспетчерскую оперативную связь;
 
• основные элементы радиосвязи;
 
• информационные технологии и основы автоматизированных 
систем;
 
• автоматизированные системы связи и оперативного управления 
пожарной охраны;
 
• правила эксплуатации типовых технических средств связи 
и оповещения;
 
• принципы основных систем сотовой связи.
Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями 
ФГОС СПО и включает три главы: основные понятия электро связи; основы проводной связи; основы радиосвязи.
В первой главе изложены информационные основы связи, рассмотрены сигналы электросвязи, основные физические процессы 
в системах связи, методы преобразования сигналов, а также способы передачи дискретных и непрерывных сообщений, элемен ты 
сжатия и кодирования данных, основные принципы построения 
и характеристики многоканальных систем передачи.

Во второй главе рассмотрены вопросы устройства и работы 
терминалов абонентов, систем оперативно-диспетчерской связи, 
общие сведения о сетях связи.
В третьей главе изложены общие сведения о радиоволнах, 
рассматриваются основные элемен ты радиосвязи, устройство 
и принцип работы радиостанций, правила эксплуатации типовых 
технических средств радиосвязи, принципы построения систем радиорелейной, спутниковой сотовой и транкинговой связи.
Каждый параграф завершается вопросами для самопроверки. 
В конце учебного пособия приводится тест по всему курсу.
Автор надеется, что учебное пособие будет способствовать приобретению студентами профессио нальных навыков в области использования современных инфокоммуникационных технологий.

Глава 1. 
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВЯЗИ

1.1.1. Основные определения связи. 
Задачи связи в области защиты населения
В современном мире наблюдается рост числа чрезвычайных 
ситуаций (ЧС) и масштабов ущерба от них. Современные исследования показывают, что в ближайшие годы будет сохраняться 
высокая степень риска возникновения крупномасштабных чрезвычайных ситуаций различного характера. В целях защиты населения и минимизации ущерба от них в России создана единая государственная система предупреждения и ликвидации ЧС (РСЧС), 
функционирующая в мирное время, и Гражданская оборона (ГО), 
действующая в военное время. Элемен ты, входящие в их состав, 
рассредоточены по всей территории страны и составляют широко развернутую структуру, выполняющую многоплановые задачи по обеспечению безопасности населения. Функционирование 
такой сложной и многогранной системы невозможно без надежного 
управления. От оперативности и надежности управления напрямую 
зависят жизнь людей и минимизация опасных последствий ЧС.
Из теории управления известно, что управление — это выработка и осуществление управляющих воздействий. Простейшая 
схема управления представлена на рис. 1.1.
Она состоит:
 
• из органа управления (ОУ);
 
• каналов прямой и обратной связи (системы связи);
 
• управляемого объекта (УО).
Процесс управления складывается из циклов управления. 
Каждый такой цикл включает в себя:
 
• сбор органом управления информации о внешних воздействиях 
на управляемый объект и данных от него;
 
• обработку информации и принятие решения (выработку управляющего воздействия);
 
• доведение команд управления (управляющего воздействия) 
до УО.